專利名稱：：一種聚四氟乙烯空間結構建筑膜材的制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及特種紡織、髙分子材料及建材
技術領域：
，尤其是一種高強度耐久性環(huán)保型空間結構建筑膜材的制造方法。技術背景建筑用膜結構是建筑結構中最新發(fā)展起來的一種建筑構件，是集建筑學、結構力學、精細化工與材料科學為一體的高科技工程。膜材料是膜結構建筑中的核心，以其重量輕、力學、光學、熱學性能好、阻燃和自潔性能佳、施工方便等優(yōu)點，廣泛應用于飛機場、體育館、展覽廳等公共建筑、大型廠房和倉庫。提高抗拉強度、增加柔韌性是膜材生產中兩大技術難題。在選擇一定織物厚度和經緯密度條件下，玻璃纖維布抗拉強度能夠滿足膜材對抗拉強度的要求，但導致膜材抗拉強度降低的主要原因是在加工過程中髙溫(350'C以上)燒結時間過長所致。專利號200510049677.5公開了一種氟樹脂建筑膜材的制造工藝，該專利提出了選用國產E型5.5~7微米的單紗克重范圍在150~680tex的玻璃纖維紗進行浸漬處理劑浸漬處理，浸漬后的玻璃纖維紗經燒結即成改性玻璃纖維紗；然后用改性的玻璃纖維紗編織成改性玻璃纖維布，以此提高膜材的抗拉強度；再對改性玻璃纖維布進行柔韌涂層劑的多次涂覆處理，經涂層劑涂覆的織物布通過燒結即成柔韌織物布，以此改善膜材柔軟性；最后經氟樹脂乳液多次涂覆處理后即成氟樹脂建筑膜材。該方法通過浸漬處理劑對玻璃纖維單紗涂覆燒結后織成玻璃纖維布，經改性的玻璃纖維紗變硬后不易編織成布，給后道織造工藝帶來了困難，實際操作性不強；增加了玻璃纖維紗經浸漬處理劑后燒結和玻璃纖維布涂柔韌涂層劑后多次燒結的燒結過程，降低了建筑膜材的抗拉強度、柔軟性和使用壽命。
發(fā)明內容本發(fā)明目的在于克服現有技術中改性玻璃纖維紗織布困難、多次燒結降低強度和柔軟性的缺點，提供一種以玻璃纖維布為基材，進行多次涂覆、低溫烘干、一次燒結的建筑膜材制造方法，該法制造的具有底層、結構層、表面層的空間結構建筑膜材抗拉、抗撕裂、強度髙、耐老化、柔韌性好、透光性佳、使用壽命長。為了達到上述目的，本發(fā)明的一種聚四氟乙烯空間結構建筑膜材的制造方法，包括以下步驟(1)玻璃纖維布低溫燒毛處理將卷繞在傳動裝置上的玻璃纖維布以1.5-5米/分鐘的線速度進入烘箱燒毛處理，烘箱烘干區(qū)溫度為180-300TC;(2)浸漬、烘干處理形成底層將上述燒毛處理后的玻璃纖維布以0.2-6米/分的線速度進入浸漬設備中，使燒毛處理后的玻璃纖維布完全浸沒在底層浸漬劑中進行一次浸漬，再進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三烘干區(qū)一次烘干，一區(qū)烘干溫度為100-150r，二區(qū)烘干溫度為120-240。C，三區(qū)烘干溫度為200-280C在玻璃纖維布的上、下兩面上分別形成浸漬厚度為0.02-0.1亳米的底層；(3)浸漬、烘干處理形成結構層按步驟(2)相同的線速度、浸漬和烘干設備以及烘干溫度，將具有底無的坡璃纖維布完全浸沒在聚四氟乙烯乳液中進行多次浸漬、烘干處理，每次單面浸漬厚度控制在0.01-0.05亳米，多次浸漬、烘干處理后在底層的上、下兩面上分別形成浸漬厚度為0.05-1.2亳米的結構層；(4)浸漬、烘干處理形成表面層按步驟(2)相同的線速度、浸漬和烘干設備以及烘干溫度，將具有底層和結構層的玻璃纖維布完全浸沒在表面浸漬劑中進行一次浸漬、烘干處理后，在結構層的上、下兩面上分別形成浸漬厚度為0.01-0.05毫米的表面層；(5)燒結處理將經過上述(l)-(4)步驟處理后的具有底層、結構層和表面層的玻璃纖維布以0.5-8米/分鐘的線速度進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個烘干區(qū)進行一次烘干燒結，一區(qū)烘干溫度為260-300。C，二區(qū)烘干溫度為"0-3WC，三區(qū)烘干溫度為300-380。C，經烘干燒結處理、檢驗后的成品即為聚四氟乙烯空間結構建筑膜材。進一步地，底層浸漬劑按重量百分比包括聚四氟乙烯乳液96-99%、親水性納米二氧化硅0.5-2%、有機增稠劑0.2-1"/。、硅婉偶聯(lián)劑0.2-1%;表面層浸漬劑按重量百分比包括聚四氟乙烯乳液97-99.5%、銳鈦型納米二氧化鈦0.2-2%、分散劑0.1-1%;上述聚四氟乙烯乳液固含量為45-65%。本發(fā)明通過對玻璃纖維布低溫高速燒毛、多次涂覆低溫處理、一次高溫快速燒結的涂層工藝，有效減少了高溫燒結處理引起的抗拉強度下降，節(jié)約了能源，降低了成本；無需對玻璃纖維紗進行浸漬處理，以玻璃纖維布作為基材，簡化了工序、易于制造；低溫高速燒毛處理除去玻璃纖維布表面附著的浸潤劑等有機成份，提高聚四氟乙烯的附著力；以親水性納米二氧化硅、有機增稠劑、硅烷偶聯(lián)劑等改性處理后的聚四氟乙烯乳液作為底層浸漬劑進行浸漬處理，改善了玻璃纖維布的柔韌性；表面層涂覆含有納米二氧化鈦的聚四氟乙烯乳液浸。漬劑，利用其光催化功能更進一步提高了建筑膜材的自潔和抗紫外功能；經本方法制造的建筑膜材具有抗拉、抗撕裂、抗強風暴、抗寒耐熱、強度高、自潔、阻燃、耐老化、表面光滑、反射曰光、透光性好、使用壽命長等優(yōu)點。圖l為釆用本方法制造后的建筑膜材結構示意圖。圖中，玻璃纖維布i，底層上下兩面2、3，結構層上下兩面4、5，表面層上下兩面6、7。具體實施方式實施例一(1)玻璃纖維布低溫燒毛處理燒毛處理在浸漬設備上進行，基布重量660g/m2。玻璃纖維布卷固定在浸漬設備的傳動裝置軸上，烘箱三個烘干區(qū)共6米高，每2米為1區(qū)。烘箱第一區(qū)設定溫度為180C第二、三區(qū)設定溫度為280'C,玻璃纖維布以3米/分鐘的線速度經過烘箱燒毛處理后巻取，除去玻璃纖維布表面附著的浸潤劑等有機成份，提髙聚四氟乙烯的附著力；(2)浸漬、烘干處理形成底層底層浸漬劑按重量百分比配比固含量60%的聚四氟乙烯乳液97。/。、親水性納米二氧化硅1.8%、有機增稠劑0.7%、硅烷偶聯(lián)劑0.5%;將聚四氟乙烯乳液和硅烷偶聯(lián)劑加入容器中，邊攪拌邊投入親水性納米二氧化硅，0.5小時后，再滴加有機增稠劑，攪拌3小時，攪拌速度80轉/分鐘，攪拌至各組分分散均勻無沉底、凝結現象；將底層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，再將燒毛后的玻璃纖維布巻繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的底層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制底層浸漬厚度后，進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)120r、第二區(qū)180'C、第三區(qū)240。C，以1.5米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后卷取，底層上下兩面2、3浸漬厚度各為0.03亳米；(3)浸漬、烘干處理形成結構層結構層浸漬劑為固含量60%的聚四氟乙烯乳液，將結構層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，再將具有底層的玻璃纖維布卷繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的結構層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制結構層浸漬厚度后，進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)120°C、第二區(qū)180。C、第三區(qū)240。C，以1.5米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后卷取，反復浸漬和烘干6次，每次單面浸漬厚度為0.02亳米，多次浸漬、烘干后結構層上下兩面4、5厚度各為0.12亳米；(4)浸漬、烘干處理形成表面層表面層浸漬劑按重量百分比配比固含量60%的聚四氟乙烯乳液98.5%、納米二氧化鈥1%、分散劑0.5%;將納米二氧化鈦與去離子水配制成固含量20%的懸浮液，然后加入分散劑用高剪切乳化機分散1小時，再加入到聚四氟乙烯乳液中，攪拌3小時，攪拌速度60轉/分；將表面層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，將具有底層和結構層的玻璃纖維布卷繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的表面層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制表面層浸漬厚度后進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個烘干區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)120t:、第二區(qū)18(TC、第三區(qū)240'C，以1.5米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后巻取，表面層上下兩面6、7厚度各為0.02亳米；(5)燒結處理燒結處理在烘箱內進行，烘箱溫度設置為第一段280'C、第二段320'C、第三段35(TC;將具有底層、結構層和表面層的半成品以4米/分鐘的線速度經過烘箱一次燒結后卷取、檢驗，成品即為聚四氟乙烯空間結構建筑膜材。經測試通過實施例一制造的建筑膜材總重量為1550g/m2，總厚度1毫米，抗拉強度(經向/緯向)8230/7100(N/5cm),剝離強度為101(N/5cm),透光率8%，反射率65%。實施例二(1)玻璃纖維布低溫燒毛處理燒毛處理在浸漬設備上進行?；贾亓?50g/m2。玻璃纖維布巻固定在浸漬設備的傳動裝置軸上，烘箱三個烘干區(qū)共6米高，每2米為1區(qū)。烘箱第一區(qū)設定溫度為200°C，第二、三區(qū)設定溫度為280X:，玻璃纖維布以3.5米/分鐘的線速度經過烘箱燒毛處理后巻取，除去玻璃纖維布表面附著的浸潤劑等有機成份，提高聚四氟乙烯的附著力；(2)浸漬、烘干處理形成底層底層浸漬劑按重量百分比配比固含量60%的聚四氟乙烯乳液98%、親水性納米二氧化硅1'/。、有機增稠劑0.5%、硅烷偶聯(lián)劑0.5%;將聚四氟乙烯乳液和硅烷偶聯(lián)劑加入容器中，邊攪拌邊投入親水性納米二氧化硅，0.5小時后，再滴加有機增稠劑，攪拌3小時，攪拌速度80轉/分鐘，攪拌至各組分分散均勻無沉底、凝結現象；將底層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，再將燒毛后的玻璃纖維布卷繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的底層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制底層浸漬厚度后進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個烘干區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)120。C、第二區(qū)200'C、第三區(qū)260r,以2米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后卷取，底層上下兩面2、3浸漬厚度各為0.02亳米；(3)浸漬、烘干處理形成結構層結構層浸漬劑為固含量60%的聚四氟乙烯乳液，將結構層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，再將具有底層的玻璃纖維布巻繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的結構層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制結構層浸漬厚度后，進入烘箱，依次通過烘箱的三個烘干區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)12(TC、第二區(qū)200。C、第三區(qū)260r,以2米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后巻取，反復浸漬、烘干5次，每次單面浸漬厚度為0.02亳米，多次浸漬、烘干后結構層上下兩面4、5厚度各為0.IO亳米；(4)浸漬、烘干處理形成表面層表面層浸漬劑按重量百分比配比固含量60%的聚四氟乙烯乳液98%、納米二氧化鈥1.5%、分散劑0.5%;將納米二氧化鈥與去離子水配制成固含量20%的懸浮液，然后加入分散劑用髙剪切乳化機分散1小時，再加入到聚四氟乙烯乳液中，攪拌3小時，攪拌速度60轉/分；將表面層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，再將具有底層和結構層的玻璃纖維布卷繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的表面層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制表面層浸漬厚度后進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個烘干區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)120匸、第二區(qū)2oor;、第三區(qū)段26or,以2米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后卷取，表面層上下兩面6、7厚度各為0.01亳米；(5)燒結處理燒結處理在烘箱內進行，烘箱溫度設置為第一段260^、第二段310iC、第三段37(TC;將具有底層、結構層和表面層的半成品以4米/分鐘的線速度經過烘箱一次燒結后巻取、檢驗，成品即為聚四氟乙烯空間結構建筑膜材。經測試通過實施例二制造的建筑膜材總重量為1150g/m2，總厚度0.7亳米，抗拉強度(經向/緯向)7050/6008(N/5cm)，剝離強度為80(N/5cm)，透光率12%,反射率65%。實施例三(l)玻璃纖維布低溫燒毛處理燒毛處理在浸漬設備上進行?；贾亓?30g/m2。玻璃纖維布巻固定在浸漬設備的傳動裝置軸上，烘箱烘干區(qū)共6米髙，每2米為1區(qū)。烘箱第一區(qū)段設定溫度為18(TC，第二、三區(qū)段設定溫度為260'C,玻璃纖維布以4米/分鐘的線速度經過烘箱燒毛處理后巻取，除去玻璃纖維布表面附著的浸潤劑等有機成份，提高聚四氟乙烯的附著力；(2)浸漬、烘干處理形成底層底層浸漬劑按重量百分比配比固含量60%的聚四氟乙烯乳液98.5%、親水性納米二氧化硅0.8%、有機增稠劑0.3%、硅烷偶聯(lián)劑0.4%;將聚四氟乙烯乳液和硅烷偶聯(lián)劑加入容器中，邊攪拌邊投入親水性納米二氧化硅，0.5小時后，再滴加有機增稠劑，攪拌3小時，攪拌速度80轉/分鐘，攪拌至各組分分散均勻無沉底、凝結現象；將底層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，再將燒毛后的玻璃纖維布卷繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的底層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制底層浸漬厚度后，進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個烘干區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)120t:、第二區(qū)160"C、第三區(qū)220。C，以2.5米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后卷取，底層上下兩面2、3浸漬厚度各為0.02亳米；(3)浸漬、烘干處理形成結構層結構層浸漬劑為固含量60%的聚四氟乙烯乳液，將結構層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，再將具有底層的玻璃纖維布巻繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的結構層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制結構層浸漬厚度后，進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個烘干區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)120C、第二區(qū)160匸、第三區(qū)220匸，以2.5米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后卷取，反復浸漬、烘干3次，每次單面浸漬厚度為0.02毫米，多次浸漬、烘干后結構層上下兩面4、5厚度各為0.06亳米；(4)浸漬、烘干處理形成表面層表面層浸漬劑按重量百分比配比固含量60%的聚四氟乙烯乳液99.5%、納米二氧化鈦0.4%、分散劑0.1%;將納米二氧化鈦與去離子水配制成固含量20/。的懸浮液，然后加入分散劑用高剪切乳化機分散l小時，再加入到聚四氟乙烯乳液中，攪拌3小時，攪拌速度60轉/分；將表面層浸漬劑加入浸漬設備料槽內，再將具有底層和結構層的玻璃纖維布卷繞在浸漬設備的傳動軸上，然后進入料槽內的表面層浸漬劑并浸沒于其中進行浸漬處理，通過厚度調節(jié)輥控制表面層浸漬厚度后進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個烘干區(qū)，烘箱設定溫度第一區(qū)120'C、第二區(qū)160'C、第三區(qū)224(TC，以2.5米/分鐘的線速度經過烘箱除去水份和助劑后巻取，表面層上下兩面6、7厚度各為0.01亳米；(5)燒結處理燒結處理在烘箱內進行，烘箱溫度設置為第一段280C、第二段32(TC、第三段370。C;將具有底層、結構層和表面層的半成品以5米/分鐘的線速度經過烘箱一次燒結后卷取、檢驗，成品即為聚四氟乙烯空間結構建筑膜材。經測試通過實施例三制造的建筑膜材總重量為800g/m2，總厚度0.5亳米，抗拉強度(經向/緯向)4570/4050(N/5cm)，剝離強度為60(N/5cm),透光率21%,反射率69%。對不同厚度膜材的部分性能指標檢測，列表如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本發(fā)明專利申請保護范圍不局限于給出的實施例。權利要求1、一種聚四氟乙烯空間結構建筑膜材的制造方法，其特征在于(1)玻璃纖維布低溫燒毛處理將卷繞在傳動裝置上的玻璃纖維布以1.5-5米/分鐘的線速度進入烘箱燒毛處理，烘箱烘干區(qū)溫度為180-300℃；(2)浸漬、烘干處理形成底層將上述燒毛處理后的玻璃纖維布以0.2-6米/分的線速度進入浸漬設備中，使燒毛處理后的玻璃纖維布完全浸沒在底層浸漬劑中進行一次浸漬，再進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三烘干區(qū)一次烘干，一區(qū)烘干溫度為100-150℃，二區(qū)烘干溫度為120-240℃，三區(qū)烘干溫度為200-280℃，在玻璃纖維布的上、下兩面上分別形成浸漬厚度為0.02-0.1毫米的底層；(3)浸漬、烘干處理形成結構層按步驟(2)相同的線速度、浸漬和烘干設備以及烘干溫度，將具有底層的玻璃纖維布完全浸沒在聚四氟乙烯乳液中進行多次浸漬、烘干處理，每次單面浸漬厚度控制在0.01-0.05毫米，多次浸漬、烘干處理后在底層的上、下兩面上分別形成浸漬厚度為0.05-1.2毫米的結構層；(4)浸漬、烘干處理形成表面層按步驟(2)相同的線速度、浸漬和烘干設備以及烘干溫度，將具有底層和結構層的玻璃纖維布完全浸沒在表面浸漬劑中進行一次浸漬、烘干處理后，在結構層的上、下兩面上分別形成浸漬厚度為0.01-0.05毫米的表面層；(5)燒結處理將經過上述(1)-(4)步驟處理后的具有底層、結構層和表面層的玻璃纖維布以0.5-8米/分鐘的線速度進入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個烘干區(qū)進行一次烘干燒結，一區(qū)烘干溫度為260-300℃，二區(qū)烘干溫度為280-320℃，三區(qū)烘干溫度為300-380℃，經烘干燒結處理、檢驗后的成品即為聚四氟乙烯空間結構建筑膜材。2、根據權利要求l所述的聚四氟乙烯空間結構建筑膜材的制造方法，其特征在于所述的底層浸漬劑按重量百分比包括聚四氟乙烯乳液96-99%、親水性納米二氧化硅0.5-2%、有機增稠劑0.2-1%、硅烷偶聯(lián)劑0，2-1%。3、根據權利要求l所述的聚四氟乙烯空間結構建筑膜材的制造方法，其特征在于所述表面層浸漬劑按重量百分比包括聚四氟乙烯乳液97-99.5%、銳鈦型納米二氧化鈦0.2-2%、分散劑0，1-1%。4、根據權利要求1或2或3所述的聚四氟乙烯空間結構建筑膜材的制造方法，其特征在于所述聚四氟乙烯乳液固含量為45-65%。全文摘要本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯空間結構建筑膜材的制造方法，是通過玻璃纖維布低溫燒毛處理、玻璃纖維布底層浸漬處理、結構層浸漬處理、表面層浸漬處理、燒結處理的制造過程，低溫高速燒毛、多次涂覆低溫處理、一次高溫快速燒結，有效減少了高溫燒結處理引起的抗拉強度下降；以玻璃纖維布作為基材，無需對玻璃纖維紗進行浸漬處理，簡化工序、易于制造，克服了現有技術中改性玻璃纖維紗織布困難、多次燒結降低強度和柔軟性的缺點。該方法制造出的具有底層、結構層、表面層的空間結構建筑膜材抗拉、抗撕裂強度高、耐老化、柔韌性好、透光性佳、使用壽命長，廣泛應用于飛機場、體育館、展覽廳、大型廠房、倉庫等建筑。文檔編號D06C9/00GK101240509SQ20081002453公開日2008年8月13日申請日期2008年3月26日優(yōu)先權日2008年3月26日發(fā)明者李維偉申請人:泰興市維維高分子材料有限公司