高強度低伸長聚四氟乙烯長絲制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于聚四氟乙烯功能性材料制備領域，特別涉及一種強度高、伸長率低的聚四氟乙烯長絲的制備方法。通過將聚四氟乙烯分散顆粒料低溫給油處理，熟化，真空模壓成型，推壓擠出料條，壓出薄膜，進行兩次縱向加熱拉伸，將薄膜分切成扁絲，并且將扁絲加捻制備成圓絲，將圓絲進行加熱拉伸定型，制備成不同規(guī)格的PTFE長絲。通過本發(fā)明工藝制備出的長絲，實現(xiàn)了強度高、伸長率低的理想指標，是聚四氟乙烯長絲質量的提升與突破。
【專利說明】高強度低伸長聚四氟乙烯長絲制造工藝

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚四氟乙烯功能性材料制備領域，特別涉及一種強度高、伸長率低的 聚四氟乙烯長絲的制備方法。

【背景技術】
[0002] 聚四氟乙烯（PTFE)具有耐溫、耐腐蝕、耐老化、不粘附、不水解等優(yōu)異特點，將其 制造出長絲，然后織成基布，被廣泛應用于耐高溫、耐腐蝕針刺氈濾料，這種濾料是目前各 類化學工業(yè)排放滿足氣體粉塵顆粒排放濃度<20mg/Nm 3的首選濾料。將此濾料制成各種濾 袋、濾板、濾芯以及除塵設備，實現(xiàn)排放環(huán)保達標的目標。
[0003] 濾料在濾塵器或除塵設備中，工況會使其受到頻繁的震動和張力，如果濾料強度 低、容易破損，濾料伸長大，受力后就會松弛，影響工作性能。所以強度和伸長率是濾料最重 要的質量要求之一。
[0004] 濾料的強度和伸長率都是濾料基布決定的，而基布是由長絲織成的，所以長絲的 強度和伸長率決定著濾料的強度和伸長率。目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的PTFE長絲普遍存在強度 不高、伸長率過大的問題，給濾料基布的織造工藝和質量造成了不小的影響，濾料的質量也 難以提高。有的廠家生產(chǎn)的長絲強度較高，但伸長太大，還有的長絲伸長率較低，滿足了要 求，但是強度又不夠，目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的聚四氟乙烯長絲，其主要質量指標：強度一般為 26CN/tex(厘牛/特），最高達36CN/tex，斷裂伸長率一般在11?28%之間。而且都存在 強度高了，伸長率也增大；伸長率小了，強度也降低這樣的指標背離問題。不能完全滿足聚 四氟乙烯濾料用絲的強度高、伸長率低的質量要求，這給客戶造成了很大的困惑。因此，生 產(chǎn)長絲的廠家都在探索研究生產(chǎn)工藝技術，引進技術攻關研發(fā)，找出一種既能提高強度，又 能降低斷裂伸長率的聚四氟乙烯長絲制造技術的新工藝、新方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于：現(xiàn)有技術中，生產(chǎn)的PTFE長絲普遍存在強度不 高、伸長率過大的問題，而且都存在強度高了，伸長率也增大；伸長率小了，強度也降低這樣 的問題。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0007] 提供一種能夠保證強度高的同時，伸長率低的聚四氟乙烯長絲的制備工藝，具體 操作步驟為：
[0008] (1)低溫給油：選用粒徑為550- 600um的聚四氟乙烯分散顆粒料，放在低于15°C 的低溫環(huán)境下存放8小時以上，并在此低溫環(huán)境下，將石蠟油與聚四氟乙烯分散顆粒料混 合均勻，
[0009] 其中，石蠟油的加入量為聚四氟乙烯分散顆粒料質量的5 -15%，
[0010] 作為優(yōu)選：這里的低溫環(huán)境是指〇°C-5°C的溫度環(huán)境，
[0011] 這里將聚四氟乙烯分散顆粒料低溫下放置的作用在于：防止PTFE粉料粘連結團 成塊，保證了后續(xù)混合操作中，粉料的流動性好、混合充分；
[0012] (2)高溫陳化：將經(jīng)過步驟（1)低溫給油處理過的聚四氟乙烯混合料放入52°C- 58°C的高溫環(huán)境中熟化7-10小時；
[0013] (3)真空模壓成型：將步驟（2)中熟化過的聚四氟乙烯混合料放入模具內(nèi)，抽真空 并進行模壓成型，壓成下一步推壓所需的形狀，
[0014] 其中，真空負壓為彡0. 05MPa ;
[0015] (4)推壓擠出：將步驟（3)中經(jīng)過模壓成型的聚四氟乙烯混合料放置在推壓模腔 內(nèi)推壓并連續(xù)擠出料條，
[0016] 其中，推壓擠出操作中，壓縮比為240- 260,擠出料條的速度為250mm/min，擠出 的料條橫截面為扁圓形；
[0017] (5)壓延成膜：將步驟（4)中擠出的料條喂入壓延機內(nèi)，壓出薄膜，
[0018] 其中，壓出薄膜的厚度為0· 25mm，寬度為300mm，壓延時，壓輥溫度為67- 72°C，壓 延線速度為12 -16m/min ；
[0019] (6)加熱拉伸：將經(jīng)過步驟（5)壓延后的薄膜進行兩次縱向加熱拉伸，第一次加熱 拉伸時，加熱溫度為150- 220°C，拉伸倍率為2- 3倍，拉伸速度為1. 5- 4m/min，第二次加 熱拉伸時，加熱溫度為380- 420°C，拉伸倍數(shù)為6- 8倍，拉伸速度為12- 18m/min，
[0020] 其中，需要強調(diào)的是：上述兩次拉伸都是縱向拉伸，不能進行橫向拉伸；
[0021] (7)分切成條：將經(jīng)過步驟（6)加熱拉伸的薄膜，通過分切裝置分切成若干扁絲；
[0022] (8)將步驟（7)中得到的扁絲，通過加捻機加捻制備成圓絲，
[0023] 其中，加捻操作可以為單股加捻、雙股加捻或多股加捻；
[0024] (9)成型：將步驟（8)中得到的圓絲于250-380°C下進行加熱拉伸定型，制備成不 同規(guī)格的PTFE長絲。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制造的聚四氟乙烯長絲強度高達48- 52CN/tex，同 時斷裂伸長率僅為6?10%，實現(xiàn)了強度高、伸長率低的理想指標，是聚四氟乙烯長絲質量 的提升與突破；
[0026] 本發(fā)明采用真空模壓成型，大大減少了成型塑料中的空氣，提高了半制品的密度 和均勻性，對后道推壓、壓延工序的制品質量提高起到了關鍵的作用，對成品長絲的強度提 高貢獻很大；
[0027] 推壓擠出料條的截面為扁圓形，對壓延成膜的寬度提高和纖維縱向排列取向度的 提1?起到關鍵的作用；
[0028] 本發(fā)明的工藝中，全部采用縱向拉伸，不進行橫向拉伸，特別是采用高溫、高拉伸 速度、高拉伸倍數(shù)、以及高密度的"四高"工藝，對降低斷裂延伸率起到了關鍵的作用。

【具體實施方式】
[0029] 實施例1
[0030] (1)低溫給油：將粒徑為550-560um的聚四氟乙烯分散顆粒料，放在2°C的低溫環(huán) 境下存放8小時，并在此低溫環(huán)境下，將石蠟油與聚四氟乙烯分散顆粒料混合均勻，其中， 石蠟油的加入量為聚四氟乙烯分散顆粒料質量的10%，得到經(jīng)低溫給油處理過的聚四氟乙 烯混合料；
[0031] (2)高溫陳化：將經(jīng)過步驟（1)低溫給油處理過的聚四氟乙烯混合料放入55°C的 高溫環(huán)境中熟化10小時；
[0032] (3)真空模壓成型：將步驟（2)中熟化過的聚四氟乙烯混合料放入模具內(nèi)，抽真 空，保持真空負壓為〇. 〇5MPa，并進行模壓成型；
[0033] (4)推壓擠出：將步驟（3)中經(jīng)過模壓成型的聚四氟乙烯混合料放置在推壓模腔 內(nèi)推壓并連續(xù)擠出料條，
[0034] 其中，推壓擠出操作中，壓縮比為260,擠出料條的速度為250mm/min，擠出的料條 橫截面為扁圓形；
[0035] (5)壓延成膜：將步驟⑷中擠出的料條喂入壓延機內(nèi)，壓出薄膜，
[0036] 其中，壓出薄膜的厚度為0. 25mm，寬度為300mm，壓延時，壓輥溫度為68°C，壓延線 速度為14m/min ;
[0037] (6)加熱拉伸：將經(jīng)過步驟（5)壓延后的薄膜進行兩次縱向加熱拉伸，第一次加熱 拉伸時，加熱溫度為180°C，拉伸倍率為3倍，拉伸速度為2. 8m/min，第二次加熱拉伸時，力口 熱溫度為420°C，拉伸倍數(shù)為7倍，拉伸速度為14m/min ;
[0038] (7)分切成條：將經(jīng)過步驟（6)加熱拉伸后的薄膜，通過分切裝置分切成若干扁 絲；
[0039] (8)將步驟（7)中得到的扁絲，通過加捻機加捻（單股加捻）制備成圓絲；
[0040] (9)成型：將步驟（8)中得到的圓絲于300°C下進行加熱拉伸定型，制備成不同規(guī) 格的PTFE長絲。
[0041] 經(jīng)檢測：本實施例中制備的長絲強度為52CN/tex，斷裂伸長率為7%。
[0042] 實施例2 :
[0043] (1)低溫給油：將粒徑為590-600um的聚四氟乙烯分散顆粒料，放在0°C的低溫環(huán) 境下存放10小時，并在此低溫環(huán)境下，將石蠟油與聚四氟乙烯分散顆粒料混合均勻，其中， 石蠟油的加入量為聚四氟乙烯分散顆粒料質量的12%，得到經(jīng)低溫給油處理過的聚四氟乙 烯混合料；
[0044] (2)高溫陳化：將經(jīng)過步驟（1)低溫給油處理過的聚四氟乙烯混合料放入58°C的 高溫環(huán)境中熟化7小時；
[0045] (3)真空模壓成型：將步驟（2)中熟化過的聚四氟乙烯混合料放入模具內(nèi)，抽真 空，保持真空負壓為〇. 〇6MPa，并進行模壓成型；
[0046] (4)推壓擠出：將步驟（3)中經(jīng)過模壓成型的聚四氟乙烯混合料放置在推壓模腔 內(nèi)推壓并連續(xù)擠出料條，
[0047] 其中，推壓擠出操作中，壓縮比為240,擠出料條的速度為250mm/min，擠出的料條 橫截面為扁圓形；
[0048] (5)壓延成膜：將步驟（4)中擠出的料條喂入壓延機內(nèi)，壓出薄膜，
[0049] 其中，壓出薄膜的厚度為0. 25mm，寬度為300mm，壓延時，壓輥溫度為70°C，壓延線 速度為12m/min ;
[0050] (6)加熱拉伸：將經(jīng)過步驟（5)壓延后的薄膜進行兩次縱向加熱拉伸，第一次加熱 拉伸時，加熱溫度為200°C，拉伸倍率為2倍，拉伸速度為2m/min，第二次加熱拉伸時，加熱 溫度為380°C，拉伸倍數(shù)為6倍，拉伸速度為12m/min ;
[0051] (7)分切成條：將經(jīng)過步驟（6)加熱拉伸后的薄膜，通過分切裝置分切成若干扁 絲；
[0052] (8)將步驟（7)中得到的扁絲，通過加捻機加捻（雙股加捻）制備成圓絲；
[0053] (9)成型：將步驟（8)中得到的圓絲于320°C下進行加熱拉伸定型，制備成不同規(guī) 格的PTFE長絲。
[0054] 經(jīng)檢測：本實施例中制備的長絲強度為50CN/tex，斷裂伸長率為10%。
[0055] 實施例3 :
[0056] (1)低溫給油：將粒徑為570-580um的聚四氟乙烯分散顆粒料，放在5°C的低溫環(huán) 境下存放12小時，并在此低溫環(huán)境下，將石蠟油與聚四氟乙烯分散顆粒料混合均勻，其中， 石蠟油的加入量為聚四氟乙烯分散顆粒料質量的8%，得到經(jīng)低溫給油處理過的聚四氟乙 烯混合料；
[0057] (2)高溫陳化：將經(jīng)過步驟（1)低溫給油處理過的聚四氟乙烯混合料放入52°C的 高溫環(huán)境中熟化10小時；
[0058] (3)真空模壓成型：將步驟（2)中熟化過的聚四氟乙烯混合料放入模具內(nèi)，抽真 空，保持真空負壓為〇. 〇6MPa，并進行模壓成型；
[0059] (4)推壓擠出：將步驟（3)中經(jīng)過模壓成型的聚四氟乙烯混合料放置在推壓模腔 內(nèi)推壓并連續(xù)擠出料條，
[0060] 其中，推壓擠出操作中，壓縮比為240,擠出料條的速度為250mm/min，擠出的料條 橫截面為扁圓形；
[0061] (5)壓延成膜：將步驟⑷中擠出的料條喂入壓延機內(nèi)，壓出薄膜，
[0062] 其中，壓出薄膜的厚度為0. 25mm，寬度為300mm，壓延時，壓輥溫度為72°C，壓延線 速度為16m/min ;
[0063] (6)加熱拉伸：將經(jīng)過步驟（5)壓延后的薄膜進行兩次縱向加熱拉伸，第一次加熱 拉伸時，加熱溫度為220°C，拉伸倍率為2. 5倍，拉伸速度為3. 5m/min，第二次加熱拉伸時， 加熱溫度為400°C，拉伸倍數(shù)為7倍，拉伸速度為12m/min ;
[0064] (7)分切成條：將經(jīng)過步驟（6)加熱拉伸后的薄膜，通過分切裝置分切成若干扁 絲；
[0065] (8)將步驟（7)中得到的扁絲，通過加捻機加捻（雙股加捻）制備成圓絲；
[0066] (9)成型：將步驟（8)中得到的圓絲于270°C下進行加熱拉伸定型，制備成不同規(guī) 格的PTFE長絲。
[0067] 經(jīng)檢測：本實施例中制備的長絲強度為50CN/tex，斷裂伸長率為8%。
[0068] 對比實施例1一 3
[0069] 步驟（1)中，將聚四氟乙烯分散顆粒料放在常溫25°C的環(huán)境下存放8小時，并在此 溫度環(huán)境下，將石蠟油與聚四氟乙烯分散顆粒料混合均勻，其余的步驟都分別與實施例1、 實施例2、實施例3中相同。制備出的長絲的性能數(shù)據(jù)如表1所示。
[0070] 表 1
[0071]

【權利要求】
1. 一種高強度低伸長聚四氟乙烯長絲的制備方法，其特征在于：所述的制備方法的具 體步驟為， (1) 將聚四氟乙烯分散顆粒料放在低于15°c的低溫環(huán)境下存放8小時以上后，與石蠟 油混合均勻，得到經(jīng)低溫給油處理過的聚四氟乙烯混合料； (2) 將經(jīng)過步驟（1)低溫給油處理過的聚四氟乙烯混合料放入52°C-58°C的高溫環(huán)境 中熟化7 -10小時； (3) 將步驟（2)中熟化過的聚四氟乙烯混合料放入模具內(nèi)，抽真空并進行模壓成型，真 空負壓為彡0. 〇5MPa ; (4) 將步驟（3)中經(jīng)過模壓成型的聚四氟乙烯混合料放置在推壓模腔內(nèi)推壓并連續(xù)擠 出料條，控制料條的橫截面為扁圓形； (5) 將步驟（4)中擠出的料條喂入壓延機內(nèi)，壓出薄膜，壓輥溫度為67- 72°C，壓延線 速度為 12 -16m/min ； (6) 將經(jīng)過步驟（5)壓延后的薄膜進行兩次縱向加熱拉伸，第一次加熱拉伸時，加熱溫 度為150-220°C，拉伸倍率為2-3倍，拉伸速度為1. 5-4m/min，第二次加熱拉伸時，加熱 溫度為380- 420°C，拉伸倍數(shù)為6- 8倍，拉伸速度為12- 18m/min ; (7) 將經(jīng)過步驟（6)加熱拉伸的薄膜，通過分切裝置分切成若干扁絲； (8) 將步驟（7)中得到的扁絲，通過加捻機加捻制備成圓絲； (9) 將步驟（8)中得到的圓絲于250- 380°C下進行加熱拉伸定型，制備成不同規(guī)格的 PTFE長絲。
2. 如權利要求1所述的高強度低伸長聚四氟乙烯長絲的制備方法，其特征在于：步驟 ⑴中所述的低于15°C的低溫環(huán)境是指，0°C-5°C的溫度環(huán)境。
3. 如權利要求1所述的高強度低伸長聚四氟乙烯長絲的制備方法，其特征在于：步驟 ⑴中所述的存放8小時以上是指，存放8 -12小時。
4. 如權利要求1所述的高強度低伸長聚四氟乙烯長絲的制備方法，其特征在于：步驟 (1)中聚四氟乙烯分散顆粒料與石蠟油混合時，石蠟油的加入量為聚四氟乙烯分散顆粒料 質量的5 -15%。
5. 如權利要求1所述的高強度低伸長聚四氟乙烯長絲的制備方法，其特征在于：步驟 (5)中，壓出薄膜的厚度為0.25mm，寬度為300mm。
【文檔編號】D01D5/42GK104294382SQ201410468609
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權日:2014年9月16日
【發(fā)明者】闕福明, 潘建農(nóng), 闕建福 申請人:常州市東新華福氟塑材料有限公司