專利名稱：聚四氟乙烯模塑制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚四氟乙烯(PTFE)模塑制品，將其加工成膜、帶或纖維狀及所述制品的制備方法。
PTFE由于其熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，使其成為一種很有價(jià)值的材料。AT-B 370，674公開(kāi)了用燒結(jié)PTFE制成的單軸拉伸膜，這些膜在拉伸方向其拉伸強(qiáng)度值為50N/mm2至140N/mm2。在制造它們時(shí)首先將PTFE粉末壓成圓柱形的模塑制品，然后將其燒結(jié)，當(dāng)膜脫落后，將其加熱到至少327℃再拉伸。
GB-A-2，025，835描述了用糊擠壓法生產(chǎn)多孔PTFE模塑制品的方法。糊組合物，主要包括PTFE粉末和潤(rùn)滑劑，被強(qiáng)制通過(guò)模，其中潤(rùn)滑劑經(jīng)干燥除去。然后將模塑制品加熱到PTFE的晶粒熔點(diǎn)之上(327℃)，并在加熱過(guò)程中進(jìn)行拉伸。
AT-B 391，473公開(kāi)了用PTFE制備單軸拉伸模塑制品的方法，即將含PTFE粉末的糊狀組合物連續(xù)加工成膜，由一系列輥或輾滾傳輸送進(jìn)行加熱和拉伸。在拉伸之前，將模塑先加熱到327-450℃之間，優(yōu)選的溫度為350-390℃，在此溫度范圍內(nèi)燒結(jié)后拉伸。此方法可生產(chǎn)出PTFE單軸拉伸模塑制品，該制品在拉伸方向上的拉伸強(qiáng)度至少為500N/mm2，其密度為1.80-2.30g/cm3。
為了擴(kuò)展PTFE的應(yīng)用范圍，需要得到用PTFE生產(chǎn)的彎曲纖維，本發(fā)明的主要目的就在于制造出具有穩(wěn)定永久彎曲性能的PTFE纖維。
本發(fā)明的此目的是通過(guò)制造一種聚四氟乙烯(PTFE)的雙組份模塑制品實(shí)現(xiàn)的，即該制品由兩種PTFE組份按照并列排列的形式組成。這兩種組份在受熱時(shí)會(huì)收縮，其熱空氣收縮率至少有1%的差別。例如，這種纖維如果加熱到200℃以上就會(huì)彎曲甚至在熱處理過(guò)程中任意彎曲。
Ullmann出版的“化工技術(shù)百科全書(shū)”第四版，第十一章，第283-284頁(yè)中Verlag指出尼龍纖維經(jīng)雙組份紡絲后可以彎曲。按照這種方法，兩種性質(zhì)不同的聚合物熔體同時(shí)從一個(gè)模口噴絲。上述纖維中的兩種聚合物基本上有兩種可能的排列方式芯-外殼排列和并列排列。在第一種排列方式中，一種聚合物包圍著另一種聚合物形如外殼而第二種排列方式中纖維可想象為是由兩個(gè)半圓柱相互通過(guò)截面連接在一起的。然而，用這種方法，不可能生產(chǎn)穩(wěn)定卷曲的PTFE纖維。
本發(fā)明基于認(rèn)識(shí)到能夠用簡(jiǎn)單方法制備由兩層或多層收縮性質(zhì)不同的PTFE層組成的雙組份膜以形成粗雙組份纖維。該纖維加熱到200℃以上時(shí)能夠穩(wěn)定收縮。
因此本發(fā)明的雙組份模塑制品的優(yōu)選實(shí)施例是按照膜，帶或纖維的形式設(shè)計(jì)的。這種纖維有利于原纖維化。
本發(fā)明涉及用上述雙組份模塑制品經(jīng)熱處理得到的PTFE模塑制品。
模塑制品的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其特征在于，得到一種彎曲纖維。這種纖維可用常規(guī)方法加工成僅含PTFE的針形毛氈，這種彎曲纖維的強(qiáng)度值至少為300N/mm2。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明的纖維的梳通性能特別好，并且如果所使用的纖維是彎曲的和原纖維化的，則這種纖維非常適于制造無(wú)紡織織物和毛氈。用經(jīng)原纖維化分岔的這些纖維，不需其它輔助方法就可生產(chǎn)出純PTFE毛氈。這些毛氈在作為過(guò)濾器使用時(shí)，其優(yōu)越性在于壓力差增加小于用基質(zhì)紡絲纖維制成的毛氈。本發(fā)明生產(chǎn)的毛氈還可用于醫(yī)藥技術(shù)。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及用PTFE生產(chǎn)雙組份膜的方法，包括兩種含PTFE粉末的組份模塑為并列形式，經(jīng)軋平制成板狀雙組份模塑制品，經(jīng)燒結(jié)后拉伸，前題條件是所用的PTFE粉被加工成膜后，其受熱的收縮程度不同，且其熱空氣收縮率至少有1%的差別。將多于兩種含PTFE粉末的組份加工成并列的模塑件也是可能的。
按照本發(fā)明，一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方法包括將板狀雙組份模塑制品切割成帶經(jīng)燒結(jié)后拉伸，必要時(shí)還要進(jìn)行原纖維化處理。
本發(fā)明通過(guò)附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖1表示并列形式的板狀雙組份模塑制品的形成和構(gòu)造。圖2表示PTFE彎曲纖維的生產(chǎn)過(guò)程。
根據(jù)圖1，將兩種具有不同熱空氣收縮率的PTFE聚合物A和B與潤(rùn)滑劑混和形成模塑件(圓柱體)。然后將這些圓柱體沿長(zhǎng)度方向軸向分割成兩半(A和B)，然后A半部分與B半部分一同在擠壓機(jī)中擠壓成一股，所以股的一半含PTFEA另一半含PTFEB，在下一步，將股通過(guò)壓延機(jī)軋平成膜，在這個(gè)工藝中，必須注意股位于滾子中間，這可假想為這兩種材料半部分的分割線與滾距相平行。只有用這種方法才能生產(chǎn)出真正的雙組份膜。壓制后，膜可以象通常一樣得以干燥并且不含潤(rùn)滑劑。
根據(jù)圖2所示可將干燥的膜連續(xù)地送入燒結(jié)和拉伸系統(tǒng)。它主要包括傳遞單元1，一個(gè)刀桿2，二個(gè)加熱滾3′，3″和一個(gè)不加熱的脫離單元4，圖示中箭頭所指方向?yàn)榧訜釢L3′，3″的旋轉(zhuǎn)方向和膜脫離方向。
為了生產(chǎn)出帶和纖維，干燥膜通過(guò)傳遞單元1就被刀桿2切割是有利的。
將進(jìn)入傳遞單元1中的膜用刀桿2連續(xù)切成帶，再將帶繞到加熱滾3′，3″上，燒結(jié)，最后帶在滾上繞成S形以便能從兩邊加熱。滾子至少要加熱到327℃，燒結(jié)，然后直接拉伸。脫離過(guò)程是在不加熱的脫離單元4上進(jìn)行。圖2可看出單元4上有許多輪子。為了生產(chǎn)纖維，帶子再放在針形滾上面，然后原纖維化。為了再活化彎曲，不需加壓纖維直接加熱到至少200℃，就可以收縮。
本項(xiàng)發(fā)明可用以下實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明。
實(shí)施例1PTFE粉末，其一為“Algoflon”DF200(生產(chǎn)商AusimontSpA)，熱空氣收縮值為4.5%;其二為“Telfon”3579(生產(chǎn)商Dupont)熱空氣收縮值為3.0%;將這兩種粉末分別用20%的潤(rùn)滑劑處理(潤(rùn)滑劑的沸點(diǎn)范圍在186℃至214℃之間)，分別壓成圓柱體制品，然后將這些圓柱體制品沿其軸方向在中心嚴(yán)格地分開(kāi)，再把這兩種不同聚合物的二分之一部分用于主壓園柱體壓制成園股，然后利用一個(gè)兩個(gè)輥的壓延機(jī)將園股壓出，形成0.1mm厚的膜，按這種方式形成的膜整個(gè)寬度上，一半厚的膜是由“Algoflon”DF200組成，另一半是由“Teflon”3579組成。將此膜干燥，在380℃下燒結(jié)，并在此溫度下以1∶11的比例拉伸，這樣得到的膜厚度為20μm，用原纖維化輥可將其分裂成絲，用一個(gè)切割機(jī)可將其切割成80mm長(zhǎng)的短纖維。再將這種短纖維放在250℃的爐子中加熱30分鐘，這兩種PTFE聚合物在加熱過(guò)程中有程度不同的收縮，結(jié)果有45%彎曲。這種纖維在拉伸8%時(shí)，強(qiáng)度可達(dá)495N/mm2。
實(shí)施例2將厚50μm的膜用實(shí)施例1的方法生產(chǎn)，拉伸，接著原纖維化。拉伸比為1∶12，膜厚度為9.5μm。在300℃時(shí)發(fā)生收縮和彎曲現(xiàn)象，彎曲可達(dá)到65%，當(dāng)拉伸6.5%時(shí)強(qiáng)度可達(dá)到530N/mm2。
實(shí)施例3根據(jù)實(shí)施例1，將“Teflon”3579和熱空氣收縮率為5.5%的“Polyflon”104 UF(生產(chǎn)商Daikin)與潤(rùn)滑劑混合形成厚度為75μm的膜。在365℃按1∶10拉伸。將得到的15μm厚的膜在一個(gè)塔中加熱到300℃進(jìn)行原纖維化及收縮，最后彎曲，彎曲后將股切成纖維，彎曲度為60%，在拉伸9%時(shí)，強(qiáng)度為427N/mm2。
實(shí)施例4根據(jù)實(shí)施例3，將PTFE粉末混合后壓制成圓柱體，其中壓模的一半用一種粉末填充，另一半用等量的另一種粉末填充。把這種方式制造的雙組份圓柱體，按實(shí)施例3中的方法加工成纖維。在310℃收縮，有62%發(fā)生彎曲，當(dāng)拉伸10%時(shí)彎曲纖維強(qiáng)度為450N/mm2。
實(shí)施例5如實(shí)施例4所描述，將“Algoflon”DF 200和具有熱空氣收縮率2.5%的“Hostaflon”TF 2029(生產(chǎn)商Hoechst)同時(shí)填入模，壓成股，然后進(jìn)一步制成膜，并按照實(shí)施例1所述的條件，拉伸，原纖維化和熱收縮，得到的纖維在拉伸8%時(shí)強(qiáng)度為480N/mm2，彎曲度為50%。
權(quán)利要求
1.一種聚四氟乙烯(PTFE)制成的雙組份模塑制品，以并列形式排列，由兩種PTFE組份構(gòu)成，加熱時(shí)收縮，且其熱空氣收縮率至少有1%的差別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組份模塑制品，其特征在于，將其設(shè)計(jì)成膜，帶或者纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙組份模塑制品，設(shè)計(jì)為纖維時(shí)，其特征在于，纖維是原纖維化的。
4.PTFE模塑制品，是通過(guò)對(duì)權(quán)利要求1、2或3中的任何一項(xiàng)雙組份模塑制品熱處理后獲得的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塑制品，其特征在于它是彎曲纖維的形式。
6.一種PTFE針狀毛氈，其特征在于，它是由按照權(quán)利要求5所述的彎曲的PTFE纖維組成的。
7.一種生產(chǎn)PTFE雙組份膜的方法，其特征在于，兩種含PTFE粉末的組份模塑為并列排列形式軋制成板狀雙組份模塑制品，經(jīng)燒結(jié)然后拉伸，其前提條件是，所用的PTFE粉末被加工成膜后，其受熱的收縮程度不同，并且其熱空氣收縮率至少有1%的差別。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)權(quán)利要求2所述的雙組份纖維的方法，其特征在于，將板狀雙組份模塑制品切割成帶經(jīng)燒結(jié)后進(jìn)行拉伸，必要時(shí)還可以進(jìn)行原纖維化處理。
全文摘要
一種由聚四氟乙烯(PTFE)制成的雙組分模塑制品，是按照并列排列的形式由兩種PTFE組分構(gòu)成的。這兩種組分可在受熱時(shí)收縮并且其熱空氣收縮率至少有1％的差別。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例是得到一種在熱處理下可彎曲的纖維。
文檔編號(hào)B32B27/30GK1089545SQ931184
公開(kāi)日1994年7月20日 申請(qǐng)日期1993年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月30日
發(fā)明者A·韋默, J·巴哈邁耶 申請(qǐng)人:連津格股份公司