一種聚四氟乙烯增強管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚四氟乙烯高壓管領域的生產工藝，特別涉及一種聚四氟乙烯增強管的制作方法。具體如下：(1)以聚四氟乙烯分散樹脂為原料，制備聚四氟乙烯管；A、原料篩選；B、配料；C、靜置；D、熟化；E、坯體預成型；F、推壓；G、脫油燒結定型；H、冷卻收卷。(2)以聚四氟乙烯分散樹脂為原料；A、原料篩選；B、改性劑預處理；C、配料；D、熟化；E、坯體預成型；F、推壓；G、壓延；H、脫油定型；I、整形處理；J、分切；(3)聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶對聚四氟乙烯管進行繞包燒結定型。本發(fā)明具有能在各種強酸、強堿、強腐蝕性的環(huán)境中長期使用，能承受的流體壓力≥22MPa，能在-60℃～260℃下長期使用的效果。
【專利說明】—種聚四氟乙烯增強管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及聚四氟乙烯高壓管領域的生產工藝，特別涉及一種聚四氟乙烯增強管的制作方法。
【背景技術】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)是分子主鏈全部由氟原子包覆的高分子化合物，因為C-F鍵具有高的解離能，讓其有優(yōu)異的耐腐蝕、耐高低溫性能和使用溫度范圍廣等優(yōu)點。這些優(yōu)點讓用聚四氟乙烯樹脂制作的產品廣泛應用于各種強腐蝕性，高溫或低溫的環(huán)境，聚四氟乙烯管材也因此被開發(fā)應用于航天航空，腐蝕性化學流體和高低溫流體的輸送。
[0003]目前，聚四氟乙烯管材主要有裸管和增強管。PTFE裸管雖然能滿足一些低壓力流體的輸送，但不能適用于一些壓力特別大的流體的輸送，這是因為PTFE裸管在成型的過程中，受到縱向剪切作用，內部纖維按縱向規(guī)整排列，造成縱向強度大，橫向強度小的缺點。由于上述缺點，聚四氟乙烯增強管被開發(fā)出來，增強管主要由PTFE裸管和增強層組成，其中增強層現在的工藝是采用不銹鋼單絲、棉線、高強線進行編織增強。用棉線和高強線編織雖然解決了 PTFE裸管的橫向強度小的缺點，但不能用于化工廠，電鍍廠等外部環(huán)境有腐蝕介質的場所；同理，不銹鋼絲雖有一定的耐腐蝕性，但長期處于強腐蝕介質中也會造成不銹鋼鋼絲的損傷，同時304、316等型號的不銹鋼絲的價格稍貴，造成生產成本過高。
[0004]由于以上增強層不能長期耐外部腐蝕性的缺點，會造成管材區(qū)部缺陷，進而導致在輸送液體時，局部耐壓不達標而使液體泄露，發(fā)生事故。 [0005]
【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能在各種強酸、強堿、強腐蝕性的環(huán)境中長期使用，能承受的流體壓力≤22MPa，能在-60°C _260°C下長期使用的聚四氟乙烯增強管的制作方法。
[0007]為實現上述目的，本發(fā)明提供的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，具體如下:
[0008](I)以聚四氟乙烯分散樹脂為原料，制備聚四氟乙烯管；
[0009]A、原料篩選
[0010]選擇分子量為500萬-550萬，粒徑為≤0.85mm，含水率≤0.10%，拉伸強度^ 30MPa且斷裂伸長率> 300%的聚四氟乙烯分散樹脂；
[0011]對所述的聚四氟乙烯分散樹脂在5-15°C的溫度條件下進行冷藏處理24h，之后在無塵車間用20目篩網進行過篩處理；
[0012]B、配料
[0013]將經過篩選后的聚四氟乙烯分散樹脂中加入助推劑攪拌混合；
[0014]攪拌的時間IOmin,轉速為20r/min ；
[0015]C、靜置
[0016]攬祥完成后，靜直30min ；
[0017]再用20目篩網篩打散結團原料進行二次過篩；[0018]完成之后，再次靜置10_12h ;
[0019]D、熟化
[0020]靜直完成后， 將原料放入50 C恒溫箱中進彳丁熟化處理，熟化時間為24h ；
[0021]E、坯體預成型
[0022]經過熟化后的原料，放入液壓預成型壓力裝置中進行預成型成筒狀的坯料；液壓預成型壓力裝置中預成型壓力為3-5MPa，保壓時間為l-2min ；
[0023]F、推壓
[0024]由液壓預成型壓力裝置對坯料預成型成坯體后，再經第一推壓擠出裝置把坯體推壓擠出成管體；
[0025]G、脫油燒結定型
[0026]將推壓出來的管體用網帶牽引進入燒結爐中進行脫油處理；
[0027]所述牽引的速度為10-16mm/min ；
[0028]所述的燒結爐中的脫油區(qū)溫度為70_180°C，燒結定型區(qū)溫度為200_380°C ；
[0029]H、冷卻收卷
[0030]將燒結定型的管體經冷卻水冷卻后，收到繞包機上備用；
[0031](2)以聚四氟乙烯分散樹脂為原料，制備聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶；
[0032]A、原料篩選
[0033]選擇分子量為500萬-550萬，粒徑為≤0.85mm，含水率≤0.10%，拉伸強度^ 35MPa,斷裂伸長率> 400%的四氟乙烯分散樹脂；
[0034]對所述的聚四氟乙烯分散樹脂在5_15°C的溫度條件下進行冷藏處理36h，之后在無塵車間用20目篩網進行過篩處理；
[0035]B、改性劑預處理
[0036]將二氧化硅Si02用200目篩網過篩，在過篩的過程中邊過篩邊滴入浸潤劑，制得二氧化硅改性劑；
[0037]C、配料
[0038]將經過原料篩選后的聚四氟乙烯分散樹脂和助推劑攪拌混合；
[0039]攪拌的時間為IOmin,轉速為20r/min ；
[0040]在攪拌過程中，慢慢加入二氧化硅改性劑；
[0041 ]攬祥完成后，靜直30min ；
[0042]再用20目篩網篩打散結團的原料；
[0043]過篩完成后,再次靜置10_12h ;
[0044]D、熟化
[0045]靜置完成后，將原料放入50°C恒溫箱中進行熟化處理，熟化時間為24h ；
[0046]E、坯體預成型
[0047]用液壓預成型壓力裝置將原料擠壓成筒狀坯料；
[0048]F、推壓
[0049]由第二推壓擠出裝置對坯體進行推壓，受到擠壓力，坯體收縮擠壓成粉條狀排出；
[0050]G、壓延[0051]用雙輥筒壓延機對粉條狀的坯料進行壓延；
[0052]H、脫油定型
[0053]將壓延后的帶子送到脫油機中進行脫油定型處理；
[0054]1、整形處理
[0055]脫完油的帶子放在雙輥筒壓延機上進行復壓處理；
[0056]雙輥筒壓延機電壓為150V，輥筒表面溫度為70_90°C ；
[0057]J、分切
[0058]把復壓好的帶子分切成適合的寬度；
[0059](3)用制備好的聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶對聚四氟乙烯管進行繞包，之后燒結定型；
[0060]A、將制得的聚四氟乙烯管和聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶在繞包機上安裝好；
[0061]B、調節(jié)好繞包角度為30-50度，繞包轉速為200~300r/min，引取轉速為200~300r/min ；
[0062]C、繞包結束后，檢查是否完全覆蓋，并將其放入燒結爐中燒結；
[0063]所述燒結時燒結爐內安裝一根小于管體內徑的芯棒；
[0064]D、再次燒結后，得到聚四氟乙烯增強管收卷。
[0065]在一些實施方式中，助推劑是異鏈烷烴油。對于助推劑的要求是純度高、表面張力小、著火點高，氣味小、對皮膚刺激輕，只在表面張力小有利于在聚四氟乙烯分散樹脂中擴散。著火點高避免在脫去助推劑過程中因為加熱導致發(fā)生助推劑燃燒，進而造成火災事故。氣味小則是對皮膚刺激輕更好的保護配料人員的健康。因此選擇較寬沸程的異鏈烷烴油作為助推劑是最適合的。
[0066]在一些實施方式中，制備聚四氟乙烯管過程，在靜置完成時的原料重量份配比是樹脂70 % — 80 %，助推劑是20 % -30 %。
[0067]在一些實施方式中，液壓預成型壓力裝置包括料腔、固定板、墊塊和大芯棒。
[0068]在一些實施方式中，第一推壓擠出裝置包括面板、固定板、底板、活動板、主缸、活塞桿座、活塞桿、活塞頭、推料腔、椎體、圓口模、小芯棒、大芯棒。其中，推料腔、椎體和圓口模三者構成了推壓擠出模具。上述的工作原理:液壓機通過電機把液壓油擠入，推動活塞運動，當活塞運動到預訂位置，保壓一定時間，然后液壓機泄壓，活塞回到原位，打坯完成。
[0069]在一些實施方式中，活塞頭在對坯料進行推壓的過程，圓口模內的溫度為45-600C，椎體內的溫度為38-48度，推壓壓力為7_13MPa，推壓速度為10-16mm/min，壓縮比為 60-400 ；
[0070]壓縮比計算公式如下:
D2 —d2
[0071]RM = =^^
d-d;
[0072]上述公式中，R.R為壓縮比；
[0073]D為料腔口徑；
[0074]Cl111 為芯棒口徑；
[0075]d 為口?？趶?；
[0076]4為小芯棒口徑。[0077]在一些實施方式中，燒結爐是臥式燒結爐
[0078]在一些實施方式中，繞包機由圓盤座、在圓盤座上設有軸承和在軸承上設有的螺旋收卷芯，在圓盤座上設有固定未拉伸帶繞包角度的限位塊組成。
[0079]在一些實施方式中，浸潤劑是異鏈烷烴油。選擇異鏈烷烴油作為浸潤劑的原因是其表面張力比煤油等小。此表面活性劑所需的Si02，其粒徑必須為微米級的，范圍為1.0 -3.0μπι。目的，為了在后面對管纏繞時，方便帶子很好的粘結在一起。改性劑預處理:在前期試驗中，未拉伸帶纏繞管材時，由于粘性不夠，帶子不能很好的粘附在管上，所以為了改進帶子的粘性，特加入二氧化硅Si02進行表面改性；改性劑通過200目篩網過篩，達到微米級，此粒徑避免在加入后混合不均勻，同時，改性劑比例為1%。-6%。，改性劑過多對帶子的拉伸強度和厚度有影響，過少又不能對帶子進行表面改性。
[0080]在一些實施方式中，在制備聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶的過程，在配料完成的原料重量份配比是樹脂為70% -80%，助推劑為20% -30%，表面改性劑為1%。-6%0。
[0081]在一些實施方式中，第二推壓擠出裝置包括面板、固定板、底板、活動板、主缸、活塞桿座、活塞桿、活塞頭、推料腔、椎體、扁口模、小芯棒、大芯棒。其中，推料腔、椎體和扁口模三者構成了推壓擠出模具。
[0082]在一些實施方式中，活塞頭在對坯料進行推壓的過程，扁口模內的溫度為45-60°C，椎體內的溫度為38-48度，壓縮比為90-150 ； [0083]壓縮比計算公式如下:
【權利要求】
1.一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，具體如下: (1)以聚四氟乙烯分散樹脂為原料，制備聚四氟乙烯管； A、原料篩選 選擇分子量為500萬-550萬，粒徑為≤0.85mm，含水率≤0.10%，拉伸強度≥30MPa且斷裂伸長率> 300%的聚四氟乙烯分散樹脂； 對所述的聚四氟乙烯分散樹脂在5-15°C的溫度條件下進行冷藏處理24h，之后在無塵車間用20目篩網進行過篩處理； B、配料 將經過篩選后的聚四氟乙烯分散樹脂中加入助推劑攪拌混合； 攪拌的時間IOmin,轉速為20r/min ； C、靜置 攬祥完成后，靜直30min ； 再用20目篩網篩打散結團原料進行二次過篩； 完成之后，再次靜置10_12h ； D、熟化 靜置完成后，將原料放入50°C恒溫箱中進行熟化處理，熟化時間為24h ； E、坯體預成型 經過熟化后的原料，放入液壓預成型壓力裝置中進行預成型成筒狀的坯料；液壓預成型壓力裝置中預成型壓力為3-5MPa，保壓時間為l-2min ； F、推壓 由液壓預成型壓力裝置對坯料預成型成坯體后，再經第一推壓擠出裝置把坯體推壓擠出成管體； G、脫油燒結定型 將推壓出來的管體用網帶牽引進入燒結爐中進行脫油處理； 所述牽引的速度為10-16mm/min ； 所述的燒結爐中的脫油區(qū)溫度為70-180°C，燒結定型區(qū)溫度為200-380°C ； H、冷卻收卷 將燒結定型的管體經冷卻水冷卻后，收到繞包機上備用； (2)以聚四氟乙烯分散樹脂為原料，制備聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶； A、原料篩選 選擇分子量為500萬-550萬，粒徑為≤0.85mm，含水率≤0.10%，拉伸強度≥35MPa，斷裂伸長率> 400%的四氟乙烯分散樹脂； 對所述的聚四氟乙烯分散樹脂在5-15°C的溫度條件下進行冷藏處理36h，之后在無塵車間用20目篩網進行過篩處理； B、改性劑預處理 將二氧化硅Si02用200目篩網過篩，在過篩的過程中邊過篩邊滴入浸潤劑，制得二氧化硅改性劑； C、配料 將經過原料篩選后的聚四氟乙烯分散樹脂和助推劑攪拌混合；攪拌的時間為IOmin,轉速為20r/min ； 在攪拌過程中，慢慢加入二氧化硅改性劑； 攬祥完成后，靜直30min ； 再用20目篩網篩打散結團的原料； 過篩完成后，再次靜置10-12h; D、 熟化 靜置完成后，將原料放入50°C恒溫箱中進行熟化處理，熟化時間為24h ； E、坯體預成型 用液壓預成型壓力裝置將原料擠壓成筒狀坯體； F、推壓 由第二推壓擠出裝置對坯體進行推壓，受到擠壓力，坯體收縮擠壓成粉條狀排出； G、壓延 用雙輥筒壓延機對粉條狀的坯料進行壓延； H、脫油定型 將壓延后的帶子送到脫油機中進行脫油定型處理； I、整形處理 脫完油的帶子放在雙輥筒壓延機上進行復壓處理； 雙輥筒壓延機電壓為150V，輥筒表面溫度為70-90°C ； J、分切 把復壓好的帶子分切成適合的寬度； (3)用制備好的聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶對聚四氟乙烯管進行繞包，之后燒結定型； A、將制得的聚四氟乙烯管和聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶在繞包機上安裝好； B、調節(jié)好繞包角度為30-50度，繞包轉速為200~300r/min，引取轉速為200~300r/min ； C、繞包結束后，檢查是否完全覆蓋，并將其放入燒結爐中燒結； 所述燒結時燒結爐內安裝一根小于管體內徑的芯棒； D、再次燒結后，得到聚四氟乙烯增強管收卷。
2.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的助推劑是異鏈烷烴油。
3.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述制備聚四氟乙烯管過程，在靜置完成時的原料重量份配比是樹脂70% — 80%，助推劑是20% -30%。
4.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的液壓預成型壓力裝置包括料腔、固定板、墊塊和大芯棒。
5.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的第一推壓擠出裝置包括面板、固定板、底板、活動板、主缸、活塞桿座、活塞桿、活塞頭、推料腔、椎體、圓口模、小芯棒、大芯棒。
6.根據權利要求5所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的活塞頭在對坯料進行推壓的過程，圓口模內的溫度為45-60°C，椎體內的溫度為38-48度，推壓壓力為7-13MPa，推壓速度為10-16mm/min，壓縮比為60-400 ； 壓縮比計算公式如下:
7.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的燒結爐是臥式燒結爐。
8.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的繞包機由圓盤座、在圓盤座上設有軸承和在軸承上設有的螺旋收卷芯，在圓盤座上設有固定未拉伸帶繞包角度的限位塊組成。
9.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的浸潤劑是異鏈烷烴油。
10.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述在制備聚四氟乙烯高壓管專用纏繞帶的過程，在配料完成的原料重量份配比是樹脂為70% _80%，助推劑為20% -30%，表面改性劑為1%。-6%0。
11.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的第二推壓擠出裝置包括面板、固定板、底板、活動板、主缸、活塞桿座、活塞桿、活塞頭、推料腔、椎體、扁口模、小芯棒、大芯棒。
12.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的活塞頭在對坯料進行推壓的過程，扁口模內的溫度為45-60°C，椎體內的溫度為38-48度，壓縮比為90-150 ； 壓縮比計算公式如下:
13.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的脫油機包括機架、定型區(qū)、拉伸區(qū)、脫油一區(qū)、脫油二區(qū)、第一電機和第二電機；脫油頻率為5-10HZ ； 所述定型區(qū)的溫度是350°C ； 所述拉伸區(qū)的溫度是270°C ； 所述脫油一區(qū)的溫度是110°C ； 所述脫油二區(qū)的溫度是130°C。
14.根據權利要求8所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法，其特征在于，所述的繞包機上的螺旋收卷芯螺旋纏繞未拉伸帶的角度根據纏繞升距和管道直徑確定；公式為:
15.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯增強管的制作方法制得的聚四氟乙烯增強管，其特征在于，該管包括管體和纏繞在管體表面的未拉伸帶。
16.根據權利要求15所述的聚四氟乙烯增強管，其特征在于，所述的未拉伸帶是螺紋纏繞在管體上。
17.根據權利要求16所述的聚四氟乙烯增強管，其特征在于，所述螺紋纏繞在管體上的未拉伸帶交叉螺紋纏繞在管體上。
【文檔編號】B29D23/00GK103978709SQ201410198057
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權日:2014年5月12日
【發(fā)明者】曾燕飛, 紀葉強, 曾亮, 陳子堅, 孔利權, 林志勇 申請人:四會市生料帶廠有限公司