本发明涉及铁氟龙纤维制备
技术领域：
，更具体地说是涉及一种防静电耐磨铁氟龙纤维的制作工艺。
背景技术：
铁氟龙，别称聚四氟乙烯，简称为ptfe。聚四氟乙烯是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，它具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性，有密封性、高润滑不粘性、良好的抗老化能力、耐温优异性等优点，并且其本身对人没有毒性。聚四氟乙烯纤维主要用作高温粉尘滤袋、耐强腐蚀性的过滤气体或液体的滤材、泵和阀的填料、密封带、自润滑轴承、制碱用全氟离子交换膜的增强材料以及火箭发射台的苫布等。目前我国生产的ptfe纤维掺量已占全球总量的50%以上，出口至美洲，欧洲，以及中东等国家和地区，并且部分性能超过国际同类产品。ptfe在高温时黏度大、不流动、也不溶于各种溶剂,不能熔融纺丝和湿法纺丝来制造，这对ptfe纤维大规模工业化的生产工艺提出了新的要求。我国已形成ptfe滤料的工业化生产，将ptfe纤维用于长纤维编织基布，短纤维覆盖基布表面经加工制成刺毡，传统制备工艺和配方生产的ptfe纤维具有较好的耐气候性和抗挠曲性，但热膨胀系数大，并且易产生静电，摩擦系数低，耐磨性差。为提高产品的抗静电性能，向材料中添加永久防静电剂的导电填料，从而在绝缘基体中形成导电网络，这已成为高分子材料防静电的趋势。现有的永久防静电导电材料主要有金属粉体，如银、铜、镍、铝粉等。相比较银等贵重金属，石墨是最经济、最简单的永久防静电添加剂。石墨本身是良好的导体，添加石墨可以降低材料的体积电阻率和表面电阻率，有利于静电荷泄出，同时石墨具有吸湿性，可以在材料表面形成水膜，有利于迅速泄出静电。石墨的层状结构材料能够降低材料的摩擦因数，减少摩擦过程中产生的静电荷。而碳纤维和玻璃纤维作为高强度、高模量的填充材料兼具优异的力学承载性能，这大大增强了高分子材料的压缩强度，并且能提升产品材料的拉伸强度和耐磨性能。因此，结合上述问题，生产制备出一种防静电耐磨铁氟龙纤维是本领域技术人员亟需解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供了一种防静电耐磨铁氟龙纤维及其制作工艺，该工艺制备的铁氟龙纤维具有抗静电、高耐磨性、优良的机械强度等优点。一种防静电耐磨铁氟龙纤维，其原料重量份为：聚四氟乙烯55-60份、聚酰亚胺10-13份、玻璃纤维6-7份、碳纤维4-6份、三氧化二铝2-4份、石墨3-5份、铜粉3-4份、润滑油10-15份。优选的，所述的防静电耐磨铁氟龙纤维的原料重量份为：聚四氟乙烯58份、聚酰亚胺12份、玻璃纤维6份、碳纤维5份、三氧化二铝3份、石墨5份、铜粉3份、润滑油13份。优选的，所述的防静电耐磨铁氟龙纤维，其强度为25-35cn/dtex，线膨胀系数为（2.07-2.82）×10-5k-1。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种防静电耐磨铁氟龙纤维，它的制作工艺具体步骤如下：(1)称取聚四氟乙烯微粉、聚酰亚胺、玻璃纤维、碳纤维、三氧化二铝、石墨、铜粉，与润滑油进行预混合；(2)用37-45目筛对步骤(1)所得的混料过筛，筛分后的混料控温静置；(3)将步骤(2)所得混料置入混料机中缓慢搅拌，充分混匀后，控温在45-65℃条件下静置15-20h；(4)将步骤(3)所得混料置入挤压机中，推压挤出制得圆柱型胚体；(5)利用压延机将圆柱胚体压制成0.1mm厚的聚四氟乙烯膜，干燥处理除去润滑剂；(6)通过分切机切割成丝，控温385-395℃烧结，一次拉伸、热定型后，进行二次拉伸、热定型，得到防静电耐磨铁氟龙纤维。经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明采用的技术方案中在原料中引入了玻璃纤维、碳纤维来提高机械强度，以及作为永久防静电剂导电填料的石墨和铜粉，膜裂纺丝过程中经由两次按梯度升温的拉伸和热定型方式，获得一种防静电耐磨铁氟龙纤维，该纤维具有抗静电、高耐磨性、优良的机械强度等优点。优选的，所述步骤(2)控温在45-65℃条件下静置22-26h。通过采用上述优选方案，本发明的有益效果在于：原料与润滑油进行预混合，过筛，选择合适的温度下静置处理，有利于原料的充分混合。优选的，所述步骤(3)混料机搅拌速度为3r/min-6r/min，搅拌时间为100-120min。优选的，所述步骤(4)挤出速度为8-18mm/min，挤出直径为15-25mm，口膜长径比l/d为25-35，锥角40-50°，压缩比140-160。通过采用上述优选方案，本发明的有益效果在于：选用合适的挤压工艺参数，可以制得材质均匀，拉伸强度均一的圆柱型胚体。优选的，所述步骤(5)压延成膜，压延温度为45℃-55℃，线速度为0.5m/min-0.8m/min。优选的，所述步骤(5)干燥温度为300±20℃。优选的，所述步骤(6)分切机的线速度为1.2m/min-1.8m/min。通过采用上述优选方案，本发明的有益效果在于：选用合适的分切线速度，避免分切时断线现象的产生。优选的，所述步骤(6)一次拉伸控温为200-240℃，拉伸倍数为10-15，热定型温度为270-300℃。优选的，所述步骤(6)二次拉伸控温为300-330℃，拉伸倍数为130-150，热定型温度为350-380℃。通过采用上述优选方案，本发明的有益效果在于：经由两次逐渐升温的拉伸和热定型方式，保证了铁氟龙纤维在拉伸时各部分均匀的拉伸强度，并且改善了铁氟龙纤维的结构，其机械强度得以提升。综上所述，本发明公开的工艺制备出的铁氟龙纤维具有抗静电、高耐磨性、优良的机械强度等优点。具体实施方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种防静电耐磨铁氟龙纤维，采用的技术方案如下：实施例1：一种防静电耐磨铁氟龙纤维，其原料重量份为：聚四氟乙烯55份、聚酰亚胺10份、玻璃纤维6份、碳纤维4份、三氧化二铝2份、石墨3份、铜粉3份、润滑油10份。所述防静电耐磨铁氟龙纤维，它的制作工艺具体步骤如下：(1)称取聚四氟乙烯微粉、聚酰亚胺、玻璃纤维、碳纤维、三氧化二铝、石墨、铜粉，与润滑油进行预混合；(2)用40目筛对步骤(1)所得的混料过筛，筛分后的混料控温在45℃条件下静置22h；(3)将步骤(2)所得混料置入混料机中缓慢搅拌，搅拌速度为3r/min，搅拌时间为100min，充分混匀后，控温在45℃条件下静置15h；(4)将步骤(3)所得混料置入挤压机中，挤出速度为8mm/min，挤出直径为15mm，口膜长径比l/d为25，锥角40°，压缩比140，推压挤出制得圆柱型胚体；(5)利用压延机将圆柱胚体压制成0.1mm厚的聚四氟乙烯膜，压延温度为45℃，线速度为0.5m/min。干燥处理除去润滑剂，干燥温度为280℃；(6)通过分切机切割成丝，分切机的线速度为1.2m/min，控温385℃烧结，控温为200℃一次拉伸，拉伸倍数为10，进行热定型，热定型温度为270℃，然后进行二次拉伸，控温为300℃，拉伸倍数为130，进行二次热定型，热定型温度为350℃，得到防静电耐磨铁氟龙纤维。实施例2：一种防静电耐磨铁氟龙纤维，其原料重量份为：聚四氟乙烯56份、聚酰亚胺11份、玻璃纤维6份、碳纤维4份、三氧化二铝2份、石墨3份、铜粉3份、润滑油12份。所述防静电耐磨铁氟龙纤维，它的制作工艺具体步骤如下：(1)称取聚四氟乙烯微粉、聚酰亚胺、玻璃纤维、碳纤维、三氧化二铝、石墨、铜粉，与润滑油进行预混合；(2)用40目筛对步骤(1)所得的混料过筛，筛分后的混料控温在50℃条件下静置23h；(3)将步骤(2)所得混料置入混料机中缓慢搅拌，搅拌速度为4r/min，搅拌时间为105min，充分混匀后，控温在50℃条件下静置17h；(4)将步骤(3)所得混料置入挤压机中，挤出速度为11mm/min，挤出直径为18mm，口膜长径比l/d为28，锥角42°，压缩比145，推压挤出制得圆柱型胚体；(5)利用压延机将圆柱胚体压制成0.1mm厚的聚四氟乙烯膜，压延温度为47℃，线速度为0.6m/min。干燥处理除去润滑剂，干燥温度为290℃；(6)通过分切机切割成丝，分切机的线速度为1.4m/min，控温388℃烧结，控温为210℃一次拉伸，拉伸倍数为12，进行热定型，热定型温度为275℃，然后进行二次拉伸，控温为307℃，拉伸倍数为135，进行二次热定型，热定型温度为360℃，得到防静电耐磨铁氟龙纤维。实施例3：一种防静电耐磨铁氟龙纤维，其原料重量份为：聚四氟乙烯58份、聚酰亚胺12份、玻璃纤维6份、碳纤维5份、三氧化二铝3份、石墨5份、铜粉3份、润滑油13份。所述防静电耐磨铁氟龙纤维，它的制作工艺具体步骤如下：(1)称取聚四氟乙烯微粉、聚酰亚胺、玻璃纤维、碳纤维、三氧化二铝、石墨、铜粉，与润滑油进行预混合；(2)用40目筛对步骤(1)所得的混料过筛，筛分后的混料控温在55℃条件下静置24h；(3)将步骤(2)所得混料置入混料机中缓慢搅拌，搅拌速度为4r/min，搅拌时间为110min，充分混匀后，控温在55℃条件下静置18h；(4)将步骤(3)所得混料置入挤压机中，挤出速度为13mm/min，挤出直径为20mm，口膜长径比l/d为30，锥角45°，压缩比150，推压挤出制得圆柱型胚体；(5)利用压延机将圆柱胚体压制成0.1mm厚的聚四氟乙烯膜，压延温度为50℃，线速度为0.7m/min。干燥处理除去润滑剂，干燥温度为300℃；(6)通过分切机切割成丝，分切机的线速度为1.5m/min，控温390℃烧结，控温为220℃一次拉伸，拉伸倍数为13，进行热定型，热定型温度为285℃，然后进行二次拉伸，控温为315℃，拉伸倍数为140，进行二次热定型，热定型温度为365℃，得到防静电耐磨铁氟龙纤维。实施例4：一种防静电耐磨铁氟龙纤维，其原料重量份为：聚四氟乙烯59份、聚酰亚胺12份、玻璃纤维7份、碳纤维5份、三氧化二铝3份、石墨4份、铜粉4份、润滑油14份。所述防静电耐磨铁氟龙纤维，它的制作工艺具体步骤如下：(1)称取聚四氟乙烯微粉、聚酰亚胺、玻璃纤维、碳纤维、三氧化二铝、石墨、铜粉，与润滑油进行预混合；(2)用40目筛对步骤(1)所得的混料过筛，筛分后的混料控温在60℃条件下静置25h；(3)将步骤(2)所得混料置入混料机中缓慢搅拌，搅拌速度为5r/min，搅拌时间为115min，充分混匀后，控温在60℃条件下静置19h；(4)将步骤(3)所得混料置入挤压机中，挤出速度为15mm/min，挤出直径为23mm，口膜长径比l/d为33，锥角48°，压缩比155，推压挤出制得圆柱型胚体；(5)利用压延机将圆柱胚体压制成0.1mm厚的聚四氟乙烯膜，压延温度为53℃，线速度为0.7m/min。干燥处理除去润滑剂，干燥温度为310℃；(6)通过分切机切割成丝，分切机的线速度为1.7m/min，控温393℃烧结，控温为230℃一次拉伸，拉伸倍数为14，进行热定型，热定型温度为290℃，然后进行二次拉伸，控温为323℃，拉伸倍数为145，进行二次热定型，热定型温度为373℃，得到防静电耐磨铁氟龙纤维。实施例5：一种防静电耐磨铁氟龙纤维，其原料重量份为：聚四氟乙烯60份、聚酰亚胺13份、玻璃纤维7份、碳纤维6份、三氧化二铝4份、石墨5份、铜粉4份、润滑油15份。所述防静电耐磨铁氟龙纤维，它的制作工艺具体步骤如下：(1)称取聚四氟乙烯微粉、聚酰亚胺、玻璃纤维、碳纤维、三氧化二铝、石墨、铜粉，与润滑油进行预混合；(2)用40目筛对步骤(1)所得的混料过筛，筛分后的混料控温在65℃条件下静置26h；(3)将步骤(2)所得混料置入混料机中缓慢搅拌，搅拌速度为6r/min，搅拌时间为120min，充分混匀后，控温在65℃条件下静置20h；(4)将步骤(3)所得混料置入挤压机中，挤出速度为18mm/min，挤出直径为25mm，口膜长径比l/d为35，锥角50°，压缩比160，推压挤出制得圆柱型胚体；(5)利用压延机将圆柱胚体压制成0.1mm厚的聚四氟乙烯膜，压延温度为55℃，线速度为0.8m/min。干燥处理除去润滑剂，干燥温度为320℃；(6)通过分切机切割成丝，分切机的线速度为1.8m/min，控温395℃烧结，控温为240℃一次拉伸，拉伸倍数为15，进行热定型，热定型温度为300℃，然后进行二次拉伸，控温为330℃，拉伸倍数为150，进行二次热定型，热定型温度为380℃，得到防静电耐磨铁氟龙纤维。为进一步证明本发明制备的铁氟龙纤维的防静电和耐磨效果，设计对比实施例。对比例：一种防静电耐磨铁氟龙纤维，其原料重量份为：聚四氟乙烯71份、聚酰亚胺10份、三氧化二铝2份、润滑油10份。所述防静电耐磨铁氟龙纤维，它的制作工艺具体步骤如下：(1)称取聚四氟乙烯微粉、聚酰亚胺、三氧化二铝，与润滑油进行预混合；(2)用40目筛对步骤(1)所得的混料过筛，筛分后的混料控温在45℃条件下静置22h；(3)将步骤(2)所得混料置入混料机中缓慢搅拌，搅拌速度为3r/min，搅拌时间为100min，充分混匀后，控温在45℃条件下静置15h；(4)将步骤(3)所得混料置入挤压机中，挤出速度为8mm/min，挤出直径为15mm，口膜长径比l/d为25，锥角40°，压缩比140，推压挤出制得圆柱型胚体；(5)利用压延机将圆柱胚体压制成0.1mm厚的聚四氟乙烯膜，压延温度为45℃，线速度为0.5m/min。干燥处理除去润滑剂，干燥温度为280℃；(6)通过分切机切割成丝，分切机的线速度为1.2m/min，控温385℃烧结，控温为200℃一次拉伸，拉伸倍数为10，进行热定型，热定型温度为270℃，然后进行二次拉伸，控温为300℃，拉伸倍数为130，进行二次热定型，热定型温度为350℃，得到铁氟龙纤维。对本发明实施例1-5和对比例制备出的铁氟龙纤维进行检测，实验数据进行汇总，得到下表：断裂伸长率拉伸强度/mpa表面电阻率/ω线膨胀系数对比例6%57×10173.47×10-5k-1实施例111%83×10172.73×10-5k-1实施例215%94×10172.49×10-5k-1实施例319%122×10172.08×10-5k-1实施例414%102×10172.61×10-5k-1实施例518%113×10172.77×10-5k-1通过表的数据对比可知，本发明的五组实验制备的铁氟龙纤维与对比实施例相比，降低了线性膨胀系数，提升了拉伸强度、抗静电性能，综合机械强度增高。其中实施例3以原料重量份为：聚四氟乙烯58份、聚酰亚胺12份、玻璃纤维6份、碳纤维5份、三氧化二铝3份、石墨5份、铜粉3份、润滑油13份制备出的防静电耐磨铁氟龙纤维的评测效果比较好。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12