一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜及其制备方法
【专利摘要】本发明属于环保过滤行业【技术领域】，具体公开了一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜及其制备方法。本发明的制备方法包括混料、预成型、推压、压延、干燥、膨化、收卷、粘合等工艺步骤。使用本发明制备获得的聚四氟乙烯中空管，具有良好的化学稳定性、电绝缘性、自润滑性、克服了纯聚四氟乙烯密封材料的冷流性（蠕变），不会随着时间而硬化或脆化（弹性好）以及耐高低温-240℃～260℃的特性，pH值0-14，防污堵，表面润滑优秀，开孔率高达85%以上。适用于各种腐蚀性强的污水处理、咸碱水蒸馏淡化、液固分离、气水分离、油水分离等。
【专利说明】一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保过滤行业【技术领域】，主要用于食品、药品、污水、油水分离、气水分离，液固分离；具体公开了一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]双向拉伸多孔聚四氟乙烯膨化中空管是国际上近年来新开发的过滤材料。它是由聚四氟乙烯材料经多向拉伸（即膨化处理)、压延、热处理等工艺而形成的一种多孔材料。从外观上看，材料的表面平整、柔软，但是在扫描电镜下可以看到材料的内部存在大量
0.05 i! m~2 i! m的微孔，其孔隙率可占到85%以上。这一材料具有以下特点：具有良好的化学稳定性、电绝缘性、自润滑性、克服了纯聚四氟乙烯密封材料的冷流性(蠕变)，不会随着时间而硬化或脆化(弹性好）以及耐高低温_240°C~260°C的特性，PH值0-14，防污堵，表面润滑优秀，开孔率高达85%以上。适用于各种腐蚀性强的污水处理、液固分离、气水分离、油水分离等。
[0003]随着我国对环保污染治理的重视，膨化聚四氟乙烯密中空管的使用量和使用范围也正在不断扩大，应用的部分包括污水处理、液固分离、气水分离、咸碱水蒸馏淡化、油水分离、特别是腐蚀性强的污水等。随着中国经济进一步高速发展和国内水资源的缺乏，这一产品的应用将进一步推广。目前国内外纯聚四氟乙烯双向拉伸中空管还没有看到报道。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有聚四氟乙烯中空管横向强度不够和孔径泡压不高的技术不足，现提供一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜。
[0005]本发明的另一目的在于提供双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜制备方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案：
[0007]—种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008]( I)混料；
[0009](2)预成型；
[0010](3)推压；
[0011](4)压延；
[0012](5)干燥；
[0013](6)膨化；
[0014](7)复卷；
[0015](8)烧结粘合；
[0016](9)亲水处理[0017]上述技术方案中，所述的混料步骤为：
[0018]将聚四氟乙烯分散树脂粉末加入烃类助挤剂混合，两者的重量比为1:0. 2~0. 3 ;在50-70°C下静置24小时，使助挤剂充分滲透入聚四氟乙烯分散树脂，形成物料。
[0019]上述技术方案中，所述的预成型步骤为：
[0020]将物料在40_50°C下预压成Q120mm的圆柱形坯。
[0021]上述技术方案中，所述的推压步骤为：
[0022]将所述圆柱形坯在推压机上，55_60°C条件下推压成Q12_Q22mm的圆条。
[0023]上述技术方案中，所述的压延步骤为：
[0024]将所述圆条在压延机上，于70°C条件下压延成含油基帯。
[0025]上述技术方案中，所述的干燥及膨化步骤为：
[0026]将所述基带在260°C~280°C下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为3-6倍后成为脱脂基带；
[0027]将所述脱脂基带，在280°C _300°C下进行第二次横向拉伸，拉伸倍率为4_8倍，获得纵向拉伸基础膜；
[0028]将基础膜在拉膜机上，120°C下横向拉伸，然后在360°C下烧结固化50秒，制备厚度为20-40微米的聚四氟乙烯微孔膜，并收成卷。
[0029]上述技术方案中，所述的复卷步骤为：
[0030]将聚四氟乙烯微孔膜进行无空隙多卷反向放卷，并复卷成ー卷后至所需厚度(或者进行对膜分切后进行螺纹式绕包至所需厚度)，收卷在涂有高温脱模剂的光滑实心铝棒或不锈钢光滑棒或者光滑铜棒，收卷后中空管的壁厚度有150微米-500微米，管棒的直径可以在2. 5毫米以上。
[0031]上述技术方案中，所述的烧结粘合步骤为：
[0032]收卷好的管棒放入327°C -360°C以上高温烧结炉里烧结I小时_3小时成聚四氟乙烯膨化中空管，在冷却到室温后通过拉伸的方式把磨棒取出，得到聚四氟乙烯疏水中空管。
[0033]上述技术方案中，所述的亲水处理步骤为：
[0034]将聚四氟乙烯中空管通过浸溃脂类化学剂的方式，再在150度的温度下烘干后，得到亲水的双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜。
[0035]上述技术方案所得到的双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜。
[0036]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0037]本发明方法制备得到的双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜，具有很强的化学稳定性、重量轻、耐腐蚀强、耐环境变化优秀，表面光滑度高，容易清污，适用于各种污水净化、与现有同类PTFE中空纤维产品相比，本发明的过滤精度高，在同样的孔径下，比其他同类产品的通量大一倍以上，并且孔径可以做到0. 05微米-2微米，在同样的纵向拉伸的强度下，横向外胀的强度也非常高，与纵向比例在1:0. 7以上。
【具体实施方式】
[0038]以下结合具体实施例来对本发明作进ー步的描述。
[0039]实施例I[0040]一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备方法，包括如下步骤：
[0041](I)混料
[0042]在型号为中昊晨光化学品216G的分散聚四氟乙烯树脂粉末中加入航空煤油作为烃类助溶剂；两者按重量比为1:0. 25的重量比例充分混合；在50°C下，静置24小时。
[0043](2)制坯、挤出、压延
[0044]将混合物料在50 °C预压成Ql20mm的圆柱形还,将还在推压机55 °C条件下抗压,成Q22mm的圆条，将圆条在压延机70°C条件下压延成含油基带，厚度为150微米。
[0045](3)干燥、膨化
[0046](3. I)脱脂，纵拉伸
[0047]将含油基带在260°C下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为4倍；成为脱脂基带。
[0048](3. 2)纵向拉伸
[0049]将脱脂基带，在280 V下进行第二次纵向拉伸，获得纵向拉伸基础膜。
[0050](3. 3)横向拉伸和烧结固化
[0051]在拉膜机上，120°C下横向拉伸，然后在360°C下烧结固化50秒，制备厚度为20-40微米的聚四氟乙烯微孔膜。
[0052](4)复卷：
[0053]将聚四氟乙烯微孔膜进行无空隙多卷反向放卷，并复卷成一卷后至所需厚度(或者进行对膜分切后进行螺纹式绕包至所需厚度)，收卷在涂有高温脱模剂的光滑实心铝棒或不锈钢光滑棒或者光滑铜棒，收卷后中空管的壁厚度有150微米-500微米，管棒的直径可以在2. 5毫米以上。
[0054](5)烧结粘合
[0055]收卷好的管棒放入327° -360°以上高温烧结炉里烧结I小时_3小时成聚四氟乙烯膨化中空管，在冷却到室温后通过拉伸的方式把磨棒取出，得到聚四氟乙烯疏水中空管。
[0056](6)亲水处理
[0057]将聚四氟乙烯中空管通过浸溃脂类化学剂的方式，再在150度的温度下烘干后，得到亲水的聚四氟乙烯中空管。
[0058]实施例2
[0059]一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备方法，包括如下步骤：
[0060]( I)混料：
[0061]在东岳公司出产的204分散树脂粉末中加入埃克森美孚公司的IS0PARK作为烃类助溶剂，两者按重量比为1:0. 28的比例混合；在50°C下，静置24小时。
[0062](2)制坯、挤出、压延
[0063]将混合物料,在50 °C预压成Ql20mm的圆柱形还,将还在推压机60 V条件下推压成Q20mm的圆条，将圆条在压延机70°C条件下压延成含油基带，厚度为120微米。
[0064](3)干燥、膨化
[0065](3. I)脱脂，纵拉伸
[0066]将含油基带在260°C下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为4倍；成为脱脂基帯。[0067](3. 2)纵向拉伸
[0068]将脱脂基带，在2800C下进行第二次纵向拉伸，获得纵向拉伸基础膜。
[0069](3. 3)横向拉伸和烧结固化
[0070]在拉膜机上，120°C下横向拉伸，然后在360°C下烧结固化50秒，制备厚度为20-40微米的聚四氟乙烯微孔膜。
[0071](4)复卷：
[0072]将聚四氟乙烯微孔膜进行无空隙多卷反向放卷，并复卷成ー卷后至所需厚度(或者进行对膜分切后进行螺纹式绕包至所需厚度)，收卷在涂有高温脱模剂的光滑实心铝棒或不锈钢光滑棒或者光滑铜棒，收卷后中空管的壁厚度有150微米-500微米，管棒的直径可以在2. 5毫米以上。
[0073](5)烧结粘合
[0074]收卷好的管棒放入327° -360°以上高温烧结炉里烧结I小时_3小时成聚四氟乙烯膨化中空管，在冷却到室温后通过拉伸的方式把磨棒取出，得到聚四氟乙烯疏水中空管。
[0075](6)亲水处理
[0076]将聚四氟乙烯中空管通过浸溃脂类化学剂的方式，再在150度的温度下烘干后，得到亲水的聚四氟乙烯中空管。
[0077]本实施例制备的中空管从内到外都是同种双向拉伸的孔，孔径可以从0. 05微米到2微米之间。
[0078]传统的聚四氟乙烯中空管大部分都是单向拉伸的孔，该エ艺制作的中空管开孔率低，耐水压强度不够，由于横向没有拉伸，气胀后横向強度没有，国外的聚四氟乙烯中空管大部分都是单向拉伸（国内聚四氟乙烯エ艺）后，外面绕包ー层双向拉伸膜，该エ艺的弊端就是表面只绕包ー层聚四氟乙烯双向拉伸膜，虽然有一定的横向強度，但是比本发明强度至少小5倍以上，而且如果该膜表面有一点点磨损，在一定的水压下，系统将造成污染，而本发明中实施例I及实施例2所制备得到的膨化聚四氟乙烯中空管从内到外整个壁厚都是双向拉伸膜组成，有至少10层以上的聚四氟乙烯双向拉伸膜组成，即使表面有一到两次的磨损，对整个过滤系统是不造成污染的，所以本发明是一种腐蚀性强的污水过滤（PH0-14)、油水分离（亲油疏水）、气水分离（防水透气）的优良材料。
【权利要求】
1.一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备方法，其特征在于，包括 如下步骤：(1)混料；(2)预成型;(3)推压；(4)压延；(5)干燥；(6)膨化;(7)复卷；(8)烧结粘合；(9)亲水处理。
2.根据权利要求1所述的一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备 方法，其特征在于，所述的混料步骤为：将聚四氟乙烯分散树脂粉末加入烃类助挤剂混合，两者的重量比为1:0. 2?0. 3 ;在 50-70°C下静置24小时，使助挤剂充分渗透入聚四氟乙烯分散树脂，形成物料。
3.根据权利要求1所述的一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备 方法，其特征在于，所述的预成型步骤为：将物料在40-50°C下预压成Q 120mm的圆柱形坯。
4.根据权利要求1所述的一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备 方法，其特征在于，所述的推压步骤为：将所述圆柱形坯在推压机上，55-60°C条件下推压成Q12-Q22mm的圆条。
5.根据权利要求1所述的一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备 方法，其特征在于，所述的压延步骤为：将所述圆条在压延机上，于70°C条件下压延成含油基带。
6.根据权利要求1所述的一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备 方法，其特征在于，所述的干燥及膨化步骤为：将所述基带在260°C -280°C下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为 3-6倍后成为脱脂基带；将所述脱脂基带，在280°C _300°C下进行第二次横向拉伸，拉伸倍率为4-8倍，获得纵 向拉伸基础膜；将基础膜在拉膜机上，120°C下横向拉伸，然后在360°C下烧结固化50秒，制备厚度为 20-40微米的聚四氟乙烯微孔膜，并收成卷。
7.根据权利要求1所述的一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备 方法，其特征在于，所述的复卷步骤为：将聚四氟乙烯微孔膜进行无空隙多卷反向放卷，并复卷成一卷后至所需厚度或者进行 对膜分切后进行螺纹式绕包至所需厚度，收卷在涂有高温脱模剂的光滑实心铝棒或不锈钢 光滑棒或者光滑铜棒，收卷后中空管的壁厚度有150微米-500微米，管棒的直径可以在2. 5 毫米以上。
8.根据权利要求1所述的一种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备方法，其特征在于，所述的烧结粘合步骤为： 收卷好的管棒放入327-360°C以上高温烧结炉里烧结1-3小时成聚四氟乙烯膨化中空管，在冷却到室温后通过拉伸的方式把磨棒取出，得到聚四氟乙烯疏水中空管。
9.根据权利要求1所述的ー种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备方法，其特征在于，所述的亲水处理步骤为： 将聚四氟乙烯中空管通过浸溃脂类化学剂的方式，再在150°C的温度下烘干后，得到亲水的聚四氟乙烯中空管。
10.权利要求1所述的ー种双向拉伸多孔膨化聚四氟乙烯膨化中空管式膜的制备方法所制备得到的双向拉伸孔聚四氟乙烯膨化中空管。
【文档编号】B29D23/00GK103481528SQ201310399113
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】王中华, 孟广祯 申请人:湖州森诺氟材料科技有限公司