一种ptfe建筑膜结构材料及其生产方法
【专利摘要】本发明公开一种PTFE建筑膜结构材料及其生产方法，该成产方法是在超细玻璃纤维布(以下简称玻纤布)上涂覆PTFE树脂而制得PTEE建筑结构材料的生产方法，玻纤布先通过浸渍槽涂覆PTFE(聚四氟乙烯)浓缩分散液，再经过干燥、烘焙、烧结等工艺处理，将多余水分及溶剂散发掉，而使树脂颗粒均匀地分布在玻纤布的两面，且玻纤布需要重复以上浸渍程序多次，且控制每次浸渍的树脂量，最后制得所需PTEE建筑膜结构材料。本发明生产工艺成本低，易实现，填补国内PTFE建筑膜材研究的空白。
【专利说明】一种PTFE建筑膜结构材料及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种膜材料的生产工艺，具体涉及一种PTFE(聚四氟乙烯)建筑膜结构材料的生产方法。
【背景技术】
[0002]建筑膜材作为一个新兴产业，有着强大的优势和广阔的市场前景，以其轻巧美观、透光节能、安全耐用、艺术环保等优点，被广泛应用于各项大型建筑工程中，如大型体育场馆、商业公共设施、游乐园、展览大厅、机场大厅、火车站等各种大型设施。建筑膜材被称为是继钢铁、水泥、木材和玻璃之后的第五种建筑材料，它不仅可应用于原有建筑材料的应用领域，而且在原有建筑材料应用有困难的领域，如大跨度空间结构上具有传统建筑材料不可比拟的优越性。
[0003]目前国内的膜结构建筑大多应用以高强涤纶织物为基布，表面涂覆PVC树脂的PVC建筑膜材，但PVC建筑膜材在自洁性、耐老化性、防火性等方面的劣势，使其寿命在15年以下，一般用于临时性建筑。由于PVC膜材昂贵的维护及清洁费用等，使性能优异的PTFE建筑膜材逐渐被青睐，其采用以超细玻璃纤维织物为基布，表面涂覆PTFE树脂，使PTFE膜材既能充分发挥玻璃纤维高强等力学性能方面的优势，又能发挥聚四氟乙烯耐老化、自洁性等物理特性的优势，尤其在自洁性、耐老化性方面表现出其优越性。而我国建筑膜材的研究起步较晚，研究也较少。目前国内在PVC膜材防污自洁、耐老化改性等方面的研究越来越多，而且国内的PVC膜材的发展已经达到国际水平。但在PTFE膜材方面研究很少，部分学者研究国外PTFE膜材的力学性能及建模等方面，而对于PTFE膜材生产方面的研究几乎没有，国内只有少数几家公司尝试相关产品的开发，但国内大型工程上未使用过国产的PTFE膜材。国内在宽幅PTFE膜材方面几乎进展较小，做出的产品与国外产品相比也有一定的差距。
[0004]近年来国内的膜材需求量较大，使用膜材的增长速度至少超过6%，但我国大型建筑上应用的PTFE建筑膜材都是进口的，工程成本很高。随着我国膜材需求的日益增长，迫切需要开发出国产PTFE建筑膜材，以推动我国膜结构建筑的发展，降低国内膜结构建筑的造价。
[0005]由于技术封锁的原因，国外关于的玻纤织物PTFE膜材的制作工艺的报道较少。有文献提及PTFE膜材浸溃工艺制备的流程，大致为将基布浸入有树脂槽中，用橡胶滚筒去掉多余的树脂，使树脂均匀涂敷在基布的两面上，然后经过烘干工艺散发掉水分及溶剂，在基布两边形成涂层，经过烘干后再经过烧结工艺最终形成产品。此文献对于PTFE膜材的制备有一定的参考，但也并未给出详细的工艺参数，不能使其工业生产化。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种PTEE建筑膜结构材料及其生产方法，其主要针对目前国内建筑膜材的研究现状及良好的市场前景，研制制备PTFE膜材的工艺流程，并给出详细的工艺参数，为开发出国产的以玻璃纤维织物为基布表面涂覆PTFE树脂的建筑膜材打下基础，填补国产PTFE建筑膜材研究的空白。
[0007]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
[0008]本发明提出一种PTFE建筑膜结构材料的生产方法，包括以下步骤:
[0009](I)取一定量的PTEE分散乳液和助剂，使PTFE的分散乳液中PTFE树脂颗粒为35?40Wt%，然后搅拌均匀，取均匀溶液放入浸溃槽；
[0010](2)将玻纤基布固定在框上，使其平整，然后放入烘箱中在300?450°C进行热处理3?5分钟，去除其表面的浸润剂；
[0011](3)将经过步骤(2)处理的玻纤基布浸入所述步骤(I)中的浸溃槽中，将浸溃PTEE树脂的玻纤基布在轧车上浸轧一下，保证PTEE树脂渗透到玻纤基布及其缝隙内；
[0012](4)然后取出浸透的玻纤基布，依次进行干燥、烘培、烧结、冷却程序完成第一道浸溃，其中，干燥温度及时间为100?150°C、80?90s，烘焙温度及时间为280?290°C、50?60s，烧结温度及时间为360?3900C >50?60s ；
[0013](5)再依次重复以上步骤(2)、(3)、(4)、(5)至少4次制得所需成品，但其中浸溃槽中的PTEE分散乳液和助剂中PTFE树脂颗粒固含量为45?55wt%，干燥温度及时间为100?150°C、80?90s，烘焙温度及时间为280?290°C、50?60s，烧结温度及时间为360 ?390。。、50 ?60s。
[0014]作为本发明的进一步特征，所述PTEE分散乳液是平均粒径为0.2?0.3 μ m的PTFE树脂悬浮在水中形成的，胶体溶液粘度为0.015?0.020Pa.s，浓度60%左右，PH值为9?10。
[0015]作为本发明的进一步特征，所述助剂为硅烷偶联剂、增稠剂。
[0016]本发明还提出根据以上所述生产方法制得的一种PTEE建筑膜结构材料。
[0017]由于采用以上技术方案，本发明给出详细的工艺参数，为开发出国产的以玻璃纤维织物为基布表面涂覆PTFE树脂的建筑膜材打下基础，填补了国产PTFE建材研究的空白，且本发明生产成本低、易操作，易产业化。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步说明:
[0019]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0020]本发明是以超细玻璃纤维机织平纹织物为基布，经浸溃涂层工艺整理，表面涂覆PTFE树脂而制成的PTFE建筑膜材的制取工艺，分别从生产原料及基布制取，热处理基布，浸溃涂层的研究与膜材制取，力学性能测试等几方面研究，得出膜材制备过程中较优化的生产工艺参数及产品力学性能及其影响因素等。
[0021]如图1所示，本发明中PTFE建筑膜材采用浸溃涂层法，在超细玻璃纤维布(以下简称玻纤布)上涂覆PTFE树脂加工而成的。玻纤布先通过浸溃槽涂覆PTFE浓缩分散液，再经过干燥、烘焙、烧结等工艺处理，将多余水分及溶剂散发掉，而使树脂颗粒均匀地分布在玻纤布的两面。玻纤布需要多次浸溃，且每次浸溃的树脂量要适当控制，过多则在烧结后容易出现龟裂现象，过少则达不到产品的性能要求。
[0022]实施例1
[0023]本发明的一种PTFE建筑膜结构材料的生产方法，包括以下步骤:
[0024](I)取2000ml的PTEE分散乳液和IOml硅烷偶联剂，使PTFE的分散乳液中PTFE树脂颗粒为35wt%，然后搅拌均匀，取均匀溶液放入浸溃槽；
[0025](2)将玻纤基布固定在框上，使其平整，然后放入烘箱中在300°C进行热处理5分钟，去除其表面的浸润剂；
[0026](3)将经过步骤(2)处理的玻纤基布浸入所述步骤(I)中的浸溃槽中，将浸溃PTEE树脂的玻纤基布在轧车上浸轧一下，保证PTEE树脂渗透到玻纤基布及其缝隙内；
[0027](4)然后取出浸透的玻纤基布，依次进行干燥、烘培、烧结、冷却程序完成第一道浸溃，其中，干燥温度及时间为150°C、90s，烘焙温度及时间为280°C、60s，烧结温度及时间为3600C >60s ；
[0028](5)再依次重复以上步骤(2)、(3)、⑷、(5)4次最终制得所需成品，但其中浸溃槽中的PTEE分散乳液和助剂中PTFE树脂颗粒固含量为45wt %，干燥温度及时间为150°C、90s，烘焙温度及时间为280°C、60s，烧结温度及时间为390°C、60s。
[0029]实施例2
[0030]本发明的一种PTFE建筑膜结构材料的生产方法，包括以下步骤:
[0031]((I)取2000ml的PTEE分散乳液和IOml硅烷偶联剂，使PTFE的分散乳液中PTFE树脂颗粒为40wt%，然后搅拌均匀，取均匀溶液放入浸溃槽；
[0032](2)将玻纤基布固定在框上，使其平整，然后放入烘箱中在450°C进行热处理3分钟，去除其表面的浸润剂；
[0033](3)将经过步骤(2)处理的玻纤基布浸入所述步骤(I)中的浸溃槽中，将浸溃PTEE树脂的玻纤基布在轧车上浸轧一下，保证PTEE树脂渗透到玻纤基布及其缝隙内；
[0034](4)然后取出浸透的玻纤基布，依次进行干燥、烘培、烧结、冷却程序完成第一道浸溃，其中，干燥温度及时间为100°C、90s，烘焙温度及时间为290°C、50s，烧结温度及时间为3900C >50s ；
[0035](5)再依次重复以上步骤(2)、(3)、⑷、(5)6次最终制得所需成品，但其中浸溃槽中的PTEE分散乳液和助剂中PTFE树脂颗粒固含量为45?55wt %，干燥温度及时间为100?150°C、80?90s，烘焙温度及时间为280?290°C、50?60s，烧结温度及时间为360 ?390。。、50 ?60s。
[0036]实施例3
[0037]本发明的一种PTFE建筑膜结构材料的生产方法，包括以下步骤:
[0038](I)取2000ml的PTEE分散乳液和IOml增稠剂，使PTFE的分散乳液中PTFE树脂颗粒为38wt%，然后搅拌均匀，取均匀溶液放入浸溃槽；
[0039](2)将玻纤基布固定在框上，使其平整，然后放入烘箱中在400°C进行热处理5分钟，去除其表面的浸润剂；
[0040](3)将经过步骤(2)处理的玻纤基布浸入所述步骤(I)中的浸溃槽中，将浸溃PTEE树脂的玻纤基布在轧车上浸轧一下，保证PTEE树脂渗透到玻纤基布及其缝隙内；
[0041](4)然后取出浸透的玻纤基布，依次进行干燥、烘培、烧结、冷却程序完成第一道浸溃，其中，干燥温度及时间为120°C、90s，烘焙温度及时间为290°C、60s，烧结温度及时间为3800C >60s ；
[0042](5)再依次重复以上步骤(2)、(3)、⑷、(5) 10次最终制得所需成品，但其中浸溃槽中的PTEE分散乳液和助剂中PTFE树脂颗粒固含量为50wt%，干燥温度及时间为120°C、90s，烘焙温度及时间为280°C、60s，烧结温度及时间为380°C、60s。
[0043]实施例4
[0044]本发明的一种PTFE建筑膜结构材料的生产方法，包括以下步骤:
[0045](I)取2000ml的PTEE分散乳液和1ml增稠剂，使PTFE的分散乳液中PTFE树脂颗粒为35?40Wt%，然后搅拌均匀，取均匀溶液放入浸溃槽；
[0046](2)将玻纤基布固定在框上，使其平整，然后放入烘箱中在350°C进行热处理5分钟，去除其表面的浸润剂；
[0047](3)将经过步骤(2)处理的玻纤基布浸入所述步骤(I)中的浸溃槽中，将浸溃PTEE树脂的玻纤基布在轧车上浸轧一下，保证PTEE树脂渗透到玻纤基布及其缝隙内；
[0048](4)然后取出浸透的玻纤基布，依次进行干燥、烘培、烧结、冷却程序完成第一道浸溃，其中，干燥温度及时间为150°C、80s，烘焙温度及时间为280°C、60s，烧结温度及时间为3600C >60s ；
[0049](5)再依次重复以上步骤(2)、(3)、(4)、(5) 12次最终制得所需成品，但其中浸溃槽中的PTEE分散乳液和助剂中PTFE树脂颗粒固含量为45?55wt%，干燥温度及时间为100?150°C、80?90s，烘焙温度及时间为280?290°C、50?60s，烧结温度及时间为360 ?390。。、50 ?60s。
[0050]以上实施例中，所述PTEE分散乳液是平均粒径为0.2?0.3 μ m的PTFE树脂悬浮在水中形成的，胶体溶液粘度为0.015?0.020Pa.s，浓度60%左右，PH值为9?10。
[0051]但是，上述的【具体实施方式】只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
【权利要求】
1.一种PTFE建筑膜结构材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)取一定量的PTEE分散乳液和助剂，使PTFE的分散乳液中PTFE树脂颗粒为35?40wt%，然后搅拌均匀，取均匀溶液放入浸溃槽； (2)将玻纤基布固定在框上，使其平整，然后放入烘箱中在300?450°C进行热处理3?5分钟，去除其表面的浸润剂； (3)将经过步骤(2)处理的玻纤基布浸入所述步骤(I)中的浸溃槽中，将浸溃PTEE树脂的玻纤基布在轧车上浸轧一下，保证PTEE树脂渗透到玻纤基布及其缝隙内； (4)然后取出浸透的玻纤基布，依次进行干燥、烘培、烧结、冷却程序完成第一道浸溃，其中，干燥温度及时间为100?150°C、80?90s，烘焙温度及时间为280?290°C、50?60s，烧结温度及时间为360?3900C >50?60s ； (5)再依次重复以上步骤(2)、(3)、(4)、(5)至少4次最终制得所需成品，但其中浸溃槽中的PTEE分散乳液和助剂中PTFE树脂颗粒固含量为45?55wt %，干燥温度及时间为100?150°C、80?90s，烘焙温度及时间为280?290°C、50?60s，烧结温度及时间为360 ?390°C、50 ?60s。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于:所述PTEE分散乳液是平均粒径为0.2?0.3 μ m的PTFE树脂悬浮在水中形成的，胶体溶液粘度为0.015?0.020Pa *s，浓度60%左右，PH值为9?10。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于:所述助剂为硅烷偶联剂、增稠剂。
4.根据以上权利要求1-3中任一项所述生产方法制得的一种PTEE建筑膜结构材料。
【文档编号】B29C70/40GK104029400SQ201410240092
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】陈南梁, 蒋金华, 张晨曙, 胡淳, 傅婷, 唐渝思, 黄家润, 朱聪聪, 王成 申请人:东华大学