可熔性聚四氟乙烯管材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及管材领域，具体设及一种可烙性聚四氣乙締管材及其制备方法。
【背景技术】 阳00引可烙性聚四氣乙締（PFA)管材具有优良的耐高低溫特性，在-20~200°C的条件下 可长期使用。具有良好的化学稳定性，仅高溫下氣蒸气，碱金属与它起作用，对其它所有的 浓、稀无机有机酸、碱、醋均不发生反应。低表面摩擦系数，拒水，拒油，管壁内外不积垢。无 毒，不易燃烧等特点，具有高透明度，在所有塑料中光折射率最低，易二次加工性，可自封， 可自焊，可翻边。可广泛应用于半导体制造装置，热交换器、蒸气配管，高纯度试剂输送管， 各种腐蚀性介质（苛刻溶剂）输送管道，复极式离子膜法烧碱生产中进出口晓性软管，各种 频率电线电缆护套，槽绝缘管等，具有广泛的用途。
[0003] 然而，做为高性能塑料管材，PFA管材往往使用在较为苛刻的环境，如高溫环境等。 在使用过程中主要存在W下问题：
[0004] 第一、随着溫度的升高，尤其是达到200°CW后，PFA管材的强度明显下降，260°C 时，其强度几乎接近于零。
[00化]第二、PFA的热膨胀系数比金属或其他材料高得多，因此在冷热交替的过程中，溫 度的变化会造成一定的热应力，PFA层的收缩率比金属等其它材料要大得多，容易造成PFA 层剥罔，影响使用寿命。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种可烙性聚四氣乙締管材及其制备方法，W解决上述现有 技术中存在的问题。
[0007] 为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种可烙性聚四氣乙締管材， 所述可烙性聚四氣乙締管材由可溶性聚四氣乙締颗粒制成，其中，所述可溶性聚四氣乙締 颗粒通过对实屯、棒状物进行造粒加工形成，W及所述实屯、棒状物通过在烙融状态下的可烙 性聚四氣乙締中加入超细短纤维混合成混合物，然后再将该混合物由挤出机挤出形成。
[000引较佳地，所述可烙性聚四氣乙締管材由聚四氣乙締颗粒在烙融状态下，经混合、揽 拌、推压、挤出、定型、拉伸W及冷却工艺制备而成。
[0009] 较佳地，所述拉伸包括加热拉伸、粗拉挤压拉伸W及细拉挤压拉伸。
[0010] 较佳地，所述实屯、棒状物通过在烙融状态下的可烙性聚四氣乙締中加入5~50% 的超细短纤维混合形成。
[0011] 所述超细短纤维包括聚四氣乙締纤维、不诱钢纤维、碳纤维、玻璃纤维或陶瓷纤 维。
[0012] 较佳地，所述聚四氣乙締纤维由聚四氣乙締分散树脂制成。
[0013] 较佳地，所述超细短纤维由聚四氣乙締分散树脂经制胚、压延、拉伸、分切、加抢成 束、卷曲、切断及开松处理形成。
[0014] 较佳地，所述超细短纤维的线密度为I~5den、长度为0. 5~5mm、和/或热收缩 率< 3%。
[0015] 较佳地，所述可溶性聚四氣乙締颗粒的直径为2~6mm，和/或所述实屯、棒状物的 截面直径为1~5mm。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供了一种制备可烙性聚四氣乙締管材的方法，所述方 法包括W下步骤：
[0017] 步骤1:超细短纤维的制备；
[001引步骤2巧烙性聚四氣乙締颗粒的制备：
[0019] 将步骤1获得的超细短纤维加入到烙融状态的聚四氣乙締中，从而获得可溶性聚 四氣乙締颗粒；
[0020] 步骤3 :可烙性聚四氣乙締管材的制备：
[0021] 将步骤二所获得的可烙性聚四氣乙締颗粒加热至烙融状态，再通过推压、挤出、定 型、拉伸、冷却处理，从而获得可烙性聚四氣乙締管材。 阳0巧较佳地，所述步骤1包括W下步骤：
[0023]1. 1选取聚四氣乙締分散树脂；
[0024]1. 2将该聚四氣乙締分散树脂制胚、压延、拉伸、分切、加抢成束、卷曲、切断及开 松，从而获得超细短纤维。
[0025] 较佳地，所述拉伸包括加热拉伸、粗拉挤压拉伸W及细拉挤压拉伸。 阳0%] 较佳地，所述超细短纤维的线密度为1~5den、长度为0. 5~5mm、和/或热收缩 率< 3%。
[0027] 较佳地，所述步骤2包括W下步骤： 阳02引 2. 1选取可烙性聚四氣乙締；
[0029] 2. 2将该可烙性聚四氣乙締树脂放在不诱钢容器中并进行加热、揽拌处理，在加热 过程中，不断揽拌，加热至完全烙融状态；
[0030] 2. 3加入步骤一所获得的超细短纤维，混合均匀，通过挤出机挤出棒状物，获得可 烙性聚四氣乙締棒；
[0031] 2. 4对步骤2. 3所获得可烙性聚四氣乙締棒进行造粒处理，从而获得可溶性聚四 氣乙締颗粒。
[0032] 较佳地，所述可溶性聚四氣乙締颗粒的直径为2~6mm。 阳03引较佳地，所述实屯、棒状物的直径为1~5mm。
[0034] 较佳地，在所述步骤2. 2中，揽拌速度为10~30r/min，加热时的升溫速度为5°C/ min，W及升溫至250~350°C后保持溫度恒定。
[00对较佳地，所述步骤3包括W下步骤：
[0036] 3. 1将步骤二所获得的可烙性聚四氣乙締颗粒加热至烙融状态，充分混合、揽拌， 从而获得烙融状态的聚四氣乙締颗粒；
[0037] 3. 2将步骤3. 1所获得的烙融状态的聚四氣乙締颗粒通过推压、挤出、定型、拉伸、 冷却处理，从而获得可烙性聚四氣乙締管材。
[003引本发明的可烙性聚四氣乙締管材不仅可W采用热塑性成型的加工方法加工，而且 还能够大大提高可烙性聚四氣乙締（PFA)管材的强度和初性，同时具有降低材料的收缩率 等优点，从而能够大大提高管材的使用寿命，降低使用成本。
[0039] 本发明的超细短纤维具有耐高溫、耐腐蚀、强度高等特点。由于在制备过程中通 过多次拉伸工艺使纤维强度大大提高，常溫下拉伸强度高达700~SOOMpa,是PFA材料的 20~30倍，线密度为1~5den，长度为0. 5~5mm，热收缩率< 3 %。
[0040] 本发明的增强型可烙性聚四氣乙締（PFA)管材与未改性前的可烙性聚四氣乙締 (PFA)管材相比强度增加2~10倍，热收缩率减少50%W上，大大提高了使用寿命。
【具体实施方式】
[0041] W下将对本发明的较佳实施例进行详细说明，W便更清楚理解本发明的目的、特 点和优点。应理解的是，运些实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技 术方案的实质精神。 阳0创术语说明
[0043] 本发明中的超细短纤维是指长期耐溫在260°CW上，烙融溫度在300°CW上，细度 在0. 5~5den，分切长度在0. 5~5mm，强度在300MPaW上的纤维，其包含但不仅限于聚四 氣乙締、不诱钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等耐高溫纤维。
[0044] 本发明人经过广泛而深入的研究，首次研发了一种增强型且耐高溫、耐腐蚀的可 烙性聚四氣乙締管材，该可烙性聚四氣乙締管材不仅可W采用热塑性成型的加工方法加 工，而且还能够大大提高聚四氣乙締（PFA)管材的强度和初性，同时具有降低材料的收缩 率等优点，从而能够大大提高管材的使用寿命，降低使用成本。 W45] 本发明的可烙性聚四氣乙締（PFA)管材由增强型可烙性聚四氣乙締颗粒在烙融 状态下、充分混合、揽拌、推压、挤出、定型、拉伸、冷却等工艺制备而成。其中，烙融状态的溫 度为300~370 °C。
[0046] 增强型可烙性聚四氣乙締颗粒通过在烙融状态下的可烙性聚四氣乙締（PFA)中 加入5~50%的高强度超细短纤维，再混合均匀后，经挤出机挤出直径为1~5mm的实屯、棒 状物，然后通过造粒机造粒成2~6mm的颗粒。其中，高强度超细短纤维包括聚四氣乙締、 碳纤维、玻璃纤维等。
[0047] 下面W聚四氣乙締超细短纤维为例来说明高强度超细短纤维的制造过程。总的来 说，聚四氣乙締超细短纤维由聚四氣乙締分散树脂经制胚、压延、拉伸、加热拉伸、分切、加 抢成束、粗拉挤压拉伸、细拉挤压拉伸、加热拉伸、卷曲、切断及开松工艺制成。
[0048] 通过该工艺制成的运种超细短纤维具有耐高溫、耐腐蚀、高强度等优点。由于在制 备过程中通过多次拉伸工艺从而使纤维强度大大提高，因此，本发明的超细短纤维常溫下 拉伸强度高达700~SOOMpa,是PFA材料的20~30倍，线密度为1~5den，长度为0. 5~ 5mm，热