聚四氟乙烯盘式规整填料的制备方法与流程

本发明涉及一种聚四氟乙烯规整填料的制备方法。属于规整填料技术领域。

背景技术：

填料，泛指被填充于其他物体中的物料。在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料，其作用是增加气-液的接触面，使其相互强烈混合，有分散填料和规整填料两种。分散填料如鲍尔环和拉西环，规整填料是按一定的几何构型排列整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。波纹填料是由许多波纹薄板组成的圆盘状物料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。波纹填料可进一步细分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷之分。金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多小孔，可起到分配板片上的液体、加强横向混合的作用。波纹板片上轧成细小沟纹，可起到细分配板上的液体、增强表面润湿性能的作用。金属孔板波纹填料强度高，适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。但由于金属的抗腐蚀能力较弱，尤其是强酸性物质的传质，通常使用两三个月就要停机更换填料，给企业带来巨大的损失。

公开号为CN 104841352A的中国发明专利申请，公开了一种聚四氟乙烯波纹板及其制法。该制法包括以下步骤：（1）、以聚四氟乙烯基带为原料，将其通过表面粗糙的辊筒的压延作用，制成具有表面粗糙结构的基带Ⅰ；（2）、将基带Ⅰ以冲压或者辊压方式制孔，制成板身具有若干均匀分布的通孔的基带Ⅱ；（3）、将基带Ⅱ通过斜刀式波纹成型机压制成波纹的宽度方向与波纹板的宽度方向形成夹角α的聚四氟乙烯波纹板，其中30°≤α≤60°。在这个技术方案中，通过斜刀式波纹成型机压制波纹时，斜刀会将粗糙结构近乎压平，从而影响液料在填料上的停留时间，进而影响传质效率。。

技术实现要素：

本发明要解决现有技术中聚四氟乙烯规整填料生产时的技术问题，从而提供一种聚四氟乙烯规整填料的制备方法。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

聚四氟乙烯规整填料的制备方法，包括以下步骤：

（a）、以聚四氟乙烯基带为原料，将其预热后通过辊筒的压延作用，制成表面具有粗糙结构的平料带；

（b）、将所述平料带通过冲压机，制成具孔平料带；

（C）、将所述具孔平料带通过波纹成型机压制成波纹的长度方向与波纹板的长度方向形成夹角α的聚四氟乙烯波纹板，其中40°≤α≤50°；

（d）、将所述聚四氟乙烯波纹板裁剪出合适的长度；

（e）、将合适长度的聚四氟乙烯波纹板以侧立的方式装填于模具，同时保持相邻的波纹板之间波峰与波峰点接触，从而形成传质区间，装填完毕后形成本体结构；

（f）、用聚四氟乙烯材质的箍圈将所述本体结构箍紧，形成包边结构；

（g）、在所述本体结构上横向开孔，并在孔中装填聚四氟乙烯加强筋形成加强结构，所述聚四氟乙烯加强筋是由刚性芯棒穿置在聚四氟乙烯管内部，并将所述聚四氟乙烯管两端熔焊形成的兼具刚性、耐腐蚀性能的密封结构；

（h）、用聚四氟乙烯单线将所述本体结构和包边结构缝制成缝合结构；

所述聚四氟乙烯规整填料，包括本体结构、包边结构、加强结构和缝合结构；所述本体结构由若干侧立的聚四氟乙烯波纹板叠合而成；所述包边结构由聚四氟乙烯箍圈箍紧在所述本体结构形成；所述加强结构由聚四氟乙烯加强筋水平穿置于所述本体结构中形成；所述聚四氟乙烯加强筋是由刚性芯棒穿置在聚四氟乙烯管内部，并将所述聚四氟乙烯管两端熔焊形成的兼具刚性、耐腐蚀性能的密封结构；所述缝合结构是由聚四氟乙烯单线将所述本体结构和包边结构缝制成一体的结构；

所述模具，包括横框和围框，所述横框的长度不小于所述围框的跨度；所述横框在其两端通过锁定组件和围框相固定；所述横框上设有孔道，所述围框上与所述孔道相应的位置设有槽口。

作为上述技术方案的优选，步骤（a）中，利用辊筒的压延作用时，将所述平料带压制出较深花纹的粗糙结构；于步骤（c）中，通过波纹成型机的热压刀的热压作用，将所述较深花纹的粗糙结构压成较浅花纹的粗糙结构；其中较深花纹与较浅花纹的深度差值不大于2丝。

作为上述技术方案的优选，所述波纹成型机，包括机架、夹送组件和冲压组件；所述夹送组件包括夹送辊、用于承载所述夹送辊的转轴和于承接所述转轴的辊架；所述冲压组件包括斜压刀组和承压台，斜压刀组设置在动力装置上，所述斜压刀组的设置方向与所述夹送组件的夹送方向形成与所述夹角α相同的夹角γ，40°≤γ≤50°；所述承压台设有与所述斜压刀组相适应的齿槽；所述斜压刀包括预压刀、热压刀和后压刀；所述预压刀、热压刀和后压刀的刃口均为钝口；所述预压刀、热压刀和后压刀固定连接；以压纹对象所述的具孔平料带为基准，相比于所述预压刀和后压刀，压纹操作时，所述热压刀产生更深入的压痕；所述预压刀的刀身一侧设置有限位台；所述齿槽包括预压刀结合部、热压刀结合部和后压刀结合部；所述斜压刀组下降到最低高度时，预压刀与预压刀结合部两边留有间隙，热压刀的钝口刀刃与热压刀结合部相抵，热压刀的两侧刀身与热压刀结合部留有间隙，后压刀与后压刀结合部留有间隙；所述承压台还包括第一平台和第二平台；所述第一平台与所述预压刀结合部的上缘齐平，所述第二平台与所述后压刀结合部的下缘齐平；所述后压刀的刀口宽于所述热压刀的刀口。

作为上述技术方案的优选，所述聚四氟乙烯基带是由聚四氟乙烯原粉与再生料粉以不大于1:4的比例混合后，经压坯处理得到坯料，然后烧结所述坯料，二次压坯排除气体后制成聚四氟乙烯柱状坯料；再将所述柱状坯料车制成规定厚度的聚四氟乙烯再生料带；再将所述聚四氟乙烯再生料带通过热辊定型处理制得所述的聚四氟乙烯基带。

作为上述技术方案的优选，所述再生料粉是将聚四氟乙烯废料磨粉后制得，具体是先将干磨后得到的废料粉通过初筛分为粗粉和细粉，接着将粗粉进行湿磨，湿磨后烘干；再将细粉和烘干后的湿磨粉以1:（0.5-1）的比例混合。

作为上述技术方案的优选，压坯时，压强为10-50MPa；烧结时，烧结温度至少为250℃，烧结时间至少为100小时；二次压坯时，压缩保有率控制在85%以上。

作为上述技术方案的优选，热辊定型时，热辊温度至少为180℃，且转动时热辊表面线速度不大于2cm/s，热辊压强不大于150Kpa。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用在基带压花时将花纹压得比所需要的更深，然后在进行压波纹时无可避免地把较深的花纹压浅，从而得到所需深浅的花纹的方案，进行预矫正；同时通过改进热压组件与承压台的配合结构，降低无可避免的那种会将花纹压浅的不利因素；使得依照本发明的方法制得的产品具有更好的传质效率；

2、本发明还提供了一整套利用聚四氟乙烯再生料的完整技术方案， 因此至少部分原料可替换为聚四氟乙烯再生料，从而在不影响产品质量的同时可显著地降低成本，有利于市场推广。

附图说明

图1是本发明波纹板的结构示意图；

图2是图1中A区的放大图；

图3是本发明规整填料的结构示意图；

图4是本发明的模具结构示意图；

图5是本发明波纹成型机的结构示意图；

图6是图5中B区的放大图；

图中，1-本体结构；10-波纹板，20-箍圈，30-加强筋；52-夹送辊，53-转轴，54-辊架，57-斜压刀组，58-承压台，57-1-预压刀，57-2-热压刀，57-3-后压刀，57-1-1-限位台，58-1-预压刀结合部，58-2-热压刀结合部，58-3-后压刀结合部；61-横框，62-围框，611-孔道，621-槽口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步的解释说明。

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变，只要在权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。

聚四氟乙烯规整填料的制备方法，包括以下步骤：

（a）、以聚四氟乙烯基带为原料，将其预热后通过辊筒的压延作用，制成表面具有粗糙结构的平料带；

（b）、将所述平料带通过冲压机，制成具孔平料带；

（C）、将所述具孔平料带通过波纹成型机压制成波纹的宽度方向与波纹板的长度方向形成夹角α的聚四氟乙烯波纹板，其中40°≤α≤50°；

（d）、将所述聚四氟乙烯波纹板10裁剪出合适的长度；

（e）、将合适长度的聚四氟乙烯波纹板10以侧立的方式装填于模具，同时保持相邻的波纹板10之间波峰与波峰点接触，从而形成传质区间，装填完毕后形成本体结构；

（f）、用聚四氟乙烯材质的箍圈将所述本体结构1箍紧，形成包边结构；

（g）、在所述本体结构1上横向开孔，并在孔中装填聚四氟乙烯加强筋30形成加强结构，所述聚四氟乙烯加强筋30是由刚性芯棒穿置在聚四氟乙烯管内部，并将所述聚四氟乙烯管两端熔焊形成的兼具刚性、耐腐蚀性能的密封结构；

（h）、用聚四氟乙烯单线将所述本体结构1和包边结构缝制成缝合结构；

如图3所示，所述聚四氟乙烯规整填料，包括本体结构1、包边结构、加强结构和缝合结构；所述本体结构1由若干侧立的聚四氟乙烯波纹板10叠合而成，聚四氟乙烯波纹板10的结构如图1-2所示。所述包边结构由聚四氟乙烯箍圈20箍紧在所述本体结构1形成；所述加强结构由聚四氟乙烯加强筋30水平穿置于所述本体结构1中形成；所述聚四氟乙烯加强筋30是由刚性芯棒穿置在聚四氟乙烯管内部，并将所述聚四氟乙烯管两端熔焊形成的兼具刚性、耐腐蚀性能的密封结构；所述缝合结构是由聚四氟乙烯单线将所述本体结构1和包边结构缝制成一体的结构。

如图4所示，所述模具，包括横框61和围框62，所述横框61的长度不小于所述围框62的跨度；所述横框61在其两端通过锁定组件和围框62相固定；所述横框61上设有孔道611，所述围框62上与所述孔道611相应的位置设有槽口621。

步骤a中，利用辊筒的压延作用时，将所述平料带压制出较深花纹的粗糙结构；于步骤c中，通过波纹成型机的热压刀57-2的热压作用，将所述较深花纹的粗糙结构压成较浅花纹的粗糙结构；其中较深花纹与较浅花纹的深度差值不大于2丝。

如图5-6所示，所述波纹成型机，包括机架、夹送组件和冲压组件；所述夹送组件包括夹送辊52、用于承载所述夹送辊52的转轴53和于承接所述转轴53的辊架54；所述冲压组件包括斜压刀组57和承压台58，斜压刀组57设置在动力装置上，所述斜压刀组57的设置方向与所述夹送组件的夹送方向形成与所述夹角α相同的夹角γ，40°≤γ≤50°；所述承压台58设有与所述斜压刀组57相适应的齿槽；所述斜压刀57包括预压刀57-1、热压刀57-2和后压刀57-3；所述预压刀57-1、热压刀57-2和后压刀57-3的刃口均为钝口；所述预压刀57-1、热压刀57-2和后压刀57-3固定连接；以压纹对象所述的具孔平料带为基准，相比于所述预压刀57-1和后压刀57-3，压纹操作时，所述热压刀57-2产生更深入的压痕；所述预压刀57-1的刀身一侧设置有限位台57-1-1；所述齿槽包括预压刀结合部58-1、热压刀结合部58-2和后压刀结合部58-3；所述斜压刀组57下降到最低高度时，预压刀57-1与预压刀结合部58-1两边留有间隙，热压刀57-2的钝口刀刃与热压刀结合部58-2相抵，热压刀57-2的两侧刀身与热压刀结合部58-2留有间隙，后压刀57-3与后压刀结合部58-3留有间隙；所述承压台58还包括第一平台和第二平台；所述第一平台与所述预压刀结合部58-1的上缘齐平，所述第二平台与所述后压刀结合部58-3的下缘齐平；所述后压刀57-3的刀口宽于所述热压刀57-2的刀口。

所述聚四氟乙烯基带是由聚四氟乙烯原粉与再生料粉以不大于1:4的比例混合后，经压坯处理得到坯料，然后烧结所述坯料，二次压坯排除气体后制成聚四氟乙烯柱状坯料；再将所述柱状坯料车制成规定厚度的聚四氟乙烯再生料带；再将所述聚四氟乙烯再生料带通过热辊定型处理制得所述的聚四氟乙烯基带。

所述再生料粉是将聚四氟乙烯废料磨粉后制得，具体是先将干磨后得到的废料粉通过初筛分为粗粉和细粉，接着将粗粉进行湿磨，湿磨后烘干；再将细粉和烘干后的湿磨粉以1:0.5-1的比例混合。

压坯时，压强为10-50MPa；烧结时，烧结温度至少为250℃，烧结时间至少为100小时；二次压坯时，压缩保有率控制在85%以上。

热辊定型时，热辊温度至少为180℃，且转动时热辊表面线速度不大于2cm/s，热辊压强不大于150Kpa。