一种高通量厚型聚四氟乙烯膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高通量厚型聚四氟乙烯膜及其制备方法，该方法如下：(1)将若干张单层聚四氟乙烯膜对齐叠合，形成叠合的多层膜；(2)将叠合的多层膜经喂入辊喂入热风粘合装置，然后用I道热气流进行I道热风粘合处理，以使叠合的多层膜的上表面吸热软化并与下层的聚四氟乙烯膜进行粘合；(3)进行张力调节处理；(4)采用II道热气流进行Ⅱ道热风粘合处理，以使多层复合膜的下表面吸热软化并与相邻贴合的聚四氟乙烯膜进行粘合；(5)进行张力调节处理；(6)卷绕输出。本发明专利技术的高通量厚型聚四氟乙烯膜的孔隙率高、透气性好，其覆于非织造过滤毡制成高温过滤材料，对高温烟气中细微颗粒的过滤效率高，且能延长高温过滤材料的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高通量厚型聚四氟乙烯膜及其制备方法。
技术介绍
聚四氟乙烯具有极优异的热稳定性，熔点为327℃，分解温度超过400℃，能在-196℃～260℃范围长时间工作；较高的黏性系数，约在1010～1012Pa·S，即使在熔点以上也不发生黏性流动；耐化学腐蚀性突出，除自身氟化物和熔融的碱金属外，不溶于其他任何溶剂；同时，表面自由能低、摩擦系数低(0.04)，具有优异的自清洁性能，是用于制备高温烟气过滤材料的理想材料。目前，高温烟气滤料为非织造过滤毡与聚四氟乙烯膜覆合而成的复合材料。过滤过程中，高温烟气穿过聚四氟乙烯膜后再通过非织造过滤毡而进入大气。由于聚四氟乙烯膜孔径比非织造过滤毡孔径要小，烟气中细微颗粒大部分被聚四氟乙烯膜阻隔而达到分离烟气中细微颗粒的目的，因此聚四氟乙烯膜的性能直接影响高温烟气滤料的过滤效果。常规聚四氟乙烯膜制备工艺如专利CN1107383所述，制备得到单层聚四氟乙烯膨体膜。由于在制备过程要对聚四氟乙烯膜进行双向拉伸，双向拉伸均匀性差而造成所得聚四氟乙烯膜孔径大且孔径不均匀。若将由该工艺获得的聚四氟乙烯膜覆于非织造过滤毡表面制成高温烟气过滤材料，由于聚四氟乙烯膜中孔径较大，无法对烟气中的细微颗粒进行有效过滤，从而使得覆膜过滤材料的过滤效率大大降低。此外，单层聚四氟乙烯膜强度低，当高速高温烟气冲击覆膜过滤材料时，单层聚四氟乙烯膜在细微颗粒的冲击作用下发生破损，使得高温滤料的使用寿命大大缩短。因此，改善聚四氟乙烯膜的强度和孔径均匀度成为当前研究的重点，人们做出如下的研究：(1)专利CN101879419“多层聚四氟乙烯膜及其制备方法及装置”中提供了一种强度较高、孔径小的多层聚四氟乙烯膜及其制备方法。主要方法
是将两层或两层以上的聚四氟乙烯压延膜对齐叠好，经轧辊挤压、脱脂后进入纵向拉伸辊，经纵向拉伸后形成纵拉带再经扩幅机组横向拉伸制得多层聚四氟乙烯膜。由于该工艺是先将多层聚四氟乙烯压延膜进行叠合，在后道牵伸过程中会降低层与层间的结合力，可使层与层之间形成一定的空隙，当覆于非织造过滤毡制成高温过滤材料时，对过滤效率的提高比较有限。(2)专利CN101007242“膨化微孔聚四氟乙烯膜的制备方法”提供了一种对现有膨体聚四氟乙烯膜改进的制备方法。该方法在挤出工序中采用扁平形状口模的模头以改善聚四氟乙烯压延膜的均匀性，同时在挤出和纵拉工序之间增加了一道轧光工序以提高聚四氟乙烯膜的均匀性。该工艺虽可有效改善聚四氟乙烯膜的孔径均匀性，但所制备的聚四氟乙烯膜仍为单层膜，覆于非织造过滤毡而制成的高温滤料的过滤效率也很有限。(3)专利CN102358046“一种聚四氟乙烯膜的生产工艺”提供了一种将常规聚四氟乙烯膜生产工艺中压延步骤分成初压和精压两道工序的聚四氟乙烯膜生产工艺。初压工艺是上道挤出工序形成的棒料压制2至5次形成初压坯膜，精压是对经初压后的所述初压坯膜进行一次压延形成精压坯膜。该工艺的特点是每一次坯料的厚度变化较小，因此厚度变化容易控制；多次压延可以弥补前道压延工艺中产生的不足，以显著改善聚四氟乙烯膜的厚度均匀性。但该工艺制备获得的聚四氟乙烯膜为单层膜，仍无法满足现代高温过滤领域对聚四氟乙烯膜的要求。(4)专利CN101161446“一种制备双向拉伸的聚四氟乙烯膜的设备和方法”提供了一种纵向拉伸三节烘箱、横向扩幅拉伸在固化型烘箱内进行，实现均匀聚四氟乙烯膜的制备。此外，该工艺还可以通过将多层基带通过一压辊复合，经纵向拉伸和横向拉伸后制备得到多层聚四氟乙烯膜，显著改善聚四氟乙烯膜的厚度和孔径均匀性。但该工艺是通过复合聚四氟乙烯压延膜再经纵向拉伸和横向拉伸而制备多层聚四氟乙烯膜，多层聚四氟乙烯压延膜经压辊复合，层与层之间的结合力低，经纵向拉伸时，由于受力不均匀，层与层之间会发生相对移动，使层与层之间形成一定量的空隙。若将该多层聚
四氟乙烯膜覆于非织造过滤毡而制成的高温滤料透气性比较差，降低高温滤料的工作效率。综上所述，当前制备所得均匀性好的单层聚四氟乙烯膜和多层聚四氟乙烯膜都无法满足高温滤料对聚四氟乙烯膜的厚度、空隙率和透气量的要求，因此研发高孔隙率和高透气量的厚型聚四氟乙烯膜仍是当前的热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服了现有技术中的单层/多层聚四氟乙烯膜无法同时满足高温过滤材料对聚四氟乙烯膜所要求的厚度、孔隙率和透气量的缺陷，提供一种高通量厚型聚四氟乙烯膜及其制备方法。采用本专利技术的制备方法，所制得的高通量厚型聚四氟乙烯膜的孔隙率高、透气性好，其覆于非织造过滤毡制成高温过滤材料，对高温烟气中细微颗粒的过滤效率高；同时，该高通量厚型聚四氟乙烯膜抵抗细微颗粒物的冲击作用力增强，使得高温过滤材料使用寿命延长，并且，该高通量厚型聚四氟乙烯膜的透气性好，高温过滤材料工作效率高。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。本专利技术提供了一种高通量厚型聚四氟乙烯膜的制备方法，其包括下述步骤：(1)将若干张单层聚四氟乙烯膜对齐叠合，形成叠合的多层膜；(2)将所述叠合的多层膜经喂入辊喂入热风粘合装置，然后用I道热气流对所述叠合的多层膜进行I道热风粘合处理，以使所述叠合的多层膜的上表面吸热软化并与下层的聚四氟乙烯膜进行粘合；所述I道热气流的温度为250℃～350℃，所述叠合的多层膜的运动速度4.0～6.0m/min；(3)对步骤(2)得到的多层复合膜进行张力调节处理；(4)采用II道热气流对经步骤(3)后的多层复合膜进行Ⅱ道热风粘合处理，以使所述多层复合膜的下表面吸热软化并与相邻贴合的聚四氟乙烯膜进行粘合；所述II道热气流的温度为250℃～350℃，所述多层复合膜的运
动速度为4.5～6.5m/min；(5)对步骤(4)得到的聚四氟乙烯复合膜进行张力调节处理；(6)卷绕输出。步骤(1)中，所述单层聚四氟乙烯膜可为本领域常规使用的单层聚四氟乙烯膜，其制备方法为本领域常规。所述单层聚四氟乙烯膜的孔隙率较佳地为75％～80％。所述单层聚四氟乙烯膜的厚度较佳地为0.005～0.008mm。所述单层聚四氟乙烯膜的宽度较佳地为1500～2000mm。所述单层聚四氟乙烯膜的透气量较佳地为70～90L/dm3·min。所述多层膜的层数较佳地为2～4。所述单层聚四氟乙烯膜较佳地为双向拉伸的单层聚四氟乙烯。本专利技术中，所述单层聚四氟乙烯膜较佳地由下述制备工艺获得：聚四氟乙烯分散树脂与注压油剂混合，经压坯，挤条，压延成膜，双向拉伸后即得。步骤(2)中，所述喂入的方法和条件可为本领域常规条件。所述喂入辊较佳地为钢质辊。按本领域常识，所述喂入辊成对使用，上辊逆时针转动，下辊顺时针转动。所述喂入辊的直径较佳地为100～300mm；所述喂入辊的长度较佳地为2400～2600mm。所述喂入的速度较佳地为4.0～6.0m/min。步骤(2)中，所述热风粘合装置为本领域常规进行热风粘合处理时所采用的装置，按本领域常识，所述步骤(2)～步骤(5)均在所述热风粘合装置中进行。所述I道热气流的喷嘴数较佳地为1～4个。所述I道热气流出喷嘴的压强较佳地为1.5～3.0MPa。在所述I道热风粘合处理的过程中，所述叠合的多层膜的上表面吸收热气流的热量发生软化粘合，使得聚四氟乙烯膜的整体结合性能提高。步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高通量厚型聚四氟乙烯膜的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：(1)将若干张单层聚四氟乙烯膜对齐叠合，形成叠合的多层膜；(2)将所述叠合的多层膜经喂入辊喂入热风粘合装置，然后用I道热气流对所述叠合的多层膜进行I道热风粘合处理，以使所述叠合的多层膜的上表面吸热软化并与下层的聚四氟乙烯膜进行粘合；所述I道热气流的温度为250℃～350℃，所述叠合的多层膜的运动速度4.0～6.0m/min；(3)对步骤(2)得到的多层复合膜进行张力调节处理；(4)采用II道热气流对经步骤(3)后的多层复合膜进行Ⅱ道热风粘合处理，以使所述多层复合膜的下表面吸热软化并与相邻贴合的聚四氟乙烯膜进行粘合；所述II道热气流的温度为250℃～350℃，所述多层复合膜的运动速度为4.5～6.5m/min；(5)对步骤(4)得到的聚四氟乙烯复合膜进行张力调节处理；(6)卷绕输出。

【技术特征摘要】
1.一种高通量厚型聚四氟乙烯膜的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：(1)将若干张单层聚四氟乙烯膜对齐叠合，形成叠合的多层膜；(2)将所述叠合的多层膜经喂入辊喂入热风粘合装置，然后用I道热气流对所述叠合的多层膜进行I道热风粘合处理，以使所述叠合的多层膜的上表面吸热软化并与下层的聚四氟乙烯膜进行粘合；所述I道热气流的温度为250℃～350℃，所述叠合的多层膜的运动速度4.0～6.0m/min；(3)对步骤(2)得到的多层复合膜进行张力调节处理；(4)采用II道热气流对经步骤(3)后的多层复合膜进行Ⅱ道热风粘合处理，以使所述多层复合膜的下表面吸热软化并与相邻贴合的聚四氟乙烯膜进行粘合；所述II道热气流的温度为250℃～350℃，所述多层复合膜的运动速度为4.5～6.5m/min；(5)对步骤(4)得到的聚四氟乙烯复合膜进行张力调节处理；(6)卷绕输出。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述单层聚四氟乙烯膜的孔隙率为75％～80％；所述单层聚四氟乙烯膜的厚度为0.005～0.008mm；所述单层聚四氟乙烯膜的宽度为1500～2000mm；所述单层聚四氟乙烯膜的透气量为70～90L/dm3·min；和/或，所述多层膜的层数为2～4。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述单层聚四氟乙烯膜为双向拉伸的单层聚四氟乙烯。4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述喂入辊为钢质辊；所述喂入辊的直径为100～300mm；所述喂入辊的长度为2400～2600mm；所述喂入的速度为4.0～6.0m/min。5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述I道热气流的喷嘴数为1～4个；所述I道热气流出喷嘴的压强为1.5～3.0MPa。6.如权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛刚，张建军，郑淑琴，陈迎妹，
申请(专利权)人：上海灵氟隆新材料科技有限公司，上海灵氟隆膜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31