一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法

2023-05-28 01:28:46 1

專利名稱：一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料的製備方法，具體地說是涉及一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法。
背景技術：
通過拉伸聚四氟乙烯樹脂可加工聚四氟乙烯微孔材料，採用不同的設備和工藝， 可加工成薄膜型、中空纖維膜等形狀。聚四氟乙烯材料具有防水、耐高溫、耐酸鹼、耐腐蝕等特點，同時拉伸法加工的聚四氟乙烯微孔材料具有孔隙率發達、微孔大小容易控制、表觀密度小等特點，因此聚四氟乙烯微孔材料廣泛用做防水透溼面料、空氣過濾材料、水過濾材料、密封材料等。
用做防水透溼面料時，其中的一個重要指標是耐水壓；用做空氣和水過濾材料時， 其中的一個重要指標是過濾精度；研究表明耐水壓、過濾精度等均與孔徑的大小有關。為了降低孔徑，將多層聚四氟乙烯微孔材料粘結在一起，籍微孔間的交叉可實現降低孔徑的目的。用作密封材料時，為了達到預設的密封材料的厚度，也需要將多層微孔薄膜粘結在一起。對於用作水處理中的中空纖維膜材料，為降低孔徑，也需在聚四氟乙烯中空纖維膜外側包纏一層聚四氟乙烯微孔平板膜，以提高對小顆粒的截留效率。
因此，在眾多領域需要將多層聚四氟乙烯微孔材料粘結。傳統採用的方法多為粘合劑粘結，這樣最終材料就會犧牲部分聚四氟乙烯材料本身的特性。
我們在已授權的發明專利「一種空氣除菌用聚四氟乙烯薄膜材料的製備方法，專利號ZL200510061^8. 9」公開了一種兩層聚四氟乙烯加工方法將聚四氟乙烯樹脂粉末和液體潤滑劑混合，經過擠出、壓延、兩層同時縱向拉伸、橫向拉伸和熱定型等工藝加工而成。 該方法主要是將兩層聚四氟乙烯基帶同時縱向拉伸，並經過後續的加工達到粘結的目的。發明內容
本發明的目的在於提供一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法，該方法是將聚四氟乙烯樹脂粉末混和航空煤油，經過擠出、壓延、縱向拉伸等工序製備聚四氟乙烯微孔薄膜； 將多層聚四氟乙烯微孔薄膜，或聚四氟乙烯微孔薄膜包纏在聚四氟乙烯中空纖維膜外側， 在高溫下熱壓而成。
本發明採用的技術方案是 其特徵在於包括如下步驟(1)聚四氟乙烯微孔薄膜將重量比為1 :0. 2 0. 28的聚四氟乙烯樹脂粉末和航空煤油混和，在2(T40°C的溫度下靜置96 144小時，然後在4(T80°C的溫度下靜置10 16小時， 使聚四氟乙烯樹脂粉末、航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯物料；將所述的聚四氟乙烯物料在2(T30°C下，在壓坯機上壓製成圓柱形毛坯，將圓柱形毛坯通過推壓機在4(T60°C的溫度下擠出棒狀物，然後經壓延機在4(T60°C下將棒狀物壓延成聚四氟乙烯基帶；將所述聚四氟乙烯基帶在18(T220°C的烘箱中進行縱向拉伸2 5倍，獲得厚度為5微米 80微米聚3四氟乙烯微孔薄膜；(2)聚四氟乙烯微孔材料間的粘結將所述的多層聚四氟乙烯微孔薄膜疊合，進行熱壓；或者將所述的聚四氟乙烯微孔薄膜包纏在聚四氟乙烯中空纖維膜外側，進行熱壓，達到聚四氟乙烯微孔材料間的粘結。
所述的聚四氟乙烯樹脂粉末的結晶度為98、9.9%，分子量為2\106 1\107。
所述的聚四氟乙烯微孔薄膜含有航空煤油，聚四氟乙烯微孔薄膜對航空煤油的重量比為1 0. 03 0. 15。
所述的聚四氟乙烯中空纖維膜含有航空煤油，聚四氟乙烯中空纖維膜對航空煤油的重量比為1 0. 03 0. 15。
所述熱壓溫度為280 350°C，時間為0. 8 30秒，壓強為1 5千克力/平方釐米。
本發明與背景技術相比，本發明具有的有益效果是(1)本發明主要控制聚四氟乙烯微孔材料中的含油率，並在一定溫度和壓強作用下即可實現聚四氟乙烯與聚四氟乙烯之間的粘結。其粘結的機制是由於聚四氟乙烯在外力和一定溫度下可形成「原纖-結點」的微結構，其中含有部分潤滑劑(如航空煤油)可促進聚四氟乙烯材料之間的相互滲透和融合，從而在不使用任何粘合劑的情況下達到聚四氟乙烯與聚四氟乙烯之間的粘結。
(2)本發明不使用粘合劑，可確保最終材料為100%的聚四氟乙烯，不會改變材料的物性。
本發明工藝簡單、成本低，不僅可用於聚四氟乙烯微孔薄膜之間的粘結，也可用於聚四氟乙烯微孔薄膜包纏聚四氟乙烯中空纖維膜。具體實施方式

實施例1 (1)聚四氟乙烯微孔薄膜將日本大金公司F106聚四氟乙烯樹脂粉末和航空煤油(聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 2)混和均勻，在20°C的溫度下靜置96小時， 然後在40°C的溫度下靜置10小時，使樹脂粉末、航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯物料； 將所述的聚四氟乙烯物料在20°C下，在壓坯機上壓製成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機在 40°C的溫度下擠出棒狀物，然後經壓延機在40°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；將所述聚四氟乙烯基帶在220°C的烘箱中進行縱向拉伸5倍，獲得厚度為5微米的聚四氟乙烯微孔薄膜， 聚四氟乙烯微孔薄膜含有部分航空煤油，聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 0. 03 ；(2)聚四氟乙烯微孔材料間的粘結將所述的兩層聚四氟乙烯微孔薄膜疊合，進行熱壓，熱壓溫度為280°C，時間為30秒，壓強為1千克力/平方釐米，達到多層聚四氟乙烯微孔薄膜的粘結。
實施例2:(1)聚四氟乙烯微孔薄膜將浙江巨化集團生產的188聚四氟乙烯樹脂粉末和航空煤油(聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 28)混和均勻，在40°C的溫度下靜置 144小時，然後在80°C的溫度下靜置16小時，使樹脂粉末、航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯物料；將所述的聚四氟乙烯物料在30°C下，在壓坯機上壓製成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機在60°C的溫度下擠出棒狀物，然後經壓延機在60°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；將所述聚四氟乙烯基帶在180°C的烘箱中進行縱向拉伸2倍，獲得厚度為80微米的聚四氟乙烯微孔薄膜，聚四氟乙烯微孔薄膜含有部分航空煤油，聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 0. 15 ；(2)聚四氟乙烯微孔材料間的粘結將所述的100層聚四氟乙烯微孔薄膜疊合，進行熱壓，熱壓溫度為350°C，時間為0.8秒，壓強為5千克力/平方釐米，達到多層聚四氟乙烯微孔薄膜的粘結。
實施例3:(1)聚四氟乙烯微孔薄膜將浙江巨化集團生產的188聚四氟乙烯樹脂粉末和航空煤油(聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 22)混和均勻，在30°C的溫度下靜置 120小時，然後在60°C的溫度下靜置12小時，使樹脂粉末、航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯物料；將所述的聚四氟乙烯物料在25°C下，在壓坯機上壓製成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機在50°C的溫度下擠出棒狀物，然後經壓延機在50°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；將所述聚四氟乙烯基帶在200°C的烘箱中進行縱向拉伸3倍，獲得厚度為50微米的聚四氟乙烯微孔薄膜，聚四氟乙烯微孔薄膜含有部分航空煤油，聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 0. 1 ；(2)聚四氟乙烯微孔材料間的粘結將所述的50層聚四氟乙烯微孔薄膜疊合，進行熱壓，熱壓溫度為300°C，時間為20秒，壓強為3千克力/平方釐米，達到多層聚四氟乙烯微孔薄膜的粘結。
實施例4:(1)聚四氟乙烯微孔薄膜將日本大金公司F106聚四氟乙烯樹脂粉末和航空煤油(聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 2)混和均勻，在20°C的溫度下靜置96小時， 然後在40°C的溫度下靜置10小時，使樹脂粉末、航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯物料； 將所述的聚四氟乙烯物料在20°C下，在壓坯機上壓製成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機在 40°C的溫度下擠出棒狀物，然後經壓延機在40°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；將所述聚四氟乙烯基帶在220°C的烘箱中進行縱向拉伸5倍，獲得厚度為5微米的聚四氟乙烯微孔薄膜， 聚四氟乙烯微孔薄膜含有部分航空煤油，聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 0. 03 ；(2)聚四氟乙烯微孔材料間的粘結將所述的聚四氟乙烯微孔薄膜包纏在聚四氟乙烯中空纖維膜外側，所述的聚四氟乙烯中空纖維膜，含有部分航空煤油，控制聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 03，採用「一種聚四氟乙烯中空纖維拉伸裝置，申請號 201010508798. 2」中的裝置進行加工；最後進行熱壓，熱壓溫度為^(TC，時間為30秒，壓強為1千克力/平方釐米，達到聚四氟乙烯微孔薄膜和聚四氟乙烯中空纖維膜間的粘結。
實施例5:(1)聚四氟乙烯微孔薄膜將浙江巨化集團生產的188聚四氟乙烯樹脂粉末和航空煤油(聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 28)混和均勻，在40°C的溫度下靜置 144小時，然後在80°C的溫度下靜置16小時，使樹脂粉末、航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯物料；將所述的聚四氟乙烯物料在30°C下，在壓坯機上壓製成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機在60°C的溫度下擠出棒狀物，然後經壓延機在60°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；將所述聚四氟乙烯基帶在180°C的烘箱中進行縱向拉伸2倍，獲得厚度為80微米的聚四氟乙烯微孔薄膜，聚四氟乙烯微孔薄膜含有部分航空煤油，聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 0. 15 ；(2)聚四氟乙烯微孔材料間的粘結將所述的聚四氟乙烯微孔薄膜包纏在聚四氟乙烯中空纖維膜外側，所述的聚四氟乙烯中空纖維膜，含有部分航空煤油，控制聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 15，採用「一種聚四氟乙烯中空纖維拉伸裝置，申請號 201010508798. 2」中的裝置進行加工；最後進行熱壓，熱壓溫度為350°C，時間為0. 8秒，壓強為5千克力/平方釐米，達到聚四氟乙烯微孔薄膜和聚四氟乙烯中空纖維膜間的粘結。
實施例6 (1)聚四氟乙烯微孔薄膜將浙江巨化集團生產的188聚四氟乙烯樹脂粉末和航空煤油(聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 22)混和均勻，在30°C的溫度下靜置 120小時，然後在60°C的溫度下靜置12小時，使樹脂粉末、航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯物料；將所述的聚四氟乙烯物料在25°C下，在壓坯機上壓製成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機在50°C的溫度下擠出棒狀物，然後經壓延機在50°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；將所述聚四氟乙烯基帶在200°C的烘箱中進行縱向拉伸3倍，獲得厚度為50微米的聚四氟乙烯微孔薄膜，聚四氟乙烯微孔薄膜含有部分航空煤油，聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 0. 1 ；(2)聚四氟乙烯微孔材料間的粘結將所述的聚四氟乙烯微孔薄膜包纏在聚四氟乙烯中空纖維膜外側，所述的聚四氟乙烯中空纖維膜，含有部分航空煤油，控制聚四氟乙烯樹脂粉末對航空煤油的重量比為1 :0. 12，採用「一種聚四氟乙烯中空纖維拉伸裝置，申請號 201010508798. 2」中的裝置進行加工；最後進行熱壓，熱壓溫度為300°C，時間為20秒，壓強為3千克力/平方釐米，達到聚四氟乙烯微孔薄膜和聚四氟乙烯中空纖維膜間的粘結。
權利要求
1.一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法，其特徵在於包括如下步驟(1)聚四氟乙烯微孔薄膜將重量比為1:0. 2 0. 28的聚四氟乙烯樹脂粉末和航空煤油混和，在2(T40°C的溫度下靜置96 144小時，然後在4(T80°C的溫度下靜置10 16小時， 使聚四氟乙烯樹脂粉末、航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯物料；將所述的聚四氟乙烯物料在2(T30°C下，在壓坯機上壓製成圓柱形毛坯，將圓柱形毛坯通過推壓機在4(T60°C的溫度下擠出棒狀物，然後經壓延機在4(T60°C下將棒狀物壓延成聚四氟乙烯基帶；將所述聚四氟乙烯基帶在18(T220°C的烘箱中進行縱向拉伸2 5倍，獲得厚度為5微米 80微米聚四氟乙烯微孔薄膜；(2)聚四氟乙烯微孔材料間的粘結將所述的多層聚四氟乙烯微孔薄膜疊合，進行熱壓；或者將所述的聚四氟乙烯微孔薄膜包纏在聚四氟乙烯中空纖維膜外側，進行熱壓，達到聚四氟乙烯微孔材料間的粘結。
2.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法，其特徵在於所述的聚四氟乙烯樹脂粉末的結晶度為98、9.9%，分子量為2\106 1\107。
3.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法，其特徵在於所述的聚四氟乙烯微孔薄膜含有航空煤油，聚四氟乙烯微孔薄膜對航空煤油的重量比為1 0. 03 0. 15。
4.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法，其特徵在於所述的聚四氟乙烯中空纖維膜含有航空煤油，聚四氟乙烯中空纖維膜對航空煤油的重量比為1 0. 03 0. 15。
5.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法，其特徵在於所述熱壓溫度為觀0 350°C，時間為0. 8 30秒，壓強為1 5千克力/平方釐米。
全文摘要
本發明公開了一種聚四氟乙烯微孔材料的粘結方法。本發明是將聚四氟乙烯樹脂粉末混和航空煤油，經過擠出、壓延、縱向拉伸等工序製備聚四氟乙烯微孔薄膜；將多層聚四氟乙烯微孔薄膜，或聚四氟乙烯微孔薄膜包纏在聚四氟乙烯中空纖維膜外側，在高溫下熱壓而成。本發明不使用粘合劑，可確保最終材料為100%的聚四氟乙烯，不會改變材料的物性。本發明中的工藝簡單、成本低，不僅可用於聚四氟乙烯微孔薄膜之間的粘結，也可用於聚四氟乙烯微孔薄膜包纏聚四氟乙烯中空纖維膜。
文檔編號B32B37/06GK102529291SQ2011104463
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者張華鵬, 朱海霖, 王峰, 郭玉海, 陳建勇 申請人:浙江理工大學