一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及功能塑料薄膜，尤其是涉及一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會和工業的不斷發展，日常生活所賴以生存的行業如石油化工、機械制造、電子器件、紡織印染、食品、醫藥及火力發電、海洋運輸等領域都不可避免地會產生大量的含油、含毒廢水及粉塵氣體。將未經過處理的含油、含毒廢水及粉塵氣體直接排放，不僅浪費資源，而且對環境造成嚴重影響，導致嚴重地影響到了整個世界人民的生活。現如今，隨著科學的不斷發展，這些問題的處理技術也不斷發展。
[0003]保護環境、愛護家園是我們當今社會共同倡導的主題。如何防治大氣污染、潔凈空氣、保護海洋環境等是人類不斷研究的課題。資源與環境處理技術中關鍵組件為膜材濾料，膜技術是在社會需求下迅速發展的高新技術，聚四氟乙烯微孔膜以其特有的技術參數和過濾機理，已廣泛用于環保、生物工程和醫藥等領域的許多過程中，成為過程組件部分或單元工程。隨著醫藥、生物工程的深入進展，環保行業的要求不斷提高，膜技術也必將不斷開發研究，以使得聚四氟乙烯濾膜為各行業提供更先進、更有效的手段，為各行業的進步多服務、多貢獻。
[0004]聚四氟乙稀(英文名為:Polytetrafluoroethylene，簡稱:PTFE)俗稱“塑料王”，在各種塑料之中聚四氟乙烯具有特別優越的特性，其除了耐熱性、耐低溫性、耐藥品性、電氣絕緣性以及高頻特性等特別優越以外，還具有獨特的非粘附性、密封性、低摩擦性和良好的抗老化性，可在_196°C?260°C長期使用。由于它具有突出的化學穩定性、優良的高低溫性能，尤其是其良好的耐腐蝕性，使其作為過濾材料廣泛應用于苛刻條件下微粒子分離。同時聚四氟乙烯的多孔性能和強疏水性，使其成為制備防水透氣、膜蒸餾(MD)、滲透蒸餾(OD)和膜接觸器(MC)的理想材料。但聚四氟乙烯“不溶不熔”的特性使其加工性能很差，很難像聚礬、聚醚礬、聚偏氟乙烯那樣成為工業化膜材料，聚四氟乙烯中空纖維膜的制備尤為困難。
[0005]目前制備聚四氟乙烯微孔膜的主要途徑是通過將聚四氟乙烯樹脂預壓成膜，燒結成型后再經雙向拉伸形成具有裂隙孔結構的微孔膜，該膜很薄不能獨立使用，需要與其它基材通過覆膜裝置進行高溫熱壓復合制得。該膜的制備投資費用較多、生產場地面積較大、工藝復雜、能耗大等因素，且該膜存在透氣率低、膜損害嚴重、使用壽命短等缺點，嚴重制約了它的實際應用范圍。
【發明內容】
[0006]為克服上述問題，本發明采用如下技術方案:
一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于，包括如下的工藝步驟:
(I)原料準備:將高強度的聚四氟乙烯細粉和可溶于水且不褪色的耐高溫固體超細微粉通過高速混合機進行搗碎、混合、攪拌，然后振動篩進行過篩，得到備用原料；
(2)毛坯制作:將步驟(I)準備好的備用原料通過200噸以上的壓機利用模壓法制成中空毛坯，將脫模后的毛坯放在25°C (±3°C)的環境中放置20小時至24小時，消除毛坯的內應力；
(3)燒結成型:將步驟(2)所得的毛坯放置于全自動四氟燒結爐中，按設定的升溫、恒溫、降溫、冷卻等程序進行燒結；
(4)車削或旋切:將步驟(3)所得的毛坯放置在烘箱中進行預熱，使毛坯內、外溫度一致后，將外表有梯形齒的專用芯棒壓入或拉入毛坯的中心孔內，用起重機械吊裝在高精度的數控車床或旋切機上，采用YG型硬質合金刀按設定薄膜的厚度對毛坯進行車削或旋切、收卷；
(5)浸泡微孔:將步驟(4)制得的薄膜裝入專用清洗設備先經加溫清水槽中浸泡后再進入常溫水槽清洗，按每分鐘0.5米至I米的速度由放卷、浸泡、清洗、烘干、收卷后獲得聚四氟乙烯立體微孔膜。
[0007]所述步驟(I)中振動篩采用70目。
[0008]所述步驟(2)中中空毛坯制成圓柱型。
[0009]所述步驟(3 )中預熱的時間為3小時至5小時。
[0010]所述步驟(3 )中燒結的時間為60小時至120小時。
[0011]所述步驟(4)中毛坯放置在烘箱內的溫度為110°C至130°C。
[0012]所述步驟(5)中加溫的水溫度為90°C以上。
[0013]本發明的優點是:制備方法簡單、空隙大小均勻且孔隙率容易控制，有利于實現規模化生產；該膜的微孔呈均勻的立體狀、透氣率高、厚度均勻，它不依附于其它基材而獨立成型使用，可充分具有聚四氟乙烯應有的性能，使用壽命長，該膜具有表面光滑、不粘性，耐磨、抗沖擊，耐高溫、耐老化，耐腐蝕、不吸水，易清灰和優越的化學穩定性，使用壽命長，可廣泛應用于機械等各種過濾領域。
【具體實施方式】
[0014]—種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于，包括如下的工藝步驟:
(1)原料準備:將高強度的聚四氟乙烯細粉和可溶于水且不褪色的耐高溫固體超細微粉通過高速混合機進行搗碎、混合、攪拌，然后振動篩進行過篩，得到備用原料；
(2)毛坯制作:將步驟(I)準備好的備用原料通過200噸以上的壓機利用模壓法制成中空毛坯，將脫模后的毛坯放在25°C (±3°C)的環境中放置20小時至24小時，消除毛坯的內應力；
(3)燒結成型:將步驟(2)所得的毛坯放置于全自動四氟燒結爐中，按設定的升溫、恒溫、降溫、冷卻等程序進行燒結；
(4)車削或旋切:將步驟(3)所得的毛坯放置在烘箱中進行預熱，使毛坯內、外溫度一致后，將外表有梯形齒的專用芯棒壓入或拉入毛坯的中心孔內，用起重機械吊裝的高精度數控車床或旋切機上，采用YG型硬質合金刀按設定薄膜的厚度對毛坯進行車削或旋切、收卷;
(5)浸泡微孔:將步驟(4)制得的薄膜裝入專用清洗設備先經加溫至清水槽中浸泡后再進入常溫水槽，按每分鐘0.5米至I米的速度由放卷、浸泡、清洗、烘干、收卷后獲得聚四氟乙烯立體微孔膜。
[0015]所述步驟(I)中振動篩采用70目。
[0016]所述步驟(2)中中空毛坯制成圓柱型。
[0017]所述步驟(3 )中預熱的時間為3小時至5小時。
[0018]所述步驟(3 )中燒結的時間為60小時至120小時。
[0019]所述步驟(4)中毛坯放置在烘箱內的溫度為110°C至130°C。
[0020]所述步驟(5)中加溫的水溫度為90°C以上。
[0021]工作步驟如下:
(1)原料準備:將高強度的聚四氟乙烯細粉和可溶于水且不褪色的耐高溫固體超細微粉通過高速混合機進行搗碎、混合、攪拌，然后采用70目的振動篩進行過篩，得到備用原料；
(2)毛坯制作:將上述步驟(I)準備好的備用原料通過200噸以上的壓機利用模壓法制成圓柱型中空毛坯，將脫模后的毛坯放在25°C ( ±3°C)的環境中放置20小時至24小時，消除毛坯的內應力；
(3)燒結成型:將上述步驟(2)所得的毛坯放置于全自動四氟燒結爐中，按設定的升溫、恒溫、降溫、冷卻等程序進行60小時至120小時的燒結；
(4)車削或旋切:將上述步驟(3)所得的毛坯放置110°C至130°C的烘箱中進行預熱3小時至5小時，使毛坯內、外溫度一致后，將外表有梯形齒的專用芯棒壓入或拉入毛坯的中心孔內，用起重機械吊裝的高精度數控車床或旋切機上，采用YG型硬質合金刀按設定薄膜的厚度對毛坯進行車削或旋切、收卷；
(5)浸泡微孔:將上述步驟(4)制得的薄膜裝入專用清洗設備先經加溫至90°C以上的清水槽中浸泡后再進入常溫水槽，按每分鐘0.5米至I米的速度由放卷、浸泡、清洗、烘干、收卷后獲得聚四氟乙烯立體微孔膜。
【主權項】
1.一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于，包括如下的工藝步驟: 原料準備:將高強度的聚四氟乙烯細粉和可溶于水且不褪色的耐高溫固體超細微粉通過高速混合機進行搗碎、混合、攪拌，然后經振動篩進行過篩，得到備用原料； 毛坯制作:將步驟(I)準備好的備用原料通過200噸以上的壓機利用模壓法制成中空毛坯，將脫模后的毛坯放在25°C ( ±3°C )的環境中放置20小時至24小時，消除毛坯的內應力； 燒結成型:將步驟(2)所得的毛坯放置于全自動四氟燒結爐中，按設定的升溫、恒溫、降溫、冷卻等程序進行燒結； 車削或旋切:將步驟(3)所得的毛坯放置在烘箱中進行預熱，使毛坯內、外溫度一致后，將外表有梯形齒的專用芯棒壓入或拉入毛坯的中心孔內，用起重機械吊裝在高精度的數控車床或旋切機上，采用YG型硬質合金刀按設定薄膜的厚度對毛坯進行車削或旋切、收卷; 浸泡微孔:將步驟(4)制得的薄膜裝入專用清洗設備先經加溫清水槽中浸泡后再進入常溫水槽清洗，按每分鐘0.5米至I米的速度由放卷、浸泡、清洗、烘干、收卷后獲得聚四氟乙烯立體微孔膜。2.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中振動篩采用70目。3.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中中空毛坯制成圓柱型。4.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中預熱的時間為3小時至5小時。5.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中燒結的時間為60小時至120小時。6.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中毛坯放置在烘箱內的溫度為110°C至130°C。7.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，其特征在于:所述步驟(5)中加溫清水溫度為90°C以上。
【專利摘要】一種聚四氟乙烯立體微孔膜及其制備方法，包括工藝步驟：（1）原料準備；（2）毛坯制作；（3）燒結成型；（4）車削或旋切；（5）浸泡微孔；本發明的優點是：制備方法簡單、空隙大小均勻且孔隙率容易控制，有利于實現規模化生產；該膜的微孔呈均勻的立體狀、透氣率高、厚度均勻，它不依附于其它基材而獨立成型使用，可充分具有聚四氟乙烯應有的性能，使用壽命長，該膜具有表面光滑、不粘性，耐磨、抗沖擊，耐高溫、耐老化，耐腐蝕、不吸水，易清灰和優越的化學穩定性，使用壽命長，可廣泛應用于機械等各種過濾領域。
【IPC分類】B01D69/02, B01D71/36, B01D67/00
【公開號】CN105169966
【申請號】
【發明人】趙文杰, 趙暉, 侯金國
【申請人】江蘇泰氟隆科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月14日