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CN112108008A - 一种聚四氟乙烯双向拉伸膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种聚四氟乙烯双向拉伸膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明适用于过滤材料技术领域，提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜及其制备方法和应用，该聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法包括以下步骤：将聚四氟乙烯树脂与丙酮进行混合，得到糊状物；将糊状物进行熟化后，再挤压成条片状的带坯；将带坯进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；将至少两层纵向拉伸膜坯进行叠加挤压，同时进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；将双向拉伸膜坯进行烧结固化定型，得到所述聚四氟乙烯双向拉伸膜。本发明通过将至少双层的膜基材共同挤压拉伸后，再通过高温固化定型，可以制得膜孔径小且孔隙率高的大通量聚四氟乙烯双向拉伸膜，以适用于水过滤领域。

Description

一种聚四氟乙烯双向拉伸膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于过滤材料技术领域，尤其涉及一种聚四氟乙烯双向拉伸膜及其制备方法和应用。
背景技术
传统聚四氟乙烯双向拉伸膜（ePTFE）用于水过滤领域，需要膜孔径小、孔隙率高，但是聚四氟乙烯膜拉伸时孔径和孔隙率相互制约，在一定横向拉伸范畴内，拉伸倍数小孔隙率低、孔径小，拉伸倍数大孔隙率高、孔径反而大。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，旨在解决背景技术中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
将聚四氟乙烯树脂与丙酮进行混合，得到糊状物；
将糊状物进行熟化后，再挤压成条片状的带坯；
将带坯进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；
将至少两层纵向拉伸膜坯进行叠加挤压，同时进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；
将双向拉伸膜坯进行烧结固化定型，得到所述聚四氟乙烯双向拉伸膜。
作为本发明实施例的一种优选方案，所述聚四氟乙烯树脂与丙酮的质量比为100:(20~40)。
作为本发明实施例的另一种优选方案，所述步骤中，纵向拉伸的温度为180~250℃。
作为本发明实施例的另一种优选方案，所述步骤中，纵向拉伸的拉伸力为2~7kg。
作为本发明实施例的另一种优选方案，所述步骤中，叠加挤压的挤压力为1~3kg。
作为本发明实施例的另一种优选方案，所述步骤中，横向拉伸的温度为120~150℃。
作为本发明实施例的另一种优选方案，所述步骤中，烧结固化定型的温度为300~350℃。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的制备方法制得的聚四氟乙烯双向拉伸膜。
作为本发明实施例的另一种优选方案，所述聚四氟乙烯双向拉伸膜的孔径为0.16~0.22μm，孔隙率为87%~89%。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的聚四氟乙烯双向拉伸膜在水过滤中的应用。
本发明实施例提供的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，通过将至少双层的膜基材共同挤压拉伸后，再通过高温固化定型，可以制得膜孔径小且孔隙率高的大通量聚四氟乙烯双向拉伸膜，以适用于水过滤领域。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法的流程示意图。
图中，1-上层纵向拉伸膜坯、2-下层纵向拉伸膜坯、3-固化定型区域、4-挤压辊、5-膜成品。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中涉及的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；涉及的材料和设备，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
该实施例提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯树脂与丙酮按照100:30的质量比进行混合均匀，得到糊状物。
S2、将上述糊状物置于45℃的恒温条件下进行熟化26h后，再通过螺杆挤压机挤压成条片状的带坯。
S3、将上述带坯通过纵向拉伸机进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；其中，纵向拉伸的温度为210℃，纵向拉伸的拉伸力为4kg，纵向拉伸的倍数为6倍。
S4、如图1所示，分别取两条上述得到的纵向拉伸膜坯用作为上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2；接着，将上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2通过挤压辊4进行叠加挤压，同时可通过阔幅横向拉伸机进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；其中，叠加挤压的挤压力为1kg，挤压速度为2m/s；横向拉伸的温度为130℃，延展阔幅速度3m/s。
S5、如图1所示，将上述得到的双向拉伸膜坯通过固化定型区域3进行烧结固化定型，得到膜成品5，即为聚四氟乙烯双向拉伸膜。其中，烧结固化定型的温度为320℃，双向拉伸膜坯的前进速度为3m/s。
实施例2
该实施例提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯树脂与丙酮按照100:30的质量比进行混合均匀，得到糊状物。
S2、将上述糊状物置于45℃的恒温条件下进行熟化26h后，再通过螺杆挤压机挤压成条片状的带坯。
S3、将上述带坯通过纵向拉伸机进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；其中，纵向拉伸的温度为210℃，纵向拉伸的拉伸力为4kg，纵向拉伸的倍数为6倍。
S4、如图1所示，分别取两条上述得到的纵向拉伸膜坯用作为上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2；接着，将上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2通过挤压辊4进行叠加挤压，同时可通过阔幅横向拉伸机进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；其中，叠加挤压的挤压力为3kg，挤压速度为2m/s；横向拉伸的温度为130℃，延展阔幅速度3m/s。
S5、如图1所示，将上述得到的双向拉伸膜坯通过固化定型区域3进行烧结固化定型，得到膜成品5，即为聚四氟乙烯双向拉伸膜。其中，烧结固化定型的温度为320℃，双向拉伸膜坯的前进速度为3m/s。
实施例3
该实施例提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯树脂与丙酮按照100:20的质量比进行混合均匀，得到糊状物。
S2、将上述糊状物置于40℃的恒温条件下进行熟化24h后，再通过螺杆挤压机挤压成条片状的带坯。
S3、将上述带坯通过纵向拉伸机进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；其中，纵向拉伸的温度为180℃，纵向拉伸的拉伸力为2kg，纵向拉伸的倍数为2倍。
S4、如图1所示，分别取两条上述得到的纵向拉伸膜坯用作为上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2；接着，将上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2通过挤压辊4进行叠加挤压，同时可通过阔幅横向拉伸机进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；其中，叠加挤压的挤压力为1kg，挤压速度为1m/s；横向拉伸的温度为120℃，延展阔幅速度1m/s。
S5、如图1所示，将上述得到的双向拉伸膜坯通过固化定型区域3进行烧结固化定型，得到膜成品5，即为聚四氟乙烯双向拉伸膜。其中，烧结固化定型的温度为300℃，双向拉伸膜坯的前进速度为5m/s。
实施例4
该实施例提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯树脂与丙酮按照100:40的质量比进行混合均匀，得到糊状物。
S2、将上述糊状物置于50℃的恒温条件下进行熟化28h后，再通过螺杆挤压机挤压成条片状的带坯。
S3、将上述带坯通过纵向拉伸机进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；其中，纵向拉伸的温度为250℃，纵向拉伸的拉伸力为7kg，纵向拉伸的倍数为10倍。
S4、如图1所示，分别取两条上述得到的纵向拉伸膜坯用作为上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2；接着，将上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2通过挤压辊4进行叠加挤压，同时可通过阔幅横向拉伸机进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；其中，叠加挤压的挤压力为3kg，挤压速度为3m/s；横向拉伸的温度为150℃，延展阔幅速度5m/s。
S5、如图1所示，将上述得到的双向拉伸膜坯通过固化定型区域3进行烧结固化定型，得到膜成品5，即为聚四氟乙烯双向拉伸膜。其中，烧结固化定型的温度为350℃，双向拉伸膜坯的前进速度为5m/s。
实施例5
该实施例提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯树脂与丙酮按照100:25的质量比进行混合均匀，得到糊状物。
S2、将上述糊状物置于45℃的恒温条件下进行熟化24h后，再通过螺杆挤压机挤压成条片状的带坯。
S3、将上述带坯通过纵向拉伸机进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；其中，纵向拉伸的温度为200℃，纵向拉伸的拉伸力为4kg，纵向拉伸的倍数为4倍。
S4、如图1所示，分别取两条上述得到的纵向拉伸膜坯用作为上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2；接着，将上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2通过挤压辊4进行叠加挤压，同时可通过阔幅横向拉伸机进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；其中，叠加挤压的挤压力为2kg，挤压速度为2m/s；横向拉伸的温度为140℃，延展阔幅速度2m/s。
S5、如图1所示，将上述得到的双向拉伸膜坯通过固化定型区域3进行烧结固化定型，得到膜成品5，即为聚四氟乙烯双向拉伸膜。其中，烧结固化定型的温度为310℃，双向拉伸膜坯的前进速度为2m/s。
实施例6
该实施例提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯树脂与丙酮按照100:35的质量比进行混合均匀，得到糊状物。
S2、将上述糊状物置于45℃的恒温条件下进行熟化26h后，再通过螺杆挤压机挤压成条片状的带坯。
S3、将上述带坯通过纵向拉伸机进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；其中，纵向拉伸的温度为220℃，纵向拉伸的拉伸力为3kg，纵向拉伸的倍数为5倍。
S4、如图1所示，分别取两条上述得到的纵向拉伸膜坯用作为上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2；接着，将上层纵向拉伸膜坯1和下层纵向拉伸膜坯2通过挤压辊4进行叠加挤压，同时可通过阔幅横向拉伸机进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；其中，叠加挤压的挤压力为2kg，挤压速度为2m/s；横向拉伸的温度为135℃，延展阔幅速度3m/s。
S5、如图1所示，将上述得到的双向拉伸膜坯通过固化定型区域3进行烧结固化定型，得到膜成品5，即为聚四氟乙烯双向拉伸膜。其中，烧结固化定型的温度为325℃，双向拉伸膜坯的前进速度为3m/s。
对比例1
该对比例提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯树脂与丙酮按照100:30的质量比进行混合均匀，得到糊状物。
S2、将上述糊状物置于45℃的恒温条件下进行熟化26h后，再通过螺杆挤压机挤压成条片状的带坯。
S3、将上述带坯通过纵向拉伸机进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；其中，纵向拉伸的温度为210℃，纵向拉伸的拉伸力为4kg，纵向拉伸的倍数为6倍。
S4、将一条上述得到的纵向拉伸膜坯通过挤压辊进行挤压，同时可通过阔幅横向拉伸机进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；其中，挤压辊的挤压力为1kg，挤压速度为2m/s；横向拉伸的温度为130℃，延展阔幅速度3m/s。
S5、将上述得到的双向拉伸膜坯通过固化定型区域进行烧结固化定型，得到聚四氟乙烯双向拉伸膜。其中，烧结固化定型的温度为320℃，双向拉伸膜坯的前进速度为3m/s。
对比例2
该对比例提供了一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯树脂与丙酮按照100:30的质量比进行混合均匀，得到糊状物。
S2、将上述糊状物置于45℃的恒温条件下进行熟化26h后，再通过螺杆挤压机挤压成条片状的带坯。
S3、将上述带坯通过纵向拉伸机进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；其中，纵向拉伸的温度为210℃，纵向拉伸的拉伸力为4kg，纵向拉伸的倍数为6倍。
S4、将一条上述得到的纵向拉伸膜坯通过挤压辊进行挤压，同时可通过阔幅横向拉伸机进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；其中，挤压辊的挤压力为3kg，挤压速度为2m/s；横向拉伸的温度为130℃，延展阔幅速度3m/s。
S5、将上述得到的双向拉伸膜坯通过固化定型区域进行烧结固化定型，得到聚四氟乙烯双向拉伸膜。其中，烧结固化定型的温度为320℃，双向拉伸膜坯的前进速度为3m/s。
实验例：
在相同的实验条件下，对上述实施例1~2以及对比例1~2制得的双向拉伸膜坯的孔径、孔隙率（泡点法测试，99.99%无水乙醇第一泡点和群泡点）进行测试，其测试结果如表1所示。
表1
测试项目 孔径，μm 第一泡点，kg 群泡点，kg 孔隙率，%
实施例1 0.22 ＞1.8 1.6 87
对比例1 0.4 ＞1.1 0.8 68
实施例2 0.16 ＞2 1.8 89
对比例2 0.38 ＞1.2 0.8 72
从表1可以看出，本发明实施例通过将至少双层的膜基材共同挤压拉伸后，再通过高温固化定型，可以制得膜孔径小且孔隙率高的大通量聚四氟乙烯双向拉伸膜，以适用于水过滤领域。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚四氟乙烯树脂与丙酮进行混合，得到糊状物；
将糊状物进行熟化后，再挤压成条片状的带坯；
将带坯进行纵向拉伸，得到纵向拉伸膜坯；
将至少两层纵向拉伸膜坯进行叠加挤压，同时进行横向拉伸，得到双向拉伸膜坯；
将双向拉伸膜坯进行烧结固化定型，得到所述聚四氟乙烯双向拉伸膜。
2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯树脂与丙酮的质量比为100:(20~40)。
3.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，纵向拉伸的温度为180~250℃。
4.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，纵向拉伸的拉伸力为2~7kg。
5.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，叠加挤压的挤压力为1~3kg。
6.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，横向拉伸的温度为120~150℃。
7.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，烧结固化定型的温度为300~350℃。
8.一种如权利要求1~7中任一项所述的制备方法制得的聚四氟乙烯双向拉伸膜。
9.根据权利要求8所述的一种聚四氟乙烯双向拉伸膜，其特征在于，所述聚四氟乙烯双向拉伸膜的孔径为0.16~0.22μm，孔隙率为87%~89%。
10.一种如权利要求8~9中任一项所述的聚四氟乙烯双向拉伸膜在水过滤中的应用。
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