一种空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种薄膜的制备方法，尤其涉及一种空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法。它包括以下步骤：润滑混合：将孔径为0.215～0.225微米的聚四氟乙烯微粉与液体润滑剂混合，在85℃～90℃的温度下静置3～6小时，使树脂粉末和液体润滑剂充分混合，形成聚四氟乙烯物料；液体润滑剂包括航空煤油和硅油，航空煤油添加量为聚四氟乙烯微粉质量的10-30%，硅油添加量为聚四氟乙烯微粉质量的1-10%；制坯压延；脱脂改性：加入占聚四氟乙烯微粉质量1-3%的助剂，将聚四氟乙烯基带在200-250℃纵向拉伸1.5-2.5倍后形成脱脂基带；拉伸定型：将脱脂基带在215℃～235℃下横向拉伸，然后烧结定型；冷却固化。本方法制备的聚四氟乙烯薄膜的PM2.5拦截效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种薄膜的制备方法，尤其涉及。
技术介绍
膜技术在最近40年间得到巨大的发展，聚四氟乙烯(PTFE)薄膜是由美国Gore公司率先研制成功，它是由数十亿微细的内部相互牵连的连续原纤组成，薄膜强度高，表面光洁。此外，PTFE化学惰性和耐热稳定性更拓宽了其应用领域，无论是置于苛刻的化学环境下，曝露于高温条件下，或是要求生物兼容性及低化学可萃取的场合，多孔PTFE薄膜可视作为理想的材料，被广泛用于化工、电子、石油、仪器仪表等超净过滤材料。然而，PTFE材料线膨胀系数较大，在-50°C?250°C之间，PTFE线膨胀系数达1.13X10_4/°C?2.16X10_5/°C，是钢铁的13倍，与其他材料复合容易发生变形、开裂等现象。 鉴于空气中PM2.5居高不下，空气问题再次受到国人的重视。PM2.5主要来自于燃烧，尤其是利用煤炭进行发电的企业。若将发电机组全部改建显然投资巨大。CN1775847(2006-5-24)公开了一种空气除菌用PTFE微孔膜制备方法，它将PTFE树脂粉末和润滑油混和、压坯、压延、纵向拉伸、横向拉伸和热定型工序完成，制得微孔孔径是0.12微米?0.2微米。实践证明，经过上述工序加工的薄膜，透气量和过滤精度都有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种PM2.5拦截效果好的空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法。 本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:，其依次包括以下步骤:(O润滑混合:将孔径为0.215?0.225微米的聚四氟乙烯微粉与液体润滑剂混合，在85°C?90°C的温度下静置3?6小时，使树脂粉末和液体润滑剂充分混合，形成聚四氟乙烯物料；所述聚四氟乙烯树脂微粉的结晶度为98%?99.9%、分子量为200万?1000万；所述液体润滑剂包括航空煤油和硅油，所述航空煤油添加量为所述聚四氟乙烯微粉质量的10-30%,所述娃油添加量为所述聚四氟乙烯微粉质量的1-10%;(2)制坯压延:将所述聚四氟乙烯物料在60V?80°C下在压坯机上压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在70°C?90°C的温度下挤出棒状物，然后经压延机在70°C?90°C下压延成聚四氟乙烯基带；(3)脱脂改性:加入占所述聚四氟乙烯微粉质量1-3%的助剂，将所述聚四氟乙烯基带在200-250°C纵向拉伸1.5-2.5倍后形成脱脂基带； (4)拉伸定型:将所述脱脂基带在215°C?235°C下横向拉伸，然后在280°C?330°C烧结定型，烧结时间90?100秒,获得热定型薄膜；(5)冷却固化:将所述热定型薄膜喷淋冷却水，所述冷却水温度为10°C?20°C，冷却水喷淋时间30?50秒，水压2000帕-3000帕，使热定型后的薄膜降至40-50°C。 本专利技术制得的聚四氟乙烯高精度过滤膜具有更好的韧性，能够被拉得更均匀，在膜成型时能够开孔率高而且孔径分布更加均匀。该过滤膜复合在针刺毡，玻纤布或芳纶毡后能用于高温烟气的过滤，在保证过滤通量的同时，对PM2.5的拦截效果非常好，即使再大的排放量也能控制PM2.5排放量在10mg/m3以下。 本专利技术所述方法制备的聚四氟乙烯薄膜厚度15?20nm，透气量为100_120L/m2/s，过滤精度为99.99%以上；同时薄膜横向收缩率小于3%，纵向收缩率小于5%。而现有技术制备的双向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜的横向收缩率为20%左右，纵向收缩率为30%左右。 作为优选，所述制坯具体是将所述聚四氟乙烯物料在70°C下在压坯机上压制成直径为30-50mm的圆柱形毛还,将毛还通过推压机在80°C的温度下挤出直径为8_15mm的圆柱形棒状物，然后经压延机在70 V?90 V下压延成聚四氟乙烯基带。 作为优选，所述制备方法还包括将冷却固化后获得的聚四氟乙烯薄膜通过施加所述助剂胶粘复合在针刺毡、玻纤布或芳纶毡上形成空气过滤用聚四氟乙烯薄膜。 作为优选，所述助剂施加量为所述聚四氟乙烯薄膜质量的3_5%。 作为优选，所述聚四氟乙烯薄膜横向收缩率小于3%，纵向收缩率小于5%。 作为优选，所述助剂包括按重量比1-3:1混合的第一弹力胶和第二弹力胶； 所述第一弹力胶包括10-35份重量的固体含量为60-75%的丙烯酸树脂乳液、10-15份水性聚氨酯、3-6份竹炭粉、5-8份重量的丙烯酸树脂粉末、2-6份重量的固体含量为20-35%的EVA乳液以及1-4份重量的氯化聚丙烯；所述丙烯酸树脂乳液的制备方法是:配制80-110份重量的丙烯酸酯单体混合液待用，然后将辛基酚聚氧乙烯醚、磺化蓖麻油、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的几种组成的5-7份重量的乳化剂、0.3-0.7份重量的碳酸氢钠和去离子水加入到反应釜中，再向其中加入配制好的1/3丙烯酸酯单体混合液，升温至50-90°C，充分搅拌20-40min ;升温至60-100°C，滴加剩余的2/3丙烯酸酯单体混合液及过硫酸铵溶液引发剂，滴加时间控制为l-4h，保证单体先于引发剂溶液滴加完；滴加完毕后保温l_4h，冷却后调节乳液pH值到7左右；所述第二弹力胶的制备方法为:将质量浓度为30-45%的聚乙烯醇水溶液25-38重量份和5-10%的水性聚氨酯水溶液15-20重量份加温至60-80°C，降温至30_50°C添加丙烯酸酯10-15重量份，然后加入0.1-0.2被％氢氧化钾15-20重量份升温至100-110°C，再加入骨质蛋白5-8重量份、松香脂6-9重量份、从天然植物中提取的糠醇1-5重量份、从天然植物中提取的植物酚2-4重量份；反应3-5小时降温至45-55°C，然后加入苯甲酸钠0.06-0.08重量份、二叔丁基过氧化物0.01-0.02重量份、催化剂1-5份和醋酸乙酯0.1-0.3重量份，搅拌1-1.5小时，冷却，制得所述第二弹力胶。 本专利技术的助剂不仅环保、耐水、防霉，赋予本专利技术聚四氟乙烯基带具有更好的杀菌性、稳定性、分散性能和粘合性能；增加聚四氟乙烯薄膜的杀菌性和防霉性。 作为优选，所述竹炭粉的具体制备方法为:a.原料前处理:将竹子送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-0.02MPa?-0.0OlMPa,再进行微波处理，微波频率为300MHz?950MHz，微波处理时间为I?3min ；b.初级炭制备:将经过原料前处理所得的竹子依次经历干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却，控制煅烧以5-15°C /min的速率升温至700_750°C并保温40_80min，然后再以5-150C /min的速率升温至1000-1500°C并保温2_8h，接着以18_25°C /min的速率降温至300-4000C，再随炉冷却至室温，得到初级炭；c.活化处理:将所得初级炭与140-160g/L聚马来酸和40-70g/L次亚磷酸钠混合液按质量比1:3-4混合浸没3-5h，然后用去离子水清洗至pH值为中性；d.制粒。 专利技术人选用特定的活化处理配合原料前处理和初级炭制备，获得具有高抑菌率和抑菌值的竹炭粉；同时，竹炭粉作为助剂的添加原料，又可进一步提高助剂的抑菌性、稳定性、分散性和粘合性，在提高聚四氟乙烯脱脂效果的同时，能提高聚四氟乙烯薄膜纵向拉伸性能。 作为优选，所述丙烯酸树脂乳液由甲基丙烯酸甲酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：(1)润滑混合：将孔径为0.215～0.225微米的聚四氟乙烯微粉与液体润滑剂混合，在85℃～90℃的温度下静置3～6小时，使树脂粉末和液体润滑剂充分混合，形成聚四氟乙烯物料；所述聚四氟乙烯树脂微粉的结晶度为98%～99.9%、分子量为200万～1000万；所述液体润滑剂包括航空煤油和硅油，所述航空煤油添加量为所述聚四氟乙烯微粉质量的10‑30%，所述硅油添加量为所述聚四氟乙烯微粉质量的1‑10%；(2)制坯压延：将所述聚四氟乙烯物料在60℃～80℃下在压坯机上压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在70℃～90℃的温度下挤出棒状物，然后经压延机在70℃～90℃下压延成聚四氟乙烯基带；(3)脱脂改性：加入占所述聚四氟乙烯微粉质量1‑3%的助剂，将所述聚四氟乙烯基带在200‑250℃纵向拉伸1.5‑2.5倍后形成脱脂基带；(4)拉伸定型：将所述脱脂基带在215℃～235℃下横向拉伸，然后在280℃～330℃烧结定型，烧结时间90～100秒，获得热定型薄膜；(5)冷却固化：将所述热定型薄膜喷淋冷却水，所述冷却水温度为10℃～20℃，冷却水喷淋时间30～50秒，水压2000帕‑3000帕，使热定型后的薄膜降至40‑50℃。...

【技术特征摘要】
1.一种空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤: (1)润滑混合:将孔径为0.215?0.225微米的聚四氟乙烯微粉与液体润滑剂混合，在85°C?90°C的温度下静置3?6小时，使树脂粉末和液体润滑剂充分混合，形成聚四氟乙烯物料； 所述聚四氟乙烯树脂微粉的结晶度为98%?99.9%、分子量为200万?1000万； 所述液体润滑剂包括航空煤油和硅油，所述航空煤油添加量为所述聚四氟乙烯微粉质量的10-30%,所述娃油添加量为所述聚四氟乙烯微粉质量的1-10%; (2)制坯压延:将所述聚四氟乙烯物料在60°C?80°C下在压坯机上压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在70°C?90°C的温度下挤出棒状物，然后经压延机在70°C?90°C下压延成聚四氟乙烯基带； (3)脱脂改性:加入占所述聚四氟乙烯微粉质量1-3%的助剂，将所述聚四氟乙烯基带在200-250°C纵向拉伸1.5-2.5倍后形成脱脂基带； (4)拉伸定型:将所述脱脂基带在215°C?235°C下横向拉伸，然后在280°C?330°C烧结定型，烧结时间90?100秒,获得热定型薄膜； (5)冷却固化:将所述热定型薄膜喷淋冷却水，所述冷却水温度为10°C?20°C，冷却水喷淋时间30?50秒，水压2000帕-3000帕，使热定型后的薄膜降至40-50°C。2.根据权利要求1所述的一种空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述制坯具体是将所述聚四氟乙烯物料在70°C下在压坯机上压制成直径为30-50mm的圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在80°C的温度下挤出直径为8-15_的圆柱形棒状物，然后经压延机在70°C?90°C下压延成聚四氟乙烯基带。3.根据权利要求2所述的一种空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述制备方法还包括将冷却固化后获得的聚四氟乙烯薄膜通过施加所述助剂胶粘复合在针刺毡、玻纤布或芳纶毡上形成空气过滤用聚四氟乙烯薄膜。4.根据权利要求3所述的一种空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述助剂施加量为所述聚四氟乙烯薄膜质量的3-5%。5.根据权利要求3或4所述的一种空气过滤用聚四氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于:所述助剂包括按重量比1-3:1混合的第一弹力胶和第二弹力胶； 所述第一弹力胶包括10-35份重量的固体含量为60-75%的丙烯酸树脂乳液、10-15份水性聚氨酯、3-6份竹炭粉、5-8份重量的丙烯酸树脂粉末、2-6份重量的固体含量为20-35%的EVA乳液以及1-4份重量的氯化聚丙烯； 所述丙烯酸树脂乳液的制备方法是:配制80-110份重量的丙烯酸酯单体混合液待用，然后将辛基酚聚氧乙烯醚、磺化蓖麻油、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的几种组成的5-7份重量的乳化剂、0.3-0.7份重量的碳酸氢钠和去离子水加入到反应釜中，再向其中加入配制好的1/...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏成，
申请(专利权)人：湖州绿净环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33