一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途制造技术

本发明专利技术公开了一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途，属于聚四氟乙烯长丝技术领域，采用裂割技术制备线密度为80

【技术实现步骤摘要】
一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途


[0001]本专利技术属于聚四氟乙烯长丝
，具体涉及一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途。

技术介绍

[0002]聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)具有极好的化学稳定性，除熔融碱金属和自身氟化物，不溶于其他任何溶剂，有“塑料王”之称。同时，PTFE具有优异的耐高低温(
‑
260℃～260℃)性能、低摩擦性能、表面不粘性能以及其他优异性能。独特的性能促使PTFE在工业除尘、石油化工过滤、氯碱工业过滤、质子交换膜等领域广泛应用。其中，氯碱工业离子交换膜、燃料电池质子交换膜常规结构为“微孔膜
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机织布
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微孔膜”的复合结构，中间的机织布通常由低线密度80
‑
200D的PTFE长丝经机织加工制成。
[0003]由于极高的熔融粘度(1010～1011Pa
·
S)，PTFE长丝无法采用常规熔融挤出纺丝法制备，采用挤出法或裂割法制备。专利CN110158166A公布了一种氯碱离子交换膜用聚四氟乙烯单丝制备工艺，该工艺采用挤出法，利用加捻及多次牵伸工艺制备PTFE圆形长丝，该长丝线密度为80
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200D。然而，该PTFE长丝截面为圆形且刚性较大，在织造交换膜骨架机织布时，长丝相互编织点处，存在凹凸结构使得PTFE圆形长丝机织布存在局部厚度不均匀，易致使机织布两面覆膜后存在交换膜的局部不均匀。
[0004]专利CN106637680A公布了一种基于裂膜法的聚四氟乙烯长丝无纺布及其制备工艺，该专利技术是采用PTFE膜裂纤维制备技术，将PTFE膜裂纤维束直接进行铺网、针刺加工以制备无纺布。该PTFE膜裂纤维束的单根纤维线密度较低
[0005](0.2
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20dtex)，但纤维束线密度较高(>1000D)，不适用于织造交换膜基布。专利CN110629303A公布了一种高强度低伸长聚四氟乙烯超细长丝的制造
[0006]工艺，该专利技术采用裂割技术制造线密度为450
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500D的PTFE扁平长丝。该专利技术先将压延膜多次热牵伸、再进行裂割并加捻制成的线密度为450
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500D的高强度低伸长的PTFE长丝。然而，由于线密度较高，该PTFE长丝不适用于织造交换膜基布。
[0007]现有技术中，采用挤出法制备的线密度为80
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200D的PTFE圆形长丝刚性较大，织造制成的基布存在局部结构不匀；采用膜裂法制备的PTFE纤维束线密度较高(>1000D)、采用裂割法并多次牵伸压延膜制成的PTFE扁平长丝线密度也较高(450
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500D)，均不适用作制备交换膜基布用PTFE长丝。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途，解决使用现有技术的PTFE圆形长丝刚性较大，织造制成的基布存在局部结构不匀，不适用作制备交换膜基布用PTFE长丝的技术问题。
[0009]本专利技术提供了一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝制备工艺，包括以下步骤：
[0010]S1.采用PTFE分散粉末为原料，并添加助挤油剂，两者按照质量比为100:10～30均
匀混合获得糊料，然后将糊料置于温度为40℃
‑
50℃的环境中30
‑
50小时；
[0011]S2.将所述静置糊料倒入预成型装置加压制成预成型体，再经挤压成型、压延加工获得厚度为150
‑
300μm的压延膜；
[0012]S3.将所述压延膜输送至温度为220℃
‑
270℃的箱体将助挤油剂蒸发，再经温度为350℃
‑
400℃箱体进行一次热牵伸获得烧结膜，输入速度为8
‑
10m/min，输出速度为40
‑
50m/min；
[0013]S4.将所述烧结膜喂入裂割装置，经过裂割工艺得到表面包缠枝状纤维的初始PTFE长丝，喂入速度为40
‑
50m/min；
[0014]S5.将所述初始PTFE长丝输送至温度为380℃
‑
420℃箱体进行二次热牵伸，输入速度为40
‑
50m/min，输出速度为100
‑
120m/min；
[0015]S6.将所述经二次热牵伸的PTFE长丝喂入温度为400℃
‑
430℃的箱体进行热定型以制备表面包缠枝状纤维的线密度为80
‑
200D的束状PTFE长丝。
[0016]进一步的，所述PTFE分散粉末的数均分子量>1000万。
[0017]进一步的，所述包缠枝状纤维的长丝是指长丝边缘附有枝状纤维，且枝状纤维包缠PTFE长丝。
[0018]进一步的，所述的裂割工艺是将烧结膜裂割成8
‑
30根的初始PTFE长丝。
[0019]进一步的，所述助挤油剂为航空煤油、工业白油或石蜡油。
[0020]进一步的，步骤S6中输入速度为100
‑
120m/min，输出速度为120
‑
140m/min。
[0021]一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝，使用上述步骤制得。
[0022]一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝，用于制备结构均匀的离子交换膜或质子交换膜用基布。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1.本专利技术制备的束状PTFE长丝，在基布织造过程中，PTFE长丝内枝状纤维随织造作用发生自调整排列，能够避免长丝交织点处产生局部不均匀，有效提高基布均匀性；
[0025]2.本专利技术制备的束状PTFE长丝，柔韧性好，易于织造加工；
[0026]3.本专利技术制备的低线密度束状PTFE长丝适用于制备结构均匀的离子交换膜或质子交换膜用基布；
[0027]4.本专利技术织造制成的基布与微孔膜覆合，膜与基布的粘合点增多、接触面积增大，进一步提高交换膜的力学性能以及尺寸稳定性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本专利技术束状PTFE长丝结构示意图；
[0030]图2为本专利技术束状PTFE长丝制备工艺流程图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1.采用PTFE分散粉末为原料，并添加助挤油剂，两者按照质量比为100:10～30均匀混合获得糊料，然后将糊料置于温度为40℃
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50℃的环境中30
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50小时；S2.将所述静置糊料倒入预成型装置加压制成预成型体，再经挤压成型、压延加工获得厚度为150
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300μm的压延膜；S3.将所述压延膜输送至温度为220℃
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270℃的箱体将助挤油剂蒸发，再经温度为350℃
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400℃箱体进行一次热牵伸获得烧结膜，输入速度为8
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10m/min，输出速度为40
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50m/min；S4.将所述烧结膜喂入裂割装置，经过裂割工艺得到表面包缠枝状纤维的初始PTFE长丝，喂入速度为40
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50m/min；S5.将所述初始PTFE长丝输送至温度为380℃
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420℃箱体进行二次热牵伸，输入速度为40
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50m/min，输出速度为100
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120m/min；S6.将所述经二次热牵伸的PTFE长丝喂入温度为40...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉康，吴昕蒙，陈迎妹，陈银青，薛士临，
申请(专利权)人：灵氟隆新材料科技江苏有限公司上海灵氟隆膜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：