一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法及装置，其方法是先利用具有正位移输送特性的叶片输送单元将物料送至拉伸单元内；然后利用拉伸单元中拉伸流道径向截面面积或/和径向截面形状的变化，使拉伸组件对通过的物料产生拉伸作用力，促进物料逐渐扁平化再纤维化；最后挤出成型为聚四氟乙烯膜。其装置包括沿物料输送方向依次连接的叶片输送单元、拉伸单元和模头，叶片输送单元内部的输送流道、拉伸单元内部的拉伸流道和模头内部的成型流道依次连通，拉伸单元中拉伸流道的径向截面面积或/和径向截面形状呈变化状态。本发明专利技术可有效提高聚四氟乙烯的纤维长度和节点密度，提高制品性能，并实现连续生产。并实现连续生产。并实现连续生产。

【技术实现步骤摘要】
一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法及装置


[0001]本专利技术涉及聚四氟乙烯膜的加工
，特别涉及一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法及装置。

技术介绍

[0002]聚四氟乙烯(PTFE)膜具有优异的化学稳定性、高耐热性、超高疏水性以及高断裂韧性，广泛应用于过滤、生物医学、隔热、密封等领域。高度螺旋对称的分子链结构在给聚四氟乙烯带来优异性能的同时，也给予了聚四氟乙烯难加工的特性。高结晶度(一般为90％
‑
96％)导致了高熔融温度(380℃)与高熔融粘度(10
10
Pa
·
S)，因此聚四氟乙烯无法通过熔融挤出加工制得制品。 C
‑
F键的高键能(高达485KJ/mol)导致了聚四氟乙烯难以溶于各类溶剂。同时，由于氟原子紧密包裹整条碳链，聚四氟乙烯分子链表面非常光滑，进行挤出时，聚四氟乙烯树脂进料效率非常低。
[0003]目前常用的聚四氟乙烯挤出方法为糊状挤出法。将聚四氟乙烯树脂与润滑油充分混合，随后将糊料压制得到棒状坯料，棒状坯料经过挤出、压延、拉伸、烧结后得到聚四氟乙烯平板膜。在挤出过程中改为采用中空状的模具，即可得到聚四氟乙烯中空管。
[0004]糊状挤出能够将聚四氟乙烯树脂加工制得薄膜，但由于现有加工工艺的限制，目前仍无法实现连续生产，同时挤出过程中聚四氟乙烯颗粒的纤维化并不明显，实际上，制品中的聚四氟乙烯纤维大部分在拉伸过程中形成。因此，若能在挤出过程中引入拉伸流场，使聚四氟乙烯颗粒在挤出时开始成纤，那么在后续的拉伸过程中，聚四氟乙烯的纤维长度、节点密度都会增加，制品性能也将得到相应提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法，该方法在挤出过程中引入拉伸流场，可实现连续生产，有效提高聚四氟乙烯纤维长度和节点密度。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种实现上述成型方法的聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法，先利用具有正位移输送特性的叶片输送单元将物料送至拉伸单元内；然后利用拉伸单元中拉伸流道径向截面面积或/和径向截面形状的变化，使拉伸组件对通过的物料产生拉伸作用力，促进物料逐渐扁平化再纤维化；最后挤出成型为聚四氟乙烯膜。其中，物料为颗粒状的聚四氟乙烯树脂，叶片输送单元为叶片式挤出机的输送单元。
[0008]本专利技术一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置，可用于实现上述成型方法，该成型装置包括沿物料输送方向依次连接的叶片输送单元、拉伸单元和模头，叶片输送单元内部的输送流道、拉伸单元内部的拉伸流道和模头内部的成型流道依次连通，拉伸单元中拉伸流道的径向截面面积或/和径向截面形状呈变化状态。
[0009]所述叶片输送单元和拉伸单元的外周还设有套筒，套筒上设有进料斗，进料口的出口端与叶片输送单元内的输送流道连通。沿物料输送方向，套筒的前段内侧为输送流道，该输送流道在多组叶片的作用下形成正位移输送通道，套筒的后段内侧为拉伸流道，拉伸流道的径向截面面积或/和径向截面形状呈周期性变化。
[0010]作为一种优选方案，所述拉伸单元包括依次连接的若干个拉伸模块，各拉伸模块的内腔均为光滑内腔，且各光滑内腔依次连接形成径向截面面积呈周期性变化的拉伸流道，该流道即为拉伸作用区域。
[0011]所述拉伸单元中，各拉伸模块的内腔在轴线方向上呈圆锥状，拉伸流道的径向截面形状呈圆形，任意相邻两个拉伸模块之间呈镜像对称设置。
[0012]作为另一种优选方案，所述拉伸单元包括拉伸料筒和拉伸轴，拉伸轴上设有至少一个三爪支架，拉伸轴通过三爪支架固定安装于拉伸料筒的内腔中。
[0013]所述拉伸轴整体呈螺旋线状，拉伸轴的中线与拉伸料筒内腔的轴线重叠。该结构中，拉伸料筒内腔与拉伸轴之间形成的流道空间在轴线上形成连续的螺旋状，其轴线截面呈波浪形，拉伸流道的径向截面呈类月牙形，且沿轴线方向上，该月牙面积和形状均有变化。
[0014]进一步地，所述拉伸单元中，沿物料输送方向，拉伸料筒内腔的截面积逐渐较小(即拉伸料筒的内腔在轴线方向上呈横置的圆锥形)，拉伸轴的螺旋线逐渐平缓(即拉伸轴轴线的径向高度逐渐降低)。
[0015]进一步地，所述拉伸单元中，沿物料输送方向，拉伸料筒内腔的截面积不变，拉伸轴的螺旋线螺距逐渐减小。
[0016]所述叶片输送单元包括定子、挡板、叶片轴和叶片，定子内侧设有向定子内腔中延伸的挡板，叶片轴的圆柱面上分布有多个叶片，叶片轴及叶片形成转子设于定子的内腔中，使定子内腔形成正位移输送的输送流道。
[0017]所述叶片输送单元中，叶片轴上设有安装叶片用的安装槽，各叶片呈伸缩式结构设于安装槽中，沿叶片轴的轴线方向，叶片呈多组设置，同一组叶片位于相同的轴线长度上，任意相邻两组之间的叶片在叶片轴径向上错开分布。
[0018]所述叶片输送单元中，所述定子为多段式结构，任意相邻的两段定子之间设有一个挡板，各挡板中部设有偏心通孔，叶片轴从偏心通孔处穿过，挡板一侧与叶片轴之间留有供物料通过用的间隙，每组叶片设于相邻两个挡板之间。
[0019]所述模头与拉伸单元之间还设有连接座，模头通过连接座安装于拉伸单元末端。
[0020]此外，还可在模头和套筒外周设置多组加热组件，通过挤出机控制系统的设置，各加热组件的温度可独立控制和调节。
[0021]上述四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法及装置使用时，其原理是：作为主要物料的聚四氟乙烯树脂颗粒依次经过叶片输送单元和拉伸单元进行输送，在形成正位移输送区域的叶片输送单元内，随着叶片轴的旋转，叶片与转子、隔板三者之间形成的多个腔室体积呈周期性变化，当腔室体积变小时，物料被送入下一组叶片所在的输送单元或拉伸单元；在形成拉伸作用区域的拉伸单元内，通过拉伸流道径向截面面积或/和径向截面形状的变化，物料受到强大的拉力作用，促进了聚四氟乙烯树脂颗粒的纤维化，增加了聚四氟乙烯树脂中纤维节点的数量；最终可在模头处连续挤出成型为聚四氟乙烯膜。
[0022]本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0023]本聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法及装置中，通过在物料的挤出过程中引入拉伸流场，可以解决聚四氟乙烯材料进料难的问题，同时可有效提高聚四氟乙烯的纤维长度和节点密度，提高制品性能，并实现连续生产，从而提高生产效率并降低生产成本。
[0024]本聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置中，其进料段(即叶片输送单元) 采用叶片强制进料，可以解决聚四氟乙烯树脂进料难的问题，可实现聚四氟乙烯树脂的连续生产。
[0025]本聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置中，主要基于“拉伸”作用，利用拉伸流道中径向截面面积或/和径向截面形状产生的变化提供强拉伸力作用，可有效促进聚四氟乙烯颗粒的纤维化，提高聚四氟乙烯树脂的加工效率及制品性能。
[0026]本聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型方法，其特征在于，先利用具有正位移输送特性的叶片输送单元将物料送至拉伸单元内；然后利用拉伸单元中拉伸流道径向截面面积或/和径向截面形状的变化，使拉伸组件对通过的物料产生拉伸作用力，促进物料逐渐扁平化再纤维化；最后挤出成型为聚四氟乙烯膜。2.一种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置，其特征在于，包括沿物料输送方向依次连接的叶片输送单元、拉伸单元和模头，叶片输送单元内部的输送流道、拉伸单元内部的拉伸流道和模头内部的成型流道依次连通，拉伸单元中拉伸流道的径向截面面积或/和径向截面形状呈变化状态。3.根据权利要求2所述种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置，其特征在于，所述叶片输送单元和拉伸单元的外周还设有套筒，套筒上设有进料斗，进料口的出口端与叶片输送单元内的输送流道连通。4.根据权利要求2所述种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置，其特征在于，所述拉伸单元包括依次连接的若干个拉伸模块，各拉伸模块的内腔均为光滑内腔，且各光滑内腔依次连接形成径向截面面积呈周期性变化的拉伸流道。5.根据权利要求4所述种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置，其特征在于，所述拉伸单元中，各拉伸模块的内腔在轴线方向上呈圆锥状，拉伸流道的径向截面形状呈圆形，任意相邻两个拉伸模块之间呈镜像对称设置。6.根据权利要求2所述种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置，其特征在于，所述拉伸单元包括拉伸料筒和拉伸轴，拉伸轴上设有至少一个三爪支架，拉伸轴通过三爪支架固定安装于拉伸料筒的内腔中。7.根据权利要求6所述种聚四氟乙烯膜的冷流成纤挤出成型装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂珍，尹剑锋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：