一种ECTFE熔喷过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种ECTFE熔喷过滤材料及其制备方法，所述ECTFE熔喷过滤材料平均孔径为0.1μm～100μm，纤维直径为0.05μm～50μm，纵向拉伸断裂强力为15N～100N，横向拉伸断裂强力为10N～50N。本发明专利技术的ECTFE熔喷过滤材料拉伸强度大，断裂伸长率高，过滤精度高，适用于耐高温、耐酸碱及耐腐蚀等苛刻环境。耐酸碱及耐腐蚀等苛刻环境。

【技术实现步骤摘要】
一种ECTFE熔喷过滤材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，尤其涉及一种ECTFE熔喷过滤材料。

技术介绍

[0002]熔喷非织造技术是高效生产和加工产业用纺织品的重要手段，其产品具有工艺流程短、生产效率高、纤维超细、比表面积大、孔隙率高等特点，在医卫防护、高效过滤、保暖隔热、吸音降噪以及电池隔膜等领域具有独特的优势。熔喷非织造布早期的应用主要是过滤材料，适合作为气固分离或液固分离的过滤材料。熔喷非织造布滤材的网状孔隙加强了分散效果，可以提高过滤效果，其具有的超细纤维结构，微孔小而多，对颗粒物起到强烈的截留和阻筛作用。目前国内市场的熔喷非织造产品基本以聚丙烯(PP)为主，其它聚合物熔喷非织造产品包括聚酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)、聚乳酸(PLA)、聚苯硫醚(PPS)和乙烯
‑
三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)等尚处于研发阶段。
[0003]ECTFE是乙烯和三氟氯乙烯按1:1的比例交替而成的共聚物，一种半结晶、热塑性聚合物，脆化温度低于
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76℃，熔点在220～260℃之间，可长期在150℃以上使用。ECTFE具有优异的耐溶剂性能，包括常见的腐蚀性化学品和有机溶剂，尤其适用于高温及高腐蚀的分离环境，在分离领域具有广阔的应用前景，是潜在的理想过滤材料。
[0004]由于常温下没有适合ECTFE的溶剂，所以ECTFE一般采用热熔融法进行加工。熔喷非织造技术是继热致相分离法之后ECTFE的主要加工方法。熔喷非织造技术是聚合物直接成网法中的一种，其是将螺杆挤出机挤出的高聚物熔体通过用高速高温气流喷吹或其它手段使熔体细流受到极度的拉伸而形成超细纤维，然后聚集到成网辊筒或成网帘上形成纤网，最后经自粘合作用得以加固而制成熔喷法非织造布。美国专利US5470663A提出可以通过熔喷技术进行乙烯基氟聚合物加工。该专利采用的ECTFE熔融指数低于1500g/10min(190℃，2.16kg)，无法实现更高熔融指数原料的加工。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种过滤精度高、机械强度高、适用范围广的ECTFE熔喷过滤材料。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种ECTFE熔喷过滤材料，平均孔径为0.1μm～100μm，纤维直径为0.05μm～50μm，纵向拉伸断裂强力为15N～100N，横向拉伸断裂强力为10N～50N。
[0008]优选地，所述熔喷过滤材料平均孔径为0.1μm～50μm，纤维直径为0.05μm～30μm，纵向拉伸断裂强力为15N～50N，横向拉伸断裂强力为10N～30N；更为优选地，所述熔喷过滤材料平均孔径为0.1μm～10μm，纤维直径为0.05μm～20μm，纵向拉伸断裂强力为15N～30N，横向拉伸断裂强力为10N～15N。
[0009]所述ECTFE熔喷过滤材料由一种ECTFE树脂或两种及以上不同熔融指数的ECTFE树脂混合物制备而成，所述ECTFE树脂熔融指数为300g/10min～2000g/10min(2.16kg，230
℃)。
[0010]本专利技术通过选择不同熔融指数ECTFE树脂作为原料来调整ECTFE熔喷过滤材料相应性能。ECTFE树脂熔融指数越大，则其熔体粘度越小，熔体流动性越好，越容易受到牵伸风力的喷吹，所制备的ECTFE熔喷过滤材料纤维孔径则越细。但ECTFE树脂熔融指数过大，会导致制备的ECTFE熔喷过滤材料拉伸断裂强力等力学性能降低。
[0011]优选地，所述ECTFE熔喷过滤材料由两种及以上不同熔融指数的ECTFE树脂混合物制备而成。所述不同熔融指数的ECTFE树脂混合物通过双螺杆加热塑化形成熔体，在螺杆中形成梯度分布，流动性增强，从而得到具体良好力学性能的超细纤维。
[0012]具体地，所述不同熔融指数的ECTFE树脂混合物包含ECTFE树脂A和ECTFE树脂B。所述ECTFE树脂A的熔融指数为800g/10min～1200g/10min(2.16kg，230℃)；所述ECTFE树脂B的熔融指数为300g/10min～2000g/10min(2.16kg，230℃)，可根据不同的应用场合和过滤需求进行具体选择。当ECTFE熔喷过滤材料需要具备更高的拉伸断裂强力时，ECTFE树脂B的熔融指数为300g/10min～800g/10min(2.16kg，230℃)；当ECTFE熔喷过滤材料需要具备更高的过滤精度时，ECTFE树脂B的熔融指数为1200g/10min～2000g/10min(2.16kg，230℃)。
[0013]本专利技术还提供上述任一所述的ECTFE熔喷过滤材料的制备方法，所述制备方法工艺流程短、生产效率高，具体步骤如下：
[0014]S1、通过将ECTFE树脂和抗氧剂在挤出机中加热成ECTFE熔体，加热温度为180℃～280℃；
[0015]S2、ECTFE熔体在高速高温气流的喷吹下形成超细纤维，并在网辊筒或成网帘上形成纤网；
[0016]S3、所述纤网经自粘合或热压作用制成ECTFE熔喷过滤材料。
[0017]具体地，本专利技术通过将ECTFE树脂和抗氧剂先在捏合机或混合机中混合均匀，再加入到双螺杆挤出机中，加热熔融后得到均相ECTFE熔体，通过喷丝模具后，在高速高温气流的喷吹下形成超细纤维。
[0018]优选地，所述ECTFE树脂为粉料或粒料。
[0019]含氟聚合物变色基本是由变色基团引起，例如共轭不饱和键等。伴随共轭不饱和键的产生，会产生卤化氢气体。本专利技术所述反应体系中会产生HF气体，所采用的加工设备优选哈氏合金材质，防止腐蚀。故，所述双螺杆挤出机螺杆和筒体材质为哈氏合金。
[0020]挤出机螺杆长径比是螺杆的一个重要参数。当其他条件一定时，增大长径比即等于增加螺杆长度，从而使得ECTFE树脂在螺杆中停留的时间增长，保证了ECTFE树脂有充分的时间熔融，有利于提高ECTFE熔喷过滤材料的品质。而且增加长度，也可减少压力流和漏流，提高了挤出机的生产能力。但过大的长径比容易造成ECTFE树脂在螺杆中停留时间过长而产生热分解。因此，长径比的选择应该根据ECTFE树脂的加工性能、产品质量和生产率来确定。本专利技术所述螺杆长径比为15：1～60：1，优选为35：1～40：1。
[0021]抗氧剂的作用是延缓和抑制聚合物氧化过程，主要通过抑制自由基产生和氢过氧化物分解达到阻止聚合物黄变等效果。优选地，所述抗氧剂为选自三(2,4
‑
二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4
‑
二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇二亚磷酸酯、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯、5,7
‑
二叔丁基
‑3‑
(3,4
‑
二甲基苯基)
‑
3H
‑
苯并呋喃
‑
2酮、二甲苯基二丁基苯并呋喃酮、1，3，5
‑
三(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ECTFE熔喷过滤材料，其特征在于：所述熔喷过滤材料平均孔径为0.1μm～100μm，纤维直径为0.05μm～50μm，纵向拉伸断裂强力为15N～100N，横向拉伸断裂强力为10N～50N。2.根据权利要求1所述的ECTFE熔喷过滤材料，其特征在于：所述熔喷过滤材料平均孔径为0.1μm～50μm，纤维直径为0.05μm～30μm，纵向拉伸断裂强力为15N～50N，横向拉伸断裂强力为10N～30N。3.根据权利要求1所述的ECTFE熔喷过滤材料，其特征在于：所述熔喷过滤材料平均孔径为0.1μm～10μm，纤维直径为0.05μm～20μm，纵向拉伸断裂强力为15N～30N，横向拉伸断裂强力为10N～15N。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的ECTFE熔喷过滤材料，其特征在于：所述ECTFE熔喷过滤材料由一种ECTFE树脂或两种及以上不同熔融指数的ECTFE树脂混合物制备而成，所述ECTFE树脂熔融指数为300g/10min～2000g/10min(2.16kg，230℃)。5.权利要求1
‑
4任一所述的ECTFE熔喷过滤材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤如下：S1、通过将ECTFE树脂和抗氧剂在挤出机中加热成ECTFE熔体，加热温度为180℃～280℃；S2、ECTFE熔体在高速高温气流的喷吹下形成超细纤维，并在网辊筒或成网帘上形成纤网；S3、所述纤网经自粘合或热压作用制成ECTFE熔喷过滤材料。6.权利要求5所述的ECTFE熔喷过滤材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的螺杆和筒体材质为哈氏合金，螺杆长径比为15：1～60：1。7.权利要求5所述的ECTFE熔喷过滤材料的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂选自三(2,4
‑
二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4
‑
二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇二亚磷酸酯、双十八烷基季戊四醇双...

【专利技术属性】
技术研发人员：高林娜，刘慧，吁苏云，代哲振，张艳中，
申请(专利权)人：中化蓝天集团有限公司，
类型：发明
国别省市：