一种制备聚四氟乙烯薄膜挤出模具制造技术

本实用新型专利技术属于微孔膜制备技术领域，具体涉及一种制备聚四氟乙烯薄膜挤出模具。该挤出模具包括连通的第一壳体和第二壳体，第一壳体至少设有一个腔体，与物料接触的腔体表面上至少设置两个不同的粗糙度。该挤出模具制得的聚四氟乙烯薄膜可以兼具强度、过滤效率高和透气性好等优点，且在制备聚四氟乙烯薄膜时不需要采用复杂的工艺即可完成。采用复杂的工艺即可完成。采用复杂的工艺即可完成。

【技术实现步骤摘要】
一种制备聚四氟乙烯薄膜挤出模具


[0001]本技术属于微孔膜制备
，具体涉及一种制备聚四氟乙烯薄膜的挤出模具。

技术介绍

[0002]聚四氟乙烯膨化微孔膜(PTFE)以其优异的化学稳定性，耐温性及高孔隙率广泛应用于过滤行业，但是由于PTFE属于非熔流材料，即使达到分解温度也不能流动，加工难度较大，现有技术一般采用挤压拉伸成型的工艺制备PTFE 膜，具体地，现有的聚四氟乙烯微孔膜制备工艺是将聚四氟乙烯树脂与油剂混合后，往制坯中填料，压制后，形成紧实密度一致的坯体，通过圆口模挤推，压延，纵横向异步拉伸制成薄膜，得到孔结构一致的薄膜，但是该薄膜存在一些，当薄膜厚度较小时，透气性能增加，阻力低，但是过滤效果和强度降低；当薄膜厚度较大时，强度和过滤效率会增加，但是阻力会变大，透气性能下降，现有技术制备的孔结构一致的薄膜无法使薄膜同时兼具很好的强度、过滤效率和透气性能。
[0003]PTFE微孔膜是“结点+纤维”的结构，纤维化程度越高，孔隙率越高，则微孔膜的过滤性能越好。为了同时达到高效低阻的过滤性能，国内外开展了很多研究。例如，专利文献US5476589A公开了一种多孔PTFE膜及其制造方法，该方法使用具有低无定形含量和至少98％的结晶度的PTFE细粉作为原料，得到的薄膜的透气性和效率虽然较好，但是PTFE膜的孔结构不一致，薄膜的均匀性较差。中国专利文献CN107088369A公开了一种混合粉末和成型用材料在多孔膜的制造中的应用以及多孔膜，该方法通过原料配方改性实现PTFE膜的纤维化程度，实现高透气、高过滤性能，但是该方法也存在PTFE膜的孔结构不一致，薄膜的均匀性较差的问题，在提升微孔膜均匀性时，提升效果有限。中国专利文献CN1030690C公开了一种多层聚四氟乙烯多孔膜的生产方法，该方法需要装填至少两种已混合了液体润滑剂的聚四氟乙烯细粉末，随后通过挤塑，得到一种多层挤出物，然后进行辊压制得聚四氟乙烯薄膜，该方法需要分别填料，工艺繁琐，且受到组分繁多，温度等环境的影响，推挤过程中纤维化程度无法实现差异化控制。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中难以通过简单的工艺制得同时兼具较好的强度、过滤效率和透气性能的聚四氟乙烯微孔膜等缺陷，从而提供了一种制备聚四氟乙烯薄膜的挤出模具。
[0005]为此，本技术提供了以下技术方案。
[0006]本技术提供了一种制备聚四氟乙烯薄膜的挤出模具，包括，连通的第一壳体和第二壳体；
[0007]所述第一壳体至少设有一个腔体；
[0008]与物料接触的腔体表面上至少设置两个不同的粗糙度。
[0009]进一步地，与物料接触的腔体表面上至少设置有第一区域和第二区域，第一区域
和第二区域的粗糙度不同；
[0010]所述第一区域由第一弧线、第二弧线、第一母线和第二母线围合形成；
[0011]所述第二区域由第三弧线、第四弧线、第一母线和第二母线围合形成。
[0012]所述第一弧线的弧长为所在闭合曲线周长的1/10
‑
1/2；
[0013]所述粗糙度为0.01
‑
50。
[0014]所述第一壳体至少设有第一腔体和第二腔体；所述第二腔体套设于所述第一腔体内；
[0015]所述第一腔体内表面的粗糙度与第二腔体内表面的粗糙度不同；和/或，
[0016]所述第一腔体内表面的粗糙度与第二腔体外表面的粗糙度不同；和/或，
[0017]所述第一腔体内表面的粗糙度、第二腔体内表面粗糙度与第二腔体外表面粗糙度不同。
[0018]所述第一壳体设有物料进口和物料出口；
[0019]相邻腔体间在物料进口和物料出口处固定连接。
[0020]所述腔体为圆台状，物料进口处所在截面的内径与物料出口处所在截面的内径的比值为2
‑
17。
[0021]本技术还提供了一种聚四氟乙烯薄膜的制备方法，采用上述挤出模具，包括如下步骤，
[0022]坯体经挤出、压延和拉伸后得到聚四氟乙烯薄膜。
[0023]所述坯体的制备步骤包括，聚四氟乙烯树脂与油剂混合后打坯，得到坯体；其中，聚四氟乙烯树脂与油剂的质量比为100：(10
‑
40)。
[0024]油剂可以是但不限于航空煤油和石蜡油等。
[0025]采用上述挤出模具进行该制备方法中的挤出步骤。
[0026]所述拉伸步骤中，沿物料流动方向拉伸至原长度的2
‑
12倍；
[0027]与物料流动方向正交的方向拉伸至原长度的4
‑
28倍；
[0028]所述压延后形成片材，所述片材的厚度为100
‑
300μm。
[0029]本技术还提供了一种上述制备方法制得的聚四氟乙烯薄膜。
[0030]此外，本技术还提供了一种上述制备方法制得的聚四氟乙烯薄膜或上述聚四氟乙烯薄膜空气过滤、液体过滤、氢能或电子通信中应用。
[0031]本技术技术方案，具有如下优点：
[0032]1.本技术提供的制备聚四氟乙烯薄膜的挤出模具，包括连通的第一壳体和第二壳体，第一壳体至少设有一个腔体，与物料接触的腔体表面上至少设置两个不同的粗糙度。该挤出模具制得的聚四氟乙烯薄膜可以兼具强度、过滤效率高和透气性好等优点，且在制备聚四氟乙烯薄膜时不需要采用复杂的工艺即可完成。
[0033]该挤出模具中的腔体表面上至少设置两个不同的粗糙度，可以增加对物料的剪切作用，提高PTFE膜的纤维化，增加了原纤数量，进而提高膜的强度和过滤效率；通过腔体表面不同的粗糙度，可以使物料受到不同的剪切力，使PTFE 薄膜在不同方向形成不同的微观结构。
[0034]2.本技术提供的挤出模具，该模具通过控制粗糙度所在的腔体表面的大小，可以根据PTFE膜不同孔径、断裂伸长率以及透气度需求进行调节设计。
[0035]3.本技术提供的聚四氟乙烯薄膜的制备方法，该方法包括坯体经挤出、压延和拉伸后得到聚四氟乙烯薄膜，采用本技术提供的挤出模具，通过控制模具的粗糙度，在提高薄膜纤维化的同时不会增加工艺处理难度，既提高了薄膜的强度、过滤效率和透气性，又保证了工艺易操作性。本技术得到的聚四氟乙烯薄膜的孔径小于2μm，断裂伸长率高于190％，透气度为 20
‑
100L/dm2·
min。
[0036]4.本技术提供的聚四氟乙烯薄膜的制备方法，通过控制拉伸比例，可以得到不同的孔径、断裂伸长率以及透气度的PTFE膜，满足不同领域或相同领域不同工况的应用需求。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备聚四氟乙烯薄膜挤出模具，其特征在于，包括，连通的第一壳体和第二壳体；所述第一壳体至少设有一个腔体；与物料接触的腔体表面上至少设置两个不同的粗糙度。2.根据权利要求1所述的挤出模具，其特征在于，与物料接触的腔体表面上至少设置有第一区域和第二区域，第一区域和第二区域的粗糙度不同；所述第一区域由第一弧线、第二弧线、第一母线和第二母线围合形成；所述第二区域由第三弧线、第四弧线、第一母线和第二母线围合形成。3.根据权利要求2所述的挤出模具，其特征在于，所述第一弧线的弧长为所在闭合曲线周长的1/10
‑
1/2；所述粗糙度为0.01
‑
50。4.根据权利要求1所述的挤出模...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓蓓，高政，张振，尹奕玲，余佳彬，费传军，周诚，陈昊光，匡新波，吴涛，
申请(专利权)人：南京玻璃纤维研究设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：