一种多层聚四氟乙烯复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及覆膜滤料技术领域，公开了一种多层聚四氟乙烯复合膜及其制备方法,包括将聚四氟乙烯制备的压延胚膜与热塑性高分子聚合物制备的流延胚膜在线叠合，将得到的复合胚膜采用双向拉伸法制备为具有梯度结构的多层聚四氟乙烯复合膜。本发明专利技术的有益效果在于：采用压延法制备聚四氟乙烯胚膜、流延制备热塑性高分子聚合物胚膜，两种胚膜在较低的温度下即可在线叠合并双向拉伸实现牢固复合，以此得到分布均匀、孔径可控并呈梯度分布的立体交叉结构，且复合膜在较低温度下即可覆合在基材上，透气损失率和力学损伤小，通过聚四氟乙烯层中大孔径微孔的初滤和热塑性高分子聚合物层的精滤，明显地提高了复合膜的孔隙率和过滤精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种多层聚四氟乙烯复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及覆膜滤料
，尤其涉及一种多层聚四氟乙烯复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]在目前国家“双碳”政策的趋势下，对化工、钢铁、冶金、水泥、电力、垃圾焚烧等各种工业烟气的排放要求越来越高，已经达到了10mg/Nm3甚至5mg/Nm3以下的趋零排放水平，这对上述行业来说也是一个挑战，这也提高了对环保行业的技术要求，鉴于此，PTFE覆膜产品由于过滤精度高、压差低、能耗低、易清灰等性能，在除尘过滤领域发挥着重要作用。
[0003]当前制备PTFE微孔膜的工艺流程主要是：将PTFE分散树脂与助挤剂进行均匀混合，再经预成型、推挤压延工序，随后将压延基带先纵拉、再横拉形成具有微孔结构的PTFE微孔膜，但所制备的膜微孔孔径分布范围宽、均一性差，减小孔径时膜孔隙率同步下降，且膜手感松软、轻薄，由此导致膜机械强度低，不利于后续加工。如公布号为CN115364703A的中国专利技术专利文献公开了一种双向同时拉伸聚四氟乙烯微孔膜及制备方法，虽然通过纵向与横向拉伸同时进行的工艺在一定程度上改善了PTFE微孔膜结构，但该方法制备的PTFE覆膜滤料依然存在着不足：1、PTFE微孔膜孔径分布宽，导致烟尘过滤精度不足，很难达到5mg/Nm3甚至更低的趋零排放要求；2、PTFE微孔膜力学性能的不足，导致滤料在实际工况使用过程中易产生微裂纹和破洞，降低产品使用寿命，导致烟尘含量不满足排放要求，从而增加了企业经营成本和环保评估风险；3、在膜分离层与基材覆合时，需要对基材进行化学处理，然后在高温的条件下进行覆合，导致分离层与基材覆合时的透气损失率较高且工序复杂，在使用过程中阻力偏高，从而增加了成本和能耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于如何提供一种多层聚四氟乙烯复合膜的制备方法，制备的聚四氟乙烯复合膜具有较高的孔隙率和较低的透气损失率和力学损伤，从而有效地改善了复合膜的过滤精度、力学性能及使用寿命。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
[0006]本专利技术第一方面提出一种多层聚四氟乙烯复合膜及其制备方法，包括将聚四氟乙烯制备的压延胚膜与热塑性高分子聚合物制备的流延胚膜在线叠合，将得到的复合胚膜采用双向拉伸法制备为内部微孔呈梯度结构分布的多层聚四氟乙烯复合膜。
[0007]有益效果：本申请将聚四氟乙烯制备的压延胚膜与热塑性高分子聚合物制备的流延胚膜在线叠合，在双向拉伸的过程中压延胚膜与流延胚膜中形成不同孔径的立体交叉结构，以此得到分布均匀、孔径可控的梯度结构，且聚四氟乙烯层中微孔结构的孔径大于热塑性高分子聚合物层中微孔结构的孔径，有效地提高了复合膜的孔隙率；以本复合膜作为覆膜滤料时，聚四氟乙烯层对烟尘进行初滤、热塑性高分子聚合物层对烟尘进行精滤，明显地提高了复合膜的过滤精度。
[0008]本申请采用压延法制备聚四氟乙烯胚膜、流延制备热塑性高分子聚合物胚膜，由于热塑性高分子聚合物具有较低的熔点和优良的粘合作用，两种胚膜在较低的温度下即可进行在线叠合及双向拉伸，实现聚四氟乙烯层与热塑性高分子聚合物层牢固复合；同样，以此得到的复合膜在较低温度下即可覆合在基材上，无需对基材进行化学处理，不仅工艺简单、减少了环境污染和生产成本，还有效地降低了覆膜时的透气损失率和力学损伤，进一步提高了滤料的过滤精度、力学性能及使用寿命。
[0009]优选的，所述复合胚膜经双向拉伸后，得到复合膜中聚四氟乙烯层的孔径为0.05～5μm，热塑性高分子聚合物层的孔径为0.01～1μm。
[0010]优选的，所述多层聚四氟乙烯复合膜的制备方法包括以下步骤：
[0011]S1、制备压延胚膜：将聚四氟乙烯分散树脂与助挤剂混合均匀后加热陈化，再将陈化后的复合料经预成型、推挤压延得到PTFE压延带；
[0012]S2、制备流延胚膜：将热塑性高分子聚合物与晶核剂混合均匀后干燥以除去复合料中的水分，对干燥后的复合料进行熔融挤出，并通过T型模头在铸片机上进行冷却；
[0013]S3、制备聚四氟乙烯复合膜：将聚四氟乙烯压延胚膜与熔体流延胚膜在线叠合，将得到的复合胚膜进行双向拉伸形成多层聚四氟乙烯复合膜。
[0014]优选的，所述步骤S1中助挤剂的含量为5～35wt％，陈化温度为30～60℃、时间为6～24h。
[0015]优选的，所述步骤S1中助挤剂为汽油、航空煤油、石脑油、石油醚中的至少一种。
[0016]优选的，所述步骤S1中压延厚度为50～500μm，推挤时的挤出头为圆形或扁平状模具、压缩比为30～200。
[0017]优选的，所述步骤S2中热塑性高分子聚合物为聚
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甲基
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戊烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺中的至少一种；所述晶核剂采用以长碳链为主要成分的羧酸钙盐。
[0018]优选的，所述步骤S2中晶核剂的含量为0.5～10wt％，干燥温度为100～150℃、时间为6～12h；
[0019]优选的，所述步骤S2中熔融挤出的温度介于热塑性高分子聚合物的熔点和分解温度之间，且T型模头挤出胚膜的厚度为50～500μm。
[0020]优选的，所述步骤S3中双向拉伸为同步双向拉伸或异步双向拉伸，纵拉温度为120～250℃、纵拉倍率为3～10倍、横拉温度为250～350℃、横拉倍率为5～15倍。
[0021]优选的，所述步骤S3中流延胚膜为一层或多层，且拉伸后靠近聚四氟乙烯层一侧的热塑性高分子聚合物层内微孔的孔径大于另一侧。
[0022]有益效果：将多层流延胚膜进行复合，复合膜内各层之间形成具有梯度结构的微孔，且孔径由聚四氟乙烯层向热塑性高分子聚合物层依次降低，孔隙率和过滤效率都明显提高。
[0023]本专利技术第二方面提出一种上述制备方法制备的多层聚四氟乙烯复合膜。
[0024]本专利技术的优点在于：
[0025]1.本申请将聚四氟乙烯制备的压延胚膜与热塑性高分子聚合物制备的流延胚膜在线叠合，在双向拉伸的过程中压延胚膜与流延胚膜中形成不同孔径的立体交叉结构，以此得到分布均匀、孔径可控的梯度结构，且聚四氟乙烯层中微孔结构的孔径大于热塑性高分子聚合物层中微孔结构的孔径，有效地提高了复合膜的孔隙率；以本复合膜作为覆膜滤
料时，聚四氟乙烯层对烟尘进行初滤、热塑性高分子聚合物层对烟尘进行精滤，明显地提高了复合膜的过滤精度；
[0026]2.本申请采用压延法制备聚四氟乙烯胚膜、流延制备热塑性高分子聚合物胚膜，由于热塑性高分子聚合物具有较低的熔点和优良的粘合作用，两种胚膜在较低的温度下即可进行在线叠合及双向拉伸，实现聚四氟乙烯层与热塑性高分子聚合物层牢固复合；同样，以此得到的复合膜在较低温度下即可覆合在基材上，无需对基材进行化学处理，不仅工艺简单、减少了环境污染和生产成本，还有效地降低了覆膜时的透气损失率和力学损伤，进一步提高了滤料的过滤精度、力学性能及使用寿命。
附图说明
[0027]图1为本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层聚四氟乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：包括将聚四氟乙烯制备的压延胚膜与热塑性高分子聚合物制备的流延胚膜在线叠合，将得到的复合胚膜采用双向拉伸法制备为内部微孔呈梯度结构分布的多层聚四氟乙烯复合膜。2.根据权利要求1所述多层聚四氟乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：所述复合胚膜经双向拉伸后，得到复合膜中聚四氟乙烯层的孔径为0.05～5μm，热塑性高分子聚合物层的孔径为0.01～1μm。3.根据权利要求1所述多层聚四氟乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、制备压延胚膜：将聚四氟乙烯分散树脂与助挤剂混合均匀后加热陈化，再将陈化后的复合料经预成型、推挤压延得到PTFE压延带；S2、制备流延胚膜：将热塑性高分子聚合物与晶核剂混合均匀后干燥以除去复合料中的水分，对干燥后的复合料进行熔融挤出，并通过T型模头在铸片机上进行冷却；S3、制备聚四氟乙烯复合膜：将聚四氟乙烯压延胚膜与熔体流延胚膜在线叠合，将得到的复合胚膜进行双向拉伸形成多层聚四氟乙烯复合膜。4.根据权利要求3所述多层聚四氟乙烯复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中助挤剂为汽油、航空煤油、石脑油、石油醚中的至少一种；所述步骤S2中热塑性高分子聚合物为聚
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甲基
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戊烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺中的至少一种；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘金峰，聂孙建，刘羲明，宋先，
申请(专利权)人：安徽元琛环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：