一种具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及覆膜制备技术领域，一种具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜的制备方法，包括以下步骤：将PTFE分散树脂与助挤剂在高速球磨机中混合均匀，随后对复合料进行陈化处理；将复合料经打胚、推挤和压延，得到PTFE分散树脂形成的压延基带；压延基带先经脱油区进行除油，随后在一定温度下进行纵向拉伸，得到PTFE纵拉基带；将不同孔结构的PTFE纵拉基带进行复合，至少为两种不同孔结构的PTFE纵拉基带复合，在经过预热、横向扩幅、高温定型和低温冷却，得到具有梯度结构且孔径可控的PTFE复合膜。本发明专利技术以传统机械双向拉伸技术为基础，纵向拉伸段形成初步的复合PTFE坯膜，将不同孔结构的PTFE纵拉基带进行复合，再通过横向扩幅工艺制备具有梯度结构且孔径可控的PTFE复合膜。梯度结构且孔径可控的PTFE复合膜。梯度结构且孔径可控的PTFE复合膜。

【技术实现步骤摘要】
一种具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及覆膜制备
，尤其涉及一种具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]膨化聚四氟乙烯微孔膜(e
‑
PTFE)广泛应用于空气过滤、水过滤和服装领域，但目前工业化生产的聚四氟乙烯(PTFE)膜存在孔径大、孔隙率低和力学性能不足等缺点。当前制备PTFE微孔膜的工艺流程主要是：混料、陈化、预成型(打胚、推挤)、压延和双向拉伸，但这种工艺制备出的PTFE微孔膜具有孔隙率低、孔径大且不可控和力学性能差等缺点，从而限制了PTFE微孔膜的应用领域。
[0003]为了解决上述问题，公开号为CN112844073A的中国专利公开了一种具有三维支撑结构的聚四氟乙烯复合膜，将PTFE分散树脂与热塑性树脂进行混合，在进行双向拉伸时会形成相互交织的立体微孔结构，孔径交织形成三维支撑结构，降低了PTFE微孔膜的孔径。但是两种树脂在混合时存在团聚和混合不均的现象，从而导致复合膜孔径分布宽且节点大，在受到外力作用时易出现应力集中的情况，表现为膜力学性能(强度和伸长率)下降。

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梯度结构且孔径可控、孔隙率高和力学性能优异的PTFE复合膜及其制备方法。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0006]本专利技术第一方面提出一种具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007](A)混料、陈化：将PTFE分散树脂与助挤剂在高速球磨机中混合均匀得到复合料，随后对复合料进行陈化处理；
[0008](B)预成型、压延：然后将复合料经打胚、推挤和压延，得到PTFE分散树脂形成的压延基带；
[0009](C)纵向牵伸：将压延基带先经脱油区进行除油，随后在一定温度下进行纵向拉伸，得到PTFE纵拉基带；
[0010](D)复合、横向扩幅：将不同孔结构的PTFE纵拉基带进行复合，至少为两种不同孔结构的PTFE纵拉基带复合，在经过预热、横向扩幅、高温定型和低温冷却，得到具有梯度结构且孔径可控的PTFE复合膜。
[0011]有益效果：本专利技术以传统机械双向拉伸技术为基础，纵向拉伸段形成初步的复合PTFE坯膜，将不同孔结构的PTFE纵拉基带进行复合，再通过横向扩幅工艺制备具有梯度结构且孔径可控的PTFE复合膜。
[0012]优选地，所述步骤(A)中PTFE分散树脂的分子量分布为1000
‑
6000万。
[0013]更优选地，所述步骤(A)中PTFE分散树脂的分子量分布为1000
‑
1500万。
[0014]优选地，所述步骤(A)中助挤剂汽油、航空煤油、石脑油、石蜡油任意一种或多种的组合，助挤剂所占总质量比为5
‑
50wt％。
[0015]优选地，所述步骤(A)中陈化处理时的温度为25
‑
60℃，时间为24
‑
48h。
[0016]优选地，所述步骤(B)中打胚压力为5
‑
50MPa，推挤压力为30
‑
70MPa，推挤模具为圆形或扁平状，压缩比为5
‑
200，压延厚度为100
‑
500μm。
[0017]更优选的，所述的推挤模具为扁平状，压缩比为100
‑
150。
[0018]优选地，所述步骤(C)中纵向拉伸倍率1
‑
20，纵向拉伸的温度为120
‑
350℃。
[0019]优选地，所述步骤(D)中所述不同孔结构的PTFE纵拉基带是通过调控助挤剂含量、树脂分子量、压缩比、打胚压力、推挤压力、压延厚度、纵向拉伸温度和纵向拉伸倍率中任意一种不同或是多种组合不同，得到不同的孔结构的PTFE纵拉基带。
[0020]优选地，所述步骤(D)中在进行横向扩幅时，横向扩幅倍率为5
‑
30；横向扩幅温度为200
‑
300℃。
[0021]本专利技术第二方面提出一种上述制备方法制备的具有梯度结构且孔径可控的PTFE复合膜。
[0022]本专利技术的优点在于：
[0023]1、本专利技术将具有不同孔结构的纵拉基带进行梯度复合(至少两层)，经横拉扩幅后形成具有梯度且孔结构可控的PTFE复合膜；本专利技术通过预成型和纵拉工艺的调控，如树脂分子量、助挤剂含量、打胚推挤压力、压缩比、压延厚度、纵拉温度、纵拉倍率等的调控设计来实现孔径可控。
[0024]2、通过不同孔结构基带的复合，横向扩幅得到的复合膜具有梯度分布的微孔结构(依次降低或依次升高)，明显降低复合膜的孔径分布，提升孔隙率和孔均匀性，独特的梯度分布孔结构，提高了复合膜的过滤效率，拓宽了应用领域，能满足更苛刻使用环境的要求。
[0025]3、不同孔结构基带层叠合得到的复合基膜，在横向扩幅过程中各层间的微纤
‑
节点结构会相互交织、交错和嵌入，形成梯度交织的三维复合膜，通过孔结构间的交联，实现孔结构的可控和定向设计；各层间的相互贴合与交织，受到外力作用时各层之间能够快速的分散和传递载荷，明显提升复合膜的力学性能，可控的孔结构能够根据使用环境和条件进行定向设计，实现复合膜“一对一服务”的特殊性。
附图说明
[0026]图1为实施例中PTFE复合膜制备流程图；
[0027]图2为实施例中PTFE复合膜微观结构图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0030]实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或
条件或者按照产品说明书进行。
[0031]实施例1
[0032]本实施例提供一种具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0033]S1、制备压延胚膜1：(A)混料、陈化：将PTFE分散树脂(分子量为1200万)与助挤剂(航空煤油)通过V型混料机进行混合，将复合料在烘箱中进行陈化，其中：PTFE分散树脂含量为80wt％、助挤剂含量为20wt％、陈化时烘箱温度为30℃、陈化时间为24h；(B)预成型、推挤压延：将复合料经预成型、推挤压延，得到PTFE分散树脂形成的压延基带，其中：打胚压力10MPa、推挤压力50MPa、压延厚度为400μm、推挤时的挤出头为圆形、压缩比为150。
[0034]S2、制备压延胚膜2：(A)混料、陈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(A)混料、陈化：PTFE分散树脂与助挤剂在高速球磨机中混合均匀得到复合料，随后对复合料进行陈化处理；(B)预成型、压延：然后将复合料经打胚、推挤和压延，得到PTFE分散树脂形成的压延基带；(C)纵向牵伸：压延基带先经脱油区进行除油，随后在一定温度下进行纵向拉伸，得到PTFE纵拉基带；(D)复合、横向扩幅：将不同孔结构的PTFE纵拉基带进行复合，至少为两种不同孔结构的PTFE复合纵拉基带，在经过预热、横向扩幅、高温定型和低温冷却，得到具有梯度结构且孔径可控的PTFE复合膜。2.根据权利要求1所述的具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中PTFE分散树脂的分子量分布为1000
‑
6000万。3.根据权利要求1所述的具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中助挤剂汽油、航空煤油、石脑油、石蜡油任意一种或多种的组合，助挤剂所占总质量比为5
‑
50wt％。4.根据权利要求1所述的具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中陈化处理时的温度为25
‑
60℃，时间为24
‑
48h。5.根据权利要求1所述的具有梯度且孔结构可控PTFE复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(B...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘金峰，聂孙建，周冠辰，杨东，邵帅，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：