[发明专利]一种超长聚四氟乙烯分散树脂耐温耐压薄壁换热管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氟塑料制造技术，是一种超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管。

背景技术

氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物，具有化学稳定性好、绝缘性好和耐腐蚀等优点。聚四氟乙烯(PTFE)作为氟塑料家族的一员担负着功能性新材料的使命，具有氟塑料中最佳的电绝缘性、化学稳定性、耐腐蚀性，是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一。聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制成的管材可以是纯树脂材料也可以是改性材料，其使用范围非常广，可用作化工防腐，电器绝缘，热回收等。然而，聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)却具有极窄的相变范围以及疏松弹性特点，从而使其难以加工成长度较大的管材。而且一般大直径聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)管材壁厚较大，在使用范围上收到了一定的限制。国际上，只有及少数国家能生产这样的管材，且生产技术保密。例如德国与美国合资的Aelfon公司生产的聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管，在国内还没有同类型的产品。其实，在生产聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管中，影响管材直径，厚度均匀，超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管连续生产的关键技术主要是，传统的生产工艺材料配方及生产过程中缺乏严格的控制。为了满足市场需要，连续、均匀、稳定的生产超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管，必须改变现有的材料配方和生产技术。为此，本发明改进了超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管的材料配方和生产工艺技术，从而提供了一种连续、均匀、稳定的生产超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管的方法。

发明内容

本发明的目的是，通过改进材料配方和生产工艺技术，从而生产出大直径(20毫米以上)、小壁厚(1毫米以下)、长度超过40米的超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管，满足了市场的特殊要求。

本发明超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管的制备方法，包括原料混合，陈化浸润，预压成型，推挤成型，烘干脱油，高温烧结，淬火处理和成品收卷等工艺。其中，在原料很合生产工艺中，本发明改进了原料混合前的原材料配方。鉴于可使用的聚四氟乙烯(PTFE)有多种牌号，不同牌号的聚四氟乙烯(PTFE)具有不同的分子量分布及特性，本发明通过筛选，选择使用分子量在230万-500万、粒径在0.2-0.4微米的分散树脂，并配以合适的助剂组分，构成2元混合组分，并针对不同的用途，确定不同的工艺配方与相应的工艺条件。超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管的制备方法如下：

1.原料混合：将聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)+溶剂(航空3号喷气燃料)按比例在低温下充分、均匀混合，混合时搅拌器转速低于10转/分，混合5分钟；

2.混合后的原料常温放置24h，温度在14℃到40℃之间。

3.混合后的原料进入模具进行预压，预压油缸压力为5MPa，预压温度60℃，形成外观良好的柱形模坯；

4.模坯进入推压机进行推压，料缸温度为20-40℃，推压形成长度40米的长管(直径20毫米，厚度2毫米)；

5.推挤成型的管材进行烘干，烘干温度为150℃，时间为1-2分钟；

6.烘干后的管材进入烧结炉进行高温烧结，烧结温度在300-400℃，时间为30-40秒；

7.烧结后的管材进行淬火处理；

8.成型后的管材在大盘径收卷机上进行收卷。

与传统工艺比较，本发明混合原料配方使用的溶剂为航空喷气燃料，不同于传统溶剂汽油，这样既改进了聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)与溶剂和混合程度，又提高了产品的稳定性。混合原料配方中的溶剂组分也随聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)的种类而变化。其次，从上述生产工艺可知，超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管采用了推挤方法制作。为保证获得直径壁厚稳定并具有一定长度的薄壁管，本发明在超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管的生产过程中，改进了生产线的控制方法，在推挤速度和传送速度之间找到最佳平衡点，由自动控制系统控制，从而制造出连续稳定并且有一定长度的大直径薄壁管。本发明中使用的自动控制系统已广泛用于各种工业过程中，但将此系统用于超长聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)耐温耐压薄壁换热管的制造，关键是要对合适的环节进行监测。自动控制系统的采样周期在5秒到1秒之间自由选择。本发明将自动控制系统成功的引入四氟乙烯分散树脂(PTFE)管材的生产，获得了优良的效果。

对控制系统的方程式：