[发明专利]聚四氟乙烯超细纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯超细纤维。

背景技术

鉴于空气中PM2.5居高不下，空气问题再次受到国人的重视。PM2.5主要来自于燃烧，尤其是利用煤炭进行发电的企业。若将发电机组全部改建显然投资巨大。现有技术中存在一种覆膜滤料。全聚四氟乙烯制备的覆膜滤料具有良好的过滤效果，能将烟气中的PM2.5截留下来。聚四氟乙烯覆膜滤料是通常由两层结构，一层是聚四氟乙烯网布骨架层，另一层是黏附在其上的聚四氟乙烯滤膜。目前市场上的聚四氟乙烯覆膜滤料截留效果在99%以上。但是覆膜滤料的通量低，即过滤效率差。若将覆膜滤料用于火力发电厂的烟囱排放口，则极有可能出现爆管的情况，存在严重的安全隐患。现有技术中还存在一种针刺毡，但由于技术上的原因，尚未制备出全聚四氟乙烯的针刺毡，其他材料的针刺毡，如涤纶针刺毡，不适合对高温烟气的处理，并且该针刺毡的截留效果也不理想，PM2.5排放量达到50mg/m³。针刺毡是无纺布的一种特殊结构，是在特殊的基材上采用针刺机将超细纤维针刺在特殊基材上制成的。现有技术中有涤纶超细纤维，但聚四氟乙烯的加工难度大，尚未制备出聚四氟乙烯的超细纤维。现有技术中所能制备出的最细的聚四氟乙烯纤维在5D左右，而制备具有良好过滤效果的针刺毡所需要的纤维需要低至1D。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种聚四氟乙烯超细纤维。

本发明解决上述技术问题的方案如下：

聚四氟乙烯超细纤维，由以下方法制成：

（1）润滑混合：在聚四氟乙烯微粉中添加航空煤油，混匀；

（2）筛分：用10～30目筛进行筛分；

（3）改性混合：再添加硅油，再混匀；

（4）挤出：使用挤压机将改性混合的原料挤出，挤压参数如下，挤出速度5～15mm/min，挤出直径15～25mm，口模长径比L/D 为20～40，锥角30～50°，压缩比140～160；

（5）压延：使用压延机对挤出后的原料进行压延，压延时压辊温度控制为140～180℃，制得生料带；

（6）除航煤：在高于所述航空煤油的沸点的温度下对所述生料带干燥处理18～24 小时，除去所述航空煤油；

（7）拉伸：对生料带除去航空煤油的同时进行纵向拉伸，然后进行一次热定型；接着进行首次横向拉伸，二次热定型，再次横向拉伸，三次热定型，制得聚四氟乙烯纤维膜；拉伸定型时控制参数如下：纵向拉伸速率1%～10%/s，拉伸倍数2～6，一次热定型温度200 ～ 250℃；首次横向拉伸速率45～50mm/s，拉伸倍数20～25，二次热定型温度200～250℃；再次横向拉伸为对经过首次横向拉伸后的生料带再拉伸180～200 倍，拉伸速率20～30 mm/s，三次热定型温度控制为250～300℃，得成型膜；

（8）固化脱油：将所述成型膜在温度逐渐升高的多个区间分段式处理，所述分段式处理的起始温度为300～320℃，直至将所述成型膜加热至透明状，得成品膜；

（9）破网：对所述成品膜进行破网处理，在分切机上将原梳子的尺扣加密，梳子的梳理速度加快，所述加密具体为加密50～100%，所述加快具体为加快50～200%。

作为上述技术方案的优选，所述航空煤油的添加量为聚四氟乙烯微粉质量的10～30%。 

作为上述技术方案的优选，所述硅油的添加量为聚四氟乙烯微粉质量的1～10%。 

作为上述技术方案的优选，所选择的聚四氟乙烯微粉的粒径为0.215～0.225μm。

本发明精选航空煤油作为润滑油，使得聚四氟乙烯微粉能够更好地被混合、被加工、润滑油更好地被脱除。比如采用航空煤油比汽油具有更差的脱除性，但有更好的压延性；比柴油具有更好的脱除性。所述压延性是指进入压延步骤后压延出来的生料带质量的好坏。生料带质量的好坏有以下标准：如拉伸性能、拉伸的均匀性能、生料带的厚薄均匀性能、拉升后的生料带的强度等。