[发明专利]可熔性聚四氟乙烯管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及管材领域，具体涉及一种可熔性聚四氟乙烯管材及其制备方法。

背景技术

可熔性聚四氟乙烯(PFA)管材具有优良的耐高低温特性，在-20～200℃的条件下可长期使用。具有良好的化学稳定性，仅高温下氟蒸气，碱金属与它起作用，对其它所有的浓、稀无机有机酸、碱、酯均不发生反应。低表面摩擦系数，拒水，拒油，管壁内外不积垢。无毒，不易燃烧等特点，具有高透明度，在所有塑料中光折射率最低，易二次加工性，可自封，可自焊，可翻边。可广泛应用于半导体制造装置，热交换器、蒸气配管，高纯度试剂输送管，各种腐蚀性介质(苛刻溶剂)输送管道，复极式离子膜法烧碱生产中进出口挠性软管，各种频率电线电缆护套，槽绝缘管等，具有广泛的用途。

然而，做为高性能塑料管材，PFA管材往往使用在较为苛刻的环境，如高温环境等。在使用过程中主要存在以下问题：

第一、随着温度的升高，尤其是达到200℃以后，PFA管材的强度明显下降，260℃时，其强度几乎接近于零。

第二、PFA的热膨胀系数比金属或其他材料高得多，因此在冷热交替的过程中，温度的变化会造成一定的热应力，PFA层的收缩率比金属等其它材料要大得多，容易造成PFA层剥离，影响使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种可熔性聚四氟乙烯管材及其制备方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种可熔性聚四氟乙烯管材，所述可熔性聚四氟乙烯管材由可溶性聚四氟乙烯颗粒制成，其中，所述可溶性聚四氟乙烯颗粒通过对实心棒状物进行造粒加工形成，以及所述实心棒状物通过在熔融状态下的可熔性聚四氟乙烯中加入超细短纤维混合成混合物，然后再将该混合物由挤出机挤出形成。

较佳地，所述可熔性聚四氟乙烯管材由聚四氟乙烯颗粒在熔融状态下，经混合、搅拌、推压、挤出、定型、拉伸以及冷却工艺制备而成。

较佳地，所述拉伸包括加热拉伸、粗拉挤压拉伸以及细拉挤压拉伸。

较佳地，所述实心棒状物通过在熔融状态下的可熔性聚四氟乙烯中加入5～50％的超细短纤维混合形成。

所述超细短纤维包括聚四氟乙烯纤维、不锈钢纤维、碳纤维、玻璃纤维或陶瓷纤维。

较佳地，所述聚四氟乙烯纤维由聚四氟乙烯分散树脂制成。

较佳地，所述超细短纤维由聚四氟乙烯分散树脂经制胚、压延、拉伸、分切、加捻成束、卷曲、切断及开松处理形成。

较佳地，所述超细短纤维的线密度为1～5den、长度为0.5～5mm、和/或热收缩率＜3％。

较佳地，所述可溶性聚四氟乙烯颗粒的直径为2～6mm，和/或所述实心棒状物的截面直径为1～5mm。

根据本发明的另一方面，提供了一种制备可熔性聚四氟乙烯管材的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：超细短纤维的制备；

步骤2：可熔性聚四氟乙烯颗粒的制备：

将步骤1获得的超细短纤维加入到熔融状态的聚四氟乙烯中，从而获得可溶性聚四氟乙烯颗粒；

步骤3：可熔性聚四氟乙烯管材的制备：

将步骤二所获得的可熔性聚四氟乙烯颗粒加热至熔融状态，再通过推压、挤出、定型、拉伸、冷却处理，从而获得可熔性聚四氟乙烯管材。

较佳地，所述步骤1包括以下步骤：

1.1选取聚四氟乙烯分散树脂；

1.2将该聚四氟乙烯分散树脂制胚、压延、拉伸、分切、加捻成束、卷曲、切断及开松，从而获得超细短纤维。

较佳地，所述拉伸包括加热拉伸、粗拉挤压拉伸以及细拉挤压拉伸。

较佳地，所述超细短纤维的线密度为1～5den、长度为0.5～5mm、和/或热收缩率＜3％。

较佳地，所述步骤2包括以下步骤：

2.1选取可熔性聚四氟乙烯；

2.2将该可熔性聚四氟乙烯树脂放在不锈钢容器中并进行加热、搅拌处理，在加热过程中，不断搅拌，加热至完全熔融状态；

2.3加入步骤一所获得的超细短纤维，混合均匀，通过挤出机挤出棒状物，获得可熔性聚四氟乙烯棒；

2.4对步骤2.3所获得可熔性聚四氟乙烯棒进行造粒处理，从而获得可溶性聚四氟乙烯颗粒。

较佳地，所述可溶性聚四氟乙烯颗粒的直径为2～6mm。

较佳地，所述实心棒状物的直径为1～5mm。

较佳地，在所述步骤2.2中，搅拌速度为10～30r/min，加热时的升温速度为5℃/min，以及升温至250～350℃后保持温度恒定。