[发明专利]一种三维同步拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜及制备方法

说明书

本发明涉及一种三维同步拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜及其制备方法，该薄膜通过聚四氟乙烯薄膜在纵向、横向以及垂直薄膜方向上三维同步拉伸而成；所述三维同步拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜孔径为0.1‑2.5μm，孔隙率为90‑95％，宽幅为1000‑2700mm，厚度为5‑50μm，透气性为60L/㎡.S@127Pa‑100L/㎡.S@127Pa。本发明的制备方法通过三维同步拉伸工艺，既保证了薄膜在拉伸纤维化的过程中，纤维有效分布在纵向、横向以及垂直方向上；又保证了薄膜在纵横方向上强度可控，同时在垂直方向上也具有一定的强度，提升了薄膜的强度和尺寸的稳定性，从而延长了薄膜使用寿命；与其他材料复合时，不易分层、错位。

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯(PTFE)薄膜技术的薄膜及其制备方法，尤其是一种三维同步拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜及制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯材料本身具有耐高低温性，耐化学腐蚀性等，用聚四氟乙烯制成的微孔薄膜同时具备透气性和防水性，因此广泛应用于各种工况条件下的防水透气材料，如可水洗的空气净化滤材、电子设备的防水透气膜等等。作为防水透气功能使用的PTFE微孔薄膜的厚度在2-30μm之间，呈现三维状的纤维结构。

目前PTFE薄膜成孔的机制主要是将没有微孔的PTFE基膜在高温下通过先纵向方向拉伸、再横向方向拉伸，从而形成纤维化微孔结构，双向拉伸薄膜的孔隙率通常在60-90％之间；但由于在垂直于薄膜放上没有拉伸，几乎所有纤维的方向都是纵向或者横向分布，而缺少垂直方向上(或者称厚度方向)分布的纤维，使得薄膜垂直放上的牢度不够；由于薄膜本身的厚度在2-30μm，很难测试其厚度方向的拉伸强度，但当薄膜与其他材料，如聚酯无纺布复合后，极易发生分层的现象，从而影响产品的使用。

因此要研发一种具有垂直方向上分布的纤维化微孔结构的聚四氟乙烯微孔薄膜，在其与其他材料复合时不易发生分层现象。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种三维同步拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜及其制备方法，该三维同步拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜在与其他材料复合时不易发生分层现象。

本发明是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种三维同步拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜的制备方法，其包括如下步骤：

(1)制备基膜：选取聚四氟乙烯分散树脂，制备成卷的聚四氟乙烯薄膜；

(2)定义方向：将所述基膜的横向定义为X方向，纵向定义为Y方向，垂直于基膜表面的方向定义为Z方向；

(3)纵向拉伸：将所述基膜进行Y方向上拉伸；

(4)横向拉伸：将经过纵向拉伸后的基膜进行X方向上拉伸；

(5)Z向拉伸：在所述纵向拉伸和横向拉伸过程中，同时给予Z方向上的力，进行Z向拉伸。

作为优选方案，所述纵向拉伸时，将所述基膜在烘箱中进行拉伸；

所述横向拉伸时，将经过纵向拉伸后的基膜固定在横向拉伸设备上进行拉伸；

所述Z向拉伸时，所述Z方向上的力是热风通过风刀施加。

作为优选方案，所述基膜密度为1.5-1.7g/cm³，宽度为100-400mm，厚度为0.1-0.4mm。

作为优选方案，所述纵向拉伸时，所述风刀出风口的温度为330-380℃。

作为优选方案，所述纵向拉伸时，拉伸倍数为2-7倍。

作为优选方案，所述纵向拉伸时，所述风刀出风口风量为1000-3000m³/h，风压500-1000Pa。

作为优选方案，所述横向拉伸分为预热阶段，拉伸阶段，固化阶段；