[发明专利]一种高效聚四氟乙烯微孔膜及膜覆合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种高效聚四氟乙烯微孔膜及膜覆合材料的制备方法，对聚四氟乙烯分散料进行的处理方法包括：与助剂油混合成粉体，通过挤出压延得到聚四氟乙烯基带，再经干燥脱脂处理后分步实施纵向拉伸、横向拉伸、热定型等工序，获得高效及超高效聚四氟乙烯微孔膜。此产品可与基材进行覆合制成膜覆合材料。通过上述方式，本发明提供一种高效聚四氟乙烯微孔膜及膜覆合材料的制备方法，不仅有效提高了膜孔孔隙率，减小膜纤维尺寸，提高纤维堆积密度，使得膜孔径更小且分布更均匀；而且可以获得各向均匀交错排布的纤维结构，孔径分布均匀，纵横向力学性能均衡。从而填补了国内低阻超高效PTFE膜的空白，达到国际先进水平。

技术领域

本发明属于聚四氟乙烯（PTFE）微孔膜制备技术领域，特别涉及一种高效（HEPA）及超高效（ULPA）聚四氟乙烯微孔膜及膜覆合材料的制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯（PTFE）具有优良的化学稳定性与热稳定性，以及低表面能与非极性，因此通过双向拉伸制备的PTFE微孔膜具备可耐大部分化学溶剂及气体、可耐高温、表面不粘附性、强疏水性及防湿性等优异性能，另一方面，由于PTFE膜自身非常柔软，往往需要通过覆合基材来使用。PTFE膜及膜覆合材料已作为一种优异的过滤材料获得了广泛的应用

PTFE微孔膜及膜覆合材料根据过滤精度的不同，在气相可以分为亚高效（EPA）、高效（HEPA）及超高效（ULPA），其中孔径范围在0.1-1微米的PTFE微孔膜在气相中称之为高效，在5.3cm/s流速下含0.1-0.2μm的颗粒的气体透过时的颗粒捕获效率为99.95-99.999995%，过滤等级可达H13-U17级。高效及超高效PTFE微孔膜及膜覆合材料在洁净厂房、工业除尘、吸尘器、液相过滤、水处理等不同行业得到了广泛应用，其应用特点是超高的颗粒截留效率和低阻力使材料在截留微小颗粒的同时保持较高的透气量或水通量，大大减少设计过滤面积和能耗。因此高效及超高效PTFE微孔膜及膜覆合材料需要微小而均匀的膜孔结构和高孔隙率，覆合加工过程中避免对微孔膜纤维的破坏，保持超高的过滤精度，且覆合阻力上升要小。

微孔膜的阻力和效率比值可以通过阻效比（PF值）表征，PF值表示过滤效率与压力损失平衡的一个指标，PF值越大，表明过滤效果越好。PF值的计算公式如下：

PF值=-log（1-过滤效率）/压力损失*1000

（压力损失单位：Pa，测试流速：5.3cm/s，粒径范围：0.1~0.2µm。）

目前国内自主生产的PTFE膜覆合材料的PF值在15以内，进口膜覆合材料的PF值可达23以上，差距比较明显，较低的PF值导致使用能耗过大，且泄露风险高，因此，本发明尝试制备一种高PF值的高效及超高效PTFE微孔膜及膜覆合材料填补国内的空白。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高效聚四氟乙烯微孔膜及膜覆合材料的制备方法，不仅有效提高了膜孔孔隙率，减小膜纤维尺寸，提高纤维堆积密度，使得膜孔径更小且分布更均匀；而且可以获得各向均匀交错排布的纤维结构，孔径分布均匀，纵横向力学性能均衡。从而填补了国内低阻超高效PTFE膜的空白，达到国际先进水平。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高效聚四氟乙烯微孔膜及膜覆合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、提供聚四氟乙烯分散料和助剂油，将聚四氟乙烯分散料和助剂油混合的粉体通过挤出压延后得到聚四氟乙烯基带，对聚四氟乙烯基带进行干燥脱脂处理；

S2、对经过干燥脱脂的聚四氟乙烯基带进行纵向拉伸；

S3、纵向拉伸完成后，对聚四氟乙烯基带再进行横向拉伸；

S4、对经过横向拉伸的聚四氟乙烯微孔膜进行热定型，获得高效及超高效聚四氟乙烯微孔膜。