[发明专利]聚四氟乙烯海绵及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚四氟乙烯海绵及其制备方法，该聚四氟乙烯海绵包括至少两层由聚四氟乙烯乳液形成的层状结构，构成层状结构的聚四氟乙烯乳液浓度逐层递增或递减；其中，每层聚四氟乙烯乳液的厚度不小于0.2mm。其制备方法包括以下步骤：将聚四氟乙烯乳液配制成多种不同浓度的聚四氟乙烯乳液；将多组不同浓度的聚四氟乙烯乳液按照浓度由高到低或由低到高的顺序进行分层预冻，得到预冻材料，对预冻材料进行冻干，得到冻干材料；对冻干材料进行烧结处理，降温后即得聚四氟乙烯海绵。上述技术方案中提供的聚四氟乙烯海绵的制备方法，其能有效解决现有方法制备的聚四氟乙烯材料孔隙分布不均匀、孔隙尺寸范围较大以及厚度尺寸较小的问题。

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯海绵制备领域，具体涉及一种聚四氟乙烯海绵及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯具有优异的化学惰性、耐腐蚀性、良好的电气绝缘性能、耐温性能，润滑性能和力学性能也非常优异，因此聚四氟乙烯有“塑料之王”的美誉，聚四氟乙烯作为功能材料在不同领域被广泛使用。随着对环保的重视，聚四氟乙烯越来越多的被应用到高温烟气、粉尘、废液等过滤中，聚四氟乙烯材料被加工成机织物、无纺布、膜或者静电纺纳米毡等，利用形成的孔隙结构实现对不同尺寸有害颗粒的过滤和阻挡，具有良好的效果。

目前现有技术制备的聚四氟乙烯过滤材料如织物、无纺布、纳米毡等材料存如下问题：厚度方向尺寸较小、孔隙尺寸较大、孔隙分布不均匀以及孔隙尺寸差异大。这些问题的存在会使聚四氟乙烯材料易变形、稳定性差，因此亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚四氟乙烯海绵及其制备方法，其能有效解决现有方法制备的聚四氟乙烯材料孔隙分布不均匀、孔隙尺寸范围较大以及厚度尺寸较小的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种聚四氟乙烯海绵，其特征在于：包括至少两层由聚四氟乙烯乳液形成的层状结构，构成层状结构的聚四氟乙烯乳液浓度逐层递增或递减；其中，每层聚四氟乙烯乳液的厚度不小于0.2mm。

并提供一种聚四氟乙烯海绵的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚四氟乙烯乳液配制成多种不同浓度的聚四氟乙烯乳液；

2)将多组不同浓度的聚四氟乙烯乳液按照浓度由高到低或由低到高的顺序进行分层预冻，得到预冻材料，对预冻材料进行冻干，得到冻干材料；

3)对冻干材料进行烧结处理，降温后即得聚四氟乙烯海绵。

其中多种不同浓度的聚四氟乙烯乳液均分别在3000～5000rpm的搅拌速率下混合3～5min。

按照聚四氟乙烯乳液浓度由低到高的顺序进行预冻时，先将最低浓度的聚四氟乙烯乳液平铺进行预冻，预冻后得到第一预冻层，按照浓度由低到高的顺序向第一预冻层上倒入下一层聚四氟乙烯乳液并预冻，重复操作直至倒入最高浓度的聚四氟乙烯乳液，预冻后即得预冻材料。

按照聚四氟乙烯乳液浓度由高到低的顺序进行预冻时，先将最高浓度的聚四氟乙烯乳液平铺进行预冻，预冻后得到第一预冻层，按照浓度由高到低的顺序向第一预冻层上倒入下一层聚四氟乙烯乳液并预冻，重复操作直至倒入最低浓度的聚四氟乙烯乳液，预冻后即得预冻材料。

其中，每层聚四氟乙烯乳液的厚度为0.2～2mm。

其中，将聚四氟乙烯乳液配制成三种不同浓度的聚四氟乙烯乳液，该三种聚四氟乙烯乳液质量分数范围为75％～70％，65％～60％以及45％～40％。

其中，预冻条件为-60℃～-90℃下预冻25～30min。

烧结处理的条件为先在120℃～130℃温度下预热15min～20min，之后再升温至370℃～380℃处理25min～30min，最后降温到室温。