專利名稱：制造聚四氟乙烯定向膜的成套設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種制造聚四氟こ烯定向膜的成套設備。
背景技術：
聚四氟こ烯(PTFE)樹脂具有耐高溫、耐酸堿、耐日曬、抗氧化、抗水解以及優良的電絕緣性能，是塑料樹脂中性能最好的。然而由于其加工難度相當大，加工技術含量高，我國在應用PTFE這ー高性能的特種工程塑料方面，也是塑料中最少的，遠遠落后于發達國家。高技術含量，高難度的加工以及我國有關方面對其重視不夠，技術研究少，科研投入不足等制約了我國PTFE材料的生產和應用以及發展。近年來，隨著我國科學技術水平以及加工制造技術的提高，PTFE產品越來越多地被開發出來，在エ業上的應用越來越廣泛。PTFE定向膜在我國是近幾年才能生產的產品，就PTFE薄膜本事而言，市場用途就極廣，它還可以深加工衍生其它產品，如利用PTFE定向膜通過膜裂法可以生產高強度的PTFE長絲、PTFE縫紉線、PTFE布，還可生產PTFE短纖維等等，這些衍生產品市場用途更廣，需求量更大，可以用市場潛カ十分巨大來形容。由于PTFE的熱熔融溫度很高(彡330°C)，而且熔融后的狀態仍像凝膠沒有流動性，所以根本無法像其它高分子樹脂ー樣采用熔融擠出法來加成型，只能采用類似粉末冶金的加工方法——模壓成型法。PTFE定向膜的制造方法目前采用的是將PTFE分散樹脂粉料經過預處理后進行模壓成為圓柱形坯，再將型坯推壓由模ロ擠出一定直徑的圓棒料，隨后再將圓棒料喂入壓延機壓出一定厚度和寬度的薄膜，然后將薄膜經過數次的加熱拉伸，定型而制成PTFE定向膜。只在縱向(長度方向)加熱拉伸生產出來的膜，分子結構呈縱向線性排列，具有纖維化特征、拉伸強度較高的定向膜，也稱單向膜，既在縱向拉伸又在寬度方向拉伸可制成雙向拉伸膜，也叫微孔膜。本實用新型只討論分析PTFE的單向(定向)膜的制造エ藝方法。上述制造PTFE定向膜的エ藝中，將推壓出來的PTFE圓棒進入壓延機壓延成薄膜，其最大的缺點是在成膜的機理過程中，嚴重破壞了在推壓過程中形成的PTFE鏈狀分子結構，即在縱向成纖維化的定向排列的形態，從而降低了定向膜的強度，增加了后道エ序的難度。制造PTFE定向膜，必須用分散樹脂。PTFE分散樹脂具有成纖性，即在剪切力的作用下，PTFE細粉顆粒會產生纖維化。PTFE分散料經模壓，推壓成為圓棒料。在這個過程中，細粉顆粒都是沿縱向(長度方向)運動擠壓、摩擦。產生剪切力，產生纖維化并呈縱向排列。特別是推壓エ藝過程，在高壓縮比的作用下產生較大的剪切力，使分子結構取向一致，成纖維化率提高。經過推壓出的制品內部分子結構成纖維化率都很高，并且都是沿長度方向取向排列，這對制造縱向定向膜是極為有利的。定向薄膜的拉伸強度主要受分子取向影響，分子取向度高，成纖性好，拉伸強度就高；分子取向度低，則拉伸強度就低。然而，當推壓出的圓棒喂入壓延機壓成薄膜后(如圖I、圖2所示)，內部分子結構成纖化的取向被改變，縱向排列被打亂，因為較小的圓棒直徑の中，要比壓出的成膜寬度b小得多，受壓時物料向寬度方向擠壓運動，在寬度方向受到剪切力，分子取向在寬度方向而不是在縱向(長度方向)。推壓出的圓棒直徑為の，進入上下兩輥之間被壓延成厚度為S、寬度為b的薄膜，所以厚度壓縮比為￠/S，寬度擴展比為b/o，長度延伸比為O2 /4 S b ;以上三個比值分別表示了壓前、壓后的厚度、寬度、橫截面積和長度的變化程度，厚度壓縮比對分子的縱向排列取向影響較小，長度延伸比對分子縱向取向有利，寬度擴展比對縱向分子取向影響很大，具有顛覆性的破壞。如圖I所示，當直徑為の的料棒進入兩壓輥之間被壓成厚度為S的過程中，物料向寬度方向擴展，受擠壓產生剪切力。在剪切力的作用下產生就寬度方向的分子纖維化取向，并且將原來由推壓形成的縱向分子取向也改變成與縱向垂直的寬度方向或者其它方向的分子取向。如圖2所示，寬度擴展比越大，即壓出的膜越寬，縱向的分子取向受到的破壞程度就越大，縱向取向就越少，對膜的縱向拉伸強度影響越大，并且直接影響后道加熱拉伸 的順利進行和最終定向膜的拉伸程度。一般用圓棒料壓延成薄膜的寬度擴展比在10 15倍之間，如果過小，將影響成膜的寬度，達不到產品的尺寸規格要求，對產量、效率都不利，所以寬度擴展比無法下降，質量與產品效率相互矛盾是目前現有エ藝的ー個突出技術問題和缺陷。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了解決質量與產品效率相互矛盾的技術問題，本實用新型提供一種制造聚四氟こ烯定向膜的成套設備。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種制造聚四氟こ烯定向膜的成套設備，包括依次設置的聚四氟こ烯原料的混合機、熟化箱、模壓機、推壓機、切割裝置、三輥壓延機和拉伸裝置。具體地，為了保證成膜的密度均勻，所述的三輥壓延機包括上壓延輥、中壓延輥和下壓延輥，直徑均為600 1200mm。為了后道エ序的順利進行，所述的模壓機為能形成管形坯的模壓機。本實用新型的有益效果是，本實用新型制造聚四氟こ烯定向膜的成套設備將現有的實芯圓柱形坯壓延成膜，改為將PTFE空心管狀形坯沿縱向切割鋪展成片材再經三輥壓延機壓延成膜，合理地減少了壓延的寬度擴展比，極大地優化了壓延成膜的縱向分子取向的一致性，提高了定向膜的縱向分子取向程度和定向膜的拉伸強度。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進ー步說明。圖I是現有技術中壓延的結構示意圖。圖2是圖I的俯視圖。圖3是本實用新型制造聚四氟こ烯定向膜的成套設備結構示意框圖。圖4是本實用新型空心管切割示意圖。圖5是本實用新型三輥壓延機的工作結構示意圖。圖中1、混合機，2、熟化箱，3、模壓機，4、推壓機，5、切割裝置，6、三輥壓延機，7、拉
伸裝置。
具體實施方式
現在結合附圖對本實用新型作進ー步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。實施例I :如圖3-5所示，是本實用新型的實施例1，制造聚四氟こ烯定向膜的成套設備，包括依次設置的聚四氟こ烯原料的混合機I、熟化箱2、模壓機3、推壓機4、切割裝置5、三輥壓延機6和拉伸裝置7，三輥壓延機6包括上壓延輥、中壓延輥和下壓延輥，直徑為600mm，模壓機3為能形成管形坯的模壓機3。制造聚四氟こ烯定向膜的方法具有如下步驟步驟ー將聚四氟こ烯分散樹脂和助推劑經混合機I攪拌均勻混合后，放入熟化箱2進行熟化處理，助推劑可以為煤油、溶劑油、石油醚或石蠟油中的ー種或ー種以上的混合； 步驟ニ 模壓，經過預處理后經模壓機3形成管形坯；步驟三推壓，再經推壓機4將步驟ニ中的管形坯推壓形成空心管；步驟四切割，步驟三中的空心管經切割裝置5沿管壁縱向進行切割，并鋪開展平形成薄片，薄片厚度為0. 20mm ；步驟五壓延，將薄片喂入三輥壓延機6壓延后形成聚四氟こ烯薄膜，上壓延輥和中壓延棍的轉速為3. 6轉/分,下壓延棍的轉速為4. 0轉/分，出膜速度為7m/min,壓延溫度為55°C，壓延機橫壓カ(即壓延輥之間為線接觸的橫壓力)為650N/cm ；步驟六熱拉伸，經拉伸裝置7將聚四氟こ烯薄膜加熱拉伸形成聚四氟こ烯定向膜；步驟七卷繞、成型。本實施例中空心管的內徑為‘外徑為Dtl，壓延后的聚四氟こ烯薄膜厚度為&1，寬度為、,則空心管的壁厚S ^為縱向切開后鋪展開的薄片寬度Idci為(Dtl-S J 31。壓延后的厚度壓縮比為ScZa1,比值為3 10，本實施例中優選4 6 ;寬度擴展比為VX，比值為I 3，本實施例中優選比值為I ;長度延伸比為壓前的面積與壓后的面積之比，即Dtl S。/もa10長度延伸比是隨壓延機的壓輥直徑、壓輥速度、壓力、壓前料的厚度6 0壓后料的厚度B1與寬度ん，會因壓輥的光滑度，壓料的密度、含油含水等因素的變化而不同，應在實際生產過程中通過試驗得到數據，再進行優選。壓延エ藝中，厚度壓縮比為SQ/ai，寬度擴展比為^ル。，長度延伸比為Dtl S。/もB1,三個參數是互相影響的，其中只有一個參數是可以人為預先確定的，即壓后出膜的厚度
其它的參數都必須通過多次試驗才能夠確定。實施例2 如圖3-5所示，是本實用新型的實施例2，制造聚四氟こ烯定向膜的成套設備，包括依次設置的聚四氟こ烯原料的混合機I、熟化箱2、模壓機3、推壓機4、切割裝置5、三輥壓延機6和拉伸裝置7，三輥壓延機6包括上壓延輥、中壓延輥和下壓延輥，直徑為800mm，模壓機3為能形成管形坯的模壓機3。制造聚四氟こ烯定向膜的方法具有如下步驟[0041]步驟ー將聚四氟こ烯分散樹脂和助推劑經混合機I攪拌均勻混合后，放入熟化箱2進行熟化處理，助推劑可以為煤油、溶劑油、石油醚或石蠟油中的ー種或ー種以上的混合；步驟ニ 模壓，經過預處理后經模壓機3形成管形坯；步驟三推壓，再經推壓機4將步驟ニ中的管形坯推壓形成空心管；步驟四切割，步驟三中的空心管經切割裝置5沿管壁縱向進行切割，并鋪開展平形成薄片，薄片厚度為0. 30mm ；步驟五壓延，將薄片喂入三輥壓延機6壓延后形成聚四氟こ烯薄膜，上壓延輥和中壓延棍的轉速為4轉/分,下壓延棍的轉速為4. 4轉/分，出膜速度為8m/min,壓延溫度為60°C，壓延機橫壓カ(即壓延輥之間為線接觸的橫壓力)為700N/cm ； 步驟六熱拉伸，經拉伸裝置7將聚四氟こ烯薄膜加熱拉伸形成聚四氟こ烯定向膜；步驟七卷繞、成型。本實施例中空心管的內徑為dQ，外徑為D。，壓延后的聚四氟こ烯薄膜厚度為&1，寬度為h,則空心管的壁厚5 ^為縱向切開后鋪展開的薄片寬度Idci為(Dtl- 5 J Ji。壓延后的厚度壓縮比為ScZa1,比值為3 10，本實施例中優選5 7 ;寬度擴展比為VX，比值為I 3，本實施例中優選比值為2 ;長度延伸比為壓前的面積與壓后的面積之比，即Dtl S。/もa10長度延伸比是隨壓延機的壓輥直徑、壓輥速度、壓力、壓前料的厚度6 0壓后料的厚度B1與寬度ん，會因壓輥的光滑度，壓料的密度、含油含水等因素的變化而不同，應在實際生產過程中通過試驗得到數據，再進行優選。壓延エ藝中，厚度壓縮比為SQ/ai，寬度擴展比為^ル。，長度延伸比為Dtl S。/もB1,三個參數是互相影響的，其中只有一個參數是可以人為預先確定的，即壓后出膜的厚度
其它的參數都必須通過多次試驗才能夠確定。本實用新型將PTFE分散粉料經過橫壓推壓制成PTFE空心管，再將PTFE空心管縱向切開并展開成薄片，然后喂入三輥壓延機壓延成PTFE薄膜，再通過拉伸制成PTFE定向膜。合理地減少了壓延的寬度擴展比，由原來的10 15減少為I 3，極大地優化了壓延成膜的縱向分子取向的一致性，提高了定向膜的拉伸強度20%左右以及分子取向程度。采用三輥壓延機加工PTFE薄膜，使得膜縱橫厚度的一致性和成膜密度的均勻性都得到了較大提高，為后道エ序的產品質量起到了良好的保障作用。以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多祥的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
權利要求1.一種制造聚四氟乙烯定向膜的成套設備，其特征在于包括依次設置的聚四氟乙烯原料的混合機⑴、熟化箱⑵、模壓機⑶、推壓機⑷、切割裝置(5)、三輥壓延機(6)和拉伸裝置(7)。
2.如權利要求I所述的制造聚四氟乙烯定向膜的成套設備，其特征在于所述的三輥壓延機(6)包括上壓延輥、中壓延輥和下壓延輥，直徑均為600 1200mm。
3.如權利要求I所述的制造聚四氟乙烯定向膜的成套設備，其特征在于所述的模壓機(3)為能形成管形坯的模壓機(3)。
專利摘要本實用新型涉及一種制造聚四氟乙烯定向膜的成套設備，包括依次設置的聚四氟乙烯原料的混合機、熟化箱、模壓機、推壓機、切割裝置、三輥壓延機和拉伸裝置。本實用新型的有益效果是，將現有的實芯圓柱形坯壓延成膜，改為將PTFE空心管沿縱向切割鋪展成片材再經三輥壓延機壓延成膜，合理地減少了壓延的寬度擴展比，極大地優化了壓延成膜的縱向分子取向的一致性，提高了定向膜的縱向分子取向程度和定向膜的拉伸強度。
文檔編號B29C69/00GK202388805SQ20112049700
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者潘建農, 闕福明 申請人:常州市東新華福氟塑材料有限公司