可熔性聚四氟乙烯管材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及管材領(lǐng)域，具體設(shè)及一種可烙性聚四氣乙締管材及其制備方法。
【背景技術(shù)】 陽00引可烙性聚四氣乙締（PFA)管材具有優(yōu)良的耐高低溫特性，在-20~200°C的條件下 可長期使用。具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，僅高溫下氣蒸氣，堿金屬與它起作用，對其它所有的 濃、稀無機有機酸、堿、醋均不發(fā)生反應(yīng)。低表面摩擦系數(shù)，拒水，拒油，管壁內(nèi)外不積垢。無 毒，不易燃燒等特點，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，可翻邊?？蓮V泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造裝置，熱交換器、蒸氣配管，高純度試劑輸送管， 各種腐蝕性介質(zhì)（苛刻溶劑）輸送管道，復(fù)極式離子膜法燒堿生產(chǎn)中進出口曉性軟管，各種 頻率電線電纜護套，槽絕緣管等，具有廣泛的用途。
[0003] 然而，做為高性能塑料管材，PFA管材往往使用在較為苛刻的環(huán)境，如高溫環(huán)境等。 在使用過程中主要存在W下問題：
[0004] 第一、隨著溫度的升高，尤其是達到200°CW后，PFA管材的強度明顯下降，260°C 時，其強度幾乎接近于零。
[00化]第二、PFA的熱膨脹系數(shù)比金屬或其他材料高得多，因此在冷熱交替的過程中，溫 度的變化會造成一定的熱應(yīng)力，PFA層的收縮率比金屬等其它材料要大得多，容易造成PFA 層剝罔，影響使用壽命。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種可烙性聚四氣乙締管材及其制備方法，W解決上述現(xiàn)有 技術(shù)中存在的問題。
[0007] 為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種可烙性聚四氣乙締管材， 所述可烙性聚四氣乙締管材由可溶性聚四氣乙締顆粒制成，其中，所述可溶性聚四氣乙締 顆粒通過對實屯、棒狀物進行造粒加工形成，W及所述實屯、棒狀物通過在烙融狀態(tài)下的可烙 性聚四氣乙締中加入超細短纖維混合成混合物，然后再將該混合物由擠出機擠出形成。
[000引較佳地，所述可烙性聚四氣乙締管材由聚四氣乙締顆粒在烙融狀態(tài)下，經(jīng)混合、攬 拌、推壓、擠出、定型、拉伸W及冷卻工藝制備而成。
[0009] 較佳地，所述拉伸包括加熱拉伸、粗拉擠壓拉伸W及細拉擠壓拉伸。
[0010] 較佳地，所述實屯、棒狀物通過在烙融狀態(tài)下的可烙性聚四氣乙締中加入5~50% 的超細短纖維混合形成。
[0011] 所述超細短纖維包括聚四氣乙締纖維、不誘鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維或陶瓷纖 維。
[0012] 較佳地，所述聚四氣乙締纖維由聚四氣乙締分散樹脂制成。
[0013] 較佳地，所述超細短纖維由聚四氣乙締分散樹脂經(jīng)制胚、壓延、拉伸、分切、加搶成 束、卷曲、切斷及開松處理形成。
[0014] 較佳地，所述超細短纖維的線密度為I~5den、長度為0. 5~5mm、和/或熱收縮 率< 3%。
[0015] 較佳地，所述可溶性聚四氣乙締顆粒的直徑為2~6mm，和/或所述實屯、棒狀物的 截面直徑為1~5mm。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備可烙性聚四氣乙締管材的方法，所述方 法包括W下步驟：
[0017] 步驟1:超細短纖維的制備；
[001引步驟2巧烙性聚四氣乙締顆粒的制備：
[0019] 將步驟1獲得的超細短纖維加入到烙融狀態(tài)的聚四氣乙締中，從而獲得可溶性聚 四氣乙締顆粒；
[0020] 步驟3 :可烙性聚四氣乙締管材的制備：
[0021] 將步驟二所獲得的可烙性聚四氣乙締顆粒加熱至烙融狀態(tài)，再通過推壓、擠出、定 型、拉伸、冷卻處理，從而獲得可烙性聚四氣乙締管材。 陽0巧較佳地，所述步驟1包括W下步驟：
[0023]1. 1選取聚四氣乙締分散樹脂；
[0024]1. 2將該聚四氣乙締分散樹脂制胚、壓延、拉伸、分切、加搶成束、卷曲、切斷及開 松，從而獲得超細短纖維。
[0025] 較佳地，所述拉伸包括加熱拉伸、粗拉擠壓拉伸W及細拉擠壓拉伸。 陽0%] 較佳地，所述超細短纖維的線密度為1~5den、長度為0. 5~5mm、和/或熱收縮 率< 3%。
[0027] 較佳地，所述步驟2包括W下步驟： 陽02引 2. 1選取可烙性聚四氣乙締；
[0029] 2. 2將該可烙性聚四氣乙締樹脂放在不誘鋼容器中并進行加熱、攬拌處理，在加熱 過程中，不斷攬拌，加熱至完全烙融狀態(tài)；
[0030] 2. 3加入步驟一所獲得的超細短纖維，混合均勻，通過擠出機擠出棒狀物，獲得可 烙性聚四氣乙締棒；
[0031] 2. 4對步驟2. 3所獲得可烙性聚四氣乙締棒進行造粒處理，從而獲得可溶性聚四 氣乙締顆粒。
[0032] 較佳地，所述可溶性聚四氣乙締顆粒的直徑為2~6mm。 陽03引較佳地，所述實屯、棒狀物的直徑為1~5mm。
[0034] 較佳地，在所述步驟2. 2中，攬拌速度為10~30r/min，加熱時的升溫速度為5°C/ min，W及升溫至250~350°C后保持溫度恒定。
[00對較佳地，所述步驟3包括W下步驟：
[0036] 3. 1將步驟二所獲得的可烙性聚四氣乙締顆粒加熱至烙融狀態(tài)，充分混合、攬拌， 從而獲得烙融狀態(tài)的聚四氣乙締顆粒；
[0037] 3. 2將步驟3. 1所獲得的烙融狀態(tài)的聚四氣乙締顆粒通過推壓、擠出、定型、拉伸、 冷卻處理，從而獲得可烙性聚四氣乙締管材。
[003引本發(fā)明的可烙性聚四氣乙締管材不僅可W采用熱塑性成型的加工方法加工，而且 還能夠大大提高可烙性聚四氣乙締（PFA)管材的強度和初性，同時具有降低材料的收縮率 等優(yōu)點，從而能夠大大提高管材的使用壽命，降低使用成本。
[0039] 本發(fā)明的超細短纖維具有耐高溫、耐腐蝕、強度高等特點。由于在制備過程中通 過多次拉伸工藝使纖維強度大大提高，常溫下拉伸強度高達700~SOOMpa,是PFA材料的 20~30倍，線密度為1~5den，長度為0. 5~5mm，熱收縮率< 3 %。
[0040] 本發(fā)明的增強型可烙性聚四氣乙締（PFA)管材與未改性前的可烙性聚四氣乙締 (PFA)管材相比強度增加2~10倍，熱收縮率減少50%W上，大大提高了使用壽命。
【具體實施方式】
[0041] W下將對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明，W便更清楚理解本發(fā)明的目的、特 點和優(yōu)點。應(yīng)理解的是，運些實施例并不是對本發(fā)明范圍的限制，而只是為了說明本發(fā)明技 術(shù)方案的實質(zhì)精神。 陽0創(chuàng)術(shù)語說明
[0043] 本發(fā)明中的超細短纖維是指長期耐溫在260°CW上，烙融溫度在300°CW上，細度 在0. 5~5den，分切長度在0. 5~5mm，強度在300MPaW上的纖維，其包含但不僅限于聚四 氣乙締、不誘鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維等耐高溫纖維。
[0044] 本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，首次研發(fā)了一種增強型且耐高溫、耐腐蝕的可 烙性聚四氣乙締管材，該可烙性聚四氣乙締管材不僅可W采用熱塑性成型的加工方法加 工，而且還能夠大大提高聚四氣乙締（PFA)管材的強度和初性，同時具有降低材料的收縮 率等優(yōu)點，從而能夠大大提高管材的使用壽命，降低使用成本。 W45] 本發(fā)明的可烙性聚四氣乙締（PFA)管材由增強型可烙性聚四氣乙締顆粒在烙融 狀態(tài)下、充分混合、攬拌、推壓、擠出、定型、拉伸、冷卻等工藝制備而成。其中，烙融狀態(tài)的溫 度為300~370 °C。
[0046] 增強型可烙性聚四氣乙締顆粒通過在烙融狀態(tài)下的可烙性聚四氣乙締（PFA)中 加入5~50%的高強度超細短纖維，再混合均勻后，經(jīng)擠出機擠出直徑為1~5mm的實屯、棒 狀物，然后通過造粒機造粒成2~6mm的顆粒。其中，高強度超細短纖維包括聚四氣乙締、 碳纖維、玻璃纖維等。
[0047] 下面W聚四氣乙締超細短纖維為例來說明高強度超細短纖維的制造過程?？偟膩?說，聚四氣乙締超細短纖維由聚四氣乙締分散樹脂經(jīng)制胚、壓延、拉伸、加熱拉伸、分切、加 搶成束、粗拉擠壓拉伸、細拉擠壓拉伸、加熱拉伸、卷曲、切斷及開松工藝制成。
[0048] 通過該工藝制成的運種超細短纖維具有耐高溫、耐腐蝕、高強度等優(yōu)點。由于在制 備過程中通過多次拉伸工藝從而使纖維強度大大提高，因此，本發(fā)明的超細短纖維常溫下 拉伸強度高達700~SOOMpa,是PFA材料的20~30倍，線密度為1~5den，長度為0. 5~ 5mm，熱