[发明专利]一种多层聚四氟乙烯管的一体成型生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯管的生产方法，具体涉及一种多层聚四氟乙烯管的一体成型生产方法。

背景技术

聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性和良好的抗老化耐力，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、膜等，应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制动雷达、高频通讯器材、无线电器材等。

其中，聚四氟乙烯软管的主要用途之一是宇航工业中输送液态流体，如在喷气机、火箭等航天器中用作高速输送燃油的压力管。不过，用作航空工业液压系统的软管时，由于内管在液压油高速流动过程中会因为摩擦而积聚电荷产生静电危险。必须在PTFE管制造的过程中加入少量导电添加剂，以消除静电，即管内层是导电聚四氟乙烯层，管外层是纯聚四氟乙烯。

此外，经过添加导电填料改性的导电聚四氟乙烯软管常用于高温环境中的电器控制，特别是飞机发动机部分屏蔽电缆和电缆束的保护套管，起到将电缆通过的电流所产生的磁场屏蔽在电缆内、并顺该层接入地网的作用。不过，单层的导电聚四氟乙烯管由于表面导电，作为屏蔽电缆和电缆束的保护套管存在潜在的危险。最好是在导电的双层聚四氟乙烯管的外层设计一绝缘层，将聚四氟乙烯导电层与外周环境在电气上彼此隔离，从而保证了电能输送，保护电缆不受伤害。

目前，这种外绝缘内导电的双层聚四氟乙烯管多是借鉴传统单层聚四氟乙烯管的糊膏挤出工艺来制备。传统的糊膏挤出方法具体是，在分散聚四氟乙烯粉中加入作为挤压辅助剂的有机溶剂以获取糊状物，将该糊状物预制成圆筒状而获得管坯，将该管坯放入挤压机中，经过压头加压、经模具挤压成管状；之后，通过加热等除去挤压辅助剂，经烧成而获得既定的管材。现有技术在采用这种方法双层聚四氟乙烯管时，或是通过一次预成型制坯、再挤压成型得到双层管，或者先制造聚四氟乙烯单层管、再将数个单层管进行复合。前一种方法在实际中操作中不易控制，管外表面容易出现黑点，严重影响产品质量，良品率低；后一种方法中由于各层管不是一体成型，内外管复合的过程中会发生脱屑，脱落的聚四氟乙烯屑粉会产生管阻塞，且聚四氟乙烯管越长，复合的难度越高。

此外，除了上述的外绝缘内导电的双层聚四氟乙烯管，其他结构的多层聚四氟乙烯管在航空事业及特种工业中也具有非常巨大的潜在应用前景。不过这些包括外绝缘内导电的双层聚四氟乙烯管在内的多层聚四氟乙烯管的应用非常大程度上受限于其生产工艺。

发明内容

　　本发明需要解决的技术问题在于提供一种工艺过程易控、良品率高的多层聚四氟乙烯管的一体成型生产方法。

本发明需要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的:一种多层聚四氟乙烯管的一体成型生产方法，根据聚四氟乙烯管的层数，将聚四氟乙烯管各层所需原料粉末按照管材由内至外或由外至内的顺序依次压缩预成型为圆环柱体管坯，且后一道预成型工序均以前一道预成型工序形成的管坯为阳模或阴模；形成具有多层结构的管坯后，一次性挤出成型、干燥、烧结、定型，得到多层聚四氟乙烯管。

为了提高多层聚四氟乙烯管的柔韧性，优选的技术方案可以是，还包括将得到的多层聚四氟乙烯管在146±10℃经模压制成波纹管的步骤。

为了便于施加压力，优选的技术方案可以是，所述聚四氟乙烯管各层所需原料粉末按照管材由外至内的顺序依次压缩预成型，且后一道预成型工序均以前一道预成型工序形成的管坯为阴模，并更换阳模未更小直径的阳模。即后一道预成型工序中，保持前一道预成型工序中使用的阴模不动，更换前一道预成型工序中的阳模未更小直径的阳模，加入原料粉末后，再次进行压缩预成型。

为了减少成型压力的作用、丰富各层功能性，优选的技术方案可以是，所述聚四氟乙烯管各层所需原料粉末由32～99%聚四氟乙烯分散树脂、1～28%挤压辅助剂、0～5%颜料以及0～50%填料混合而成，各组分以重量百分数计，且各层原料粉末组分和/或含量不同；混料后置于30～80℃恒温环境中至少24h。其中挤压辅助剂起到润滑的作用。填料可以根据多层聚四氟乙烯管的功能来选择，可以包括炭黑、石墨等导电填料、或氮化硅、氧化铝等导热填料等。30～80℃恒温放置有利于使挤压辅助剂与分散树脂充分混合。

为了使聚四氟乙烯分散树脂由三斜晶系转变到六方晶系，从而在制坯之前完成体积膨胀，避免后期制品因晶体改变发生分裂，优选的技术方案可以是，所述聚四氟乙烯分散树脂在混料前放置于25±5℃恒温环境中至少24h。处理温度不得超过30℃，否则容易使聚四氟乙烯树脂发生结块，不利于后期混料均匀。