[发明专利]采用不同分子量材料制备PTFE短纤维的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及PTFE短纤维的制备，更具体地说，涉及一种采用不同分子量材料制备PTFE短纤维的系统及方法。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)具有耐高温、耐酸碱腐蚀、耐水解等等其它塑料无可比拟的优点，将其制成短纤维可制成耐高温滤料，化工医药行业的耐腐蚀滤料，PTFE无纺布等等，越来越多地被广泛应用。

目前制造PTFE短纤维的方法有两种，第一种是熔融纺丝法，由于PTFE熔融状态下的流动性极差，所以不能采用通常的熔融纺丝方法制造短纤维。而是采用特殊的方法，即通过粘胶作为载体，将粘胶熔融乳液与PTFE分散的乳液混合为一体，然后挤出纺丝，再通过高温将粘胶成分热分解，保留PTFE成分而成为PTFE短纤维，由于粘胶受高温热分解总有一些微小的灰烬残留在PTFE短纤维中，并呈焦黄色，所以，此中方法只能生产出深褐色的短纤维。这种制造方法投资大、成本高、工艺复杂，而且生产的短纤维强力低、呈褐色，短纤维应用受到限制。

第二种制造PTFE短纤维的方法是膜裂法，就是先把PTFE分散树脂制成具有一定强度的长度(纵向)方向呈纤维化的定向膜，然后通过机械的方法将薄膜宽度(横向)方向分裂，纵向呈线性纤维化，这种方法能够生产白色或者其它各种颜色的纤维。第二种的制造方法投资小、成本低，生产出的PTFE短纤维强度高，可根据需要生产出多种颜色，所以应用广泛。

膜裂法制造PTFE短纤维中最关键的是膜裂的方法，这个方法可以有很多种，目前常见被应用的有两种，第一种是在定向膜上进行压纹处理，即沿着膜的长度(纵向)方向线性地并且在膜的宽度(横向)方向上以类似于Z字形状的凹凸形进行压纹处理，把宽度方向的分子链压断随后进行分割，得到纤维长丝，再通过切断得到短纤维。第二种方法是将定向膜在长度方向线性地并且在横向方向直接分切成若干条粗丝，随后在进行成束加热，再通过多次挤压、拉伸、加热、拉伸等工序使束中的粗丝拉细，而成为纤维，经切断形成短纤维。

第二种方法将薄膜分切成条后再集束加捻，随后通过挤压拉伸、加热拉伸、再挤压拉伸、再加热拉伸，这样多次重复工艺，把分割后的粗丝拉成细纤维，这种方法的纤维细度主要是通过多次的拉伸而得到的，但是，由于此类方法的所使用的原材料一般都是使用同一批次、同一分子量的PTFE分散树脂，再经多次拉伸工序时如遇工艺操作不当，极易造成纤维的断裂，提高了不合格率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种采用不同分子量材料制备PTFE短纤维的系统及方法，能够提高PTFE短纤维的生产效率、降低成本、生产出质量更高的PTFE短纤维。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种采用不同分子量材料制备PTFE短纤维的系统，包括烧结挤出装置，还包括混合搅拌装置和针刺梳割装置；

所述混合搅拌装置与烧结挤出装置的入料端相连，包括：容腔、第一进料管、第二进料管、电机、搅拌器和出料管，第一进料管和第二进料管分别与容腔相连通，搅拌器设于容腔内，电机设于容腔的顶部，并与容腔内的搅拌器相连，出料管与容腔相连通，并设于容腔的底部，出料管与烧结挤出装置的入料端相连；

所述针刺梳割装置包括：设于烧结挤出装置的出料端后道，用以放卷定向膜的定向膜放卷装置，及依次设置于定向膜放卷装置后面的穿刺针棍、分切装置、集束器、横动装置和收卷装置。

所述的搅拌器包括旋转轴，及套设于旋转轴上的搅拌浆，旋转轴与电机相连。

所述的穿刺针棍具有一对，分别设于定向膜的上方及下方。

所述的穿刺针棍上的穿刺钢针的直径为0.5～0.6mm，针尖面积≤0.001mm²，穿刺钢针的排距为3～5mm，密度为35～40根/cm²。

所述的分切装置包括：安装台，设于安装台上的刀架，设于刀架上的轴，及均布设于轴上的刀片。

另一方面，一种采用不同分子量材料制备PTFE短纤维的方法，包括以下步骤：

S1.将两种不同分子量的PTFE分散树脂在25～35℃下超声处理30～50分钟；

S2.将经步骤S1处理后的两种不同分子量的PTFE分散树脂分别通过第一进料管和第二进料管进入容腔中；

S3.启动电机驱动搅拌器，将两种不同分子量的PTFE分散树脂在容腔中进行搅拌混合；

S4.将混合后的PTFE分散树通过出料管、入料端进入烧结挤出装置中，通过模压、推压、压延成膜，再经烧结、加热、拉伸制成定向膜；