[发明专利]一种聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜及其制备方法。该聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜包括聚四氟乙烯纺丝纤维膜和贴于其两侧边缘的双面胶。聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜的制备过程包括聚四氟乙烯纺丝纤维膜的制备和聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜的制备。聚四氟乙烯纺丝纤维膜的制备采用静电纺丝法，该方法制得的聚四氟乙烯纺丝纤维膜，其微观结构为聚四氟乙烯纺丝纤维间相互堆叠及纤维间节点上的分子链缠绕，遇水冲击不易发生形变。该聚四氟乙烯纺丝纤维膜制得的聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜具有拉伸强度高、结构稳定、适用性好的特点，且能提供优良的防水透声性能，最佳防水等级为IPX6/IPX8（多用），频率为5 kHz的声音的最大损失为6 dB。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，尤其涉及一种聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜及其制备方法。

背景技术

手机、智能手表、智能耳机等电子产品，一般通过麦克风、扬声器、受话器等电声转换装置的来传递声音。为了减小水对电子产品的损坏，通常在电声转换装置外部安装防水透声膜，实现防水和透声的目的。

聚四氟乙烯膜PTFE与水的接触角为118°，为各类材料中最大，具有良好的防水性能，并且有优异的耐化学腐蚀、耐高低温和抗老化等性能，是制备防水透声膜的优选材料。

传统的聚四氟乙烯膜大多采用拉伸法制备。拉伸法制得的聚四氟乙烯膜称为聚四氟乙烯拉伸纤维膜，即ePTFE（expanded polytetrafluoroethylene）膜，其在微观上形成纤维与节点相连接的网络结构。ePTFE膜的节点尺寸在3-10 μm，纤维直径在50-200 nm。拉伸法制备的ePTFE膜，由于其纤维直径较小，遇水冲击时，膜易发生形变，从而导致ePTFE膜内纤维的断裂，膜的整体强度下降，进而影响其使用寿命和透声性能。

为解决PTFE膜产品在遇水冲击时，出现上述形变问题，专利号为的JP4637965日本发明专利公开了一种能够提高膜产品拉伸强度和穿刺强度的聚四氟乙烯多孔膜的制备方法。该方法包括拉伸形变使膜成型制备ePTFE膜，将多层ePTFE膜层叠，再煅烧得到膜产品，该方法提高了膜产品的整体拉伸强度和穿刺强度。但是，由于该膜产品包含层叠的多层拉伸纤维膜，有出现上下层分层的风险，透声性能也有所下降。另外，拉伸制备ePTFE膜的过程无法单独调整ePTFE膜的纤维直径、纤维间隙以及膜的厚度，膜参数是整体发生改变的，适用性受限。

因此，需要提供一种能提供有效的防水透声性能，同时具备良好的拉伸强度、结构稳定和适用性广的聚四氟乙烯防水透声膜。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜及其制备方法，该方法制得的防水透声膜在满足良好防水透声性能的前提下，具有遇水冲击不发生形变、整体拉伸强度高、结构稳定、适用性好等的优点。

本发明提供的一种聚四氟乙烯纺丝纤维防水透声膜及其制备方法，其过程包括：

（1）聚四氟乙烯纺丝纤维膜的制备

a. 聚四氟乙烯PTFE的纳米颗粒悬浮液与聚氧乙烯PEO的水溶液混合，加热搅拌成混合均匀的浆料；

b. 超声水浴除去浆料中的气泡；

c. 将经搅拌和超声处理的浆料加入注射器针筒内，由喷丝头喷出，喷出的浆料在静电引力作用下纺丝成聚四氟乙烯纤维细丝，并在底部铝箔基材上堆叠收卷；

d. 干燥除去经堆叠收卷的聚四氟乙烯纺丝纤维细丝中的水分；

e. 烧结聚四氟乙烯纺丝纤维细丝，使PEO分解，聚四氟乙烯纳米颗粒间形成粘结，得到聚四氟乙烯纺丝纤维膜。

（2）防水透声膜的制备

a. 用第一刀模冲切聚四氟乙烯纺丝纤维膜，切出封闭形状，弃掉封闭形状外的部分；