[发明专利]一种高性能ePTFE微孔膜的连续生产设备

说明书

技术领域

本发明ePTFE膜的制造技术领域，涉及一种高性能ePTFE微孔膜的连续生产设备。

背景技术

ePTFE微孔膜由于其耐化学腐蚀性、热稳定性、高孔隙率、防水透气性等优异性能，已经被广泛地应用在航天服、航空密封、大气除尘、户外服装、汽车、水过滤、灭菌、医疗、水过滤、电子、生物医学、医疗等诸多领域。由于ePTFE微孔膜制造技术的复杂性（涉及到材料、高分子、化工、机械、电气、力学等学科），一直被国外技术垄断，无论是国外的专利、专著还是会议论文、期刊杂志都查阅不到相关ePTFE微孔膜的织造工艺与设备资料，可谓讳莫如深。

国内十几年来有很多院校、科研单位、生产企业开展ePTFE微孔膜制造技术的研究，总体看来，前段是套用ePTFE生料带的制造工艺与设备，后段则是套用塑料薄膜如BOPP薄膜的横向拉伸工艺与设备进行生产，虽然取得了不小的成果，但也存在很大的问题。在膜的性能方面主要表现为孔径尺寸比较大，对于小于1μm孔径的ePTFE微孔膜生产难度较大、孔径大小难于控制、孔径尺寸分布波动范围大、膜的厚度均匀性不高、力学强度低以及各向均匀性差、膜的成品率低、批次稳定性不好、制造成本高。目前国内ePTFE微孔膜的制造工艺流程为：①溶剂油与ePTFE粉末混料、②陈化、③打坯、④推挤、⑤压延、⑥脱脂、⑦纵向拉伸、⑧横向拉伸、⑨热定型、⑩收卷10道工序，有的厂家还多与十道。除了⑥和⑦可以合并为一个设备、⑧与⑨可以合并为一个设备，也就是可以看做线连续外，其余都是间断操作的。这中间断操作不仅仅因引头等问题大大降低了产品的成品率，还因为这中间断操作的方法带来了生产工艺的极端不稳定，更加严重地降低了成品率和产品的质量以及工艺稳定性调整的难度。这中间断的ePTFE微孔膜生产工艺，一直制约着国产ePTFE微孔膜产品质量的提高和制造成本的降低，同时也使得ePTFE微孔膜的批量稳定性不能有效的控制，所以国产ePTFE微孔膜与西方先进国家相比，尤其是与美国、德国等国家相比，还有很大的努力空间。

为了解决这个问题，国内也曾做过一些努力，比如改进国产的推挤摸头、从国外进口平板模具推挤机组，都是想将ePTFE微孔膜的生产工艺连续起来，但皆因坯与坯之间的结合存在无法弥补的缺陷而宣告失败。

发明内容

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：一种高性能ePTFE微孔膜的连续生产设备，包括推挤及压延机组、密闭式微张力储布机、双向同步拉伸机、ePTFE微孔膜收卷机，所述推挤及压延机组、密闭式微张力储布机、双向同步拉伸机、ePTFE微孔膜收卷机依次顺序连接；圆柱形ePTFE料坯在推挤及压延机组纤维化，并挤出ePTFE胶条及被压成压延带，压延带进入密闭式微张力储布机，由密闭式微张力储布机过来的压延带进入双向同步拉伸机，被预热、拉伸、脱脂、烧结定型，由ePTFE微孔膜收卷机收卷成膜。

作为本案发明进一步方案，双向同步拉伸机包括端部转向链轮与链轨、纵向与横向同步拉伸区、脱脂区、烧结区；ePTFE压延带进入双向同步拉伸机，被预热后在纵向与横向同步拉伸区拉伸：链条沿着导轨前进，链条上的链铗夹住ePTFE压延带的两边实现横向拉伸；同时由于链铗之间的距离连续地、逐渐地加大，在横拉的同时实现了纵向拉伸；在脱脂区利用温度挥发掉膜中的溶剂油；在烧结区利用高温定型膜的结构形态制备为成品膜；链铗、链条在回转进入入口之前恢复到原来的状态，继续下一个循环。

作为本案发明进一步方案，推挤及压延机组包括油缸、导杆、推杆、圆柱形料缸、坯料、推挤摸头、EPTFE胶条、导向鱼尾、压延机、压延带、三辊恒张力牵引机、液压站；油缸及导杆设置于液压站上，油缸的一端与推杆连接，推杆在油缸的带动下沿导杆在圆柱形料缸内移动，在推杆前段活塞处设有压力传感器，圆柱形料缸端部为推挤摸头，在推杆的推力作用下圆柱形料缸内的坯料在推挤摸头处推挤成EPTFE胶条，推挤出的ePTFE胶条经过导向鱼尾进入压延机被压成压延带，经过三辊恒张力牵引机使压延带进入密闭式微张力储布机。

作为本案发明进一步方案，推挤模头的锥角α为15～100°，较好的是20～90°，最好的是30～80°；压缩比R为20～300，较好的50～280，最好的是100～260；长径比S为0～50，较好的是1～40，最好的是5～35。

作为本案发明进一步方案，压延机的压延间隙40～350μm，较好的是50～300μm，最好的是60～240μm；压延速度1～30米/分，较好的是2～30米/分，最好的是5～30米/分。