一種提高雙向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜孔隙率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及薄膜的技術(shù)領(lǐng)域，具體地提供一種提高雙向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜孔隙率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)雙向拉伸成型的聚四氟乙烯微孔薄膜是集防水、透濕、透氣量大等功能于一身的高科技產(chǎn)品，該薄膜廣泛用于功能服裝、除塵等領(lǐng)域。對用于除塵領(lǐng)域的薄膜，為保證大的空氣通量，孔隙率應(yīng)盡量高。在公開的專利例如ZL200510061828.9、ZL200710069975.X，一般是將聚四氟乙烯樹脂粉末和潤滑油混和、壓坯、壓延、縱向拉伸、橫向拉伸和熱定型等工序完成。實(shí)踐證明，經(jīng)過上述工序加工的薄膜，孔隙率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種提高雙向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜孔隙率的方法。
[0004]本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:
一種提高雙向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜孔隙率的方法，
包括以下步驟:
(1)混料:將聚四氟乙烯樹脂粉末、液體潤滑油按重量比為1:0.2-0.28混和均勻，在
40-80°C的溫度下靜置10-16小時(shí)，形成聚四氟乙烯物料；所述聚四氟乙烯樹脂粉末的示差掃描量熱法測試結(jié)晶度為98-99.9%、數(shù)均分子量為200-1000萬；
(2)壓坯與壓延:將所述聚四氟乙烯物料在30-50°C下，在壓坯機(jī)上壓制成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機(jī)在40-60°C的溫度下擠出棒狀物，然后經(jīng)壓延機(jī)在40-60°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；
(3)縱向拉伸和水蒸氣處理:將所述聚四氟乙烯基帶在180-300°C的烘箱中進(jìn)行縱向拉伸，然后經(jīng)過水蒸氣處理0.5-5min，獲得脫脂基帶；
(4)橫向拉伸和熱定型:將所述脫脂基帶在180-210°C下橫向拉伸，然后在250-380°C燒結(jié)定型，燒結(jié)時(shí)間20-80秒，得到熱定型薄膜。
[0005]聚四氟乙稀樹脂粉末可米用市售產(chǎn)品，如日本大金公司F106、日本旭硝子公司CD123的產(chǎn)品。聚四氟乙烯具有在剪切作用下可形成原纖，在拉伸作用下可形成“原纖-結(jié)點(diǎn)”的微觀結(jié)構(gòu)，由此組成大量微孔。聚四氟乙烯在剪切作用下形成原纖，高倍拉伸下原纖可伸長，本發(fā)明提出水蒸氣處理方法，水蒸氣處理使聚四氟乙烯變軟，在后續(xù)的橫向拉伸過程中，原纖更容易伸長，因此獲得高的孔隙率。作為優(yōu)選，在壓力為0.5-0.SMPa下進(jìn)行水蒸氣處理0.5-5min。
[0006]作為優(yōu)選，所述液體潤滑油為液體石蠟、石油醚、煤油中的一種。
[0007]作為優(yōu)選，所述聚四氟乙烯微孔薄膜的加工方法還包括將所述熱定型薄膜噴淋冷卻水，獲得薄膜橫向收縮率小于2%和縱向收縮率小于3%的聚四氟乙烯微孔薄膜，具體噴淋方法是所述冷卻水溫度為10-20°C，冷卻水噴淋時(shí)間5-20秒，水壓1000 -10000帕，使熱定型后的薄膜迅速降至20°C。
[0008]由于在薄膜熱定型后采用冷卻水處理，迅速降低薄膜溫度，冷卻時(shí)間短，效果好，工藝簡單，處理成本低；在使用或存儲(chǔ)過程中，在保持良好孔隙率性能的同時(shí)，不會(huì)因薄膜尺寸收縮而降低孔徑，因此薄膜的橫向和縱向尺寸得以保持。
[0009]作為優(yōu)選，所述步驟(I)混料時(shí)還包括加入0.01-0.2重量份納米級碳酸鈉材料，納米級碳酸鈉材料的具體制備方法為:將納米級碳酸鈉、質(zhì)量濃度為95%的乙醇、水合聯(lián)氨溶液、十二烷基磺酸鈉與冠醚按照質(zhì)量比1: (1-2): (0.02-0.05): (10-30): (0.01-0.03)置于密閉容器中，實(shí)用超聲儀分散，抽濾，形成初級材料，然后把初級親水材料用無水乙醇繼續(xù)抽濾10-30小時(shí)，經(jīng)真空干燥后得到納米級碳酸鈉材料。
[0010]采用該方法制備的納米級碳酸鈉親水材料對制備具有良好孔隙率、親水性和雙向拉伸的尺寸穩(wěn)定性的聚四氟乙烯微孔薄膜具有協(xié)同增效作用，這可能是由于該組分對提高水蒸氣處理從而改善聚四氟乙烯原纖-結(jié)點(diǎn)的微觀結(jié)構(gòu)有幫助。
[0011]作為優(yōu)選，在進(jìn)行超聲儀分散后，把氮?dú)馔ㄈ朊荛]容器，在溫度為40-70°C加熱攪拌 15-30min。
[0012]作為優(yōu)選，所述納米級碳酸鈉、質(zhì)量濃度為95%的乙醇、水合聯(lián)氨溶液、十二烷基磺酸鈉與冠醚的質(zhì)量比為1:1.5:0.04:16:0.02ο
[0013]作為優(yōu)選，在所述混料步驟和壓坯與壓延步驟之間還包括預(yù)烘步驟，具體是將所述聚四氟乙烯物料置于30-40°C的恒溫箱中靜置12-24h。預(yù)烘步驟能提高薄膜親水性能和雙向尺寸的穩(wěn)定性能。
[0014]作為優(yōu)選，所述步驟(I)中的聚四氟乙烯樹脂粉末、液體潤滑油和納米碳酸鈉粉末的重量比為1:0.25:0.018。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例一:
1、混料:將聚四氟乙烯樹脂粉末、液體石蠟按照重量比為1:0.2的比例混和均勻，在40°C的溫度下靜置16小時(shí)，使樹脂粉末與液體潤滑劑充分混合，形成聚四氟乙烯物料；
2、壓坯與壓延:將聚四氟乙烯物料在30°C下在壓坯機(jī)上壓制成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機(jī)在40°C的溫度下擠出棒狀物，然后經(jīng)壓延機(jī)在40°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；
3、縱向拉伸和水蒸氣處理:將所述的聚四氟乙烯基帶在180°C烘箱中縱向拉伸，然后經(jīng)過水蒸氣處理30秒，獲得脫脂基帶；
4、橫向拉伸和熱定型:將所述脫脂基帶在180°C下橫向拉伸，然后在380°C燒結(jié)定型，燒結(jié)時(shí)間20秒，得到熱定型薄膜。
[0016]通過上述方法制備的親水性聚四氟乙烯微孔薄膜材料，薄膜孔隙率達(dá)到86%。
[0017]實(shí)施例二:
1、混料:將聚四氟乙烯樹脂粉末、石油醚按照重量比為1:0.28的比例混和均勻，在80°C的溫度下靜置10小時(shí)，使樹脂粉末與液體潤滑劑充分混合，形成聚四氟乙烯物料；
2、壓坯與壓延:將聚四氟乙烯物料在50°C下在壓坯機(jī)上壓制成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機(jī)在60°C的溫度下擠出棒狀物，然后經(jīng)壓延機(jī)在60°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；
3、縱向拉伸和和水蒸氣處理:將所述的聚四氟乙烯基帶在300°C烘箱中縱向拉伸，然后經(jīng)過水蒸氣處理5分鐘，獲得脫脂基帶；
4、橫向拉伸和熱定型:將所述脫脂基帶在210°C下橫向拉伸，然后在250°C燒結(jié)定型，燒結(jié)時(shí)間80秒，得到熱定型薄膜；
通過上述方法制備的聚四氟乙烯微孔薄膜材料，薄膜孔隙率達(dá)到88%。
[0018]實(shí)施例三:
1、混料:將聚四氟乙烯樹脂粉末、煤油按照重量比為1:0.25的比例混和均勻，在60°C的溫度下靜置12小時(shí)，使樹脂粉末與液體潤滑劑充分混合，形成聚四氟乙烯物料；
2、壓坯與壓延:將聚四氟乙烯物料在40°C下在壓坯機(jī)上壓制成圓柱形毛坯，將毛坯通過推壓機(jī)在50°C的溫度下擠出棒狀物，然后經(jīng)壓延機(jī)在50°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；
3、縱向拉伸和水蒸氣處理:將所述的聚四氟乙烯基帶在220°C烘箱中縱向拉伸，，然后經(jīng)過水蒸氣處理I分鐘，獲得脫脂基帶；
4、橫向拉伸和熱定型:將所述脫脂基帶在200°C下橫向拉伸，然后在280°C燒結(jié)定型，燒結(jié)時(shí)間60秒，得到熱定型薄膜；
通過上述方法制備的聚四氟乙烯微孔薄膜材料，薄膜孔隙率達(dá)到90%。
[0019]實(shí)施例四
同實(shí)施例一，不同的是聚四氟乙烯樹脂粉末、液體潤滑油和碳酸鈉粉末的重量比為1:0.25:0.018。
[0020]在混料步驟和壓坯與壓延步驟之間還包括預(yù)烘步驟，具體是將所述聚四氟乙烯物料置于30 °C的恒溫箱中靜置12h。
[0021]在熱定型后將熱定型薄膜噴淋冷卻水，獲得薄膜橫向收縮率小于2%和縱向收縮率小于3%的聚四氟乙烯微孔薄膜，具體噴淋方法是所述冷卻水溫度為10°C，冷卻水噴淋時(shí)間5秒，水壓1000帕，使熱定型后的薄膜迅速降至20°