一种高过滤效率的PTFE膜的制备方法与流程

一种高过滤效率的ptfe膜的制备方法
技术领域
1.本发明涉及ptfe膜制备领域，尤其涉及的是一种高过滤效率的ptfe膜的制备方法。


背景技术：

[0002]“碳中和”、“碳达峰”概念的提出，使得环保行业的烟气排放浓度要求进一步严苛，因为在进行碳捕集后再利用时，会要求烟气中颗粒物含量必须低于1mg以下。而这就要求袋式除尘器的除尘效率进一步提高，目前的除尘效率可达到99.9％，可要想再进一步提高，非常困难。这对于传统覆膜滤料而言，需要再进一步进行除尘效率上的改进。
[0003]
目前有很多研究人员通过静电纺丝技术，制备纳米纤维膜，负载在基材滤料上，替代传统ptfe膜，能够提高过滤效率，且阻力较低。但目前该技术还是在实验室阶段，并没有大规模应用；且静电纺丝纳米纤维膜自身强力、与基材滤料的复合牢度、纺丝工艺参数的稳定等问题，还并未得到有效解决。
[0004]
基于此，本发明从ptfe膜自身着手，借助已经成熟的膜制备工艺，对ptfe膜进行改性处理，提高其过滤细微颗粒物的能力，将过滤效率拔高。


技术实现要素：

[0005]
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种高过滤效率的ptfe膜的制备方法。
[0006]
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0007]
一种高过滤效率的ptfe膜的制备方法，包括以下步骤：
[0008]
(1)ptfe坯膜制备；
[0009]
1.1、从冷库中将ptfe树脂取出，过筛网，去除结块分子；添加26％的助挤剂均匀喷洒在ptfe树脂中，边洒边搅拌，搅拌120min，获得预挤混料；
[0010]
1.2、将聚乙烯醇粉末、改性后的tio2粉末添加在预挤混料中，再次混合均匀，得到pva/tio2/ptfe树脂混合体；
[0011]
预挤及压延：将步骤1.2得到的混合体通过预挤机挤出，经过60℃水箱保温，然后再压延，得到厚度/宽度＝170/0.25mm的ptfe坯膜；
[0012]
(2)电气石溶液配制：
[0013]
将纳米电气石粉末、ptfe乳液、粘合剂、偶联剂、去离子水按对应比例添加，在磁力搅拌器下搅拌30min，得到电气石溶液；
[0014]
(3)ptfe膜拉伸：
[0015]
将得到的坯膜通过脱脂纵拉一体机，除去助挤剂，并进行纵向拉伸，拉伸倍率15，得到厚度/宽度＝110/0.12mm的坯膜；
[0016]
将经过纵向拉伸的ptfe坯膜放在放卷架上，依次经过预热区、横拉区、固化定型区，得到宽幅为2.4-2.6m的成品ptfe膜；
[0017]
(4)ptfe膜后处理工序：
[0018]
将配制好的电气石乳液均匀喷晒在成品ptfe膜上，在经过烘箱烘干，得到ptfe膜。
[0019]
优选地，所述步骤1.1中聚乙烯醇的添加量为总量质量的6-14％。
[0020]
优选地，所述步骤1.1中tio2纳米粉末的添加量为总量质量的12-17％。
[0021]
优选地，所述步骤1.1中混料的温度为19℃，混料方式为正转/反转＝45/50min，得到混合料。
[0022]
优选地，所述步骤1.2中，预压压力为7mpa、挤压速度170m/min，保压时间30s；
[0023]
所述步骤1.2中将ptfe预挤料放推压机中挤出，挤出速度150m/min，挤压压力7mpa，挤出棒料直径16mm，控制料缸温度50℃；
[0024]
所述步骤1.2中将ptfe棒料通过压延机压延，控制压延温度50℃。
[0025]
优选地，所述步骤(2)中，将ptfe坯膜通过脱脂纵拉一体机，脱脂1区温度150℃-190℃、脱脂2区温度170℃-210℃，纵拉温度190℃-230℃，纵拉倍率15，得到厚度/宽度＝110/0.12mm的坯膜。
[0026]
优选地，所述步骤(3)中，将纳米电气石、ptfe乳液、粘合剂、偶联剂、去离子水按3-7:20:5:5:65的比例在磁力搅拌器下混合均匀，得到电气石乳液。
[0027]
优选地，所述步骤(3)中横拉倍数为18，横拉速度为15m/min。
[0028]
优选地，所述预热区的横向温度分布如下：
[0029]
一侧边部：120-240℃，中部：200-290℃，另一侧边部120-240℃；
[0030]
所述横拉区的温度分布如下：
[0031]
一侧边部：160-280℃，中部：240-360℃，另一侧边部160-280℃；
[0032]
所述固化定型区的温度为：270-310℃。
[0033]
本发明相比现有技术具有以下优点：
[0034]
1、本发明提出了一种多功能ptfe膜的制备方法，在原料混合期间，抛弃传统的直接将助挤剂加入到ptfe树脂中，而是采用定时喷洒技术，将助剂剂喷洒在树脂中，能避免后续助挤剂与树脂混合不均现象；
[0035]
2、在ptfe膜制备过程中，通过添加聚乙烯醇，再通过将其在一定温度下溶解，获得具有更多空隙的ptfe坯膜，能够负载更多的亲水性物质(tio2或cacl2等)；
[0036]
3、通过喷涂法将电气石溶液均匀喷洒在ptfe膜上，获得具有过滤效率更高的ptfe膜。
附图说明
[0037]
图1是本发明实施例中ptfe膜后处理ptfe膜的处理方式示意图。
具体实施方式
[0038]
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0039]
实施例1高过滤效率的ptfe膜的制备方法
[0040]
高过滤效率的ptfe膜的制备方法包括以下步骤：
[0041]
1、ptfe坯膜制备：
[0042]
a、将助挤剂喷晒在ptfe树脂中混合均匀，通过筛网筛除结块大分子；再将聚乙烯醇(6％)、改性后的tio2纳米粉末(13％)添加在ptfe树脂中，在19℃下混料，混料方式为正转/反转＝45/50min，得到混合料；
[0043]
b、预压：将混合料放入预压机中，预压压力7mpa、挤压速度170，保压时间30s，得到预挤料；
[0044]
c、挤出压延：将ptfe预挤料放推压机中挤出，挤出速度150，挤压压力7mpa，挤出棒料直径16mm，水箱温度60℃、料缸温度50℃；
[0045]
d、压延：将ptfe棒料通过压延机压延，压延温度50℃，得到厚度/宽度＝170/0.25mm的ptfe坯膜。
[0046]
2、ptfe坯膜纵拉
[0047]
将ptfe坯膜通过脱脂纵拉一体机，脱脂1区温度150℃、脱脂2区温度170℃，纵拉温度190℃，纵拉倍率15，得到厚度/宽度＝110/0.12mm的坯膜。
[0048]
3、电气石乳液配制
[0049]
将纳米电气石、ptfe乳液、粘合剂、偶联剂、去离子水按3:20:5:5:67的比例在磁力搅拌器下混合均匀，得到电气石乳液；
[0050]
4、ptfe膜横向拉伸
[0051]
将步骤2得到的ptfe坯膜进行横向拉伸，各区间温度如下所示：
[0052][0053]
经过横向拉伸后得到的成品ptfe，宽幅为2.4-2.6m；
[0054]
5、ptfe膜后处理工艺
[0055]
如图1所示，将步骤3配制好的电气石乳液，通过喷洒的方式，均匀喷洒在成品ptfe膜上，然后经过烘箱烘干，得到负载电气石的ptfe膜材。
[0056]
实施例2高过滤效率的ptfe膜的制备方法
[0057]
高过滤效率的ptfe膜的制备方法包括以下步骤：
[0058]
1、ptfe坯膜制备：
[0059]
a、将助挤剂喷晒在ptfe树脂中混合均匀，通过筛网筛除结块大分子；再将聚乙烯醇(8％)、改性后的tio2纳米粉末(14％)添加在ptfe树脂中，在19℃下混料，混料方式为正转/反转＝45/50min，得到混合料；
[0060]
b、预压：将混合料放入预压机中，预压压力7mpa、挤压速度170，保压时间30s，得到预挤料；
[0061]
c、挤出压延：将ptfe预挤料放推压机中挤出，挤出速度150，挤压压力7mpa，挤出棒料直径16mm，水箱温度60℃、料缸温度50℃；
[0062]
d、压延：将ptfe棒料通过压延机压延，压延温度50℃，得到厚度/宽度＝170/0.25mm的ptfe坯膜。
[0063]
2、ptfe坯膜纵拉
[0064]
将ptfe坯膜通过脱脂纵拉一体机，脱脂1区温度160℃、脱脂2区温度180℃，纵拉温度200℃，纵拉倍率15，得到厚度/宽度＝110/0.12mm的坯膜。
[0065]
3、电气石乳液配制
[0066]
将纳米电气石、ptfe乳液、粘合剂、偶联剂、去离子水按3:20:5:5:67的比例在磁力搅拌器下混合均匀，得到电气石乳液；
[0067]
4、ptfe膜横向拉伸
[0068]
将步骤2得到的ptfe坯膜进行横向拉伸，各区间温度如下所示：
[0069][0070]
经过横向拉伸后得到的成品ptfe，宽幅为2.4-2.6m；
[0071]
5、ptfe膜后处理工艺
[0072]
将步骤3配制好的电气石乳液，通过喷洒的方式，均匀喷洒在成品ptfe膜上，然后经过烘箱烘干，得到负载电气石的ptfe膜材。
[0073]
实施例3高过滤效率的ptfe膜的制备方法
[0074]
高过滤效率的ptfe膜的制备方法包括以下步骤：
[0075]
1、ptfe坯膜制备：
[0076]
a、将助挤剂喷晒在ptfe树脂中混合均匀，通过筛网筛除结块大分子；再将聚乙烯醇(10％)、改性后的tio2纳米粉末(15％)添加在ptfe树脂中，在19℃下混料，混料方式为正转/反转＝45/50min，得到混合料；
[0077]
b、预压：将混合料放入预压机中，预压压力7mpa、挤压速度170，保压时间30s，得到预挤料；
[0078]
c、挤出压延：将ptfe预挤料放推压机中挤出，挤出速度150，挤压压力7mpa，挤出棒料直径16mm，水箱温度60℃、料缸温度50℃；
[0079]
d、压延：将ptfe棒料通过压延机压延，压延温度50℃，得到厚度/宽度＝170/0.25mm的ptfe坯膜。
[0080]
2、ptfe坯膜纵拉
[0081]
将ptfe坯膜通过脱脂纵拉一体机，脱脂1区温度170℃、脱脂2区温度190℃，纵拉温度210℃，纵拉倍率15，得到厚度/宽度＝110/0.12mm的坯膜。
[0082]
3、电气石乳液配制
[0083]
将纳米电气石、ptfe乳液、粘合剂、偶联剂、去离子水按5:20:5:5:65的比例在磁力搅拌器下混合均匀，得到电气石乳液；
[0084]
4、ptfe膜横向拉伸
[0085]
将步骤2得到的ptfe坯膜进行横向拉伸，各区间温度如下所示：
[0086][0087]
经过横向拉伸后得到的成品ptfe，宽幅为2.4-2.6m；
[0088]
5、ptfe膜后处理工艺
[0089]
将步骤3配制好的电气石乳液，通过喷洒的方式，均匀喷洒在成品ptfe膜上，然后经过烘箱烘干，得到负载电气石的ptfe膜材。
[0090]
实施例4高过滤效率的ptfe膜的制备方法
[0091]
高过滤效率的ptfe膜的制备方法包括以下步骤：
[0092]
1、ptfe坯膜制备：
[0093]
a、将助挤剂喷晒在ptfe树脂中混合均匀，通过筛网筛除结块大分子；再将聚乙烯醇(12％)、改性后的tio2纳米粉末(16％)添加在ptfe树脂中，在19℃下混料，混料方式为正转/反转＝45/50min，得到混合料；
[0094]
b、预压：将混合料放入预压机中，预压压力7mpa、挤压速度170，保压时间30s，得到预挤料；
[0095]
c、挤出压延：将ptfe预挤料放推压机中挤出，挤出速度150，挤压压力7mpa，挤出棒料直径16mm，水箱温度60℃、料缸温度50℃；
[0096]
d、压延：将ptfe棒料通过压延机压延，压延温度50℃，得到厚度/宽度＝170/0.25mm的ptfe坯膜。
[0097]
2、ptfe坯膜纵拉
[0098]
将ptfe坯膜通过脱脂纵拉一体机，脱脂1区温度180℃、脱脂2区温度200℃，纵拉温度220℃，纵拉倍率15，得到厚度/宽度＝110/0.12mm的坯膜。
[0099]
3、电气石乳液配制
[0100]
将纳米电气石、ptfe乳液、粘合剂、偶联剂、去离子水按8:20:5:5:62的比例在磁力搅拌器下混合均匀，得到电气石乳液；
[0101]
4、ptfe膜横向拉伸
[0102]
将步骤2得到的ptfe坯膜进行横向拉伸，各区间温度如下所示：
[0103][0104]
经过横向拉伸后得到的成品ptfe，宽幅为2.4-2.6m；
[0105]
5、ptfe膜后处理工艺
[0106]
将步骤3配制好的电气石乳液，通过喷洒的方式，均匀喷洒在成品ptfe膜上，然后经过烘箱烘干，得到负载电气石的ptfe膜材。
[0107]
实施例5高过滤效率的ptfe膜的制备方法
[0108]
高过滤效率的ptfe膜的制备方法包括以下步骤：
[0109]
1、ptfe坯膜制备：
[0110]
a、将助挤剂喷晒在ptfe树脂中混合均匀，通过筛网筛除结块大分子；再将聚乙烯醇(14％)、改性后的tio2纳米粉末(17％)添加在ptfe树脂中，在19℃下混料，混料方式为正转/反转＝45/50min，得到混合料；
[0111]
b、预压：将混合料放入预压机中，预压压力7mpa、挤压速度170，保压时间30s，得到预挤料；
[0112]
c、挤出压延：将ptfe预挤料放推压机中挤出，挤出速度150，挤压压力7mpa，挤出棒料直径16mm，水箱温度60℃、料缸温度50℃；
[0113]
d、压延：将ptfe棒料通过压延机压延，压延温度50℃，得到厚度/宽度＝170/0.25mm的ptfe坯膜。
[0114]
2、ptfe坯膜纵拉
[0115]
将ptfe坯膜通过脱脂纵拉一体机，脱脂1区温度190℃、脱脂2区温度210℃，纵拉温度230℃，纵拉倍率15，得到厚度/宽度＝110/0.12mm的坯膜。
[0116]
3、电气石乳液配制
[0117]
将纳米电气石、ptfe乳液、粘合剂、偶联剂、去离子水按3:20:5:5:67的比例在磁力搅拌器下混合均匀，得到电气石乳液；
[0118]
4、ptfe膜横向拉伸
[0119]
将步骤2得到的ptfe坯膜进行横向拉伸，各区间温度如下所示：
[0120][0121]
经过横向拉伸后得到的成品ptfe，宽幅为2.4-2.6m；
[0122]
5、ptfe膜后处理工艺
[0123]
将步骤3配制好的电气石乳液，通过喷洒的方式，均匀喷洒在成品ptfe膜上，然后经过烘箱烘干，得到负载电气石的ptfe膜材。
[0124]
对比例1
[0125]
1、ptfe坯膜制备
[0126]
a、将助挤剂喷晒在ptfe树脂中混合均匀，通过筛网筛除结块大分子并在19℃下混料，混料方式为正转/反转＝45/50min，得到混合料；
[0127]
b、预压：将混合料放入预压机中，预压压力7mpa、挤压速度170，保压时间30s，得到预挤料；
[0128]
c、挤出压延：将ptfe预挤料放推压机中挤出，挤出速度150，挤压压力7mpa，挤出棒料直径16mm，水箱温度60℃、料缸温度50℃；
[0129]
d、压延：将ptfe棒料通过压延机压延，压延温度50℃，得到厚度/宽度＝170/0.25mm的ptfe坯膜。
[0130]
2、ptfe坯膜纵拉
[0131]
将ptfe坯膜通过脱脂纵拉一体机，脱脂1区温度170℃、脱脂2区温度190℃，纵拉温度210℃，纵拉倍率15，得到厚度/宽度＝110/0.12mm的坯膜。
[0132]
3、ptfe膜横向拉伸
[0133]
将步骤2得到的ptfe坯膜进行横向拉伸，各区间温度如下所示：
[0134][0135]
经过横向拉伸后得到的成品ptfe，宽幅为2.4m-2.6m；
[0136]
检测结果如下表所示：
[0137][0138]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。