專利名稱：具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用聚乙烯塑料制作的多孔過濾器，特別涉及一種具有聚四氟乙烯體表層的全貫穿微孔塑料過濾器的制備方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于聚乙烯微孔過濾器或聚乙烯微孔成型體，國內(nèi)外均有多項專利及相關(guān)的公開技術(shù)報道，并有多種工藝及方法可加工成具有貫穿微孔的聚乙烯微孔成型體。目前采用的塑料微孔加工成型技術(shù)，尤其對過濾器應用較為普遍，其塑料品種有聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚苯硫醚等
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務是提供一種具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，此種塑料過濾器含有聚四氟乙烯的塑料層面，亦具有全貫穿微孔，可得不同的孔徑和所需的過濾器表面工作環(huán)境。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，按以下步驟進行
(1)清潔模具型腔面，涂上一層脫模劑，用于脫模和粘上外表層較小直徑的聚四氟乙烯粉粒；
(2)模具型腔面噴外表面層聚四氟乙烯粉粒，采用靜電噴涂法向模具型腔面噴外表層聚四氟乙烯粉料；
(3)中間層噴涂更換噴槍在外表面直接噴上中間層料，中間層原料由聚四氟乙烯和高密度聚乙烯混合而成,這兩種原料的混合體積比例土35% 65%，兩種原料顆粒平均直徑通常為30 100微米，優(yōu)選40 63微米，噴層厚度控制在150 300微米，優(yōu)選200微米；
(4)預燒結(jié)將噴涂好表體層的模具放入烘箱進行預燒結(jié)，在烘箱內(nèi)注入惰性氣體；
(5)過濾器基體原料的投放在模具內(nèi)均勻鋪設經(jīng)計量的超高分子量聚乙烯粉料；
(6)燒結(jié)合模后將整體模具放入烘箱內(nèi)進行加熱燒結(jié)，烘箱的溫度控制在180°C 250°C之間，加熱時間在60 150分鐘之間；
(7)出模整理將模具從烘箱內(nèi)取出進行冷卻，冷卻至溫度50V 70°C之間，趁有余溫時出模，出模后的制品用夾具固定，冷卻至室溫，再用吸塵器將表體面上剩余游離狀態(tài)的部分聚四氟乙烯吸凈，即形成具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器完整的本體部分。所述步驟(I)中的脫模劑為硅脂。所述步驟(2)中的聚四氟乙烯粉料顆粒直徑為3 12微米。所述步驟(2)中的聚四氟乙烯粉料噴涂厚度為15 35微米。所述步驟(4)中在烘箱內(nèi)注入的惰性氣體為氮氣保護。所述步驟(5)中在模具內(nèi)鋪設的超高分子量聚乙烯粉料，出廠初始狀況的原料需經(jīng)篩選，采用小于200微米粒徑的原料。
所述步驟(7)中的冷卻采用風冷。按本發(fā)明的制備方法，制品成型后，在過濾器的表面形成一層具有聚四氟乙烯的塑料層面，含有聚四氟乙烯的塑料層面亦具有全貫穿微孔，該微孔的孔徑大小可選擇采用聚四氟乙烯或者聚四氟乙烯與高密度聚乙烯初始狀態(tài)粉狀顆粒大小，與雙組份塑料的比例進行調(diào)整，從而可得到不同的孔徑和所需的過濾器表面工作環(huán)境。按本發(fā)明方法制備的塑料微孔過濾器表面層具有穩(wěn)定的大于75%聚四氟乙烯覆蓋層面的特點，可有效防止工作時的粉塵粘結(jié)，并可利用氣體反沖技術(shù)進行自清洗，仍可保證聚四氟乙烯微顆粒的穩(wěn)固存在并可保持穩(wěn)定的風阻損失。當除塵設備例行檢查維修時，可采用常規(guī)的液體浸泡刷洗，工作時耐水、耐腐蝕，工作穩(wěn)定與使用壽命明顯優(yōu)于目前常規(guī)使用的用鈉水玻璃聚四氟乙烯粘結(jié)涂料技術(shù)和聚四氟乙烯微孔薄膜覆膜技術(shù)，具有較大的應用價值。



圖I是按本發(fā)明方法制備的一種具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的表面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記
I為過濾器表面的外表層，為聚四氟乙烯，黑色微顆粒；
2為過濾器表面的中間層，為聚四氟乙烯，黑色中顆粒；
3為過濾器表面的中間層，為高密度聚乙烯，網(wǎng)紋狀中顆粒；
4為過濾器的內(nèi)基體，為超高分子量聚乙烯，白色大顆粒。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。參看圖1，圖中顯示了一種具有聚四氟乙烯體表層的多孔塑料過濾器的表面結(jié)構(gòu)。該多孔過濾器具有聚四氟乙烯樹脂的外體表面層1、2、3，該表面層采用聚四氟乙烯分散樹脂和聚四氟乙烯樹脂加入一定比例的高密度聚乙烯顆粒狀粉末攪拌混合均勻，施予模具型腔的面上，再添加上塑料過濾器的基礎材料如超高分子量聚乙烯4，合模后進烘箱加熱燒結(jié)，制品成型后在過濾器的表面形成一層具有聚四氟乙烯的塑料層面。該含有聚四氟乙烯的塑料層面亦具有全貫穿微孔，微孔的孔徑大小可選擇采用聚四氟乙烯與高密度聚乙烯初始狀態(tài)粉狀顆粒大小，與雙組份塑料的比例進行調(diào)整，從而可得不同的孔徑和所需的過濾器表面工作環(huán)境。按本發(fā)明的一種具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，采用以下步驟
(I)清潔模具型腔面，涂上一層脫模劑如硅脂，其作用既可作脫模劑，又可粘上外表層較小直徑的聚四氟乙烯粉粒。(2)模具型腔面噴外表面層聚四氟乙烯粉粒，采用靜電噴涂法向模具型腔面噴外表層聚四氟乙烯粉料。該聚四氟乙烯粉料顆粒直徑為3 12微米，優(yōu)選5微米，噴涂厚度15 35微米，優(yōu)選20微米。(3)中間層噴涂更換噴槍在外表面直接噴上中間層料，中間層原料由聚四氟乙烯和高密度聚乙烯混合而成，這兩種原料的混合體積比例土 35% 65%，優(yōu)選50% ;這兩種原料顆粒平均直徑通常采用30 100微米，優(yōu)選40 63微米；噴層厚度控制在150 300微米，優(yōu)選200微米。(4)預燒結(jié)將噴涂好表體層的模具放入烘箱進行預燒結(jié)，在烘箱內(nèi)注入惰性氣體如氮氣保護。當然本預燒結(jié)工序可視模具與制品的簡易情況，可不采用或省略預燒結(jié)工序，直接進入下一道即直接投放過濾器基體原料工序。(5)過濾器基體原料的投放在模具內(nèi)均勻鋪設經(jīng)計量的超高分子量聚乙烯粉料；出廠初始狀況的原料需經(jīng)篩選，采用小于200微米粒徑的原料。(6)燒結(jié)合模后將整體模具放入烘箱內(nèi)進行加熱燒結(jié)，烘箱的溫度控制在 180°C 250°C之間，優(yōu)選195°C;加熱時間在60 150分鐘之間，可根據(jù)實物的具體情況進
行調(diào)整。(7)出模整理將模具從烘箱內(nèi)取出進行冷卻，一般采用風冷，冷卻至溫度50°C 70°C之間，趁有余溫時出模，出模后的制品用夾具固定，冷卻至室溫以防止制品在自由狀態(tài)下的變形，再用吸塵器將表體面上剩余尚未粘接呈游離狀態(tài)的部分聚四氟乙烯吸凈，即形成本發(fā)明的具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器完整的本體部分。本發(fā)明的微孔過濾器基體材料采用平均分子量> 45 X IO5的超高分子量聚乙烯，或者超高分子量聚乙烯加上一定比例分子量較低的高密度聚乙烯混合料，以上兩種原料在初始狀態(tài)均為粉狀顆粒料。將上述原料放入固定形狀的模具內(nèi)經(jīng)加熱燒結(jié)，采用上述工藝方法即可生產(chǎn)出聚乙烯微孔成型體式過濾器可直接使用，也可再進行后續(xù)的表面加工，如聚四氟乙烯微孔膜覆膜或氟塑料加上粘結(jié)劑類似涂料涂覆成型膜層，使之達到過濾器表面所需工作環(huán)境的不同要求。本發(fā)明的特點是在上述加工成型工藝前先在模具型腔內(nèi)布置一層氟塑料如聚四氟乙烯樹脂，再布置聚四氟乙烯與高密度聚乙烯的混合粉料，然后加入聚乙烯過濾器的基體原料，經(jīng)加熱燒結(jié)后，成型體的表面形成一層含有聚四氟乙烯的體表層。該體表層理論結(jié)構(gòu)由二層組成，與過濾器具體接觸的中間層為聚四氟乙烯分散樹脂和高密度聚乙烯按一定比例混合而成，由于兩種塑料的密度不一致，密度相對差為2. 3倍左右，比例也隨之換算?；炝媳壤次锪系捏w積換算，如按50%比例混料，則高密度聚乙烯采用100克，聚四氟乙烯相應用230克與之對混。中間層兩種塑料顆粒的平均直徑通常采用30 100微米，外層為純聚四氟乙烯分散樹脂塑料，粉料的平均直徑比中間層小，通常采用3 12微米之間。這樣的結(jié)構(gòu)配比可濾出小于5微米的工作氣體雜質(zhì)。制品的成型機理是當上述原材料按步驟加入模腔內(nèi)加熱燒結(jié)，在一定的溫度下，超高分子量與高密度聚乙烯顆粒表面開始熔融，并在模腔限定的空間內(nèi)塑料受熱而發(fā)生體積膨脹。顆粒間發(fā)生堆積擠壓，其中顆粒間的空隙發(fā)生變化，形成較小的孔徑。在顆粒塑料的相互接觸中，基體的超高分子量聚乙烯與中間層的高密度聚乙烯相容性較好，產(chǎn)生粘接形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的橋架。而中間層的聚四氟乙烯顆粒由于材料的特性，除體積增大外，外型無明顯改變，只能部分嵌擠入基體的超高分子量聚乙烯和被包覆的高密度聚乙烯顆粒中間層，外表層較小直徑的聚四氟乙烯與中間層暴露接觸的高密度聚乙烯也同樣嵌擠入聚乙烯的表面，而外表層較小顆粒的聚四氟乙烯顆粒無法與暴露接觸的中間層聚四氟乙烯顆粒發(fā)生聯(lián)接，該游離部分在脫模后自行脫落。應當指出，聚四氟乙烯的不粘性與穩(wěn)定性等特征在整個成型過程中無法與聚乙烯發(fā)生真正的粘連接，表面形成聚四氟乙烯存在的體表層是由高密度聚乙烯以物理結(jié)構(gòu)形式限制或限定了聚四氟乙烯活動空間，尤其是聚四氟乙烯分散樹脂顆粒外緣具有類似纖維的絮狀物與高密度聚乙烯顆粒熔融表面的結(jié)合，使聚四氟乙烯顆粒可以以密集的形式更加穩(wěn)定與牢固的形式存在，從而形成類似體表膜層的結(jié)構(gòu)。按本發(fā)明的制備方法，制品成型后，在過濾器的表面形成一層具有聚四氟乙烯的塑料層面，含有聚四氟乙烯的塑料層面亦具有全貫穿微孔，該微孔的孔徑大小可選擇采用聚四氟乙烯與高密度聚乙烯初始狀態(tài)粉狀顆粒大小，與雙組份塑料的比例進行調(diào)整，從而可得到不同的孔徑和所需的過濾器表面工作環(huán)境。
按本發(fā)明方法制備的塑料微孔過濾器表面層具有穩(wěn)定的大于75%聚四氟乙烯覆蓋層面的特點，可有效防止工作時的粉塵粘結(jié)，并可利用氣體反沖技術(shù)進行自清洗，仍可保證聚四氟乙烯微顆粒的穩(wěn)固存在并可保持穩(wěn)定的風阻損失。當除塵設備例行檢查維修時，可采用常規(guī)的液體浸泡刷洗，工作時耐水、耐腐蝕，工作穩(wěn)定與使用壽命明顯優(yōu)于目前常規(guī)使用的用鈉水玻璃聚四氟乙烯粘結(jié)涂料技術(shù)，具有較大的應用價值。當然，本技術(shù)領域內(nèi)的一般技術(shù)人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實施例的變化、變型等都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行 (1)清潔模具型腔面，涂上一層脫模劑，用于脫模和粘上外表層較小直徑的聚四氟乙烯粉粒； (2)模具型腔面噴外表面層聚四氟乙烯粉粒，采用靜電噴涂法向模具型腔面噴外表層聚四氟乙烯粉料； (3)中間層噴涂更換噴槍在外表面直接噴上中間層料，中間層原料由聚四氟乙烯和高密度聚乙烯混合而成,這兩種原料的混合體積比例土35% 65%，兩種原料顆粒平均直徑通常為30 100微米，優(yōu)選40 63微米，噴層厚度控制在150 300微米，優(yōu)選200微米； (4)預燒結(jié)將噴涂好表體層的模具放入烘箱進行預燒結(jié)，在烘箱內(nèi)注入惰性氣體； (5)過濾器基體原料的投放在模具內(nèi)均勻鋪設經(jīng)計量的超高分子量聚乙烯粉料； (6)燒結(jié)合模后將整體模具放入烘箱內(nèi)進行加熱燒結(jié)，烘箱的溫度控制在180°C 250°C之間，加熱時間在60 150分鐘之間； (7)出模整理將模具從烘箱內(nèi)取出進行冷卻，冷卻至溫度500C 70°C之間，趁有余溫時出模，出模后的制品用夾具固定，冷卻至室溫，再用吸塵器將表體面上剩余游離狀態(tài)的部分聚四氟乙烯吸凈，即形成具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器完整的本體部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中的脫模劑為硅脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的聚四氟乙烯粉料顆粒直徑為3 12微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的聚四氟乙烯粉料噴涂厚度為15 35微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中在烘箱內(nèi)注入的惰性氣體為氮氣保護。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中在模具內(nèi)鋪設的超高分子量聚乙烯粉料，出廠初始狀況的原料需經(jīng)篩選，采用小于200微米粒徑的原料。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，其特征在于，所述步驟(7)中的冷卻采用風冷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器的制備方法，按以下步驟進行清潔模具型腔面，涂上脫模劑；模具型腔面噴外表面層聚四氟乙烯粉粒；中間層噴涂，其由聚四氟乙烯和高密度聚乙烯混合而成；將噴涂好表體層的模具放入烘箱進行預燒結(jié)；在模具內(nèi)均勻鋪設經(jīng)計量的超高分子量聚乙烯粉料；合模后將整體模具放入烘箱內(nèi)進行加熱燒結(jié)；將模具從烘箱內(nèi)取出進行冷卻，再用吸塵器將表體面上剩余游離狀態(tài)的部分聚四氟乙烯吸凈，即形成具有聚四氟乙烯體表層的塑料過濾器完整的本體部分。按本發(fā)明方法制備的塑料微孔過濾器表面層具有穩(wěn)定的大于75%聚四氟乙烯覆蓋層面的特點，可有效防止工作時的粉塵粘結(jié)，并可利用氣體反沖技術(shù)進行自清洗。
文檔編號B29C67/06GK102806663SQ20111014622
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者張志龍, 張勇 申請人:上海超高工程塑料有限公司