本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯纖維膜的制備方法及用于該制備方法的預(yù)拉伸裝置，

屬于聚四氟乙烯的機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

制備聚四氟乙烯纖維膜的現(xiàn)有技術(shù)中以拉伸法最為成熟。如申請?zhí)?00610026648.1 的中國發(fā)明專利所述的一種聚四氟乙烯長纖維的制造方法，它選擇100％聚四氟乙烯為原料，使用了螺旋式擠壓機(jī)、壓延機(jī)、拉伸機(jī)、加熱拉伸機(jī)、分切機(jī)、加捻機(jī)、擠壓拉伸機(jī)、收卷機(jī)等加工設(shè)備，通過以下方法制造：首先在螺旋式擠壓機(jī)投入聚四氟乙烯進(jìn)行擠壓，螺旋式擠壓機(jī)的工作溫度為325 ～ 420℃、轉(zhuǎn)速為3 ～ 100r/min，經(jīng)螺旋式擠壓機(jī)后進(jìn)入壓延機(jī)壓延，壓延機(jī)的工作溫度為10 ～ 50℃、線速度為0.5 ～ 1m/min，接著進(jìn)入拉伸機(jī)拉伸，拉伸機(jī)工作溫度為10 ～ 50℃、線速度為0.3 ～ 1.2m/min，接著進(jìn)入加熱拉伸機(jī)

加熱拉伸，加熱拉伸機(jī)工作溫度為130 ～ 190℃、線速度為0.4 ～ 1.5m/min，后再進(jìn)入加熱拉伸機(jī)加熱拉伸，加熱拉伸機(jī)工作溫度為190 ～ 220℃、線速度為0.5 ～ 1.1m/min，接著通過分切機(jī)分切，分切機(jī)線速度為1 ～ 2m/min，后由加捻機(jī)加捻成束，加捻機(jī)線速度為1.1 ～2.1m/min，接著進(jìn)入擠壓拉伸機(jī)實施粗拉，擠壓拉伸機(jī)工作溫度為30 ～ 80℃、線速度為4 ～6m/min，后再進(jìn)入擠壓拉伸機(jī)進(jìn)行細(xì)拉，擠壓拉伸機(jī)工作溫度為80 ～ 120℃、線速度為6 ～15m/min，最后進(jìn)入加熱拉伸機(jī)加熱拉伸，加熱拉伸機(jī)工作溫度為160 ～ 265℃、線速度為5 ～ 15m/min，接著由收卷機(jī)收卷，即獲得聚四氟乙烯長纖維成品。上述專利中涉及到了生料帶的制取，以及對于該生料帶的拉伸工藝。在現(xiàn)有技術(shù)中，先通過擠壓機(jī)擠壓出棒狀的聚四氟乙烯長條，然后將該長條通過壓延機(jī)壓延成生料帶。這種生料帶在拉伸的時候往往出現(xiàn)拉伸不均勻的情況，制得的膜不僅透氣透濕量小其自身的強(qiáng)度又不高。透氣透濕量與膜的強(qiáng)度是一組矛盾，這是本領(lǐng)域的公知技術(shù)。通常膜越薄透氣透濕效果好，但是其強(qiáng)度差；膜越厚透氣透濕效果差，但是其強(qiáng)度高。好產(chǎn)品就要保證一定的透氣透濕效果，還要保證一定的強(qiáng)度。因此，現(xiàn)有技術(shù)制備的聚四氟乙烯纖維膜往往強(qiáng)度不夠或者是透氣透濕效果差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題，提供一種聚四氟乙烯纖維膜。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

一種聚四氟乙烯纖維膜的制備方法，它包括以下步驟：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質(zhì)量

的10 ～ 30% ；

②篩分：用10 ～ 30 目篩對上述混料進(jìn)行篩分；

③預(yù)成型：將經(jīng)篩分的混料置于20 ～ 40℃的溫度下20 ～ 28 小時；

④擠出：使用擠壓機(jī)將上述預(yù)成型的原料擠出，擠壓參數(shù)如下，擠出速度5 ～ 15mm/

min，擠出直徑15 ～ 25mm，口膜長徑比L/D 為20 ～ 40，錐角30 ～ 50°，壓縮比140 ～ 160 ；

⑤壓延：使用壓延機(jī)對擠出后的原料進(jìn)行壓延，壓延時壓輥溫度控制為140 ～ 180℃ ；

制得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高于所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶干燥處理

18 ～ 24 小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦預(yù)拉伸：對已除去低表面張力潤滑油的生料帶進(jìn)行橫向的中間預(yù)拉伸；

⑧拉伸定型：對經(jīng)過預(yù)拉伸的生料帶進(jìn)行首次橫向拉伸，首次熱定型，二次橫向拉伸，

二次熱定型，二次熱定型后制得聚四氟乙烯纖維膜；拉伸定型時控制參數(shù)如下，首次橫向拉

伸速率10 ～ 60mm/s，拉伸倍數(shù)2 ～ 10，首次熱定型溫度200 ～ 250℃ ；二次橫向拉伸為對經(jīng)過首次橫向拉伸后的生料帶再拉伸50 ～ 200 倍，拉伸速率40 ～ 100 mm/s，二次熱定型溫度控制為250 ～ 300℃。

本發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)分析后得到的結(jié)果是，現(xiàn)有技術(shù)中的生料帶在拉伸時中間部

位拉伸程度不夠，而近邊緣又拉伸過度，這導(dǎo)致了膜的厚薄不均勻；由于中間部分過厚，因

此透氣透濕效果差，而邊緣拉伸過度，因此其強(qiáng)度達(dá)不到要求。而本發(fā)明人改進(jìn)了技術(shù)，在

拉伸前加入了預(yù)拉伸的步驟，使得現(xiàn)有技術(shù)中難以被拉伸的中間部位預(yù)先被拉伸，那么在

接下來的拉伸步驟中能有效改善拉伸不均勻的狀況。使聚四氟乙烯纖維膜拉伸地更為均

勻，質(zhì)量得到提高。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，在擠出步驟中，控制擠壓參數(shù)如下，擠出速度5 ～

15mm/min，擠出直徑15 ～ 25mm，口膜長徑比L/D 為20 ～ 40，錐角30 ～ 50°，壓縮比140 ～160。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，在拉伸定型步驟中，拉伸定型時控制參數(shù)如下，首次橫

向拉伸速率10 ～ 60mm/s，拉伸倍數(shù)2 ～ 10，首次熱定型溫度200 ～ 250℃ ；二次橫向拉伸為對經(jīng)過首次橫向拉伸后的生料帶再拉伸50 ～ 200 倍，拉伸速率40 ～ 100 mm/s，二次熱定型溫度控制為250 ～ 300℃。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，預(yù)拉伸步驟中，所述預(yù)拉伸倍率為2 ～ 5 倍。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的中間段為生料帶中間的1/3 到2/3 部分。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，預(yù)拉伸步驟中，所述生料帶的中間段進(jìn)行橫向的預(yù)拉

伸是采用壓輥壓住中間段的邊緣然后橫向拉伸。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，預(yù)拉伸步驟中，所述生料帶的中間段進(jìn)行橫向的預(yù)拉

伸是采用刻有螺紋的輥子進(jìn)行的橫向拉伸。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明經(jīng)過了預(yù)拉伸步驟，能有效改善聚四氟乙烯生料帶在拉伸時各部分的拉伸力的

均勻分配，同時也能改變聚四氟乙烯生料帶的微觀結(jié)構(gòu)，使其各部位的強(qiáng)度和透氣透濕效

果都趨于統(tǒng)一并達(dá)到一較為理想的程度。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明實施例一的預(yù)拉伸示意圖；

圖2 是本發(fā)明實施例二的預(yù)拉伸示意圖。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人

員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本

發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。

實施例一

一種聚四氟乙烯纖維膜，它經(jīng)過以下步驟制成：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質(zhì)量

的15% ；

②篩分：用20 目篩對上述混料進(jìn)行篩分；

③預(yù)成型：將經(jīng)篩分的混料置于30℃的溫度下24 小時；

④擠出：使用擠壓機(jī)將上述預(yù)成型的原料擠出，擠壓參數(shù)如下，擠出速度10mm/min，擠

出直徑20mm，口膜長徑比L/D 為30，錐角40 ～°，壓縮比150 ；

⑤壓延：使用壓延機(jī)對擠出后的原料進(jìn)行壓延，壓延時壓輥溫度控制為160℃ ；制得生

料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高于所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶干燥處

理，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦預(yù)拉伸：對已除去低表面張力潤滑油的生料帶進(jìn)行橫向的中間預(yù)拉伸；

⑧拉伸定型：對經(jīng)過預(yù)拉伸的生料帶進(jìn)行首次橫向拉伸，首次熱定型，二次橫向拉伸，

二次熱定型，二次熱定型后制得聚四氟乙烯纖維膜；拉伸定型時控制參數(shù)如下，首次橫向拉

伸速率20mm/s，拉伸倍數(shù)為5，首次熱定型溫度200℃ ；二次橫向拉伸為對經(jīng)過首次橫向拉伸后的生料帶再拉伸100 倍，拉伸速率80 mm/s，二次熱定型溫度控制為250℃。

如圖1 所示，所述生料帶的中間段進(jìn)行橫向的預(yù)拉伸是采用壓輥壓住中間段的邊

緣然后橫向拉伸。所述的中間段為生料帶中間的1/3 到2/3 部分。

實施例二

一種聚四氟乙烯纖維膜，它經(jīng)過以下步驟制成：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質(zhì)量

的15% ；

②篩分：用20 目篩對上述混料進(jìn)行篩分；

③預(yù)成型：將經(jīng)篩分的混料置于30℃的溫度下24 小時；

④擠出：使用擠壓機(jī)將上述預(yù)成型的原料擠出，擠壓參數(shù)如下，擠出速度10mm/min，擠

出直徑20mm，口膜長徑比L/D 為30，錐角40 ～°，壓縮比150 ；

⑤壓延：使用壓延機(jī)對擠出后的原料進(jìn)行壓延，壓延時壓輥溫度控制為160℃ ；制得生

料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高于所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶干燥處

理，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦預(yù)拉伸：對已除去低表面張力潤滑油的生料帶進(jìn)行橫向的中間預(yù)拉伸；

⑧拉伸定型：對經(jīng)過預(yù)拉伸的生料帶進(jìn)行首次橫向拉伸，首次熱定型，二次橫向拉伸，

二次熱定型，二次熱定型后制得聚四氟乙烯纖維膜；拉伸定型時控制參數(shù)如下，首次橫向拉

伸速率20mm/s，拉伸倍數(shù)為5，首次熱定型溫度200℃ ；二次橫向拉伸為對經(jīng)過首次橫向拉伸后的生料帶再拉伸100 倍，拉伸速率80 mm/s，二次熱定型溫度控制為250℃。

如圖2 所示，所述生料帶的中間段進(jìn)行橫向的預(yù)拉伸是采用刻有螺紋的輥子進(jìn)行

的橫向拉伸。所述的中間段為生料帶中間的1/3 到2/3 部分。

對比例

一種聚四氟乙烯纖維膜的制備方法，它包括以下步驟：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質(zhì)量

的15% ；

②篩分：用20 目篩對上述混料進(jìn)行篩分；

③預(yù)成型：將經(jīng)篩分的混料置于30℃的溫度下24 小時；

④擠出：使用擠壓機(jī)將上述預(yù)成型的原料擠出，擠壓參數(shù)如下，擠出速度10mm/min，擠

出直徑20mm，口膜長徑比L/D 為30，錐角40 ～°，壓縮比150 ；

⑤壓延：使用壓延機(jī)對擠出后的原料進(jìn)行壓延，壓延時壓輥溫度控制為160℃ ；制得生

料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高于所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶干燥處

理，除去所述低表面張力潤滑油；

⑧拉伸定型：對已除去低表面張力潤滑油的生料帶進(jìn)行首次橫向拉伸，首次熱定型，

二次橫向拉伸，二次熱定型，二次熱定型后制得聚四氟乙烯纖維膜；拉伸定型時控制參數(shù)如

下，首次橫向拉伸速率20mm/s，拉伸倍數(shù)為5，首次熱定型溫度200℃ ；二次橫向拉伸為對經(jīng)過首次橫向拉伸后的生料帶再拉伸100 倍，拉伸速率80 mm/s，二次熱定型溫度控制為

250℃。

下表所示為本發(fā)明實施例三與對比例制得的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)對比表

上表中，由于實施例與對比例的拉伸參數(shù)是相同的，所以其總拉伸程度是接近的，其總

的透氣透濕量相差不大，但是其強(qiáng)度有所差別，主要表現(xiàn)在斷裂伸長率和拉伸強(qiáng)度上。這也

說明了本發(fā)明的聚四氟乙烯纖維膜的強(qiáng)度大于現(xiàn)有技術(shù)制備的聚四氟乙烯纖維膜。這是由

于本發(fā)明的拉伸更為均勻。而拉伸均勻與否與總的孔隙率關(guān)系不大，也與總的透氣透濕量

相差不大。從微觀上講，本發(fā)明制備的聚四氟乙烯纖維膜各孔徑的大小差別相對不大，而現(xiàn)

有技術(shù)制備的聚四氟乙烯纖維膜各孔徑的差別較大。

上表中，透濕量采用GB/T12704-1991 吸濕法測定；透氣量采用GB/T 5453-1997 進(jìn)

行測量；斷裂伸長率的計算方法如下：

斷裂伸長率= △ L/L0*100%，原長L0, 在軸向拉力作用下, 變形后的斷裂長度為L，于

是斷裂伸長△ L=L-L0 ；

拉伸強(qiáng)度的計算方法如下：

　　σt = p /( b×d) ，σt 為拉伸強(qiáng)度（MPa）；p 為最大負(fù)荷（N）；b 為試樣寬度（mm）；

d 為試樣厚度（mm）。