[發明專利]聚四氟乙烯海綿及其制備方法

有效

• 申請號: 202010886927.5
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111925554B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 賈高鵬;祁珍明;王春霞;馬志鵬;高大偉;劉國亮;林洪芹;陸振乾;李夢格;夏晨穎;夏云江
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L27/18
• 代理公司: 南京業騰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 李靜

本發明涉及一種聚四氟乙烯海綿及其制備方法，該聚四氟乙烯海綿包括至少兩層由聚四氟乙烯乳液形成的層狀結構，構成層狀結構的聚四氟乙烯乳液濃度逐層遞增或遞減；其中，每層聚四氟乙烯乳液的厚度不小于0.2mm。其制備方法包括以下步驟：將聚四氟乙烯乳液配制成多種不同濃度的聚四氟乙烯乳液；將多組不同濃度的聚四氟乙烯乳液按照濃度由高到低或由低到高的順序進行分層預凍，得到預凍材料，對預凍材料進行凍干，得到凍干材料；對凍干材料進行燒結處理，降溫后即得聚四氟乙烯海綿。上述技術方案中提供的聚四氟乙烯海綿的制備方法，其能有效解決現有方法制備的聚四氟乙烯材料孔隙分布不均勻、孔隙尺寸范圍較大以及厚度尺寸較小的問題。

技術領域

本發明涉及聚四氟乙烯海綿制備領域，具體涉及一種聚四氟乙烯海綿及其制備方法。

背景技術

聚四氟乙烯具有優異的化學惰性、耐腐蝕性、良好的電氣絕緣性能、耐溫性能，潤滑性能和力學性能也非常優異，因此聚四氟乙烯有“塑料之王”的美譽，聚四氟乙烯作為功能材料在不同領域被廣泛使用。隨著對環保的重視，聚四氟乙烯越來越多的被應用到高溫煙氣、粉塵、廢液等過濾中，聚四氟乙烯材料被加工成機織物、無紡布、膜或者靜電紡納米氈等，利用形成的孔隙結構實現對不同尺寸有害顆粒的過濾和阻擋，具有良好的效果。

目前現有技術制備的聚四氟乙烯過濾材料如織物、無紡布、納米氈等材料存如下問題：厚度方向尺寸較小、孔隙尺寸較大、孔隙分布不均勻以及孔隙尺寸差異大。這些問題的存在會使聚四氟乙烯材料易變形、穩定性差，因此亟需設計一種新的技術方案，以綜合解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚四氟乙烯海綿及其制備方法，其能有效解決現有方法制備的聚四氟乙烯材料孔隙分布不均勻、孔隙尺寸范圍較大以及厚度尺寸較小的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用了以下技術方案：

一種聚四氟乙烯海綿，其特征在于：包括至少兩層由聚四氟乙烯乳液形成的層狀結構，構成層狀結構的聚四氟乙烯乳液濃度逐層遞增或遞減；其中，每層聚四氟乙烯乳液的厚度不小于0.2mm。

并提供一種聚四氟乙烯海綿的制備方法，包括以下步驟：

1)將聚四氟乙烯乳液配制成多種不同濃度的聚四氟乙烯乳液；

2)將多組不同濃度的聚四氟乙烯乳液按照濃度由高到低或由低到高的順序進行分層預凍，得到預凍材料，對預凍材料進行凍干，得到凍干材料；

3)對凍干材料進行燒結處理，降溫后即得聚四氟乙烯海綿。

其中多種不同濃度的聚四氟乙烯乳液均分別在3000～5000rpm的攪拌速率下混合3～5min。

按照聚四氟乙烯乳液濃度由低到高的順序進行預凍時，先將最低濃度的聚四氟乙烯乳液平鋪進行預凍，預凍后得到第一預凍層，按照濃度由低到高的順序向第一預凍層上倒入下一層聚四氟乙烯乳液并預凍，重復操作直至倒入最高濃度的聚四氟乙烯乳液，預凍后即得預凍材料。

按照聚四氟乙烯乳液濃度由高到低的順序進行預凍時，先將最高濃度的聚四氟乙烯乳液平鋪進行預凍，預凍后得到第一預凍層，按照濃度由高到低的順序向第一預凍層上倒入下一層聚四氟乙烯乳液并預凍，重復操作直至倒入最低濃度的聚四氟乙烯乳液，預凍后即得預凍材料。

其中，每層聚四氟乙烯乳液的厚度為0.2～2mm。

其中，將聚四氟乙烯乳液配制成三種不同濃度的聚四氟乙烯乳液，該三種聚四氟乙烯乳液質量分數范圍為75％～70％，65％～60％以及45％～40％。

其中，預凍條件為-60℃～-90℃下預凍25～30min。

燒結處理的條件為先在120℃～130℃溫度下預熱15min～20min，之后再升溫至370℃～380℃處理25min～30min，最后降溫到室溫。