Способ изготовления фильтрующих материалов на основе политетрафторэтилена Советский патент 1992 года по МПК B01D39/16 

вымывании порообразователя водой. При- этом для получения более высокой тонкости очистки применяют более мелкодисперсный порообразователь, получаемый методом рассева на ситах,

Минимальный размер ячейки сетки, пригодной для рассева порообразователя, составляет 40 мкм, что позволяет получать порообразователь в диапазоне размеров 50-60 мкм до 2-3 мкм.

Недостатками данных способов являются невозможность изготовления фильтрующих материалов сверхтонкой очистки, нестабильность фильтрующих свойств материалов, а также значительная трудность механизированного рассева порообразователя при отверстиях сит менее 40 мкм.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления фильтрующих материалов, заключающийся в измельчении и разделении порообразователя (натрия хлористого) на фракции в зависимости от его дисперсности, приготовления композиционной смеси подготовленного порошка фторопласта-4 с пороог)0азователем определенной диспер- CHocrv в зависимости от требуемой тонкости очистки фильтрующего материала, что обеспечивается смешением различных получаемых рассевом на ситах фракций порообразователя, взятых в нужном- количественном соотношении, прессовании композиционной смеси с пресс-формах с удельным давлением до 1,0-1,5 тс/см , термообработке отпрессованных заготовок в электропечи при 380 ± 5°С в течение 4-8 ч, вымывании преобразователя водой и сушке готовых изделий.

Согласно известному способу изготовления фильтрующего материала с тонкостью очистки 20 мкм применяют измельченный и просеянный на ситах преобразователь со средним размером частиц 80-100 мкм, причем размер частиц .колеблется в пределах 20,0-350,0 мкм, а для изготовления фильтрующего материала с тонкостью очистки 5,0 мкм - измельченный и просеянный на ситах преобразователь со средним размером частиц 85-45 мкм при интервале размеров частиц 5,0-180 мкм. Время смешения компонентов композиционных смесей не является регламентирующим, определяющим тонкость очистки, оно остается постоянным и одинаковым в обоих случаях, так как в композиционную смесь вводят уже измельченный порообразователь с подобранной дисперсностью частиц. Во время смешения компонентов не происходит измельчения их частиц, а только перераспределяется местонахождение частиц

одна относительно другой, а также не происходит увеличения удельной поверхности смеси.

Недостатком известного способа явля тся невозможность изготовления фи льтру- ющего материала с тонкостью очистки 3,0-1,0 мкм и менее, а также 7,10,15 мкм и др. Это обусловлено тем, что ситовым мето-, дом невозможно или крайне сложно пол0 учить фракцию частиц порообразователя с размером частиц 1,0 мкм и менее, а кроме того, необходимо разрабатывать новый сложный технологический регламент, требующий измельчения порообразователя м

5 подбора фракций нужной дисперсности.

Цель изобретения - повышение тонкости очистки, улучшение физико-механических, фильтрующих и эксплуатационных свойств фильтрующих материалов,

0 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления фильтрующих материалов на основе политетрафторэтилена, включающему подготовку порошкообразных политетрафторэтилена и

5 порообразователя, смешение компонентов проводят одновременно с измельчением в течение 0,1-3,0 ч с последующей протиркой композиционной смеси через сито с последующим прессованием, термообработкой,

0 удалением водорастворимого порообразователя и сушкой фильтрующего материала. Предлагаемый способ изготовления фильтрующих материалов осуществляют следующим образом.

5 Подготовка порошкообразного фторопласта-4.

Операция заключается в протирке фто ропласта-4 в состоянии поставки через сито

с размером ячеек 500,0 мкм. Удельная по0 верхность таким образом подготовленного сыпучего фторопласта-4, измеренная методом воздухопроницаемости при атмосферном давлении, равна 2500-3000 см /г. Подготовка преобразователя.

5 Порообразователь (NaCI) по ГОСТ 4233- ,77 в состоянии поставки просеивают через сито с отверстиями 1000 мкм для одних технологических регламентов или измельчают в любом мелющем оборудовании, например

0 в шаровой мельнице, с применением в качестве мелющих тел шаров диаметром 8.0- 16,0 мм из нержавеющей стали. После измельчения порообразов тель просеивают через сито с диаметром отверстия 140

35 мкм для одних технологических регламентов и 70 мкм других технологических регла- ментов. При этом получают порообразователь с удельной поверхно- ртью частиц 1500-1600 и 2000-2100 см2/г соответственно, измеренной методом воздухопроницаемости при атмосферном давлении

Смешение-измельчение компонентов композиционной смеси

Компоненты композиционной смеси (полимер и порообразователь) взятые в соотношении 50-75 мае % порообразователя в массе композиционной смеси, смешивают в любом механическом смесителе, например дифференциальном, с использованием в качестве мелющих тел шаров из нержавеющей стали диаметром 8,0-11,0 мкм.

Протирка (одно-двукратная) композиционной смеси через сита с отверстиями 500 и 350 мкм

Протирка особенно эффективна для смеси, хранящейся продолжительное время и полученной при низкотемпературном (криогенном) смешении-измельчении

Прессование композиционной смеси.

Рассчитывают массовую дозу композиционной смеси, засыпают в пресс-форму и прессуют с удельным давлением прессования 100,0-150,0 МПа Прессование холодное, при температуре окружающей среды. Указанное давление прессования является оптимальным При меньших давлениях (20- 100 МПа) заготовки фильтрующего материала получают рыхлыми хотя они и сохраняют приданную им во время прессо- вания форму, но механическая прочность их низкая тонкость очистки растет незначительно

При давлениях прессования заготовок фильтрующих материалов выше указанных (150-400 МПа) тонкость очистки практически не увеличивается т е дальнейшее увеличение давления прессования нецелесообразно

Термообработка отпрессованных заготовок

Термическую обработку отпрессованных заготовок фильтрующего материала ведут при 380 ± 5°С в течение 1-3 ч

Удаление порообразователя

5 10

15

20

25 30

35

0

5

Преобразователь вымывают водой, подогретой до 70-100°С, 6 течение 10-24 ч в зависимости от объемной пористости, размеров поровых каналов и толщины заготовки

Сушка готовых изделий

Готовые фильтроэлементы сушат в электрических шкафах при 110-150°С в течение 3 ч и более в зависимости от толщины изделия Сушку можно ускорить применением воздушного потока.

Данные по зависимости свойств фильтрующих материалов от времени смешения- измельчения компонентов приведены в табл 1-4

Физико-механические и эксплуатационные свойства фильтрующих материалов изготовленных предлагаемым и известным способами, приведены в табл.5

Способ изготовления фильтрующих материалов в соответствии с изобретением позволяет значительно повысить тонкость очистки при улучшении фильтрующих, физико-механических и эксплуатационных свойств фильтрующего материала Процесс изготовления фильтрующих материалов упрощается за счет исключения энерго- и тру- доемких операций измельчения преобразователя, ситового фракционирования мелких частиц преобразователя

Формула изобретения Способ изготовления фильтрующих материалов на основе политетрафторэтилена, включающий подготовку порошкообразных политетрафторэтилена и порообразователя, смешение компонентов, прессование заготовок, термообработку, удаление водорастворимого порообразователя и сушку фильтрующего материала, отличаю- щийсятем,что, сцельюповышения тонкости очистки фильтруемых сред, улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств фильтрующих материалов, смешение компонентов проводят одновременно с измельчением в течение 0,1-3,0 ч с последующей протиркой полученной композиционной смеси через сито.

Таблица 1

Примечание Удельная поверхность порообразователя менее 5б см /г ; масса смешиваемых компонентов 1500 г.

Примечание. Удельная поверхность порообразователя 700 см2/г;.масса смешиваемых компонентов 1500 г,

Таблица 3

Примечание. Удельная поверхность порообразователя 1500 см2/г ; масса смешиваемых компонентов 1000 г

Таблица 4

Примечание, Удельная поверхность порообразователя 2200 см /г ; масса смешиваемых компонентов 700 г

Таблица 5

Таблица 2