Способ изготовления фильтрующих материалов на основе политетрафторэтилена

СОГОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5) ПИ И ЕТЕНИ течение 10 4 ч,СуС ов ватель издели лее,5 т ри 110-150л,в течение 3 ч и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ 1ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский .институт механизации иэлектрификации сельского хозяйства(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ А ОСНОВЕ ПОЛ ИТЕ ТРА ФТО Р ЭТИ Л Е НаИзобретение относится к способам изготовления фильтрующих материалов на основе политетрафторэтилена с тонкостью очистки от 20 до 0,2 мкм и менее и может быть использовано в научных исследованиях, а также во многих отраслях промышленности: химической, газодобывающей, нефтехимической, биологии, медицине, в других отраслях науки и техники, где необходимая тонкая и стерильная очистка фильтруемых сред (газов, жидкостей, масел, различных биологических препаратов и сред).Известны способы изготовления фильтрующих материалов, согласно которым с целью увеличения тонкости очистки применя.Я 2 173656 1 О 39/16(57) Использование: тонкая очистка газов, жидкостей, масел, различных биологических препаратов и сред. Сущность изобретения: протирают порошок фторопласта Фчерез сито 500 мкм. Порообразователь просеивают через сито 1000 мкм или измельчают в смесителе с применением мелющих шаров диаметром 8;0 - 16,0 мм из нержавеющей стали. Смешивают, измельчая фторопласт Фс порообразователем - МаО в механическом смесителе с использованием мелющих шаров диаметром 8,0-11,0 мм из нержавеющей стали. Протирают ком-.позиционную смесь через сито 500 и 350 мкм. Прессуют композиционную смесь с уд.давл. 1.00-150 МПа. Термообрабатывают Я при 380 + 5 С в течение 1 - 3 ч. Вымывают подогретой до 70-100 С водой порообраэоют более мелкодисперсный преобразователь, увеличивают удельное давление прессования заготовок фильтрующих материалов или уменьшают объемную пористость.Известен также способ изготовления фильтрующих материалов на основе фторопласта, который заключается в изготовлении смеси порошкообраэногофторопластас порообразующим веществом, например хлористым натрием, взятых в определенном массовом соотношении, холодном прессовании заготовок иэделий нужной формы и размеров, термообработке отпрессованных заготовок при 370 .ф.5 С и последующемвымывании порообразователя водой. При одна относительно другой, а также не проэтом для получения более высокой тонкости исходит увеличения удельной поверхности.очистки применяют более мелкодисперс- смеси.ный порообразователь, получаемый мета- Недостатком известного способа являдом рассева на ситах, 5 Ется невозможность изготовления фИльтру- .Минимальный размер ячейки сетки, ющего материала с тонкостью очисткипригодной. для рассева порообразователя, 3,0-1,0 мкм и менее, а также 7,10,15 мкм и .составляет 40 мкм, что позволяет получать др. Это обусловлено тем, что ситовым метопорообразователь в диапазоне размеров дом невозможно или.крайне сложно пол 50 - 60 мкм до 2 - 3 мкм 10 учить фракцию частиц порообраэователя сНедостатками данных способов явля- размером частиц 1,0 мкм и менее, а кромеются невозможность изготовления фильт- того, необходимо разрабатывать новыйрующих материалов сверхтонкой очистки, сложный технологический регламент, тренестабильность фильтрующих свойств ма- бующий измельчения порообразователя итериалов, а также значительная трудность 15 подбора фракций нужной дисперсности.механизированного рассева порообразова- Цель изобретения - повышение тонкотеля при отверстиях сит менее 40 мкм, сти очистки, улучшение физико-механичеНаиболее близким к предлагаемому по ских, фидьтрующих и эксплуатационныхтехнической сущности является. способ из- свойств фильтрующих материалов,готовления фильтрующих материалов, за Поставленная цельдостигается тем, чтоключающийся в измельчении и разделении . согласно способу изготовления фильтруюпорообразователя натрия хлористого) на щих материалов на основе политетрафторэфракции в зависимости от его дисперсно- тилена, включающему подготовкусти, приготовления композиционной смеси порошкообразных политетрафторэтилена и.подготовленного порошка фторопластас 25 порообразователя, смешение компонентовпорообоазователем определенной,диспер- проводят одновременно с измельчением всности в зависимости от требуемой тонко- течение 0,1-3,0 ч с последующей протиркойсти очистки фильтрующего материала, что композиционной смеси через сито с послеобеспечивается смешением различных пол- дующим прессованием, термообработкой,учаемых рассевом на ситах фракций пора удалением водорастворимого порообразообразователя, взятых в нужном вателя и сушкой фильтрующего материала.количественном соотношении, прессова-Предлагаемый способ изготовлениянии композиционной смеси с пресс-формах фильтрующих материалов осуществлвютс удельным давлением до 1,0 - 1,5 тс/см, следующим образом.2термообработке отпрессованных заготовок 35 Подготовка порошкаобразного фторопв электропечи при 380 + 5 С в течение 4 - 8 ласта,ч, вымывании преобразователя водой и Операция заключается в протирке фтосушке готовых изделий, ропластав состоянии поставки через ситоСогласно известному способу изготов- с размером ячеек 500,0 мкм, Удельная поления фильтрующего материала с тонко верхность таким образом подготовленногостью очистки 20 мкм применяют сыпучего фторопласта, измеренная метоизмельченный и просеянный на ситах пре- дом воздухопроницаемости при атмосфер 2образователь со средним размером частиц ном давлении, равна 2500-3000 см /г.80 - 100 мкм, причем размер частиц,колеб- Подготовка преобразователя.лется в пределах 20;0-350,0 мкм, а для изго Порообразователь (КаО) по ГОСТ 4233 товления фильтрующего материала с,77 в состоянии поставки просеивают черезтонкостьюочистки 5,0 мкм - измельченный сито с отверстиями 1000 мкм для одних техи просеянный на ситах преобразователь со нологических регламентов или измельчаютсредним радним размером частиц 85-45 мкм при в любом мелющем оборудовании, напримеринтервале размеров частиц 5,0 - 180 мкм. 50 вшаровой мельнице, с применением вкачеВремя смешения компонентов композици- стве мелющих тел шаров диаметром 8,0 онных смесейне является регламентирую,0 мм из нержавеющей стали, После.щим, определяющим тонкость очистки, оно измельчения порообраэователь. просиваостается постоянным и одинаковым в обоих ют через сито с диаметром отверстия 140.случаях, так как в композиционную смесь 55 мкм для одних технологических регламенвводят уже измельченный порообразова- тов и 70 мкм других технологических реглатель с подобранной дисперсностью частиц, ментов. При этом получаютВо время смешения компонентов не проис- порообразователь с удельной поверхно 2ходитизмельчения ихчастиц,атолько пере- . стью частиц 1500-1600 и 2000-2100 см /граспр 8 д 6 ляется местонахождение частиц соответственно, измеренной методом воз17365 б 9 Таблица 1 масс П р и м е ч а н и е. Удельная поверхность порообразователя менее 50 сешиваемых компонентов 1500 г. духопроницаемости при атмосферном давлении,Смешение-измельчение компонентовкомпозиционной смеси.Компоненты композиционной смеси 5(полимер и порообразователь), взятые в соотношении 50-75 мас, оь порообразователяв массе композиционной смеси, смешиваютв любом механическом смесителе, например дифференциальном, с использованием 10в качестве мелющих тел шаров из нержавеющей стали диаметром 8,0 - 11,0 мкмПротирка (одно-двукратная) комгтозиционной смеси через сита с отверстиями500 и 350 мкм. 15Протирка особенно эффективна длясмеси, хранящейся продолжительное времяи полученной при низкотемпературном(криогенном) смешении-измельчении,Прессование композиционной смеси. 20Рассчитывают массовую дозу композиционной смеси, засыпают в пресс-форму ипрессуют с удельным давлением прессования 100,0-150,0 МПа. Прессование холодное, при температуре окружающей среды. 25Указанное давление прессования являетсяоптимальным, При меньших давлениях (20 -100 МПа) заготовки фильтрующего материала получают рыхлыми, хотя они исохраняют приданную им во время прессования форму, но механическая прочность ихнизкая, тонкость очистки растет незначительно,При давлениях прессования заготовок 35 фильтрующих материалов выше указанных (150 - .400 МПа) тонкость очистки практически не увеличивается, т.е. дальнейшее увеличение давления прессования нецелесообразно, . 40Термообработка отпрессованных заготовок.Термическую обработку отпрессованных заготовок фильтрующего материала ведут при 380 +. 5 С в течение 1 - 3 ч. 45Удаление порообразователя. Преобразователь вымывают водой, подогретой до 70-100 С, в течение 10-24 ч в зависимости от объемной пористости, размеровпоровых каналов и.толщины заготовки.Сушка готовых изделий.Готовые фильтроэлементы сушат в электрических шкафах при 110 - 150 С в течение3 ч и более в зависимости от толщины изделия, Сушку можно ускорить применениемвоздушного потока.Данные по зависимости свойств фильтрующих материалов от времени смешенияизмельчения. компонентов приведены втабл,1 - 4.Физико-механические и эксплуатационные свойства фильтрующих материалов,изготовленных предлагаемым и известнымспособами, приведены в табл,5.Способ изготовления фильтрующих материалов в соответствии с изобретением позволяет значительно повысить тонкостьочистки и ри улучшении ф ил ьтрующих, физико-механических и эксплуатационныхсвойств фильтрующего материала. Процессизготовления фильтрующих материалов упрощается за счет исключения энерго- и трудоемких операций измельченияпреобразователя, ситового фракционирования мелких частиц преобразователя.Формула изобретенияСпособ изготовления фильтрующих материалов на основе политетрафторэтилена,включающий подготовку порошкообразныхполитетрафторэтилена и порообразователя, смешение компонентов, прессование заготовок, термообработку, удалениеводорастворимого порообразователя исушку фильтрующего материала. о т л и ч а ющийсятем,что, сцельюповышения тонкостиочистки фильтруемых сред, улучшения физико-механических и эксплуатационныхсвойств фильтрующих материалов, смешение компонентов проводят одновременно сизмельчением в течение 0,1-3,0 ч с последующей протиркой полученной композиционной смеси через сито,1736569 Таблица 2 П р и м е ч а н и е. Удельнаемых компонентов 1500 г. оверхн блица 3 ь порообразователя 150 м /г; масса смешивааблица 4 П р и м е ч а н и е. Удельная поверхность порообразователя 2200 см /г; масСа смешивэх компонентов 700 г.а 5 ТаблиОпределяется по топливу Т - 1 или Т - 2 ГОСТ 10227фильтрующем материале 0,35 кгс/см. паде и ления н Пр мых ком е ч а. н и е. Удельная поверхн онентов 1000 г. орообразователя 700 см/г;,масса смешиТа