CN100551672C - 特殊的高精度pfa套筒薄膜的制备方法 - Google Patents

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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/397—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using a single screw

Abstract

本发明属于热熔性氟塑料加工技术领域，具体涉及一种特殊的高精度PFA套筒薄膜的制备方法。具体步骤为：PFA树脂在单螺杆挤出机中依次经过加料段、塑化段、均化段，在一定温度和剪切作用下熔融塑化，再经机头模具的连接体段、机头套段、口模段进一步压缩、塑化，均匀地从口、芯模环隙呈管胚状挤出；然后经过本发明的特殊定型模具的定型、牵引、裁切：即得所需产品。其主要力学性能指标为：拉伸强度≥14MPa；断裂伸长率≥175%；相对密度：2.14～2.17；套筒薄膜直径误差为±0.16mm；薄膜厚度误差为±0.02mm。利用本发明方法得到的高精度PFA套筒薄膜，适用于精密印刷设备采用的耐高温防粘的印刷滚筒材料，以及化工、食品、医药、冶金、航空等领域，特别适用于绝缘、不粘运输带和滚筒材料。

Description

特殊的高精度PFA套筒薄膜的制备方法
技术领域
本发明属于热熔性氟塑料加工技术领域，具体涉及一种特殊的高精度PFA套筒薄膜的制备方法。
背景技术
全氟烷氧基-碳氟化合物树脂(简称PFA)，又称可熔性聚四氟乙烯，具有聚四氟乙烯相近的性能，又可以熔融加工，熔点为300℃。PFA有许多优点，在塑料中其摩擦系数最小、不粘、长期使用温度高(260℃)、介质损耗低、耐化学药品(如：盐酸、氢氟酸、发烟硫酸和硝酸)等。但也有缺点，该原料结晶度高，加工温度高(最高达370℃)，加工过程中收缩率大，用于吹塑薄膜生产时，薄膜表面由于收缩会产生波浪状，表现为薄膜直径变化大，薄膜有压痕，使用领域受到局限。因此，研制一种新的工艺，生产平整的高精度PFA套筒薄膜，满足精密印刷行业的需求是十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特殊的表面光滑平整、无波浪、无折痕的特殊的高精度PFA套筒薄膜的制备方法。
本发明提出的特殊的高精度PFA套筒薄膜的制备方法，在常规的PFA薄膜挤出成型工艺中，增加了水冷式内定型模具，其作用是：熔融管胚经过内定型模具时，对处于结晶过渡区的PFA用喷淋水冷却定型，得到高精度定型PFA套筒薄膜，内定型模具采用空心圆柱体，内定型模具与机头模具的芯模相连接，其具体步骤如下：
(1)挤出塑化：PFA树脂在单螺杆挤出机中依次经过加料段、塑化段、均化段，在一定温度和剪切作用下熔融塑化，PFA树脂的停留时间为3-10分钟，接着熔体经过滤板作用将旋转流动转变为直线流动，最后经机头模具的连接体段、机头套段、口模段进一步压缩、塑化，均匀地从口模、芯模环隙呈管胚状挤出；熔体的停留时间为7-15分钟，具体工艺条件为：
加料段温度为290℃-305℃，塑化段温度为310℃-350℃，均化段温度为315℃-355℃；
机头模具的连接体段温度为315℃-355℃，机头套段温度为315℃-360℃，口模段温度为320℃-370℃；
挤出机转速为20-40转/分；
(2)定型：将步骤(1)得到的熔融管胚经过内定型模具，使熔融管胚完全紧贴于内定型模具的外表面，在结晶过渡区用喷淋水冷却定型，得到定型薄膜，其中，内定型模具表面温度为80-120℃；
(3)牵引：将步骤(2)所得的定型薄膜在牵引机作用下匀速运动，确保薄膜纵向厚度均匀，且紧贴于内定型模具的外表面，牵引速度为0.3-1.5米/分；
(4)裁切：薄膜按照产品规格裁剪，不能有折痕和压痕。
本发明中，步骤(1)中挤出塑化过程是使PFA树脂在高温状态下，完全呈熔融流体，均匀流动并密实。挤出塑化成型工艺和挤出模具的匹配，直接影响特殊高精度PFA套筒薄膜的性能。采用高温低速的挤出工艺，以便使PFA树脂充分塑化，以提高制品的机械性能。
本发明中，步骤(2)中定型是整个工艺过程的关键，其目的是在内定型模具的作用下，保持特殊高精度PFA套筒薄膜的内径稳定，从而达到外径稳定、薄膜平整的要求。冷却水的应用旨在降低结晶度的同时，提高薄膜的透明度和断裂伸长率。内定型模具可以采用耐腐蚀金属材料加工的外表面光洁的空心圆柱体，内定型模具与机头模具的芯模相连接，圆柱体的外径决定了薄膜的内径大小，圆柱体的高度决定了薄膜内径的稳定性。
本发明中，步骤(3)中牵引的目的是保证薄膜运动速度的均匀性，保证薄膜纵向厚度的均匀性。
本发明提供的特殊的高精度PFA套筒薄膜是一种供精密印刷设备采用的耐高温防粘的印刷滚筒材料。其主要力学性能指标为：拉伸强度：≥14MPa；断裂伸长率：≥175％；相对密度：2.14～2.17；套筒薄膜直径误差：±0.16mm；薄膜厚度误差：±0.02mm。
利用本发明方法制备得到的高精度PFA套筒薄膜材料具有良好的化学稳定性、电绝缘性、耐高低温性、不粘性，对人体无害。适用于精密印刷设备的滚筒材料，以及化工、食品、医药、冶金、航空等领域，特别适用于绝缘、不粘运输带和滚筒材料。
具体实施方式
实施例1：高精度PFA套筒薄膜：控制薄膜厚度为0.25mm。
PFA树脂依次经过挤出机加料段、塑化段和均化段，在一定温度和剪切作用下熔融塑化，定量挤出的熔融物料在过滤板作用下由旋转流动转变为直线流动，接着熔融物料经过机头模具连接体段、机头套段，并在机头套内分流梭作用下压缩分流，进一步塑化，然后经过机头模具的口模段、最后从口、芯模环状间隙呈管胚状均匀挤出；熔融管胚经过内定型模具定型，在结晶过渡区用喷淋水冷却定型，得到定型薄膜；该定型薄膜在牵引机匀速运动作用下，定型薄膜紧贴并均匀通过内定型模具的外表面定型成薄膜，经裁断即得所需成品。具体工艺条件为：
挤出机加料段温度为300℃，塑化段温度为330℃，均化段温度为335℃。机头模具连接体段温度为340℃，机头套段温度为345℃，口模段温度为350℃，挤出机转速为30转/分。内定型模具表面温度为90℃-100℃。牵引速度为0.6米/分。
经检测，所制得的特殊高精度PFA套筒薄膜拉伸强度为20MPa，断裂伸长率为215％，相对密度2.17，薄膜厚度0.23mm～0.26mm，薄膜直径为Φ193.9mm±0.1mm。外观光滑平整无丝状和折痕。
实施例2：高精度PFA套筒薄膜：薄膜厚度为0.20mm。
PFA树脂依次经过挤出机加料段、塑化段和均化段，在一定温度和剪切作用下熔融塑化，定量挤出的熔融物料在过滤板作用下由旋转流动转变为直线流动，接着熔融物料经过模具连接体段、机头套段，并在机头套内分流梭作用下压缩分流，进一步塑化，然后经过机头模具的口模段、最后从口芯模环状间隙呈管胚状均匀挤出，；熔融管胚经过内定型模具定型，在结晶过渡区用喷淋水冷却定型，得到定型薄膜；该定型薄膜在牵引作用下，定型薄膜紧贴并均匀通过内定型模具的外表面定型成薄膜，经裁断即得到所需成品。具体工艺条件为：
挤出机加料段段温度为300℃，塑化段段温度为328℃，均化段段温度为332℃。机头模具连接体段温度为338℃，机头套段温度为343℃，口模段温度为348℃；挤出机转速为28转/分，内定型模具表面温度为90-100℃，牵引速度为0.90米/分。
经检测，所制得的特殊高精度PFA套筒薄膜拉伸强度为19.8MPa，断裂伸长率为225％，相对密度2.17，薄膜厚度0.19mm～0.22mm，薄膜直径为Φ182mm±0.05mm，外观光滑平整无丝状和折痕。

Claims (1)

1、一种特殊的高精度PFA套筒薄膜的制备方法，其特征在于在常规PFA薄膜挤出成型工艺中，增设水冷式内定型模具，内定型模具采用空心圆柱体，内定型模具与机头模具的芯模相连接，具体步骤如下：
(1)挤出塑化：PFA树脂在单螺杆挤出机中依次经过加料段、塑化段、均化段，在一定温度和剪切作用下熔融塑化，PFA树脂的停留时间为3-10分钟，接着熔体经过滤板作用将旋转流动转变为直线流动，最后经机头模具的连接体段、机头套段、口模段进一步压缩、塑化，均匀地从口模、芯模环隙呈管胚状挤出；熔体的停留时间为7-15分钟，具体工艺条件为：
加料段温度为290℃-305℃，塑化段温度为310℃-350℃，均化段温度为315℃-355℃；
机头模具的连接体段温度为315℃-355℃，机头套段温度为315℃-360℃，口模段温度为320℃-370℃；
挤出机转速为20-40转/分；
(2)定型：将步骤(1)得到的熔融管胚经过内定型模具，使熔融管胚完全紧贴于内定型模具的外表面，在结晶过渡区用喷淋水冷却定型，得到定型薄膜，其中，内定型模具表面温度为80-120℃；
(3)牵引：将步骤(2)所得的定型薄膜在牵引机作用下匀速运动，使薄膜纵向厚度均匀，且紧贴于内定型模具的外表面，牵引速度为0.3-1.5米/分；
(4)裁切，薄膜按照产品规格裁剪，不能有折痕和压痕。
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国外FEP和PFA薄膜的生产现状性能及应用. B.A.Aртемьев等.有机氟工业，第4期. 1992
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第五讲 热塑性氟塑料加工. 钱知勉.有机氟工业，第4期. 2001
第五讲 热塑性氟塑料加工. 钱知勉.有机氟工业，第4期. 2001 *

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