CN101254423A - 可熔性聚四氟乙烯管状膜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可熔性聚四氟乙烯管状膜及其制造方法，它是由底层和面层构成的无缝管状物，二层的主要材料均为可熔性聚四氟乙烯，底层涂料中掺混有水溶性无机盐，超声波水洗后因无机盐的溶解而形成有微孔；而面层是光滑且致密的起防粘作用的表层。制造方法是：底、面二层经涂敷设备依次涂覆在铝合金管表面，经高温烘烤塑化成膜后从金属管表面脱出，再经超声波清洗机处理后得到内壁多孔，外表面光滑致密不粘性好的PFA管状膜。产品具有外表面光滑致密、防污性能好，内壁表面无需后续处理，而且内表面PFA在包覆后与硅橡胶粘接性好的特点，特别适合用于制备复印机和激光打印机中的硅橡胶下热棍。

Description

可熔性聚四氟乙烯管状膜及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种主要用于激光打印机、数码复印机定影构件中压力调节棍(即下热棍)硅橡胶外覆PFA管状膜及其制造方法。

背景技术

可熔性聚四氟乙烯(PFA)具有聚四氟乙烯(PTFE)一样的耐高温、低表面性能而显示出优异的不粘性外，比聚四氟乙烯有更好的高温强度和薄膜透明度，近年来，随着复印机和激光打印机中定影装置技术发展，对打印质量和清晰度提出了更高的要求，外包覆PFA膜的硅橡胶下热棍已经成为主流，而无PFA包覆的下棍则被淘汰出局。

可熔性聚四氟乙烯PFA管状膜，国内外通常采用吹塑或挤出成型，由于其吹塑或挤出成型比一般塑料在技术难度和设备要求上都复杂得多，而且，由于其所用材料的原因，还必须经诸如萘钠等化学浸蚀的内壁表面多孔处理、否则包覆后与硅橡胶不能很好的粘接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种可熔性聚四氟乙烯管状膜，它通过选择合适的内、外层材料，使得管状膜不仅外表面光滑致密、防污性能好，而且内表面在包覆后与硅橡胶粘接性好的特点。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种上述可熔性聚四氟乙烯管状膜的制造方法，以克服现有技术技术难度大、设备要求高及成本高的不足。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本发明可熔性聚四氟乙烯管状膜，它是由底层和面层构成的无缝管状物，其特征在于：

所述底层由底层涂料形成，底层涂料以固含量30～50wt％的可熔性聚四氟乙烯乳液为基础，其中中掺混有相当于可熔性聚四氟乙烯重量3～15％的组分A和干重相当于可熔性聚四氟乙烯重量3～15％的组分B；其中，组分A为水溶性无机盐，组分B是选自聚乙烯醇、聚乙二醇、水性聚丙烯酸乳液、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；

所述面层由面层涂料形成，面层涂料以固含量30～50wt％的可熔性聚四氟乙烯乳液为基础，其中掺混有相当于可熔性聚四氟乙烯重量10～50％的组分C和干重相当于可熔性聚四氟乙烯重量5～10％的组分D；其中，组分C为聚全氟乙丙烯或四氟乙烯-乙烯共聚物，组分D是选自聚乙烯醇、聚乙二醇、水性聚丙烯酸乳液、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；

并且，所述底层密布有因所述水溶性无机盐被冲洗掉后所形成的微孔。

底层涂料中掺混组分A的目的在于涂料干燥后，无机盐成为细微晶核，在以后的超声波清洗机水处理过程中这些细微的晶核溶解于水而得到多孔的内壁表面，由于底层涂料中无机盐的掺混，极易造成乳液的不稳定，掺混组分B的目的即在于改善和提高涂料乳液的稳定性。

面层涂料中掺混组分C的目的在于调节管状膜在使用过程中的收缩率，使其保持在3％-6％之间(而不掺混C，其径向收缩率只有1.2％-3％之间)，这样能恰到好处的包裹住橡胶层，粘接更牢固；掺混组分D的目的在于改善静电喷涂的可涂性和流平性。

此外，底层涂料和面层涂料中均可以根据需要添加导电、导热及润滑材料，此已为现有技术所公开。比如，分别在底和面层中加入5％-15％的导电碳黑或石墨，可以得到表面电阻2-200kΩ的导电涂层。加入10％-30％的石墨或氮化硼，能得到导热系数0.5-1.2w/(m·k)的导热及润滑涂层。

从易溶性、成本及材料易得角度考虑，所述水溶性无机盐优选为氯化钠或氯化钾。

所述底层的厚度为10～20μm。

所述面层的厚度为15～45μm。

本发明制备可熔性聚四氟乙烯管状膜的方法，其特征在于包括以下步骤：

a、涂布底层；采用喷涂或浸涂方法，将所述底层涂料涂布到铝合金管外表面上形成底层涂层；

b、涂布面层；待底层涂层干燥后，采用喷涂或浸涂方法，将所述面层涂料涂布到底层涂层上形成面层涂层；

c、塑化成膜；待面层涂层干燥后，移入加热炉中以3～66℃/min速度升温至370℃～380℃进行加热塑化成膜；

d、水洗；将塑化膜从铝合金管表面脱出后，经超声波清洗机水处理，使所述底层内壁的水溶性无机盐细晶核溶解于水，经干燥后即得内壁多孔、外壁光滑致密不粘的无缝管状膜。

所述喷涂方法可以采用多种喷涂方法，如静电喷涂、气流喷涂或无气喷涂等。

所述底层涂层及面层涂层的干燥采用自然干燥或加热至100℃左右干燥。

本发明的优点在于：

本发明通过选用合适的涂料，使可熔性聚四氟乙烯管状膜的底层密布有微孔，从而可与硅橡胶良好粘接，且免去了后续的诸如萘钠等化学浸蚀内壁表面处理，而面层则具有外表面光滑、致密、不粘性好的特点。从而使整膜具有与硅橡胶粘接好、防粘污效果好、透明度和耐磨性都能兼顾的优点，且无需后续的化学浸蚀内壁表面处理。

本发明方法则具有简单可靠，设备投资少，各类型号、规格和数量多少易操控，生产“掉头”快，成本低，及产品质量稳定的优点。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

500克固含量为50wt％可熔性聚四氟乙烯(PFA)乳液中加入100克浓度为25wt％的氯化钠(NaCl)水溶液、50克固含量为45wt％的水性聚丙烯酸乳液，混合制成底层涂料，用￠18×330mm光亮镜面铝合金管插入静电喷涂机固定棒上，自转速度30rpm，静电电压8KV，喷盘中心与工件距离为20～50cm，用计量方法控制底层涂层的厚度，并自然干燥。

500克固含量50wt％PFA乳液中加入150克固含量为50wt％聚全氟乙丙烯酸乳液，50克固含量为45wt％水性聚丙烯酸乳液，混合制成面层涂料，在与涂布底层同样的工艺条件下，用静电喷涂机涂布在上述自然干燥的底层涂层表面，用计量方法控制面层涂层的厚度，并自然干燥。

上述底层和面层涂布好后，放入加热炉以5℃/min速度升温至375℃加热塑化成膜，脱膜后得到底层厚15um、面层厚30um、总厚度45um的PFA管状膜。

PFA管状膜经超声波清洗机水处理，使底层中的氯化钠晶核溶解于水，干燥后即得到内壁多微孔、外壁光滑致密不粘的无缝管状成品膜。

实施例2

500克固含量为50wt％PFA乳液加入115克浓度为20wt％的氯化钾(KCl)水溶液，25克聚乙二醇(PEG)混合制成底层涂料，采用与实施例1相同的生产工艺涂覆，并在100℃干燥。

500克固含量为50wt％PFA乳液加入180克固含量为50wt％聚全氟乙丙烯酸乳液，25克聚乙二醇1000(PEG)混合制成面层涂料，采用与实施例1相同的生产工艺涂覆，并在100℃干燥。

上述底层、面层烘烤塑化工艺与实施例1相同，脱膜后得到底层厚20um、面层厚30um、总厚度50um的PFA管状膜。PFA管状膜经超声波清洗机水处理后即得成品膜。

实施例3

500克固含量为30wt％PFA乳液加入55克浓度为40wt％的氯化钾(KCl)水溶性，22.5克聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合制成底层涂料，采用与实施例1相同的生产工艺涂覆，并在100℃干燥。

500克固含量为30wt％PFA乳液加入150克固含量为50wt％四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)乳液，7.5克聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合制成面层涂料，采用与实施例1相同的生产工艺涂覆，并在100℃干燥。

上述底层、面层烘烤塑化工艺与实施例1相同，脱膜后得到底层厚10um、面层厚30um、总厚度40um的PFA管状膜。PFA管状膜经超声波清洗机水处理后即得成品膜。

实施例4

500克固含量为40wt％PFA乳液加入20克浓度为30wt％的氯化钾(KCl)水溶性，6克聚乙烯醇(PVA)混合制成底层涂料，采用与实施例1相同的生产工艺涂覆，并在100℃干燥。

500克固含量为40wt％PFA乳液加入40克固含量为50wt％聚全氟乙丙烯酸乳液，7.5克聚乙烯醇(PVA)混合制成面层涂料，采用与实施例1相同的生产工艺涂覆，并自然干燥。

上述底层、面层烘烤塑化工艺与实施例1相同，脱膜后得到底层厚20um、面层厚30um、总厚度50um的PFA管状膜。PFA管状膜经超声波清洗机水处理后即得成品膜。

实施例5

500克固含量为50wt％PFA乳液加入30克浓度为30wt％的氯化钠(NaCl)水溶性，50克固含量为45wt％的水性聚丙烯酸乳液混合制成底层涂料，采用与实施例1相同的生产工艺涂覆，并在100℃干燥。

500克固含量为50wt％PFA乳液加入100克固含量为50wt％聚全氟乙丙烯酸乳液，20克聚乙烯醇(PVA)混合制成面层涂料，采用与实施例1相同的生产工艺涂覆，并在100℃干燥。

上述底层、面层烘烤塑化工艺与实施例1相同，脱膜后得到底层厚20um、面层厚15um、总厚度35um的PFA管状膜。PFA管状膜经超声波清洗机水处理后即得成品膜。

性能测试：

用以上实施例所得到的PFA管状膜进行硅橡胶压力辊包裹(参见本公司发明专利申请号03116401.3所述方法)，目测包覆表面光滑平直，未见起皱褶开裂现象。

粘接牢度检测：用刀片轴向割裂包裹在硅橡胶外的PFA管状膜，用手指抓住其割裂边缘，沿切线180°进行剥离，结果膜粘接下橡胶被撕破，剥离下的膜带有粘接的橡胶碎片，说明膜与橡胶粘接很好。

上机打印检测：用包裹好的压力调节辊分别装配到激光打印机上试验，打印10000份取下压力辊，检查其表面无破损痕迹和粘污，包覆层与硅橡胶无脱层和裂纹。

Claims (6)

1、一种可熔性聚四氟乙烯管状膜，它是由底层和面层构成的无缝管状物，其特征在于：

所述底层由底层涂料形成，底层涂料以固含量30～50wt％的可熔性聚四氟乙烯乳液为基础，其中中掺混有相当于可熔性聚四氟乙烯重量3～15％的组分A和干重相当于可熔性聚四氟乙烯重量3～15％的组分B；其中，组分A为水溶性无机盐，组分B是选自聚乙烯醇、聚乙二醇、水性聚丙烯酸乳液、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；

所述面层由面层涂料形成，面层涂料以固含量30～50wt％的可熔性聚四氟乙烯乳液为基础，其中掺混有相当于可熔性聚四氟乙烯重量10～50％的组分C和干重相当于可熔性聚四氟乙烯重量5～10％的组分D；其中，组分C为聚全氟乙丙烯或四氟乙烯-乙烯共聚物，组分D是选自聚乙烯醇、聚乙二醇、水性聚丙烯酸乳液、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；

并且，所述底层密布有因所述水溶性无机盐被冲洗掉后所形成的微孔。

2、根据权利要求1所述的可熔性聚四氟乙烯管状膜，其特征在于所述水溶性无机盐为氯化钠或氯化钾。

3、根据权利要求1或2所述的可熔性聚四氟乙烯管状膜，其特征在于所述底层的厚度为10～20μm。

4、根据权利要求1或2所述的可熔性聚四氟乙烯管状膜，其特征在于所述面层的厚度为15～45μm。

5、一种制备如权利要求1所述的可熔性聚四氟乙烯管状膜的方法，其特征在于包括以下步骤：

a、涂布底层；采用喷涂或浸涂方法，将所述底层涂料涂布到铝合金管外表面上形成底层涂层；

b、涂布面层；待底层涂层干燥后，采用喷涂或浸涂方法，将所述面层涂料涂布到底层涂层上形成面层涂层；

c、塑化成膜；待面层涂层干燥后，移入加热炉中以3～66℃/min速度升温至370℃～380℃进行加热塑化成膜；

d、水洗；将塑化膜从铝合金管表面脱出后，经超声波清洗机水处理，使所述底层内壁的水溶性无机盐细晶核溶解于水，经干燥后即得内壁多孔、外壁光滑致密不粘的无缝管状膜。

6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述喷涂方法为静电喷涂、气流喷涂或无气喷涂。