CN101491945B - 一种超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，聚四氟乙烯定向薄膜是通过原料过筛、预压制坯，高温烧结，车削成膜，压延定向等工艺手段制备而成。该种定向薄膜厚度为5μm～50μm，宽度为200mm以上，可用于制造机电、电子行业的高级绝缘衬垫、护套、减磨材料及化工防腐材料等，可在-200℃～+250℃温度范围内长期使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，属氟塑料加工制造技术领域。
背景技术
聚四氟乙烯定向薄膜是用聚四氟乙烯树脂经模压、烧结、冷却成毛坯，再经车削，压延定向制成。聚四氟乙烯薄膜具有强度高，绝缘性好，不粘性。在氟塑料中，聚四氟乙烯(PTFE)消耗量最大，用途最广，由于PTFE分子外有一层惰性的含氟外壳，使它具有突出的不粘性能与低的摩擦系数。PTFE具有优异的耐高低温性能和化学稳定性、很好的电绝缘性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自润滑性.有“塑料王”之美称。
目前，市场上销售的聚四氟乙烯定向薄膜为20μm以上厚度，120mm以下宽度，满足不了那些对宽幅膜要求的领域。为此，本发明提供了一种制造宽幅超薄PTFE薄膜材料的工艺方法，通过本工艺可制备5μm～50μm厚度，200mm以上宽度的定向聚四氟乙烯薄膜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，该方法容易实现，易于大规模生产，通过该工艺能获得一种超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜。
解决上述技术问题，
一种超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，主要包括以下步骤：
(1)原料过筛：将聚四氟乙烯粉末捣碎，经过20目筛网过筛，与填料搅拌均匀，得到混合料；
(2)毛坯制作：在无尘环境下，将混合料灌注在模具中，在高压下压铸成型得毛坯；
(3)烧结成型：将制备好的毛坯放置于烧结炉中，烧结炉温控系统采用电脑程序控制，采用不同温度区域升温、保温、再升温方式加热，烧结温度为370-390℃，然后再采用不同温度区域降温、保温、再降温方式退热，退热至180-210℃时恒温一段时间后，停炉取出；
(4)车削成膜：将烧结冷却后的坯料先预热至50-100℃，夹紧在车床上，以15～25转/min的速率车削，车削膜厚度控制在定向膜厚度的2-3倍；
(5)压延定向：将车削膜通过压延定向提高膜内结晶取向度，压延定向所使用的辊筒尺寸为￠180×270mm-￠220×320mm，辊筒精度要求13镜面-
16镜面，表面镀铬，
硬度为55-70HRC，温度为220℃-280℃，转速为30转/分～15转/分，加温方式采用内、外加热，电子数控，得压延定向膜。
优选地，辊筒尺寸为￠210×310mm，辊筒精度要求
14镜面，表面镀铬，硬度为洛氏硬度60HRC，温度为245℃-260℃。
优选地，步骤(3)中，所述的采用不同温度区域升温、保温、再升温、再保温的方式加热为：室温升温至180～210℃、180～210℃保温；再由180～210℃升温至260℃～290℃；260℃～290℃保温；260℃～290℃升温至310-330℃、310-330℃保温；310-330℃升温至370-390℃。更优选地，所述采用不同温度区域升温、保温、再升温方式加热为：室温升温至195℃、195℃保温；再由195℃升温至270℃、270℃保温；270℃升温至315℃、315℃保温；315℃升温至385℃，所述烧结温度为385℃。
所述不同温度区域降温、保温、再降温方式退热为：390-370℃降温至280-305℃、305-280℃保温、再由305-280℃降温至210-180℃。更优选地，385℃降温至270℃、270℃保温、再由270℃降温至195℃。
本发明通过改良烧结时的温度控制、切削时的刀距控制以及转速控制、压延定向使用辊筒的精度设计以及转速温度控制等，制备超薄宽幅的PTFE膜，该定向膜的宽幅在200mm以上，厚度为5μm～50μm，且膜的各处性能均一，不容易发生卷曲。该种定向膜可用于制造机电、电子行业的高级绝缘衬垫、护套、减磨材料及化工防腐材料等，可在-200℃～+250℃温度范围内长期使用。
具体实施方式
实施例1
本实施所述的超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，主要包括以下步骤：
(1)原料过筛：由于聚四氟乙烯粉末原料易于结团成块，因此先用捣碎机破散，再振动经过20目筛网过筛，除去颗粒大的料，840μm以下留用；再将聚四氟乙烯粉末与各种填料在高速混合机中高速搅拌均匀。
(2)毛坯制作：在无尘环境下，将混合料灌注在圆柱桶模具中，在100吨四柱液压机下压铸成型，一个压铸周期以15～20min为宜；
(3)烧结成型：将制备好的毛坯放置于烧结炉中，采用鼓风旋转烧结方式。烧结炉温控系统采用电脑程序控制，采用不同温度区域升温、保温、再升温、再保温方式加热，室温升温至195℃、195℃保温；再由195℃升温至270℃、270℃保温；270℃升温至315℃、315℃保温；315℃升温至380℃，所述烧结温度为380℃，然后380℃降温至270℃、270℃保温、再由270℃降温至195℃，在195℃恒温一段时间后，停炉取出；
(4)车削成膜：将烧结冷却后的坯料先预热至100℃，夹紧在车床上，以15～25转/min的速率车削，车削膜厚度控制在定向膜厚度的2.7倍；
(5)压延定向：将车削膜通过压延定向提高膜内结晶取向度，从而提高膜的电绝缘性能和力学性能。压延定向所使用的辊筒尺寸为￠210×310mm，辊筒精度要求
14镜面，表
面镀铬，硬度为60HRC，温度设计为250℃，转速为325转/分，加温方式采用内、外加热，电子数控，得压延定向膜；
(6)切边收卷：将压延定向膜再重新复卷切边，除去毛边，收卷成品。
本实施例制备到的聚四氟乙烯定向薄膜的宽幅在200mm以上，厚度为10μm左右，且膜的各处性能均一，不容易发生卷曲。
实施例2
本实施所述的超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，主要包括以下步骤：
(1)原料混合：同实施例1；
(2)毛坯制作：同实施例1；
(3)烧结成型：将制备好的毛坯放置于烧结炉中，采用鼓风旋转烧结方式。烧结炉温控系统采用电脑程序控制，采用不同温度区域升温、保温、再升温、再保温方式加热，室温升温至185℃、185℃保温；再由185℃升温至285℃、285℃保温；285℃升温至325℃、
325℃保温；325℃升温至385℃，所述烧结温度为385℃，然后385℃降温至285℃、285℃保温、再由285℃降温至185℃，在185℃恒温一段时间后，停炉取出；
(4)车削成膜：将烧结冷却后的坯料先预热至80℃，夹紧在车床上，以15～25转/min的速率车削，车削膜厚度控制在定向膜厚度的2.8倍；
(5)压延定向：将车削膜通过压延定向提高膜内结晶取向度，从而提高膜的电绝缘性能和力学性能。压延定向所使用的辊筒尺寸为￠190×315mm，辊筒精度要求
13镜面，表
面镀铬，硬度为65HRC，温度设计为220℃，转速为325转/分，加温方式采用内、外加热，电子数控，得压延定向膜。
(6)切边收卷：将压延定向膜再重新复卷切边，除去毛边，收卷成品。
本实施例制备到的聚四氟乙烯定向薄膜的宽幅在200mm以上，厚度为8μm左右，且膜的各处性能均一，不容易发生卷曲。
实施例3
本实施所述的超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，主要包括以下步骤：
(1)原料混合：同实施例1；
(2)毛坯制作：同实施例1；
(3)烧结成型：将制备好的毛坯放置于烧结炉中，采用鼓风旋转烧结方式。烧结炉温控系统采用电脑程序控制，采用不同温度区域升温、保温、再升温、再保温方式加热，室温升温至205℃、205℃保温；再由205℃升温至265℃、265℃保温；265℃升温至325℃、325℃保温；325℃升温至375℃，所述烧结温度为375℃，然后375℃降温至325℃、325℃保温、再由325℃降温至205℃，在205℃恒温一段时间后，停炉取出；
(4)车削成膜：将烧结冷却后的坯料先预热至90℃，夹紧在车床上，以15～25转/min的速率车削，车削膜厚度控制在定向膜厚度的2.5倍；
(5)压延定向：将车削膜通过压延定向提高膜内结晶取向度，从而提高膜的电绝缘性能和力学性能。压延定向所使用的辊筒尺寸为￠200×300mm，辊筒精度要求
16镜面，表面镀铬HRC为60度，温度设计为270℃，转速为325转/分，加温方式采用内、外加热，电子数控，得压延定向膜。
(6)切边收卷：将压延定向膜再重新复卷切边，除去毛边，收卷成品。
本实施例制备到的聚四氟乙烯定向薄膜的宽幅在200mm以上，厚度为15μm左右，且膜的各处性能均一，不容易发生卷曲。
Claims (6)
1.一种超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，其特征是，主要包括以下步骤：
(1)原料过筛：将聚四氟乙烯粉末与填料混合搅拌均匀，得到混合料；
(2)毛坯制作：将混合料压铸成型得毛坯；
(3)烧结成型：将制备好的毛坯放置于烧结炉中，烧结炉温控系统采用电脑程序控制，采用不同温度区域升温、保温、再升温方式加热，烧结温度为370-390℃，然后再采用不同温度区域降温、保温、再降温方式退热，退热至180-210℃时恒温一段时间后，停炉取出；
(4)车削成膜：将烧结冷却后的坯料先预热至50-100℃，以15～25转/min的速率车削，车削成膜，车削膜厚度控制在定向膜厚度的2.5-3倍；
(5)压延定向：将车削膜通过压延定向提高膜内结晶取向度，压延定向所使用的辊筒尺寸为Φ180×270mm-Φ220×320mm，辊筒精度要求▽13镜面-▽16镜面，表面镀铬，硬度为55-70HRC，温度为220℃-280℃，转速为30转/分～15转/分，加温方式采用内、外加热，电子数控，得压延定向膜。
2.根据权利要求1所述的超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，其特征是，步骤(3)中，所述的采用不同温度区域升温、保温、再升温的方式加热为：室温升温至180～210℃、180～210℃保温；再由180～210℃升温至260℃～290℃；260℃～290℃保温；260℃～290℃升温至310-330℃、310-330℃保温；310-330℃升温至370-390℃。
3.根据权利要求2所述的超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，其特征是，所述采用不同温度区域升温、保温、再升温方式加热为：室温升温至195℃、195℃保温；再由195℃升温至270℃、270℃保温；270℃升温至315℃、315℃保温；315℃升温至385℃，所述烧结温度为385℃。
4.根据权利要求1所述的超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，其特征是，所述不同温度区域降温、保温、再降温方式退热为：390-370℃降温至305-280℃、305-280℃保温、再由305-280℃降温至210-180℃。
5.根据权利要求1所述的超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，其特征是，步骤(5)中所述辊筒尺寸为Φ210×310mm，辊筒精度要求▽14镜面，表面镀铬，硬度为60HRC，温度为245℃-260℃。
6.根据权利要求1所述的超薄宽幅聚四氟乙烯定向薄膜的制备方法，其特征是，步骤(4)中将烧结冷却后的坯料先预热至100℃，夹紧在车床上，以25转/min的速率车削，车削膜厚度控制在定向膜厚度的2.8倍。
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