CN102167874B - 一种氟塑树脂薄膜的制备方法 - Google Patents

一种氟塑树脂薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氟塑树脂薄膜的制备方法，该方法包含以下具体步骤：步骤1，向高混机中加入乙烯-四氟乙烯共聚物，抗静电剂，抗拉伸剂及阻燃剂，充分混合；步骤2，将混合好的物料加入到螺杆挤出机，加热至290~330℃，熔融挤出，通过平坦模具成型薄膜；步骤3，通过冷却滚筒在90~120℃冷却成型的薄膜，真空干燥；步骤4，再次降温10~20℃，待薄膜硬化后，采用具有粘着层的滚筒按压薄膜表面，使得灰尘被滚筒粘走；步骤5，切边，收卷得到所述的氟塑树脂薄膜。本发明的制备方法操作简便，对制品的厚度和质量可控。本发明制备的氟塑树脂薄膜具有较好的耐药品性，耐侯性，光线透过性，不粘性，绝缘性，且能耐高温，机械强度高。

Description

一种氟塑树脂薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种氟塑树脂薄膜的制备方法。  
背景技术
ETFE 是英文Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer的缩写, 中文名乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE），俗称氟塑树脂，是四氟乙烯与乙烯按一定比例共聚而成，是一种无色、透明的颗粒状结晶体,具有极好的耐擦伤性和耐磨性,耐高温、耐药品性，绝缘性能好的氟塑料。
ETFE薄膜作为一种新型透明建筑材料，近年来得到广泛关注，用于建筑工程上的ETFE 膜材是由其生料加工而成的薄膜, 是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。厚度通常为0105～0125 mm ,非常坚固、耐用,并具有极高的透光性，在标志性建筑中得到成功应用。ETFE薄膜材料质地柔软，重量轻，透光率高，非常适合在温室、体育场馆等有采光要求的建筑中使用。作为一种高分子材料，ETFE薄膜具有很大的断裂延伸率，破断伸长率达300 %以上，但材料弹性区间的延伸率很小，同时力学性能还受到温度的影响，在高温或长时间较大拉伸应力下材料会产生较大徐变。
ETFE 是最强韧的氟塑料，它在保持了PTFE 良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时，耐辐射和机械性能有很大程度的改善，拉伸强度可达到50MPa，接近聚四氟乙烯的2倍。更主要的是其加工性能得以大大提高，特别是它和金属表面的附着力表现突出，使氟塑料和钢壳的紧衬工艺真正得以实现，即氟塑料F40旋转内衬生产工艺，ETFE旋转加工产品有很好的市场前景。
目前已有的氟塑树脂薄膜的加工方法通常采用溶融压出成型法，使得在圆筒内加热加压搅拌成熔融状态的树脂，从挤出模具的成型口的边缘通过吹塑薄膜成型法、溶液流延法压延成型，再冷却工业加工而成。
吹塑薄膜成型法，通过挤出机的前端十字架模头，使材料挤出连续成型为软管状态，膨胀至2~3倍，再使用夹送辊，通过滚轮的转动、拉出，最后冷却后把薄膜缠绕。这种设备制作简易操作简单，但在厚度及精度上难以达到要求。
溶液流延法（solution casting）是将材料和某溶剂一起溶融，保持一定的流动性，在表面的平整后，放置到圆筒或不锈钢制的传动带上，使覆在其表面，通过加热把添入的添加剂蒸发，形成薄膜。这种加工而成的薄膜，不会对分子的结构造成破环，它的物理性能（如：抗压、强度、光学特性，延伸性）都不会改变，厚度也是极其精准。但在生产过程中必须使用到脱溶媒，因而在需要制作出较厚的薄膜还存在一些不足，还有使用后的溶剂，必须要进行回收，对这种的特种设备配置也是必然的。
因此，亟需一种设备简单，操作简便，适应高温成型，且薄膜的厚度和质量可控的制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种氟塑树脂薄膜的制备方法，采用该方法能方便地制备高温下难成型的氟塑树脂薄膜，且厚度和质量可控，该方法制备的氟塑树脂薄膜，能耐高温，具有较好的耐药品性，耐侯性，光线透过性，不粘性，绝缘性，且该薄膜不含灰尘等杂质，产品质量好。
为达到上述目的，本发明提供了一种氟塑树脂薄膜的制备方法，该方法包含以下具体步骤：
步骤1，向高混机中加入乙烯-四氟乙烯共聚物，抗静电剂，云母及氧化锌，充分混合； 
步骤2，将混合好的物料加入到螺杆挤出机，加热至290~330℃，熔融挤出，通过平坦模具成型薄膜；
步骤3，通过冷却滚筒在90~120℃冷却成型的薄膜，真空干燥；
步骤4，再次降温10~20℃，待薄膜硬化后，采用具有粘着层的滚筒按压薄膜表面，使得灰尘被滚筒粘走；
步骤5，切边，收卷得到所述的氟塑树脂薄膜；
所述的抗静电剂为非离子型抗静电剂，抗静电剂选自乙氧基化脂肪族烷基胺或乙氧基化烷基酸胺中的任意一种以上；
所述的云母作为抗拉伸剂；所述的氧化锌作为阻燃剂。
上述的氟塑树脂薄膜的制备方法，其中，所述的乙烯-四氟乙烯共聚物中包含的乙烯与四氟乙烯的重量比例为1：4~1：7。
上述的氟塑树脂薄膜的制备方法，其中，所述的抗静电剂的用量与乙烯-四氟乙烯共聚物的重量比例为1：40~1：20。
上述的氟塑树脂薄膜的制备方法，其中，所述的抗拉伸剂的用量与乙烯-四氟乙烯共聚物的重量比例为1：80~1：30。
上述的氟塑树脂薄膜的制备方法，其中，所述的阻燃剂的用量与乙烯-四氟乙烯共聚物的重量比例为1：30~1：10。
溶融压出成型法(extrusion molding)是使用热可塑性树脂制作薄膜的一般工艺；合成树脂的射出成型和在圆筒内加热加压搅拌后成熔融状态的树脂。从挤出模具的成型口的边缘开始压成型，采用平坦模具法(T-die)加工成型。
 本发明采用熔融挤出成型，在挤出机的前端设置单面可有“T”字的沟的金属模具，从T字型纵向棒的前端放入熔融的树脂，然后通过T字型横向端平坦挤出，成型，冷却，并在低温下利用静电小的原理，采用具有粘着层的滚筒进一步除去薄膜上可能粘附的灰尘。本发明的方法制备得到的ETFE薄膜具有耐高温，具有较好的耐药品性，耐侯性，光线透过性，不粘性，绝缘性，且该薄膜不含灰尘等杂质，产品质量好。本发明提供的氟塑树脂薄膜的制备方法操作简单，产品的厚度和质量可控。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。
实施例1
以下原料按重量份数计：
乙烯-聚四氟乙烯        100份；
抗静电剂               3份；
抗拉伸剂               2份；
阻燃剂                 7份；
其中，乙烯-聚四氟乙烯所包含的乙烯与四氟乙烯的重量比例为1：4。
步骤1，向高混机中加入乙烯-四氟乙烯共聚物，抗静电剂，抗拉伸剂及阻燃剂，充分混合； 
步骤2，将混合好的物料加入到螺杆挤出机，加热至290~330℃，熔融挤出，通过平坦模具成型薄膜；
步骤3，通过冷却滚筒在90~120℃冷却成型的薄膜，真空干燥；
步骤4，再次降温10~20℃，待薄膜硬化后，采用具有粘着层的滚筒按压薄膜表面，使得灰尘被滚筒粘走；
步骤5，切边，收卷得到所述的氟塑树脂薄膜。
该薄膜制品厚度为50μm，宽度1250mm，颜色为透明，表面为亮面。该薄膜制品的性能测定结果见表一。
实施例2
以下原料按重量份数计：
乙烯-聚四氟乙烯        100份；
抗静电剂               2.5份；
抗拉伸剂               1.25份；
阻燃剂                 3.3份；
其中，乙烯-聚四氟乙烯所包含的乙烯与四氟乙烯的重量比例为1：7。
称取上述配方量的原料，按照实施例1所述的方法制作薄膜；该薄膜制品厚度为50μm，宽度1250mm，颜色为透明，表面为亮面。该薄膜制品的性能测定结果见表一。
实施例3
以下原料按重量份数计：
乙烯-聚四氟乙烯        100份；
抗静电剂               5份；
抗拉伸剂               3.3份；
阻燃剂                 10份；
其中，乙烯-聚四氟乙烯所包含的乙烯与四氟乙烯的重量比例为1：6。
称取上述配方量的原料，按照实施例1所述的方法制作薄膜；该薄膜制品厚度为50μm，宽度1250mm，颜色为透明，表面为亮面。该薄膜制品的性能测定结果见表一。
实施例4
以下原料按重量份数计：
乙烯-聚四氟乙烯        100份；
抗静电剂               4份；
抗拉伸剂               1.5份；
阻燃剂                 5份；
其中，乙烯-聚四氟乙烯所包含的乙烯与四氟乙烯的重量比例为1：5。
称取上述配方量的原料，按照实施例1所述的方法制作薄膜；该薄膜制品厚度为50μm，宽度1250mm，颜色为透明，表面为亮面。该薄膜制品的性能测定结果见表一。
表一：上述的实施例1~4所得的薄膜制品的基本性能
项目名称 单位 ASTM 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
透光率 % —— 96 96 98 97
抗拉强度 MPa D638 69 70 69 71
抗拉延伸率 % D638 420 423 425 420
拉伸模量 MPa D638 826 828 830 834
撕裂强度(Elemndof) g/2sμm D1922 1500 1935 1926 1920
体积电阻率 Ωcm D257 1.0×1016 1.0×1016 1.0×1016 1.0×1016
介电常数（103Hz） —— D150 2.6 2.6 2.6 2.6
水吸收率 % D570 0.02 0.02 0.02 0.02
阳光耐气候牢度 100μm —— 3200gf/cm 3200gf/cm 3200gf/cm 3200gf/cm
湿热试验85%, 85℃ 100μm —— 3000gf/cm，92% 3000gf/cm，92% 3000gf/cm，92% 3000gf/cm，92%
熔化温度 ℃ —— 260 260 260 260
连续工作温度 ℃ —— -100~150 -100~150 -100~150 -100~150
耐酸性 —— D543 √ √ √ √
耐碱性 —— D543 √ √ √ √
耐溶剂性 —— D543 √ √ √ √
由上表可知，本发明制备的氟塑树脂薄膜（ETFE薄膜）具有较好的耐药品性，耐侯性，光线透过性，不粘性，绝缘性，且能耐高温，机械强度高。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种氟塑树脂薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包含以下具体步骤：
       步骤1，向高混机中加入乙烯-四氟乙烯共聚物，抗静电剂，云母及氧化锌，充分混合； 
       步骤2，将混合好的物料加入到螺杆挤出机，加热至290~330℃，熔融挤出，通过平坦模具成型薄膜；
       步骤3，通过冷却滚筒在90~120℃冷却成型的薄膜，真空干燥；
       步骤4，再次降温10~20℃，待薄膜硬化后，采用具有粘着层的滚筒按压薄膜表面，使得灰尘被滚筒粘走；
步骤5，切边，收卷得到所述的氟塑树脂薄膜；
所述的抗静电剂为非离子型抗静电剂，抗静电剂选自乙氧基化脂肪族烷基胺或乙氧基化烷基酸胺中的任意一种以上；
所述的乙烯-四氟乙烯共聚物中包含的乙烯与四氟乙烯的重量比例为1：4~1：7。
2.如权利要求1所述的氟塑树脂薄膜的制备方法，其特征在于，所述的抗静电剂的用量与乙烯-四氟乙烯共聚物的重量比例为1：40~1：20。
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