CN102601908B

CN102601908B - 大尺寸聚偏氟乙烯板的模压成型方法

Info

Publication number: CN102601908B
Application number: CN201210079629.0A
Authority: CN
Inventors: 尹武涛; 孙生均; 朱基贵
Original assignee: ZHUZHOU HONGDA POLYMER MATERIALS CO Ltd
Current assignee: ZHUZHOU HONGDA POLYMER MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: CN102601908A

Abstract

本发明公开了一种大尺寸聚偏氟乙烯板的模压成型方法，可以根据产品规格，装配和清理模具，涂刷相应的脱模剂，选用品级与模压工艺相符的PVDF原料，经精确计量的母料塑化，在大吨位压机上冷压定型，然后卸模、修边和进行热处理消除内应力，最后进行检验、复膜、包装入库，完成整个PVDF板的生产流程；本发明在压制大尺寸的PVDF板材如制作长×宽：2000×1000mm、2400×1200mm3000×1500mm厚度100mm以下的系列规格PVDF板，对传统的模压成型工艺和系统进行了改进，成功压制出压制大尺寸的PVDF板材如制作长×宽：2000×1000mm、2400×1200mm3000×1500mm厚度100mm以下的系列规格PVDF板，且压制效率高，效果好，板材强度大。

Description

大尺寸聚偏氟乙烯板的模压成型方法

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的型材制作方法，尤其是涉及一种采用模压成型法制作聚偏氟乙烯（PVDF）大尺寸板材的工艺方法。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）是氟塑料材料中，目前除聚四氟乙烯外，用量最大的一种高分子材料。聚偏氟乙烯（PVDF）制品具有强度高、刚性好、耐磨耗、抗蠕变、耐老化、耐腐蚀等特性，是氟塑料材料中性能较全面的材料。目前国内已有聚偏氟乙烯（PVDF）的模压、挤出、注射制品，但都尚未形成规模生产，只能生产小规格的产品。目前所采用模压成型制作聚偏氟乙烯（PVDF）板材，仍是采用传统的模压成型法；传统的模压成型又称压制成型，这种方法是将模塑原料（粉料、粒料、碎屑或纤维预浸料等）置于阴模型腔内，合上阳模，借助压力和热量作用，使物料熔化充满型腔，形成与型腔相同的制品。经过加热使其固化，冷却后脱模，便得到模压制品。

传统的模压成型工艺适用于热固性塑料，如酚醛、脲醛、环氧塑料、不饱和聚酯、氨基塑料、聚酰亚胺、有机硅等，以及某些热塑性塑料制品的加工生产，但加工成型难度较大，主要因为其导热性差，熔体黏度较高，以前国内仅能生产500mm×500mm以下板面的各种板材，也没有更具体的成型设备和成型工艺，特别是20mm以上的PVDF厚板，压制时极易产生气泡或收缩孔。目前尚无法广泛应用于大尺寸的聚偏氟乙烯（PVDF）板材制作，如制作长×宽：2000×1000mm、2400×1200mm、3000×1500mm厚度15mm以上的系列规格聚偏氟乙烯（PVDF）板。

PVDF具有一系列优异的性能，可广泛应用在石油化工行业中的防腐蚀设备、耐腐蚀衬里及加工泵、阀、管、槽、热交换器、电镀设备及水处理设备等化工防腐另部件，特别是适用于制作环境保护、净化水处理等防腐设备方面，是钢材无法替代的一种防腐材料。该制品在电子、电气工业中被广泛应用于半导体工业中高纯化学品的贮存和输送、太阳能电池片背板、光伏太阳能设备、电缆保护套管及机械工业中的齿轮、轴承等。在上述这些领域中急需大板面（宽度大于1米）的聚偏氟乙烯（PVDF）板材。现为解决大尺寸的聚偏氟乙烯（PVDF）模压成型制作过程中压制成型与后序热处理技术难点，亟需对聚偏氟乙烯模压成型工艺及系统加以进一步改进。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述技术难点，提出一种通过模压方法压制大尺寸的聚偏氟乙烯（PVDF）板材（如制作长×宽：2000×1000mm、2400×1200mm、3000×1500mm厚度100mm以下系列规格PVDF板）的方法；对传统的模压成型工艺和系统进行了改进，成功压制出大尺寸的PVDF板材，且压制效率高，效果好，板材质量稳定。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大尺寸聚偏氟乙烯（PVDF）模压成型方法，包括以下步骤：

1、配装模具，并在模具的内表面上涂覆脱模剂，根据制品尺寸参数配装模具；

2、往模具上加注母料，所加注的母料的量根据制品规格精确计算；

3、模具加热塑化；

4、冷压定型；

5、卸模；

6、修边。

作为本发明的进一步改进，替代的所述步骤2和步骤3可以为在塑化机内先将母料充分塑化然后直接注入模具型腔。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2加注母料的量为根据压制板材的规格，加料量根据板材的尺寸按1.77―1.79㎏/m³的比重，准确计量后加入已经过处理好的模具内，并进行平整处理，使得母料均布在模具内，然后逐步升温至175―230℃之间塑化，保温后，进行冷压定型。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4采用压机冷压定型，模具在冷压定型过程中，要根据模具中物料的温度逐步加大压制的单位压力，此时应尽量避免模具过量溢料现象，随着模具温度的不断下降，物料流动性也随之降低，压制的单位压力可逐步加大，直至达到工艺要求的单位压力即：10―12MPa/㎝²并一直保持到卸模。

作为本发明的进一步改进，所述步骤6修边后通过热处理进行产品内应力消除，热处理工艺条件为：热处理温度为80-140℃，保温时间为6―24小时，根据板材厚度适配；因为板材在冷压过程中，大分子链受到压制压力的作用发生强制流动而趋向所形成的内应力和板材表面和板材中心之间的温差所造成的热应力，容易导致产品性能下降、变形，严重时发生开裂，进一步提高制品物理机械性能。

作为本发明的进一步改进，选用的所述母料符合压制成型要求的分子量与熔融指数的PVDF母料，一般选用熔融指数为2.9～5.6之间的材料，分子量为：50～60万单位；若选用熔融指数太高, 塑化后流动性太好，压制时易溢料，制品收缩大；反之，塑化后流动性太差，制品表面易产生缺陷。

作为本发明的进一步改进，优选的所述模具的材料可采用镍基合金材料经热处理后，通过精加工而成，模具为上、下模配合结构，所述下模为可拆卸模具，具体的说为边框可拆卸结构，模具的型腔与制品的外形尺寸适配。

本发明通过上述方法能够成功的压制大尺寸的PVDF板材如长×宽3000×1500mm以下、厚度100mm以下系列规格PVDF板，且压制效率高，效果好，板材质量稳定。

附图说明

图1为本实施例制作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大尺寸聚偏氟乙烯（PVDF）模压成型方法，通过一个可拆卸的模具，将模具组装起来，往模具内装入聚偏氟乙烯（PVDF）原料，并进行平整处理；再将定型后的装有聚偏氟乙烯（PVDF）原料的模具送入塑化机内进行塑化成型，再将装有聚偏氟乙烯（PVDF）原料的模具送入冷压机内进行定型；具体整个模压工艺包括以下步骤：

3、模具加热塑化；

4、冷压定型；

5、卸模；

6、修边。

作为本实施例的进一步改进，所述步骤2加注母料的量为根据压制板材的规格，加料量根据板材的尺寸按1.77―1.79㎏/m³的比重，优选的为1.78㎏/m³，准确计量后加入已经过处理好的模具内，并进行平整处理，使得母料均布在模具内，然后逐步升温至175―230℃之间塑化，保温后，进行冷压定型。

作为本实施例的进一步改进，所述步骤4采用压机冷压定型，模具在冷压定型过程中，要根据模具中物料的温度逐步加大压制的单位压力，此時应尽量避免模具过量溢料现象，随着模具温度的不断下降，物料流动性也随之降低，压制的单位压力可逐步加大，直至达到工艺要求的单位压力即：10―12MPa/㎝²并一直保持到卸模。

作为本实施例的进一步改进，所述步骤6修边后通过热处理进行产品内应力消除，热处理工艺条件为：热处理温度为80-140℃，保温时间为6―24小时，根据板材厚度适配；因为板材在冷压过程中，大分子链受到压制压力的作用发生强制流动而趋向所形成的内应力和板材表面和板材中心之间的温差所造成的热应力，容易导致产品性能下降、变形，严重时发生开裂，对大板面的聚偏氟乙烯（PVDF）板尤为严重，对所制作的聚偏氟乙烯（PVDF）板进行热处理，可以进一步提高制品物理机械性能。

作为本实施例的进一步改进，选用的所述母料符合压制成型要求的分子量与熔融指数的PVDF母料，一般选用熔融指数为2.9～5.6之间的材料，分子量为：50～60万单位；若选用熔融指数太高, 塑化后流动性太好，压制时易溢料，制品收缩大；反之，塑化后流动性太差，制品表面易产生缺陷。

作为本实施例的进一步改进，优选的所述模具的材料可采用镍基合金材料经热处理后，通过精加工而成，模具为上、下模配合结构，所述下模为可拆卸模具，具体的说为边框可拆卸结构，模具的型腔与制品的外形尺寸适配。

结合上述内容和附图所示，根据产品规格，装配和清理模具，涂刷相应的脱模剂，选用品级与模压工艺相符的PVDF原料，经精确计量的母料塑化，在大吨位压机上冷压定型，然后卸模、修边和进行热处理消除内应力，最后进行检验、覆膜、包装入库，完成整个PVDF板的生产流程。

作为本发明的另一种实施方式，不同之处在于替代的所述步骤2和步骤3可以为在塑化机内先将母料充分塑化然后直接注入模具型腔。

具体工艺流程：确定产品规格→配装模具→涂覆脱模剂→精确计量投料→塑化→冷压定型→卸模→修边→热处理→检验→覆膜→包装→入库

本实施例通过上述方法能够成功地压制大尺寸的PVDF板材如制作长×宽：2000×1000mm、2400×1200mm 3000×1500mm厚度100mm以下的系列规格PVDF板，且压制效率高，效果好，板材质量稳定。

本实施例所制成板材物理机械性能如表3

。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种大尺寸聚偏氟乙烯板的模压成型方法，其特征在于，通过一个可拆卸的模具，将模具组装起来，往模具内装入聚偏氟乙烯原料，并进行平整处理；再将定型后的装有聚偏氟乙烯原料的模具送入塑化机内进行塑化成型，再将装有聚偏氟乙烯原料的模具送入冷压机内进行定型；具体整个模压工艺包括以下步骤：

1）配装模具，并在模具的内表面上涂覆脱模剂，根据制品尺寸参数配装模具；

2）往模具上加注母料，所加注的母料的量根据制品规格精确计算；

3）模具加热塑化；

4）冷压定型；

5）卸模；

6）修边；

所述步骤2加注母料的量为根据压制板材的规格，加料量根据板材的尺寸按1.77―1.79㎏/m³的比重，准确计量后加入已经过处理好的模具内，并进行平整处理，使得母料均布在模具内，然后逐步升温至175―230℃之间塑化，保温后，进行冷压定型；所述母料为符合压制成型要求的分子量与熔融指数的聚偏氟乙烯母料，熔融指数为2.9～5.6之间的材料，分子量为：50～60万单位；

所述步骤4采用压机冷压定型，模具在冷压定型过程中，要根据模具中物料的温度逐步加大压制的单位压力，此時应尽量避免模具过量溢料现象，随着模具温度的不断下降，物料流动性也随之降低，压制的单位压力可逐步加大，直至达到工艺要求的单位压力即：10―12MPa/㎝²并一直保持到卸模；

所述步骤6修边后通过热处理进行产品内应力消除，热处理工艺条件为：热处理温度为80-140℃，保温时间为6―24小时，根据板材厚度适配。

2.如权利要求1所述的一种大尺寸聚偏氟乙烯板的模压成型方法，其特征在于，替代的所述步骤2和步骤3可以为在塑化机内先将母料充分塑化然后直接注入模具型腔。

3.如权利要求1所述的一种大尺寸聚偏氟乙烯板的模压成型方法，其特征在于，所述模具的材料可采用镍基合金材料经热处理后，通过精加工而成，模具为上、下模配合结构，所述下模为可拆卸模具，边框可拆卸结构，模具的型腔与制品的外形尺寸适配。