CN103275386B - 一种etfe薄膜、其制备方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ETFE薄膜、其制备方法及用途，其中，该薄膜采用EFFE与功能添加剂制成，加工温度为170‑235℃，其中，EFFE与功能添加剂的用量比例为按重量份数计1：0.1‑30%，所述ETFE的熔融指数为7‑30；所述的功能添加剂包含常规氟塑料添加剂、常规工程类添加剂中的任意一种以上。本发明所提供的ETFE薄膜具有优异的拉伸性、不粘性、吸附性、无毒性和隔热性，均达到甚至超过行业的一般指标，能用于LED离型封装、半导体离型、柔性太阳能电池封装、电子离型膜、医疗包装及农业薄膜等领域。

Description

一种ETFE薄膜、其制备方法及用途

技术领域

本发明涉及一种工业用薄膜，具体地，涉及一种ETFE薄膜及其制备方法，该ETFE薄膜主要用于LED离型封装、半导体离型、柔性太阳能电池封装、电子离型膜、医疗包装及农业薄膜等领域。

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。

但LED离型封装、半导体离型、柔性太阳能电池封装及电子离型膜中使用的ETFE薄膜主要要求ETFE薄膜具有拉伸性、不粘性、吸附性和隔热性；而医疗包装所用的ETFE薄膜主要要求ETFE薄膜具有无毒性、不粘性和隔热性；农业薄膜所用的ETFE薄膜主要要求ETFE薄膜具有无毒性和隔热性。

但是，将ETFE颗粒原料与添加剂混合，制成厚薄均匀，原料溶解充分，无褶皱的薄膜的技术很难掌握。

因此，亟需一种具有上述特性的ETFE薄膜及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种ETFE薄膜及其制备方法，该ETFE薄膜具有优异的拉伸性、不粘性、吸附性、无毒性和隔热性，能用于LED离型封装、半导体离型、柔性太阳能电池封装、电子离型膜、医疗包装及农业薄膜等领域。

为达到上述目的，本发明提供了一种ETFE薄膜，其中，该薄膜采用EFFE与功能添加剂制成，加工温度为170-235℃，其中，EFFE与功能添加剂的用量比例为按重量份数计1：0.1-30%，所述ETFE的熔融指数为7-30；所述的功能添加剂包含常规氟塑料添加剂、常规工程类添加剂中的任意一种以上。

原料的熔融指数越高，就越能制造出轻薄且拉伸性好的薄膜。而加工温度的高低，会影响到薄膜的韧性、外观等方面。一般来说，在生产适用温度范围内，生产的薄膜在其他条件不变的情况下，温度越高，拉伸率越高，柔韧性越好，相对的硬度越低；温度越低，拉伸性能越差，硬度越高。但是，加工温度低的材料更容易加工，生产更便利。因此，加工温度应该进行合理选择，需要做到既充分发挥原料性能，又能使得生产便利。

上述的ETFE薄膜，其中，所述的功能添加剂选择四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物（Polyfluoroalkoxy ，简称PFA）、聚偏氟乙烯（poly vinylidene fluoride，简称PVDF）及聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate，简称PMMA）中的任意一种以上。

所述的每种功能添加剂的添加量不超过ETFE原料按重量百分数计的10%，即PFA、PVD及PMMA的添加量均不超过ETFE原料的10wt%。

功能添加剂的作用主要是增强薄膜某些参数上的强度，在纯ETFE生产出的薄膜的基础上对个别参数进行调整。氟塑类添加剂，如PFA、PVDF等，PFA、PVDF原料本身熔点高于ETFE，高温熔解后，其粘性比ETFE大，因此，加入此类添加剂制成的薄膜，熔点（抗高温性）与拉伸性都得到提高。工程类添加剂，如PMMA，此类添加剂也有拉伸性大的优点，且加入此类的添加剂制成的薄膜的透光率更高。

功能添加剂的用量以及添加剂与添加剂之间的比例必须做到精准，而这个就有相当的难度。添加剂用量过多，则制成的薄膜会丧失部分原有的性能（被添加剂的性能掩盖），添加量过少则起不到强化性能的作用。而且，不同添加剂之间的比例调配不当，会产生添加剂与添加剂之间，添加剂与原料之间的多重排异问题。因此，功能添加剂的添加具有相当的难度。

本发明选择熔融指数和熔点与ETFE接近的添加剂，加入ETFE原料中，混合、熔融在一起，制成薄膜，使添加剂自身的性能能融入制成的薄膜中。

本发明还提供了一种上述的ETFE薄膜的制备方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，将ETFE原料与功能添加剂按比例加入，搅拌均匀，混料；

步骤2，将上述混料进行造粒，制成颗粒；

步骤3，将上述颗粒投入薄膜制造设备中，通过高温融化，流延挤出成规定厚度的薄膜，经过检测、冷却、复卷及再检测步骤，制成最终薄膜产品。

上述的ETFE薄膜的制备方法，其中，所述步骤3包含：

步骤3.1将上述颗粒加入到螺杆挤出机，加热至170-235℃，熔融挤出，通过平坦模具成型薄膜；

步骤3.2，通过冷却滚筒在90~120℃冷却成型的薄膜，真空干燥；

步骤3.3，检测、冷却、复卷及再检测步骤，制成最终ETFE薄膜产品。

上述的ETFE薄膜的制备方法，其中，在所述的步骤3.2之后且在所述的步骤3.3之前还有如下步骤：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。

生产各环节的完美把握困难大。只有原料优质、加工环境、加工技术、添加剂适量等因素都能高素质的配合，才能生产出性能高，质量好的ETFE薄膜。

本发明还提供了一种上述的ETFE薄膜的用途，比重低的薄膜轻薄，比重高的薄膜厚实坚韧，轻薄的ETFE薄膜可用作医药包装，厚实的ETFE薄膜能用于需要材料牢固、稳定的领域，如航天等。熔点高的ETFE薄膜，耐热性更好，在高温下依然能发挥作用。而能源类的应用一般都需要材料具有高温下的稳定性，如太阳能背板、前板上的运用等。抗拉伸性越强的ETFE薄膜，在拉扯变形的过程中，能拉的越长越薄而不断，且更容易变形，从而与其他形状的材料的贴合度更高。在LED离型的过程中，需要高抗拉伸性的膜用于吸附、填充。

本发明制备的ETFE薄膜具有优异的拉伸性、不粘性、吸附性、无毒性和隔热性，均达到甚至超过行业的一般指标，能用于LED离型封装、半导体离型、柔性太阳能电池封装、电子离型膜、医疗包装及农业薄膜等领域，具有非常大的应用前景。

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：

ETFE 100份；

PFA 0.1 份；

其中，ETFE的熔融指数为7。

步骤1，向高混机中加入上述ETFE，PFA，充分混合；

步骤2，将上述混料进行造粒，制成颗粒；

步骤3，将上述颗粒加入到螺杆挤出机，加热至170-235℃，熔融挤出，通过平坦模具成型薄膜；

步骤4，通过冷却滚筒在90~120℃冷却成型的薄膜，真空干燥；

步骤5，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 (对灰尘要求不高的情况，可以不进行步骤5) ；

步骤6，切边，收卷得到所述的ETFE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：

ETFE 100份；

PVDF 7份；

其中，ETFE的熔融指数为10。

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，可用作太阳能背板膜。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：

ETFE 100份；

PFA 10 份；

PMMA 10 份；

其中，ETFE的熔融指数为15。

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：

ETFE 100份；

PFA 10 份；

PVDF 10 份；

PMMA 10 份；

其中，ETFE的熔融指数为30。

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，可用作太阳能背板膜。该薄膜制品的性能测定结果见表一。

实施例5

以下原料按重量份数计：

ETFE 100份；

PMMA 10 份；

其中，ETFE的熔融指数为20。

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1~5所得的薄膜制品的基本性能

项目	单位	行业一般指标	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
								比重	/	1.75	1.72	1.74	1.73	1.72	1.73
薄膜熔点	℃	260±10	300	290	270	260	280
								抗拉伸强度	MPa	＞39.2	39.2	45.3	50.15	60.75	55.8
抗拉伸展率	%	200-510	200	280	520	600	410
								抗撕裂强度	N/mm	140-250	140	180	260	300	280
断裂伸长率	%	＞200	374.84	389.6	403.25	430.9	419.62

由上表可知，本发明制备的ETFE薄膜具有优异的拉伸性、不粘性、吸附性、无毒性和隔热性，均达到甚至超过行业的一般指标，能用于LED离型封装、半导体离型、柔性太阳能电池封装、电子离型膜、医疗包装及农业薄膜等领域。

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 (5)

1.一种ETFE薄膜，其特征在于，该薄膜采用ETFE与功能添加剂制成，加工温度为170-235℃，其中，ETFE与功能添加剂的用量比例为按重量份数计1：0.1-30％，所述ETFE的熔融指数为7-30；所述的功能添加剂选择PFA、PVDF及PMMA的组合，该PFA、PVDF及PMMA的添加量均不超过ETFE原料按重量百分数计的10％。

2.一种根据权利要求1所述的ETFE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，将ETFE原料与功能添加剂按比例加入，搅拌均匀，混料；

步骤2，将上述混料进行造粒，制成颗粒；

步骤3，将上述颗粒投入薄膜制造设备中，通过高温融化，流延挤出成规定厚度的薄膜，经过检测、冷却、复卷及再检测步骤，制成最终薄膜产品。

3.如权利要求2所述的ETFE薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3包含：

步骤3.1将上述颗粒加入到螺杆挤出机，加热至170-235℃，熔融挤出，通过平坦模具成型薄膜；

步骤3.2，通过冷却滚筒在90～120℃冷却成型的薄膜，真空干燥；

步骤3.3，检测、冷却、复卷及再检测步骤，制成最终ETFE薄膜产品。

4.如权利要求3所述的ETFE薄膜的制备方法，其特征在于，在所述的步骤3.2之后且在所述的步骤3.3之前还有如下步骤：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。

5.一种权利要求1所述的ETFE薄膜的用途，其特征在于，该ETFE薄膜能用于LED离型封装、半导体离型、柔性太阳能电池封装、电子离型膜、医疗包装及农业薄膜。