CN105365318B

CN105365318B - Ptfe多层复合膜及制备方法

Info

Publication number: CN105365318B
Application number: CN201410438700.9A
Authority: CN
Inventors: 申旭全; 李慧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2018-03-13
Anticipated expiration: 2034-08-29
Also published as: CN105365318A

Abstract

本发明公开了一种PTFE多层复合膜，包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，第一薄膜层的材料为FEP或PFA，第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE。与传统的双面PTFE多层复合膜相比，本发明的PTFE多层复合膜将FEP与PTFE复合或者将PFA与PTFE复合，而FEP或PFA均为透明性较强的材料，因此能够增加PTFE多层复合膜的透光率。另外，本发明还公开了这种PTFE多层复合膜的制备方法。

Description

PTFE多层复合膜及制备方法

技术领域

本发明涉及多层复合膜的制备领域，特别是涉及一种PTFE多层复合膜及其制备方法。

背景技术

含氟聚合物薄膜由于具有耐化学性、介电性能、电气绝缘、耐高温、可焊性、防潮性、透明和机械强度等性能上的优势，被广泛应用于各种领域。其中，PTFE(Polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)，俗称“塑料王”，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。

在玻纤布或者芳纶等耐高温纤维制品的两面复合上含氟聚合物材料是最新发展起来的一种多层复合膜，被广泛应用作建筑用膜材料。传统的双面PTFE多层复合膜是将玻纤布或者芳纶等耐高温纤维制品作为补强材料，通过高温高压将PTFE车削膜与玻纤布或者芳纶等耐高温纤维制品复合，可以将PTFE的耐腐蚀和密闭性与玻纤布的强度结合，因此双面PTFE多层复合膜被广泛应用于化工、电力、石化、水泥、钢厂以及垃圾焚烧等设备的金属管道的软连接(亦称非金属膨胀节)。

然而，由于PTFE呈乳白色，属于半透明材料，因此传统的双面PTFE多层复合膜的透光率较低，不利于应用。

发明内容

基于此，有必要针对传统的双面PTFE多层复合膜的透光率较低的问题，提供一种透光率较高的PTFE多层复合膜。

一种PTFE多层复合膜，所述PTFE多层复合膜包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，所述第一薄膜层的材料为FEP或PFA，所述第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE。

在其中一个实施例中，所述增强层的材料为玻璃纤维增强网格布、碳纤维、凯夫拉或金属纤维织物。

在其中一个实施例中，所述PTFE多层复合膜还包括位于所述增强层和所述第二薄膜层之间的第三薄膜层，所述第三薄膜层的材料为FEP或PFA。

在其中一个实施例中，所述改性PTFE包括含量为0.5％～20％的FEP或PFA。

在其中一个实施例中，所述PTFE多层复合膜的厚度为0.2mm～2.4mm，所述第一薄膜层与所述第二薄膜层的厚度均为0.08mm～0.12mm，所述增强层的厚度为0.08mm～2mm。

此外，还提供一种PTFE多层复合膜的制备方法，包括如下步骤：

在增强层的两个表面分别涂覆第一乳液和第二乳液，得到经过表面处理后的增强层，所述第一乳液为FEP乳液或PFA乳液，所述第二乳液为PTFE乳液；

将保护层、第一薄膜层、所述经过表面处理后的增强层和第二薄膜层依次叠加并进行压合，维持压力0.3MPa～1.0MPa，维持生产速度0.3m/min～1.5m/min，以及维持所述第二薄膜层一侧的温度370℃～385℃，得到压合后的PTFE多层复合膜；

将所述压合后的PTFE多层复合膜冷却，得到冷却后的PTFE多层复合膜；

将位于所述冷却后的PTFE多层复合膜表面的所述保护层剥离，得到PTFE多层复合膜，所述PTFE多层复合膜包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，所述第一薄膜层的材料为FEP或PFA，所述第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE。

在其中一个实施例中，将保护层、第一薄膜层、所述经过表面处理后的增强层和第二薄膜层依次叠加并进行压合的操作中，所述步骤还包括在所述增强层和所述第二薄膜层之间复合第三薄膜层，所述第三薄膜层的材料为FEP或PFA。

在其中一个实施例中，所述保护层的材料为硅橡胶、氟硅橡胶或聚酰亚胺。

在其中一个实施例中，将保护层、第一薄膜层、所述经过表面处理后的增强层和第二薄膜层依次叠加并进行压合的操作中，维持所述生产速度0.5m/min～0.7m/min。

上述PTFE多层复合膜包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，第一薄膜层的材料为FEP或PFA，第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE。与传统的双面PTFE多层复合膜相比，本发明的PTFE多层复合膜将FEP与PTFE复合或者将PFA与PTFE复合，而FEP或PFA均为透明性较强的材料，因此能够增加PTFE多层复合膜的透光率。

此外，由于PTFE是一种稳定性能和不沾性能极佳的材料，PTFE与PTFE之间的焊接必须要使用FEP或者是PFA作为焊接材料，本产品通过PTFE(A面)与FEP或PFA(B面)的组合，可在膜片材料的焊接加工中，直接用产品的A面与B面或者是B面与B面直接搭接及焊接，省去了辅助的焊接材料，从而节约成本，缩短时间。

附图说明

图1为一实施方式的PTFE多层复合膜的结构示意图；

图2为一实施方式的PTFE多层复合膜的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的PTFE多层复合膜，包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，第一薄膜层的材料为FEP(Hexafluoropropene-tetrafluoroethylene copolymer，四氟乙烯与六氟乙烯共聚物)或PFA(Polyfluoroalkoxy，四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)，第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE。

改性PTFE包括含量为0.5％～20％的FEP或PFA。

增强层的材料为玻璃纤维增强网格布、碳纤维、凯夫拉或金属纤维织物。

PTFE多层复合膜还包括位于增强层和第二薄膜层之间的第三薄膜层，如图1所示，PTFE多层复合膜100包括依次层叠的第一薄膜层110、增强层120、第三薄膜层130和第二薄膜层140。需要说明的是，PTFE多层复合膜也可以不设置第三薄膜层。

第三薄膜层的材料为FEP或PFA。

PTFE多层复合膜的厚度为0.2mm～2.4mm。

第一薄膜层与第二薄膜层的厚度均为0.05mm～0.2mm，增强层的厚度为0.08mm～2mm。

如图2所示的一实施方式的PTFE多层复合膜的制备方法，包括如下步骤：

S10、在增强层的两个表面分别涂覆第一乳液和第二乳液，得到经过表面处理后的增强层，第一乳液为FEP乳液或PFA乳液，第二乳液为PTFE乳液。

PTFE乳液是一种含聚四氟乙烯的高分子化学材料，它广泛应用于包装、电子电气、化工能源和耐腐蚀材料领域。

S20、将保护层、第一薄膜层、经过表面处理后的增强层和第二薄膜层依次叠加并进行压合，维持压力0.3MPa～1.0MPa，维持生产速度0.3m/min～1.5m/min，以及维持第二薄膜层一侧的温度370℃～385℃，得到压合后的PTFE多层复合膜。

将保护层、第一薄膜层、经过表面处理后的增强层和第二薄膜层依次叠加并进行压合的操作中，步骤还包括在增强层和第二薄膜层之间复合第三薄膜层，第三薄膜层的材料为FEP或PFA。

保护层的材料为硅橡胶、氟硅橡胶或聚酰亚胺。硅橡胶、氟硅橡胶或聚酰亚胺作为保护层有如下两个作用：

第一，硅橡胶、氟硅橡胶或聚酰亚胺的熔点高于制备PTFE多层复合膜过程中的温度，可以将第一乳液表面的热量传导到保护层上，防止第一乳液表面的热量聚集导致温度过高而被破坏。

第二，硅橡胶、氟硅橡胶或聚酰亚胺均不会与FEP或PFA发生粘连，由于保护层的作用，熔融的FEP或PFA经过冷却之后还能维持原来的状态。

PTFE多层复合膜的厚度可以通过调节生产速度来控制。当生产速度较大时，PTFE多层复合膜的厚度较小，反之则较大。

在一较优的实施方式中，生产速度为0.5m/min～0.7m/min。生产速度在该范围内时，得到的PTFE多层复合膜厚度适中，第一薄膜层和第二薄膜层的强度都较好，能够将FEP或PFA的透明性与PTFE的熔点较高的特点相结合，不仅增加了PTFE多层复合膜的透光率，而且在搭接及焊接时不容易被熔穿。

此外，控制温度过程中只维持第二薄膜层一侧的温度370℃～385℃，即对第二薄膜层进行单面加热。热量通过第二薄膜层向增强层、第一薄膜层以及保护层传导，因此温度逐渐降低。同时控制压力及生产速度，可以使第一薄膜层的温度保持在210℃～240℃。

综上，将经过表面处理后的增强层进行压合的过程中需要严格控制温度、压力及生产速度，使PTFE能够完全热熔，同时FEP或PFA虽然热熔但又不会因为温度过高而被破坏。

S30、将压合后的PTFE多层复合膜冷却，得到冷却后的PTFE多层复合膜。

冷却方式可以采用水冷或者风冷。即将压合后的PTFE多层复合膜通过水冷辊或空冷辊带走压合后的PTFE多层复合膜表面及内部的温度。

S40、将位于冷却后的PTFE多层复合膜表面的保护层剥离，得到PTFE多层复合膜，PTFE多层复合膜包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，第一薄膜层的材料为FEP或PFA，第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE。

PTFE多层复合膜的厚度为0.2mm～2.4mm。

这种PTFE多层复合膜的制备方法制得的PTFE多层复合膜包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，第一薄膜层的材料为FEP或PFA，第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE。与传统的双面PTFE多层复合膜相比，本发明的PTFE多层复合膜将FEP与PTFE复合或者将PFA与PTFE复合，而FEP或PFA均为透明性较强的材料，因此能够增加PTFE多层复合膜的透光率。

下面为具体实施例：

以下实施例中所用的仪器包括：辊式热压复合机。

以下实施例中所用的原料包括：FEP乳液，生产厂家为浙江巨化股份有限公司；PFA乳液，生产厂家为浙江巨化股份有限公司；PTFE乳液，批号为JF-4DCD，生产厂家为浙江巨化股份有限公司。

实施例1

以玻璃纤维增强网格布为骨架，作为增强层，在增强层的两个表面分别涂覆FEP乳液和PTFE乳液，得到经过表面处理后的增强层。

将硅橡胶、FEP薄膜、经过表面处理后的增强层和PTFE薄膜依次叠加并进行压合，维持压力0.3MPa，维持生产速度0.5m/min，以及维持PTFE薄膜一侧的温度370℃，得到压合后的PTFE多层复合膜。

将压合后的PTFE多层复合膜通过水冷辊进行冷却，得到冷却后的PTFE多层复合膜。

将位于冷却后的PTFE多层复合膜表面的硅橡胶剥离，得到PTFE多层复合膜。PTFE多层复合膜包括依次层叠的FEP、增强层和PTFE。

将得到的PTFE多层复合膜进行SGS性能测试，得到的测试数据如表1所示。

表1实施例一的PTFE多层复合膜的SGS性能测试结果

实施例2

将氟硅橡胶、FEP薄膜、经过表面处理后的增强层和PTFE薄膜依次叠加并进行压合，维持压力0.8MPa，维持生产速度0.7m/min，以及维持PTFE薄膜一侧的温度380℃，得到压合后的PTFE多层复合膜。

将位于冷却后的PTFE多层复合膜表面的氟硅橡胶剥离，得到PTFE多层复合膜。PTFE多层复合膜包括依次层叠的FEP、增强层和PTFE。

将得到的PTFE多层复合膜进行SGS性能测试，得到的测试数据如表2所示。

表2实施例二的PTFE多层复合膜的SGS性能测试结果

实施例3

将聚酰亚胺、FEP薄膜、经过表面处理后的增强层和PTFE薄膜依次叠加并进行压合，维持压力1.0MPa，维持生产速度0.3m/min，以及维持PTFE薄膜一侧的温度375℃，得到压合后的PTFE多层复合膜。

将位于冷却后的PTFE多层复合膜表面的聚酰亚胺剥离，得到PTFE多层复合膜。PTFE多层复合膜包括依次层叠的FEP、增强层和PTFE。

将得到的PTFE多层复合膜进行性能测试，得到的测试数据如表3所示。

表3实施例三的PTFE多层复合膜的性能测试结果

测试项目	测试方法	结果
			透光率	ISO13468-1:1996	36.4％
厚度	-	1.1mm

实施例4

将聚酰亚胺、FEP薄膜、经过表面处理后的增强层和PTFE薄膜依次叠加并进行压合，维持压力0.8MPa，维持生产速度0.7m/min，以及维持PTFE薄膜一侧的温度380℃，得到压合后的PTFE多层复合膜。

将得到的PTFE多层复合膜进行性能测试，得到的测试数据如表4所示。

表4实施例四的PTFE多层复合膜的性能测试结果

实施例5

以碳纤维为骨架，作为增强层，在增强层的两个表面分别涂覆PFA乳液和PTFE乳液，得到经过表面处理后的增强层。

将氟硅橡胶、FEP薄膜、经过表面处理后的增强层和PTFE薄膜依次叠加并进行压合，维持压力0.5MPa，维持生产速度0.8m/min，以及维持PTFE薄膜一侧的温度385℃，得到压合后的PTFE多层复合膜。

将压合后的PTFE多层复合膜通过风冷辊进行冷却，得到冷却后的PTFE多层复合膜。

将位于冷却后的PTFE多层复合膜表面的氟硅橡胶剥离，得到PTFE多层复合膜。冷却后的PTFE多层复合膜包括依次层叠的PFA薄膜、增强层和PTFE薄膜。FEP薄膜层的厚度为0.12mm。增强层的厚度为0.8mm。PTFE薄膜层的厚度为1.12mm。

传统的厚度为1mm左右的多层复合膜的透光率为10％左右，如中兴化成工业株式会社生产的FGT-1000的透光率为(10±3)％。本申请的实施例的PTFE多层复合膜的透光率为30％～60％，由此可见，与传统的多层复合膜相比，本发明的PTFE多层复合膜将FEP与PTFE复合或者将PFA与PTFE复合，能够将FEP或PFA的透明性与PTFE的熔点较高的特点相结合，不仅增加了PTFE多层复合膜的透光率，而且在搭接及焊接时不容易被熔穿。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种PTFE多层复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将保护层、第一薄膜层、所述经过表面处理后的增强层和第二薄膜层依次叠加并进行压合，维持压力0.3MPa～1.0MPa，维持生产速度0.5m/min～0.7m/min，以及对所述第二薄膜层进行单面加热，并维持所述第二薄膜层一侧的温度370℃～385℃，同时维持所述第一薄膜层的温度210℃～240℃，得到压合后的PTFE多层复合膜；

将位于所述冷却后的PTFE多层复合膜表面的所述保护层剥离，得到PTFE多层复合膜，所述PTFE多层复合膜包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，所述第一薄膜层的材料为FEP或PFA，所述第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE；

其中，所述保护层的材料为硅橡胶、氟硅橡胶或聚酰亚胺。

2.根据权利要求1所述的PTFE多层复合膜的制备方法，其特征在于，将保护层、第一薄膜层、所述经过表面处理后的增强层和第二薄膜层依次叠加并进行压合的操作中，所述步骤还包括在所述增强层和所述第二薄膜层之间复合第三薄膜层，所述第三薄膜层的材料为FEP或PFA。

3.根据权利要求1所述的PTFE多层复合膜的制备方法，其特征在于，所述改性PTFE包括含量为0.5％～20％的FEP或PFA。

4.一种采用如权利要求1所述的PTFE多层复合膜的制备方法制备得到的PTFE多层复合膜，其特征在于，所述PTFE多层复合膜包括依次层叠的第一薄膜层、增强层和第二薄膜层，所述第一薄膜层的材料为FEP或PFA，所述第二薄膜层的材料为PTFE或改性PTFE。

5.根据权利要求4所述的PTFE多层复合膜，其特征在于，所述增强层的材料为玻璃纤维增强网格布、碳纤维、凯夫拉或金属纤维织物。

6.根据权利要求4所述的PTFE多层复合膜，其特征在于，所述PTFE多层复合膜还包括位于所述增强层和所述第二薄膜层之间的第三薄膜层，所述第三薄膜层的材料为FEP或PFA。

7.根据权利要求4所述的PTFE多层复合膜，其特征在于，所述改性PTFE包括含量为0.5％～20％的FEP或PFA。

8.根据权利要求4所述的PTFE多层复合膜，其特征在于，所述PTFE多层复合膜的厚度为0.2mm～2.4mm，所述第一薄膜层与所述第二薄膜层的厚度均为0.05mm～0.2mm，所述增强层的厚度为0.08mm～2mm。