CN106279734A - 聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料加工，具体涉及一种聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用。本发明一种聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺，包括以下步骤：先用酒精将加工模具擦净，而后用硅树脂与稀释剂以体积比20～40：60～80配比组成的胶液涂覆型面，并经240～290℃温度烘烤，保温1.5～3小时，使膜层充分固化。本发明的方法能有效地解决现有聚三氟氯乙烯加工过程中难以脱模的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料加工，具体涉及一种聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用。
背景技术
聚三氟氯乙烯(PCTFE)是最早研究开发并生产的热塑性氟塑料，其分子量在10万～20万，制品密度2.12～2.18g/cm3。分子结构中的氟原子使聚合物具有化学惰性，一定的耐温性，不吸湿性和不透气性。分子结构的氯原子存在，使聚合物具有良好的加工流动性，透明性及硬度特性。聚三氟氯乙烯制品不仅具备氟树脂防腐性，同时具有最佳的耐低温性，即使长期处于-200℃十分恶劣低温环境中，仍能具有材料特性所具备的机械强度，是非金属材料中最耐寒的品种之一。被广泛使用于液氧、液氮液体输送管路中的阀门密封和航天、航空、航海等军工尖端领域低温密封场合，是一种不易多得的低温密封制品。
早在上世纪六、七十年代，工业发达且技术先进的西方国家，就开始对聚三氟氯乙烯制品进行开发应用，但聚三氟氯乙烯原料制成制品的加工过程中，非常容易分解和成品开裂，并且还存在脱模难的问题，因为聚三氟氯乙烯与聚四氟乙烯不同，受热可熔融流动，即使在熔融状态，其黏度仍很大(500000～5000000Pa/s),熔体流动性小，并且成型温度难以掌握。因而模压成型过程中，一直无法解决经常出现的制品因分子结晶应力与冷却不匀的热应力开裂以及难以脱模等技术瓶颈与工艺难题，因此，难以将聚三氟氯乙烯模压成型为高质量的板、棒或管材，大大制约了聚三氟氯乙烯的应用。
发明内容
本发明的目的是解决现有聚三氟氯乙烯加工工艺中难以脱模的问题。本发明解决上述问题的方案是，一种聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺，包括以下步骤：先用酒精将加工模具擦净，而后用硅树脂与稀释剂以体积比20～40：60～80配比组成的胶液涂覆型面，并经240～290℃温度烘烤，保温1.5～3小时，使膜层充分固化。
聚三氟氯乙烯(PCTFE)在加过程中，PCTFE材料热熔融时粘附力较强，定型后脱模难度大(粘模)，经研究发现，采用上述方法，当膜层固化后，形成一层透明的硅树脂薄膜，很好地解决脱模难的问题。
对模具进行预处理中，硅树脂与稀释剂优选以体积比为28～35：65～72混合，更佳硅树脂与稀释剂优选以体积比为30：70混合。在该比例下，能够迅速成膜，并且更容易脱除，前者能使工艺时间减少8～10分钟，而最优比例时，能使工艺时间减少10～15分钟，并且脱除更干净，缩少了将模具重新擦洗干净的时间。
对模具进行预处理中，烘烤温度优选为260～270℃。该温度下，成膜质量更稳定，并且没有起泡的现象。
对模具进行预处理中，保温时间优选为2小时。
更进一步地，所述稀释剂优选甲苯。采用甲苯做为稀释剂，可以达到低成本化。
本发明还提供所述聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺的应用，包括如下步骤：
(1)对加工模具进行预处理：先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与稀释剂以体积比20～40：60～80配比组成的胶液涂覆型面，并经240～290℃温度烘烤，保温1.5～3小时，使膜层充分固化；
(2)将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(3)加热；
(4)成型；
(5)降温，脱模。
在上述方案的基础上，所述步骤(3)优选加热至240～280℃。经研究发现，该温度下可以保持聚三氟氯乙烯最少的分解率，同时成型后的成品没有开裂现象。
在上述方案的基础上，所述步骤(3)依据产品厚度保持该温度的时间优选为6～14min/mm。
在上述方案的基础上，所述步骤(4)成型过程中保持单位成型压力在30～36MPa/cm2。经研究发现，采用该压力，可以克服分子取向而产生的结晶与结晶应力，从而避免制品开裂。
所述步骤(5)降温为将温度降至60℃～80℃。
本发明通过在成型前对模具进行了预处理，达到了容易脱模的效果，具有十分广阔的工业应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以助于更好地理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)准备型模，然后先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与甲苯以体积比30：70配比组成的胶液涂覆型面，并经265℃温度烘烤，保持该温度2小时，使膜层充分固化；
(2)将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(3)将聚三氟氯乙烯加热至280℃，保持该温度下6min/mm；
(4)成型，保持单位成型压力在35MPa/cm2；
(5)将温度降至70℃，脱模。
实施例2
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)根据要加工的制品形状准备模具，先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与甲苯以体积比35：65配比组成的胶液涂覆型面，并经280℃温度烘烤，保温1.5小时，使膜层充分固化。
(2)将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(3)加热至280℃，保持该温度下7min/mm；
(4)成型，保持单位成型压力在33MPa/cm2；
(5)将温度降至80℃，脱模。
实施例3
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)按加工形状准备相应的型模，先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与甲苯以体积比40：60配比组成的胶液涂覆型面，并经255℃温度烘烤，保温3小时，使膜层充分固化，然后将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(2)加热至280℃，保持该温度下8min/mm；
(3)成型，保持单位成型压力在30MPa/cm2；
(4)将温度降至65℃，脱模。
实施例4
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)按加工形状准备相应型模，先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与二甲苯以体积比25：75配比组成的胶液涂覆型面，并经240℃温度烘烤，保温3小时，使膜层充分固化，然后将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(2)加热至270℃，保持该温度下8min/mm；
(3)成型，保持单位成型压力在36MPa/cm2；
(4)将温度降至60℃，脱模。
实施例5
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)准备成型模具，然后先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与丙酮以体积比20：80配比组成的胶液涂覆型面，并经240℃温度烘烤，保温3小时，使膜层充分固化，然后将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(2)加热至270℃，保持该温度下9min/mm；
(3)成型，保持单位成型压力在33MPa/cm2；
(4)将温度降至80℃，脱模。
实施例6
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)对成型模具进行预处理：先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与正丁醇以体积比33：67配比组成的胶液涂覆型面，并经260℃温度烘烤，保温2.5小时，使膜层充分固化，然后将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(2)加热至270℃，保持该温度下10min/mm；
(3)成型，保持单位成型压力在30MPa/cm2；
(4)将温度降至72℃，脱模。
实施例7
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)对成型模具进行预处理：先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与正丁醇以体积比36：64配比组成的胶液涂覆型面，并经245℃温度烘烤，保温2.5小时，使膜层充分固化，然后将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(2)加热至240℃，保持该温度下10min/mm；
(3)成型，保持单位成型压力在33MPa/cm2；
(4)将温度降至80℃，脱模。
实施例8
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)对成型模具进行预处理：先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与甲苯以体积比30：70配比组成的胶液涂覆型面，并经267℃温度烘烤，保温2.5小时，使膜层充分固化，然后将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(2)加热至240℃，保持该温度下12min/mm；
(3)成型，保持单位成型压力在33MPa/cm2；
(4)将温度降至63℃，脱模。
实施例9
聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺及其应用，步骤如下：
(1)对成型模具进行预处理：先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与甲苯以体积比30：70配比组成的胶液涂覆型面，并经270℃温度烘烤，保温2.5小时，使膜层充分固化，然后将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(2)加热至240℃，保持该温度下14min/mm；
(3)成型，保持单位成型压力在30MPa/cm2；
(4)将温度降至70℃，脱模。
实施例1～9所成型的产品经检测，都塑化均匀，将制品经物理加工切削都不开裂，同时在制备过程中可以很快脱模，大大缩短了脱模时间，提高了生产效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺，其特征是，包括以下步骤：先用酒精将加工模具擦净，而后用硅树脂与稀释剂以体积比20～40：60～80配比组成的胶液涂覆型面，并经240～290℃温度烘烤，保温1.5～3小时，使膜层充分固化。
2.根据权利要求1所述聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺，其特征是，所述稀释剂为甲苯。
3.根据权利要求1所述聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺，其特征是，硅树脂与稀释剂以体积比为28～35：65～72混合。
4.根据权利要求3所述聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺，其特征是，硅树脂与稀释剂以体积比为30：70混合。
5.根据权利要求1所述聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺，其特征是，在预处理过程中，烘烤温度为260～270℃。
6.根据权利要求1所述聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺，其特征是，在预处理过程中，预处理过程中，保温时间为2小时。
7.根据权利要求1至6任意一项权利要求所述聚三氟氯乙烯加工模具的预处理工艺的应用，其特征是，包括如下步骤：
(1)对加工模具进行预处理：先用酒精将模具擦净，而后用硅树脂与稀释剂以体积比20～40：60～80配比组成的胶液涂覆型面，并经240～290℃温度烘烤，保温1.5～3小时，使膜层充分固化；
(2)将聚三氟氯乙烯原料放入模具型腔；
(3)加热；
(4)成型；
(5)降温，脱模。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征是，所述步骤(3)加热为加热至240℃～280℃，并按产品厚度保持该温度下6～14min/mm。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征是，所述步骤(4)成型时，保持单位成型压力在30～36MPa/cm2。
10.根据权利要求7所的应用，其特征是，所述步骤(5)降温为将温度降至60℃～80℃。
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| 孙生钧: "聚三氟氯乙烯加工工艺的探讨", 《塑料科技》 * |
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