一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，包括以下步骤：将聚四氟乙烯材料放置在激光加工系统的位移平台上，并对其表面进行溶剂擦拭；根据聚四氟乙烯材料表面位置调整到激光加工系统激光焦点位置，并根据聚四氟乙烯材料的尺寸和加工区域设定好计算机程序；设定激光加工系统的工艺参数；向所加工区域添加除尘系统，吸取去除加工过程中产生的粉尘；开启激光加工系统，对聚四氟乙烯材料表面进行加工，使聚四氟乙烯材料的表面呈现纹理化结构。本发明专利技术能够在不损伤聚四氟乙烯性质的前提下，显著增强聚四氟乙烯材料表面的胶合性能，具有高效、绿色、环保的优势。势。势。

【技术实现步骤摘要】
一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法


[0001]本专利技术涉及激光加工及表面处理
，尤其涉及一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法。

技术介绍

[0002]聚四氟乙烯是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物，具有耐腐蚀性、耐高低温、自润滑、绝缘等优异性能，广泛应用于化工、石油、纺织、电子电气、医疗等领域。
[0003]然而，由于聚四氟乙烯的表面特性导致其与其它材料的胶合性能很差，胶结时的连接强度低。目前，提高聚四氟乙烯胶合性能的方法主要是通过化学处理和喷砂处理等。基于钠一萘处理液(钠和萘在四氢呋喃、乙二醇二甲醚等活性醚中溶解或络合而成)等表面化学改性方法可以提高聚四氟乙烯的胶合强度，但存在化学处理后的聚四氟乙烯材料表面表面明显变暗，长期暴露在光照下粘接性能会显著下降以及产生大量废液、环境污染严重等问题。喷砂处理时聚四氟乙烯表面粗糙度降低，但对于该种难胶合材料，胶合强度提升有限，且对于较薄的材料易产生变形等损伤。
[0004]因此，需要一种显著增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的无损、精密表面处理方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，该方法能够在不损伤聚四氟乙烯性质的前提下，显著增强聚四氟乙烯材料表面的胶合性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，包括以下步骤：
[0008]a、将聚四氟乙烯材料放置在激光加工系统的三轴位移平台上，并对其表面进行溶剂擦拭；聚四氟乙烯材料可选用聚四氟乙烯薄膜或者类似构件。
[0009]b、根据聚四氟乙烯材料的位置调整激光加工系统的激光焦点位置，并根据聚四氟乙烯材料的尺寸和加工区域设定好计算机程序；
[0010]c、设定激光加工系统的工艺参数；
[0011]d、向所加工区域添加除尘系统，吸取去除加工过程中产生的粉尘；
[0012]e、开启激光加工系统，对聚四氟乙烯材料表面进行加工，使聚四氟乙烯材料的表面呈现纹理化结构。
[0013]本专利技术的所述激光加工系统采用飞秒激光加工系统，吸尘系统为简易的负压发生器。
[0014]优选的，步骤a中，溶剂擦拭采用的溶剂为有机溶剂。具体可选用乙醇等有机溶剂，以去除材料表面油污等污染物。
[0015]优选的，步骤b中，所述激光加工系统的工艺参数为：激光的平均功率为3
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100w；光斑直径为20
‑
100μm；填充线间距为10
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120μm；扫描速率为10
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3000mm/s；扫描次数为1
‑
50次。采用上述参数通过飞秒激光在聚四氟乙烯薄膜上往复扫描，加工得到纹理化结构，实现胶合强化。
[0016]进一步优选的，步骤b中，所述激光加工系统的工艺参数为：：激光的平均功率5
‑
80w；光斑直径25
‑
60μm；填充线间距20
‑
80μm；扫描速率500
‑
2500mm/s；扫描次数3
‑
40次。
[0017]进一步优选的，步骤b中，所述激光加工系统的工艺参数为：激光的平均功率10
‑
60w；光斑直径25
‑
50μm；填充线间距30
‑
60μm；扫描速率1000
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2000mm/s；扫描次数5
‑
30次。
[0018]激光的填充方式可以选用网格填充、平行线填充、交叉填充等常规填充方式均可。优选的，填充方式为网格填充。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0020]1、针对低熔点、易损伤的聚四氟乙烯材料，本专利技术采用优化的飞秒激光加工系统和工艺进行加工，避免因热量的传递及累积导致薄膜表面损伤，实现聚四氟乙烯材料表面纹理的无损精密加工。
[0021]2、本专利技术结合三轴位移平台和除尘系统，在实现材料精密去除的同时，利用除尘系统回收聚四氟乙烯颗粒，实现绿色化表面处理。
[0022]3、本专利技术通过利用激光加工系统在聚四氟乙烯表面形成纹理化结构，提高材料表面粗糙度，使其与基体材料在胶合过程中形成榫卯结构，显著增强聚四氟乙烯与基体的连接胶合性能。
附图说明
[0023]图1为经过本专利技术实施例1激光处理后具有纹理化结构的聚四氟乙烯薄膜的表面宏观形貌图；
[0024]图2为经过本专利技术实施例1激光处理后具有纹理化结构的聚四氟乙烯薄膜的微观形貌图；
[0025]图3为不具有纹理化结构的聚四氟乙烯薄膜与经过本专利技术实施例1激光处理后具有纹理化结构的聚四氟乙烯薄膜的胶合性能对比图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0027]实施例1：
[0028]一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，包括以下步骤：
[0029]a、选取500mm*300mm*1mm的聚四氟乙烯薄膜放置于激光加工三轴位移平台上，采用酒精清洗表面油污等污染物；
[0030]b、基于薄膜表面调节激光焦距至焦点位置，第一选取加工区域为边缘直角区域，纹理化范围为100mm*100mm，并将加工范围及薄膜大小输入至计算机程序，程序自动计算加工路径，并进行选择。
[0031]c、设定激光加工系统的工艺参数为：激光的平均功率15w，光斑直径45μm，填充线间距60μm，扫描速率2000mm/s，扫描次数5次，填充方式为网格填充。
[0032]d、将负压发生器置于加工区域，并提前开启。
[0033]e、开启激光加工系统，当该加工区域完成后，计算机程序控制三轴位移平台移动至下一区域并再次进行激光加工。
[0034]图1和图2分别为经过激光加工在聚四氟乙烯表面形成纹理化结构的表面宏观及微观形貌图，从图中可看出，激光加工处理后加工区域产生网状微结构。通过710胶水将聚四氟乙烯薄膜与玻璃钢表面进行连接时，与表面不具有纹理化结构的聚四氟乙烯薄膜相比，具有纹理化结构的聚四氟乙烯薄膜的连接强度从1.5N/cm2提高至9N/cm2，结果图3所示。
[0035]实施例2：
[0036]一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，包括以下步骤：
[0037]a、选取800mm*200mm*1.5mm的聚四氟乙烯薄膜放置于激光加工三轴位移平台上，采用酒精清洗表面油污等污染物；
[0038]b、基于薄膜表面调节激光焦距至焦点位置，第一选取加工区域为边缘直角区域，纹理化范围为200mm*100mm，并将加工范围及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：a、将聚四氟乙烯材料放置在激光加工系统的位移平台上，并对其表面进行溶剂擦拭；b、根据聚四氟乙烯材料表面位置调整到激光加工系统的激光焦点位置，并根据聚四氟乙烯材料的尺寸和加工区域设定好计算机程序；c、设定激光加工系统的工艺参数；d、向所加工区域添加除尘系统，吸取去除加工过程中产生的粉尘；e、开启激光加工系统，对聚四氟乙烯材料表面进行加工，使聚四氟乙烯材料的表面呈现纹理化结构。2.根据权利要求1所述的激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，其特征在于：步骤a中，所述聚四氟乙烯材料为聚四氟乙烯薄膜。3.根据权利要求1所述的激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，其特征在于：步骤a中，所述激光加工系统为飞秒激光加工系统。4.根据权利要求1所述的激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，其特征在于：步骤a中，所述激光加工系统的位移平台为三轴位移平台。5.根据权利要求1所述的激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，其特征在于：步骤a中，所述溶剂擦拭采用的溶剂为有机溶剂。6.根据权利要求1所述的激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，其特征在于：步骤c中，所述激光加工系统的工艺参数为：激光的平均功率为3
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100w，光斑直径为20
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100μm，填充线间距为10
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【专利技术属性】
技术研发人员：管迎春，张赟，刘朝林，王泉杰，李兴，席桂荣，
申请(专利权)人：辉县市吉电新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：