一种双向拉伸聚氟乙烯薄膜的制备方法技术

双向拉伸聚氟乙烯薄膜的制备方法，属于聚合物加工技术领域，制备方法是将聚氟乙烯树脂粉料与溶剂、增塑剂和填料混合均匀，得到粘度为1.0cpa~1.2cpa的配料，经过浆料泵定量输送到双螺杆挤出机漏斗，再经过双螺杆挤出机及模头铸片，铸片经冷毂冷却定型，随后经过纵向拉伸、横向拉伸、脱挥、定型、表面处理、切边得到双向拉伸聚氟乙烯薄膜。本发明专利技术制备方法降低了加工温度，提高了薄膜均匀性；通过填料或颜料的选择加入，改变薄膜颜色，扩大了薄膜应用领域，由双向拉伸工艺步骤改善薄膜力学性能，提高薄膜阻隔性；得到均匀性好、表面性能优异的薄膜产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚合物加工
，具体涉及双向拉伸聚氟乙烯薄膜制备方法。
技术介绍
聚氟乙烯(polyvinyl fluoride)是含氟聚合物同系物中最简单的代表，其组成中所含氟原子数最少，因此与其它含氟聚合物相比，其密度和生产成本最低。但与其它含氟聚合物一样，聚氟乙烯树脂具有特殊的耐化学腐蚀性，疏水性和耐磨性。特别是有卓越的耐老化性和不粘性。聚氟乙烯作为薄膜和涂料广泛用于建筑、装饰、电子电路、太阳能等领域。聚氟乙烯是以一CH2CHF—为结构单元的链状结晶性高分子。由于氟乙烯分子中有一个电负性很大的氟原子，结果形成偶极子，偶极子间的相互作用使得分子间的作用力增大。内聚力的增强削弱了 C-F和C-H间的键能，提高了聚氟乙烯的物理机械性能，同时也使聚氟乙烯的熔点升高，热分解温度下降，致使两者较为接近。聚氟乙烯融温度为195 210°C，分解温度在220°C附近，两者之间颇为接近，通常聚氟乙烯树脂在熔融过程中就伴随着分解。因此，聚氟乙烯树脂一般不能采用通常热塑性树脂的熔融加工方法。目前国外聚氟乙烯薄膜制备技术主要是美国杜邦公司浇铸法(casting)(美国药典USP: 2810702 ； 3110692)和浇铸双向拉伸法(美国药典USP: 2953818 ； 3139470)。浇铸法是将聚氟乙烯树脂和潜溶剂在一定温度下按一定比例搅拌混合均勻得到浆料，然后静置脱气泡(air bubbles)，将浆料加入到可以加热的有狭缝的料斗，然后在一定温度下将浆料从狭缝中挤入到油浴冷却池得到薄膜，从冷却池出来的薄膜表面带有冷却油和潜溶剂，再经过高温脱溶得到浇铸薄膜。浇铸双向拉伸法是先进行浇铸，再将没有经过脱溶的浇铸薄膜先后在一定温度下进行纵向和横向拉伸，再高温脱溶得到双向拉伸薄膜。国内《塑料工业》第34卷第8期作者周玉生对聚氟乙烯双向拉伸工艺进行共工艺小试的研究，其将混配好溶剂的PVF树脂经挤出机熔融塑化挤出，由冷却辊冷却制成膜片后，首先进入纵向拉伸机进经预热辊进行预热，在适当的辊温下，通过调节慢拉辊与快拉辊之间的速度差，以一定的拉伸比进行纵向拉伸，然后膜片进入横向拉伸机，导入两列闭合链夹轨道，通过调节幅宽来控制横拉比，调节电加热来控制各段温度，依次经过预热、横向拉伸，热定型、切边、收卷后最终得到双向拉伸聚氟乙烯薄膜，考虑PVF各个方向上力学均衡，认为PVF薄膜纵向拉伸比为2. 5-3，预热辊的温度选择140°C _145°C，拉伸辊温度选择 1300C _135°C;横向拉伸比为3-3. 5，横向拉伸温度比纵向拉伸温度高15°C _25°C，此文通过小试设定了工艺参数。但是实际生产中上述预热辊的温度140°C _145°C以及纵向拉伸辊温度130°C _135°C将导致拉伸过程中潜溶剂挥发过快，纵向拉伸后潜溶剂含量过低，不能保证后续的横向拉伸连续进行。另外，横向拉伸温度比纵向拉伸温度高15°C-25°C，即横向拉伸温度要为145°C -160°C，事实上纵向拉伸后薄膜中潜溶剂含量已很低，在此温度下再进行连续横向拉伸已不可能，更不用说拉伸到3-3. 5倍
技术实现思路
本专利技术的之目的在于提供一种加工温度低，薄膜均勻性好、薄膜应用领域广、薄膜表面性能优异的双向拉伸聚氟乙烯薄膜的制备方法。本专利技术的目的通过以下技术实现。，其特征在于该制备方法包括以下步骤(1)聚氟乙烯树脂、潜溶剂、增塑剂和填料按比例混合均勻，得到粘度为l.Ocpa 1. 2cpa的配料，所述聚氟乙烯树脂分子量> 1000000，分子量分布为1. Γ4. 0 ；潜溶剂为 T-丁内酯、N，N-二甲基甲酰胺或邻苯二甲酸二甲酯中的一种或几种，以重量份计，聚氟乙烯树脂为100份，潜溶剂为20 200份，增塑剂为Γ10份，填料为Γ30份；(2)配料经过浆料泵定量输送到双螺杆挤出机漏斗，再经过双螺杆挤出机及模头铸片， 铸片经冷毂冷却定型，所述冷毂温度为2(T90°C ；(3)来自步骤(2)的铸片在拉伸辊筒上进行纵向拉伸，拉伸温度在80°C 130°C范围， 纵向拉伸倍数控制在1、倍；(4)在横拉机上进行横向拉伸，所述拉伸温度在80°C 140°C范围，横向拉伸倍数控制在1、倍；(5)150°C 170°C负压抽排脱挥，冷凝收集挥发组分；控制在170°C 190°C温度范围进行定型，定型后的双向拉伸聚氟乙烯薄膜经过电晕处理，电晕后的薄膜经过分切得到成品薄膜。在加工过程中潜溶剂保持一定含量是加工顺利进行的前提条件，聚氟乙烯树脂、 潜溶剂、增塑剂、填料按比例混合均勻，得到具有一定粘度(1. Ocpa 1. 2cpa)的配料，可保证配料在双螺杆挤出机中顺利加工，粘度过低(潜溶剂过量)，螺杆打滑，不能顺利送料，粘度过高(潜溶剂量不足)，配料不能正常塑化铸片。本专利技术纵向拉伸工艺温度低于现有技术温度，避免潜溶剂大量脱除而造成后续横向拉伸段薄膜不能被拉伸或拉伸倍率过低或薄膜拉伸均勻性过低的情况。所述潜溶剂优选为T-丁内酯，T-丁内酯为聚氟乙烯树脂加工的理想潜潜溶剂， 保证聚氟乙烯树脂能成功加工成双向拉伸薄膜。N，N-二甲基甲酰胺(DMF)也可以作为聚氟乙烯树脂加工的理想潜溶剂； T-丁内酯与N，N-二甲基甲酰胺按1 ？的混合更能取得优异的薄膜。所述填料为钛白粉(Ti02)、碳酸钙(CaC03)、二氧化硅(SiO2)或碳黑(C)中的一种或几种的混合。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(D0P)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二庚酯(DHP)或邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)的一种或几种的混合ο本专利技术的原料中还可增加广30重量份的染料，改变薄膜颜色，扩大了薄膜应用领域。步骤(1)中较优先的配料为中以重量份计，聚氟乙烯树脂为100份，潜溶剂为 150 180份，增塑剂为5 — 8份，填料为10 20份。所述步骤(2)冷毂温度为30°C 40°C，优选为4040°C。所述步骤(3)拉伸温度在80°C 100°C范围，纵向拉伸倍数控制在4 8倍；纵向拉伸倍数优选为4倍。所述步骤(4)横向拉伸拉伸温度在100°C 130°C范围，横向拉伸倍数控制在5、 倍；横向拉伸倍数优选为4倍。相比现有技术聚氟乙烯薄膜加工，本专利技术采用潜溶剂、树脂以及其他填料在室温混合均勻，无须静置脱气泡，再经过双螺杆挤出机铸片，经过冷毂冷却得到厚片，无须经过油浴或水浴冷却，既可进行拉伸工艺以及定型、电晕处理、收卷等后序工艺，本专利技术克服了现有技术操作复杂性，操作简单，在低温下拉伸其拉伸倍数和速度操控弹性大，薄膜军均勻性好，破膜率降低。其有益效果主要在于(1)本专利技术制备方法中聚氟乙烯薄膜加工温度降低，减缓潜溶剂挥发速度，潜溶剂在薄膜中一定含量是保证薄膜加工顺利进行的前提。另外，潜溶剂一定含量的存在提高了薄膜均勻性，薄膜厚薄均勻性从士 10%降低到士5%。(2)通过脱挥、定型工艺，彻底脱除回收薄膜中潜溶剂，降低污染，潜溶剂回收再利用，成本降低，且提高薄膜尺寸热稳定性。(3)通过颜料的选择加入，改变薄膜颜色，扩大了薄膜应用领域。(4)通过表面处理，改善薄膜表面性能，处理后表面能大于50达因，并提高了薄膜与其他材料的粘结效果。具体实施例方式下面结合具体实施例来对本专利技术进行进一步说明，但并本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种双向拉伸聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：（１）聚氟乙烯树脂、潜溶剂、增塑剂和填料按比例在室温下混合均匀，得到粘度为１．０ｃｐａ　～１．２ｃｐａ的配料，所述聚氟乙烯树脂分子量≥１００００００，分子量分布为１．１～４．０；潜溶剂为Υ－丁内酯、Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺或邻苯二甲酸二甲酯中的一种或几种；以重量份计，聚氟乙烯树脂为１００份，潜溶剂为２０～２００份，增塑剂为１～１０份，填料为１～３０份。（２）配料经过浆料泵定量输送到双螺杆挤出机漏斗，经双螺杆挤出机及模头铸片，铸片经冷毂冷却定型，所述冷毂温度为２０～９０℃。（３）来自步骤（２）的铸片在拉伸辊筒上进行纵向拉伸，拉伸温度在８０℃～１３０℃范围，纵向拉伸倍数控制在１～８倍；（４）在横拉机上进行横向拉伸，所述拉伸温度在８０℃～１４０℃范围，横向拉伸倍数控制在１～８倍；（５）１５０℃～１７０℃负压抽排脱挥、冷凝，收集挥发组份；控制在１７０℃～１９０℃温度范围进行定型，定型后的双向拉伸聚氟乙烯薄膜经过电晕处理，电晕后的薄膜经过分切得到成品薄膜。

【技术特征摘要】
2010.09.03 CN 201010271885.01.一种双向拉伸聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤(1)聚氟乙烯树脂、潜溶剂、增塑剂和填料按比例在室温下混合均勻，得到粘度为 1. Ocpa 1. 2cpa的配料，所述聚氟乙烯树脂分子量彡1000000，分子量分布为1.广4. 0 ；潜溶剂为T-丁内酯、N，N-二甲基甲酰胺或邻苯二甲酸二甲酯中的一种或几种；以重量份计， 聚氟乙烯树脂为100份，潜溶剂为20 200份，增塑剂为广10份，填料为广30份。(2)配料经过浆料泵定量输送到双螺杆挤出机漏斗，经双螺杆挤出机及模头铸片，铸片经冷毂冷却定型，所述冷毂温度为2(T90°C。(3)来自步骤(2)的铸片在拉伸辊筒上进行纵向拉伸，拉伸温度在80°C 130°C范围， 纵向拉伸倍数控制在1、倍；(4)在横拉机上进行横向拉伸，所述拉伸温度在80°C 140°C范围，横向拉伸倍数控制在1、倍；(5)150°C 170°C负压抽排脱挥、冷凝，收集挥发组份；控制在170°C 190°C温度范围进行定型，定型后的双向拉伸聚氟乙烯薄膜经过电晕处理，电晕后的薄膜经过分切得到成品薄膜。2.如权利要求1所述双向拉伸聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于潜溶剂为T-丁内酯与N，N- 二甲基甲酰胺按1 :0. 1 10的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳中，张昱喆，陈伟，马培良，
申请(专利权)人：中化蓝天集团有限公司，浙江蓝天环保高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86