[发明专利]一种双向拉伸聚氟乙烯薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物加工技术领域，具体涉及双向拉伸聚氟乙烯薄膜制备方法。

背景技术

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—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℃，分解温度在220℃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匀得到浆料，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℃-145℃，拉伸辊温度选择130℃-135℃；横向拉伸比为3-3.5，横向拉伸温度比纵向拉伸温度高15℃-25℃，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℃-145℃以及纵向拉伸辊温度130℃-135℃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℃-25℃，即横向拉伸温度要为145℃-160℃，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。

发明内容

本发明的之目的在于提供一种加工温度低，薄膜均匀性好、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。

本发明的目的通过以下技术实现。

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，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，冷凝收集挥发组分；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。