[发明专利]大尺寸聚偏氟乙烯板材挤出成型方法及其挤出成型设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的制作方法及设备，具体说是涉及一种大尺寸聚偏氟乙烯（PVDF）挤出成型方法及其挤出成型设备，主要用于通过挤出成型方法连续制作大尺寸聚偏氟乙烯（PVDF）板材。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）是氟塑料材料中，目前除聚四氟乙烯外，用量最大的一种高分子材料。聚偏氟乙烯（PVDF）制品具有强度高、刚性好、耐磨耗、抗蠕变、耐老化、耐腐蚀等特性，是氟塑料材料中性能较全面的材料。目前国内已有聚偏氟乙烯（PVDF）的模压、挤出、注射制品，但都尚未形成规模生产，只能生产小规格的产品。如现有的聚偏氟乙烯（PVDF）挤出方法，主要是通过普通的高分子挤出设备来完成，可是普通的高分子挤出设备存在抗腐蚀能力不强，而聚偏氟乙烯（PVDF）在熔融时腐蚀较强，现有高分子挤出设备难以满足要求；此外，由于聚偏氟乙烯（PVDF）材料存在导热系数低的缺陷，往往制品在加工过程中冷却速度慢，对于厚度大的制品，如冷却不当，内外温差大，易产生热应力。同时，聚偏氟乙烯（PVDF）粘弹体强度高，而板材在生产过程中受到运行辊筒的拉伸与三辊的压延，制品中也易产生内应力，如果后处理工艺不当，极易造成制品内部缺陷或产品变形。这些因素都影响聚偏氟乙烯（PVDF）的连续作业生产，所以很难生产出聚偏氟乙烯（PVDF）材料的大板。

但是另一方面，国内光伏太阳能、半导体设备、化工、冶炼设备、水处理设备因其防腐问题又急需大尺寸（宽度大于1米）的聚偏氟乙烯（PVDF）板材。大尺寸的聚偏氟乙烯（PVDF）板材与普通制品相比，具有优异的性能和明显的优势，可广泛应用在化工行业中的电解槽板、泵、阀、管及垫圈、衬里、耐腐蚀涂层等，特别是适用于制作环境保护、净化水处理等防腐设备方面，是钢材无法替代的一种防腐材料；还可用于电子、电气工业中的电线电缆包复、电缆护套及机械工业中的齿轮、轴承等；也可用于传感器工业中制作压电、热电等敏感元器件。用途十分广泛，前景非常看好。

为此我公司开始实施年产300吨挤出聚偏氟乙烯(PVDF)板材生产线技术开发项目，其目的是想实现连续挤出不同厚度（1-20mm）且宽度大于1米的各种大规格PVDF板材，来满足用户的各种需求，填补市场空白。本项目系化工环保型产品，按照“两型社会”的要求，主要针对目前聚偏氟乙烯(PVDF)板材规格尺寸小、无法批量供货、且成本高等致命问题，运用挤出新工艺，以获得一种无毒耐高温耐腐蚀高性能的环保型高分子材料——大尺寸聚偏氟乙烯(PVDF)板材。本项目研究对象是实现连续、稳定挤出：长×宽：3000×1500mm，厚度：1-20mm系列规格PVDF板材的设备选型与设备配套、工艺技术、制品后处理等技术问题。

发明内容

本发明的目的在于实现大尺寸聚偏氟乙烯（PVDF）板材挤出成型制作，如连续挤出不同厚度（1-20mm）且宽度大于1米的各种大规格聚偏氟乙烯(PVDF)板材，来满足用户的各种需求，填补市场空白，提出一种大尺寸聚偏氟乙烯（PVDF）板材挤出成型方法及其挤出成型设备。

本发明的解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大尺寸聚偏氟乙烯（PVDF）板材挤出成型方法，包括以下步骤：

1）挤出机挤出塑化阶段：将适应板材挤出品级的聚偏氟乙烯(PVDF)原料经料斗送入挤出机的机筒内，通过螺杆对聚偏氟乙烯(PVDF)原料进行挤出加工；随着螺杆的旋转，被螺棱推动前进的原料受到很大挤压力；同时原料又受到机筒供热和螺杆的剪切作用，使得聚偏氟乙烯(PVDF)原料的物理状态，随之逐渐由玻璃态转变成高弹态，最后成为粘流态达到充分塑化，由于螺杆一直在稳定不停的旋转，则把塑化均匀的融体等压等量地挤入板材模具的模腔内；

2)板材模具成型阶段：将挤出机挤出的充分塑化的聚偏氟乙烯(PVDF)融体，经板材模具成型为板材坯料送入三辊设备中；

3）三辊压光阶段：将板材坯料导入压辊筒间定型、压光；

4）牵引冷却阶段：经三辊定型，压光的板材，经同步风冷装置冷却输入牵引滚筒中；在牵引力的作用下，实现锯边，按规格长度裁切成板材；

5）制品热处理阶段：为消除板材成型的过程中残留的内应力，提高制品物理机械性能。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（1）所述的挤出机螺杆为镍基合金制作的螺杆，其长径比为25～28：1，压缩比为2.5-3。