CN111662476A - 一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，包括如下步骤：S1：将聚四氟乙烯的表面轧出单面直条纹；S2：将聚四氟乙烯清洗干净并烘干；S3：将聚四氟乙烯压平并在未轧出单面直条纹的一面贴上保护带，盘卷到塑料卷筒上；S4：量取工业无水四氢呋喃并放入反应罐中，再称取工业精萘并放入工业无水四氢呋喃中，对反应罐进行除氧操作；S5：称取金属钠加入到反应罐中，开启搅拌器不断地搅拌混合；S6：将聚四氟乙烯引入导引器中，使导引器牵出聚四氟乙烯；S7：洗刷掉聚四氟乙烯表面的粘附物；S8：取下保护带并烘干；S9：检验合格后包装。该处理工艺生产的产品能提高聚四氟乙烯的剪切粘结强度和剥离粘结强度，提高聚四氟乙烯的拉伸性能和抗撕裂性能。
Description
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯的处理工艺，尤其涉及一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法。
背景技术
聚四氟乙烯具有优异的耐化学介质、自润滑及介电性能，在化工防腐、电器绝缘、机械密封方面有着广泛的用途。聚四氟乙烯难于粘接，若要粘接，需先进行表面处理。对聚四氟乙烯表面处理的方法有很多，如钠化法、辐射接枝法和金属蒸镀法。其中钠化法不仅有效且十分实用，但是，钠化法目前仅是一种在实验室中应用的聚四氟乙烯表面处理方法。
随着国内工业技术的进步，可粘接聚四氟乙烯的需求量不断增加，而市面上缺少现有工艺用于聚四氟乙烯的的工业化的批量生产。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，设计了一套聚四氟乙烯的表面处理流程，提高聚四氟乙烯的表面性能，可用于聚四氟乙烯的批量生产。
本发明提出的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，包括下步骤：
S1：将聚四氟乙烯的表面轧出单面直条纹；
S2：将聚四氟乙烯清洗干净并烘干；
S3：将烘干后的聚四氟乙烯压平并在未轧出单面直条纹的一面贴上保护带，然后盘卷到塑料卷筒上；
S4：量取工业无水四氢呋喃并将其放入反应罐中，再称取工业精萘并放入工业无水四氢呋喃中，随后对反应罐进行除氧操作；
S5：称取金属钠，将其分为四次加入到反应罐中，在反应罐内部安装上搅拌器，开启搅拌器不断地搅拌混合；
S5：将搅拌器从反应罐上拆除，随后将聚四氟乙烯引入导引器中，并将导引器安装在反应罐中，开启导引器，导引器牵出聚四氟乙烯；
S6：将聚四氟乙烯牵引到水槽中，并用90℃的热水洗刷掉聚四氟乙烯表面的粘附物；
S7：取下保护带，并将聚四氟乙烯放入120℃的烘箱中进行烘干；
S8：对烘干后的聚四氟乙烯进行检验，检验合格后包装。
进一步地，所述步骤S1中的单面直条纹的条纹高为0.1至0.2mm，条纹宽为0.5mm，条纹间距0.5mm且条纹与聚四氟乙烯的最外侧边相互平行。这样做的目的是为了增加聚四氟乙烯的表面积，提高聚四氟乙烯的表面粗糙度。
进一步地，所述步骤S2中烘干采用的120℃远红外烘箱，烘干时间为1h。远红外烘箱中的远红外元件被加热后能辐射2至15微米以上远红外线，当远红外线被聚四氟乙烯吸收时可直接转变为热能，从而获得快速干燥之效果、达到缩短生产周期，节约能源、提高产品质量等目的。
进一步地，所述步骤S4中的反应罐为不锈钢反应罐，步骤S4中除氧操作采用的是向不锈钢反应罐中通入氩气。不锈钢反应罐有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、卫生、无环境污染和使用方便等特点，有利于钠化处理过程的顺利进行。
进一步地，所述向不锈钢反应罐中通入氩气时控制鼓泡速度每秒2至3个。鼓泡速度越大说明氩气逸出的速度越快，控制鼓泡速度的目的是为了使氩气能更好地驱赶不锈钢反应罐中的氧气。
进一步地，所述步骤S5中将金属钠分为四次加入到反应罐中，且每次间隔15min以上，将反应的温度控制在20℃至50℃。分次加入有利于金属钠与工业无水四氢呋喃充分反应，控制温度则防止金属钠反应释放的热量过大，影响聚四氟乙烯的表面处理工作。
进一步地，所述步骤S8中检验项目包括聚四氟乙烯的拉伸强度、断裂伸长率、介电强度、剪切粘结强度、剥离粘结强度、静摩擦因数。
进一步地，所述聚四氟乙烯的拉伸强度、断裂伸长率采用的是拉力试验机检验的，聚四氟乙烯的介电强度采用的是介电强度测试仪检验的，聚四氟乙烯的剪切粘结强度、剥离粘结强度采用的是粘结强度测试仪检验的，静摩擦因数采用的是摩擦系数测试仪检验的。
本发明提供的聚四氟乙烯表面处理工艺的优点在于：在不改变聚四氟乙烯其他性能指标的前提下，提高了聚四氟乙烯的剪切粘结强度和剥离粘结强度，进而改善了聚四氟乙烯的拉伸性能和抗撕裂性能。
附图说明
图1为一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法的流程图；
图2为不锈钢反应罐的结构示意图；
图中，100、反应罐，200、搅拌器，300、通气管，400、测温管，500、电热板。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照图1和图2，本发明提出的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，包括下步骤：
S1：将聚四氟乙烯放在双辊轧花机上，开启双辊轧花机，调整双辊轧花机的运行参数，设置单面直条纹的条纹高为0.1至0.2mm，条纹宽为0.5mm，条纹间距0.5mm且条纹与聚四氟乙烯的最外侧边相互平行，双辊轧花机将聚四氟乙烯轧出单面直条纹；
S2：将聚四氟乙烯放入清洗盆中，加入清洗液和水并搅动，再只用清水进行清洗，洗去聚四氟乙烯表面残留的清洗液，将清洗干净后的聚四氟乙烯放入远红外烘箱内部，设定温度为120℃，烘干时间为1h，按下开始键，对聚四氟乙烯进行烘烤；
S3：将烘干后的聚四氟乙烯压平并在未轧出单面直条纹的一面贴上保护带，然后盘卷到塑料卷筒上；
S4：量取12L的工业无水四氢呋喃并将其放入不锈钢反应罐100中，再称取6.14kg工业精萘并放入工业无水四氢呋喃中，将管道的一端与不锈钢不锈钢反应罐100的内部连接，然后再用气泵将氩气通过管道输入到不锈钢不锈钢反应罐100内部，进而除去不锈钢不锈钢反应罐100中的氧气，避免加入的金属钠被不锈钢反应罐100中残留的氧气氧化；
S5：将1.1kg金属钠分为四次加入到不锈钢反应罐100中，且每次间隔15min以上，在不锈钢反应罐100内部安装上搅拌器200，将通气管300和测温管400竖直插入不锈钢反应罐100中，并在不锈钢反应罐100的底部安装电热板500，开启搅拌器200不断地搅拌混合；
S6：开启电热板500，当测温管400显示温度为20℃时，将搅拌器200从不锈钢反应罐100上拆除，随后将聚四氟乙烯引入导引器中，并将导引器安装在不锈钢反应罐100的底部，设定导引器的速度为70cm/min，开启导引器，导引器牵出聚四氟乙烯；
S7：将聚四氟乙烯牵引到水槽中，并用90℃的热水洗刷掉聚四氟乙烯表面的粘附物；
S8：取下保护带，并将聚四氟乙烯放入120℃的烘箱中进行烘干；
S9：先开启介电强度测试仪对聚四氟乙烯的介电强度进行检测，接着开启摩擦系数测试仪检测聚四氟乙烯的的静摩擦系数，再开启粘结强度测试仪检验聚四氟乙烯的剪切粘结强度和剥离粘结强度，最后开启拉力试验机检测聚四氟乙烯的拉伸强度和断裂伸长率，检验合格后包装。
对实施例1的步骤S9中的检验结果为经过表面处理后的聚四氟乙烯的静摩擦系数为0.05，剪切粘结强度和剥离粘结强度分别为12MPa和10N/cm，拉伸强度为28MPa，其断裂伸长率为365％。
实施例2
参照图1和图2，本发明提出的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，包括下步骤：
S1：将聚四氟乙烯放在双辊轧花机上，开启双辊轧花机，调整双辊轧花机的运行参数，设置单面直条纹的条纹高为0.1至0.2mm，条纹宽为0.5mm，条纹间距0.5mm且条纹与聚四氟乙烯的最外侧边相互平行，双辊轧花机将聚四氟乙烯轧出单面直条纹；
S2：将聚四氟乙烯放入清洗盆中，加入清洗液和水并搅动，再只用清水进行清洗，洗去聚四氟乙烯表面残留的清洗液，将清洗干净后的聚四氟乙烯放入远红外烘箱内部，设定温度为120℃，烘干时间为1h，按下开始键，对聚四氟乙烯进行烘烤；
S3：将烘干后的聚四氟乙烯压平并在未轧出单面直条纹的一面贴上保护带，然后盘卷到塑料卷筒上；
S4：量取12L的工业无水四氢呋喃并将其放入不锈钢反应罐100中，再称取6.14kg工业精萘并放入工业无水四氢呋喃中，将管道的一端与不锈钢不锈钢反应罐100的内部连接，然后再用气泵将氩气通过管道输入到不锈钢不锈钢反应罐100内部，进而除去不锈钢不锈钢反应罐100中的氧气，避免加入的金属钠被不锈钢反应罐100中残留的氧气氧化；
S5：将1.1kg金属钠分为四次加入到不锈钢反应罐100中，且每次间隔15min以上，在不锈钢反应罐100内部安装上搅拌器200，将通气管300和测温管400竖直插入不锈钢反应罐100中，并在不锈钢反应罐100的底部安装电热板500，开启搅拌器200不断地搅拌混合；
S6：开启电热板500，当测温管400显示温度为35℃时，将搅拌器200从不锈钢反应罐100上拆除，随后将聚四氟乙烯引入导引器中，并将导引器安装在不锈钢反应罐100的底部，设定导引器的速度为70cm/min，开启导引器，导引器牵出聚四氟乙烯；
S7：将聚四氟乙烯牵引到水槽中，并用90℃的热水洗刷掉聚四氟乙烯表面的粘附物；
S8：取下保护带，并将聚四氟乙烯放入120℃的烘箱中进行烘干；
S9：先开启介电强度测试仪对聚四氟乙烯的介电强度进行检测，接着开启摩擦系数测试仪检测聚四氟乙烯的的静摩擦系数，再开启粘结强度测试仪检验聚四氟乙烯的剪切粘结强度和剥离粘结强度，最后开启拉力试验机检测聚四氟乙烯的拉伸强度和断裂伸长率，检验合格后包装。
对实施例2步骤S9中的检验结果为经过表面处理后的聚四氟乙烯的静摩擦系数为0.05，剪切粘结强度和剥离粘结强度分别为13.5MPa和11.6N/cm，拉伸强度为28.5MPa，其断裂伸长率为352％。
实施例3
参照图1和图2，本发明提出的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，包括下步骤：
S1：将聚四氟乙烯放在双辊轧花机上，开启双辊轧花机，调整双辊轧花机的运行参数，设置单面直条纹的条纹高为0.1至0.2mm，条纹宽为0.5mm，条纹间距0.5mm且条纹与聚四氟乙烯的最外侧边相互平行，双辊轧花机将聚四氟乙烯轧出单面直条纹；
S2：将聚四氟乙烯放入清洗盆中，加入清洗液和水并搅动，再只用清水进行清洗，洗去聚四氟乙烯表面残留的清洗液，将清洗干净后的聚四氟乙烯放入远红外烘箱内部，设定温度为120℃，烘干时间为1h，按下开始键，对聚四氟乙烯进行烘烤；
S3：将烘干后的聚四氟乙烯压平并在未轧出单面直条纹的一面贴上保护带，然后盘卷到塑料卷筒上；
S4：量取12L的工业无水四氢呋喃并将其放入不锈钢反应罐100中，再称取6.14kg工业精萘并放入工业无水四氢呋喃中，将管道的一端与不锈钢不锈钢反应罐100的内部连接，然后再用气泵将氩气通过管道输入到不锈钢不锈钢反应罐100内部，进而除去不锈钢不锈钢反应罐100中的氧气，避免加入的金属钠被不锈钢反应罐100中残留的氧气氧化；
S5：将1.1kg金属钠分为四次加入到不锈钢反应罐100中，且每次间隔15min以上，在不锈钢反应罐100内部安装上搅拌器200，将通气管300和测温管400竖直插入不锈钢反应罐100中，并在不锈钢反应罐100的底部安装电热板500，开启搅拌器200不断地搅拌混合；
S6：开启电热板500，当测温管400显示温度为45℃时，将搅拌器200从不锈钢反应罐100上拆除，随后将聚四氟乙烯引入导引器中，并将导引器安装在不锈钢反应罐100的底部，设定导引器的速度为70cm/min，开启导引器，导引器牵出聚四氟乙烯；
S7：将聚四氟乙烯牵引到水槽中，并用90℃的热水洗刷掉聚四氟乙烯表面的粘附物；
S8：取下保护带，并将聚四氟乙烯放入120℃的烘箱中进行烘干；
S9：先开启介电强度测试仪对聚四氟乙烯的介电强度进行检测，接着开启摩擦系数测试仪检测聚四氟乙烯的的静摩擦系数，再开启粘结强度测试仪检验聚四氟乙烯的剪切粘结强度和剥离粘结强度，最后开启拉力试验机检测聚四氟乙烯的拉伸强度和断裂伸长率，检验合格后包装。
对实施例3步骤S9中的检验结果为经过表面处理后的聚四氟乙烯的静摩擦系数为0.05，剪切粘结强度和剥离粘结强度分别为15.4MPa和13.2N/cm，拉伸强度为30.1MPa，其断裂伸长率为348％。
先对未进行表面处理的聚四氟乙烯进行测试，得出其静摩擦系数为0.05，剪切粘结强度和剥离粘结强度分别为0.3MPa和0.7N/cm，拉伸强度为29.2MPa，其断裂伸长率为370％，由实施例1、实施例2和实施例3看出，该聚四氟乙烯表面处理工艺在保证聚四氟乙烯其他性能基本不变的前提下能提高聚四氟乙烯的剪切粘结强度和剥离粘结强度，且处理环境温度越高，其粘结强度越高，下性能越好。
本发明所述的聚四氟乙烯表面处理工艺，在不改变聚四氟乙烯其他性能指标的前提下，提高了聚四氟乙烯的剪切粘结强度和剥离粘结强度，进而改善了聚四氟乙烯的拉伸性能和抗撕裂性能，因此，该处理工艺是有效的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，其特征在于，包括下步骤：
S1：将聚四氟乙烯的表面轧出单面直条纹；
S2：将聚四氟乙烯清洗干净并烘干；
S3：将烘干后的聚四氟乙烯压平并在未轧出单面直条纹的一面贴上保护带，然后盘卷到塑料卷筒上；
S4：量取工业无水四氢呋喃并将其放入反应罐(100)中，再称取工业精萘并放入工业无水四氢呋喃中，随后对反应罐(100)进行除氧操作；
S5：称取金属钠，将其分为四次加入到反应罐(100)中，在反应罐(100)内部安装上搅拌器(200)，开启搅拌器(200)不断地搅拌混合；
S6：将搅拌器(200)从反应罐(100)上拆除，随后将聚四氟乙烯引入导引器中，并将导引器安装在反应罐(100)中，开启导引器，导引器牵出聚四氟乙烯；
S7：将聚四氟乙烯牵引到水槽中，并用的热水洗刷掉聚四氟乙烯表面的粘附物；
S8：取下保护带，并将聚四氟乙烯放入烘箱中进行烘干；
S9：对烘干后的聚四氟乙烯进行检验，检验合格后包装。
2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，其特征在于，所述步骤S1中的单面直条纹的条纹高为0.1至0.2mm，条纹宽为0.5mm，条纹间距0.5mm且条纹与聚四氟乙烯的最外侧边相互平行。
3.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，其特征在于，所述步骤S2中烘干采用的120℃远红外烘箱，烘干时间为1h。
4.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，其特征在于，所述步骤S4中的反应罐(100)为不锈钢反应罐(100)，步骤S4中除氧操作采用的是向不锈钢反应罐(100)中通入氩气。
5.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，其特征在于，所述向不锈钢反应罐(100)中通入氩气时控制鼓泡速度每秒2至3个。
6.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，其特征在于，所述步骤S5中将金属钠分为四次加入到反应罐(100)中，且每次间隔15min以上，将反应的温度控制在20℃至50℃。
7.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，其特征在于，所述步骤S8中检验项目包括聚四氟乙烯的拉伸强度、断裂伸长率、介电强度、剪切粘结强度、剥离粘结强度、静摩擦因数。
8.根据权利要求7所述的一种聚四氟乙烯表面处理工艺方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯的拉伸强度、断裂伸长率采用的是拉力试验机检验的，聚四氟乙烯的介电强度采用的是介电强度测试仪检验的，聚四氟乙烯的剪切粘结强度、剥离粘结强度采用的是粘结强度测试仪检验的，静摩擦因数采用的是摩擦系数测试仪检验的。
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|---|---|---|---|---|
| CN112226166A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-15 | 湖北迈可瑞橡塑有限公司 | 一种四氟板与金属的粘接方法 |
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- 2020-07-23 CN CN202010714815.1A patent/CN111662476A/zh active Pending
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