[發明專利]一種雙向拉伸PVDF薄膜的制造方法

無效

• 申請號: 201110051148.4
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102675777A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 黃蓮華
• 申請（專利權）人: 黃蓮華
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08L33/12;C08L33/08;C08L33/10;C08L31/04;B29C55/14
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技術領域：

本發明涉及一種雙向拉伸PVDF的制造方法，屬于塑料薄膜制造領域。

背景技術

聚偏氟乙烯(PVDF)是一種具有高結晶度的、含氟的熱塑性工程塑料，除了具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能，還具有良好的耐化學腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、超強的耐候性、耐射線輻射性能，可在戶外長期使用，無需保養。因此被廣泛作為電子、電器元件及相關設施的戶外保護薄膜。

目前，PVDF的制造方法一般都采用流延制膜法和泡管吹膜法。流延制膜法的工藝條件要求極高，設備組成復雜，生產線投資巨大。泡管吹膜法分為單泡管工藝和雙泡管二次吹脹工藝，雖然它們的制膜工藝和設備都相對簡單，生產線投資也小很多。但是若單泡管工藝進行吹膜，得到的薄膜由于取向度不足，性能一般，而采用雙泡管二次吹脹工藝對PVDF加工時，由于PVDF樹脂結晶速率快、結晶度高，使得薄膜在第一次吹脹、拉伸過程中容易出現細頸現象，造成薄膜厚度不均，這將直接導致泡管在進行二次吹脹、拉伸時極易破裂，不能形成穩定泡管。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術存在的不足而開發的一種制造雙向拉伸PVDF薄膜的方法。該方法首先通過在PVDF中添加與其相容的聚合物組成一種共混物，以達到降低PVDF結晶速率和結晶度的目的，使得PVDF能夠適應泡管吹脹制膜工藝，并采用雙泡管二次吹脹法制備性能更為優異的雙向拉伸PVDF薄膜。

本發明是通過以下技術方案實現的：

(1)PVDF樹脂的共混改性

以重量計，PVDF共混物由以下物質組成：

PVDF樹脂：60～80份，

可與PVDF樹脂相容的聚合物：20～40份，

其它助劑：1～5份。

總量是100份

以上技術方案中，PVDF樹脂熔體流動速率在2～10g/10min(2.16Kg/230℃)，可與PVDF相容的聚合物熔體流動速率在1～8g/10min(3.8Kg/230℃)。

可與PVDF相容的聚合物主要是丙烯酸酯類聚合物，包括聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚醋酸乙烯酯等。在PVDF中共混以上所述聚合物，可以降低PVDF的結晶速率和結晶度，同時降低PVDF的結晶溫度，從而降低吹膜時的加工溫度，并可以有效防止PVDF在加工過程中分解。

其它助劑包括抗氧劑，UV吸收劑，這些產品本身是已知的。其中抗氧劑主要有Ciba?Specialty?Chemicals公司的1010或1076，優選245。UV吸收劑主要有Ciba?Specialty?Chemicals公司的109或213，優選234。

可以通過雙螺桿擠出機、密煉機等設備，采取熔融混煉的方式實現上述物質的共混。利用雙螺桿擠出機進行共混時，擠出溫度在160～200℃之間。擠出造粒后，物料在80℃下干燥6小時。

(2)雙向拉伸薄膜的制造

采用雙泡管二次吹脹法制備PVDF雙向拉伸薄膜。通過PVDF與其相容的至少一種聚合物共混，降低的PVDF樹脂的結晶度和結晶速率。共混物更加適應雙泡管二次吹脹制膜工藝。將共混物通過擠出機熔融塑化，經環形口模擠出，形成圓筒狀管胚，通過冷卻風環對管胚進行冷卻。從機頭中心吹入壓縮氣體吹脹管胚，形成泡管，實現第一次橫向取向。得到的泡管引入軋棍被熄泡，軋棍轉速高于管胚擠出速度時，便可實現縱向取向。通過以上步驟完成第一次吹脹拉伸。熄泡后薄膜再重新充氣，并將泡管加熱到高彈態后，完成第二次吹脹和拉伸。在以上過程中，通過兩次吹脹和拉伸，薄膜的在橫向和縱向都獲得較大的取向度，可使薄膜性能得到大幅提升。

以上技術方案中，通過擠出機對共混物熔融塑化，擠出機可以是單螺桿或雙螺桿擠出機，擠出溫度160～180℃。

通過調節拉伸比和吹脹比，控制薄膜在縱、橫兩個方向的取向度。第一次吹脹過程，薄膜取向程度應控制在相對較低的水平，如果第一次吹脹過程就使薄膜產生較大的取向，那么在第二次吹脹過程中，很難獲得穩定的泡管。因此第一次吹脹過程，拉伸比為3～30，更優為10～25。吹脹比為1.5～2.5，更優1.5～2.0之間。第二次吹脹過程，拉伸比控制在2～4之間，吹脹比控制在3～5之間。

吹膜過程泡管長度的控制，第一個泡管要有足夠長度以保證薄膜可以硬化，第二個泡管長度保證泡管進入軋棍時的溫度低于50℃。

雙泡管吹膜機組中冷卻風環要有保證能夠對形成的管胚進行快速冷卻，降低管胚結晶速率和結晶度，使管胚更容易被吹脹和拉伸，并形成穩定泡管。冷卻風環中冷風溫度控制在15～25℃時，冷卻效果好。