[发明专利]一种双向拉伸PVDF薄膜的制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种双向拉伸PVDF的制造方法，属于塑料薄膜制造领域。

背景技术

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种具有高结晶度的、含氟的热塑性工程塑料，除了具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，还具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、超强的耐候性、耐射线辐射性能，可在户外长期使用，无需保养。因此被广泛作为电子、电器元件及相关设施的户外保护薄膜。

目前，PVDF的制造方法一般都采用流延制膜法和泡管吹膜法。流延制膜法的工艺条件要求极高，设备组成复杂，生产线投资巨大。泡管吹膜法分为单泡管工艺和双泡管二次吹胀工艺，虽然它们的制膜工艺和设备都相对简单，生产线投资也小很多。但是若单泡管工艺进行吹膜，得到的薄膜由于取向度不足，性能一般，而采用双泡管二次吹胀工艺对PVDF加工时，由于PVDF树脂结晶速率快、结晶度高，使得薄膜在第一次吹胀、拉伸过程中容易出现细颈现象，造成薄膜厚度不均，这将直接导致泡管在进行二次吹胀、拉伸时极易破裂，不能形成稳定泡管。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的不足而开发的一种制造双向拉伸PVDF薄膜的方法。该方法首先通过在PVDF中添加与其相容的聚合物组成一种共混物，以达到降低PVDF结晶速率和结晶度的目的，使得PVDF能够适应泡管吹胀制膜工艺，并采用双泡管二次吹胀法制备性能更为优异的双向拉伸PVDF薄膜。

本发明是通过以下技术方案实现的：

(1)PVDF树脂的共混改性

以重量计，PVDF共混物由以下物质组成：

PVDF树脂：60～80份，

可与PVDF树脂相容的聚合物：20～40份，

其它助剂：1～5份。

总量是100份

以上技术方案中，PVDF树脂熔体流动速率在2～10g/10min(2.16Kg/230℃)，可与PVDF相容的聚合物熔体流动速率在1～8g/10min(3.8Kg/230℃)。

可与PVDF相容的聚合物主要是丙烯酸酯类聚合物，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的结晶速率和结晶度，同时降低PVDF的结晶温度，从而降低吹膜时的加工温度，并可以有效防止PVDF在加工过程中分解。

其它助剂包括抗氧剂，UV吸收剂，这些产品本身是已知的。其中抗氧剂主要有Ciba Specialty Chemicals公司的1010或1076，优选245。UV吸收剂主要有Ciba Specialty Chemicals公司的109或213，优选234。

可以通过双螺杆挤出机、密炼机等设备，采取熔融混炼的方式实现上述物质的共混。利用双螺杆挤出机进行共混时，挤出温度在160～200℃之间。挤出造粒后，物料在80℃下干燥6小时。

(2)双向拉伸薄膜的制造

采用双泡管二次吹胀法制备PVDF双向拉伸薄膜。通过PVDF与其相容的至少一种聚合物共混，降低的PVDF树脂的结晶度和结晶速率。共混物更加适应双泡管二次吹胀制膜工艺。将共混物通过挤出机熔融塑化，经环形口模挤出，形成圆筒状管胚，通过冷却风环对管胚进行冷却。从机头中心吹入压缩气体吹胀管胚，形成泡管，实现第一次横向取向。得到的泡管引入轧棍被熄泡，轧棍转速高于管胚挤出速度时，便可实现纵向取向。通过以上步骤完成第一次吹胀拉伸。熄泡后薄膜再重新充气，并将泡管加热到高弹态后，完成第二次吹胀和拉伸。在以上过程中，通过两次吹胀和拉伸，薄膜的在横向和纵向都获得较大的取向度，可使薄膜性能得到大幅提升。

以上技术方案中，通过挤出机对共混物熔融塑化，挤出机可以是单螺杆或双螺杆挤出机，挤出温度160～180℃。

通过调节拉伸比和吹胀比，控制薄膜在纵、横两个方向的取向度。第一次吹胀过程，薄膜取向程度应控制在相对较低的水平，如果第一次吹胀过程就使薄膜产生较大的取向，那么在第二次吹胀过程中，很难获得稳定的泡管。因此第一次吹胀过程，拉伸比为3～30，更优为10～25。吹胀比为1.5～2.5，更优1.5～2.0之间。第二次吹胀过程，拉伸比控制在2～4之间，吹胀比控制在3～5之间。

吹膜过程泡管长度的控制，第一个泡管要有足够长度以保证薄膜可以硬化，第二个泡管长度保证泡管进入轧棍时的温度低于50℃。

双泡管吹膜机组中冷却风环要有保证能够对形成的管胚进行快速冷却，降低管胚结晶速率和结晶度，使管胚更容易被吹胀和拉伸，并形成稳定泡管。冷却风环中冷风温度控制在15～25℃时，冷却效果好。