[发明专利]一种双向拉伸制备聚偏氟乙烯薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物加工技术领域，具体涉及双向拉伸制备聚偏氟乙烯薄膜的方法。 

背景技术

聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride）是以CH₂-CF₂为结构单元的链状结晶性聚合物，由于偏氟乙烯的结构不对称导致聚偏氟乙烯具有独特的结晶形态和介电性能，其介电常数特别高；同时由于聚偏氟乙烯的含氟量和结晶度高，具有优异的耐化学性和户外耐侯性、良好的热稳定性和较高的机械强度，聚偏氟乙烯制品广泛应用于航天航空、电子电气、建筑涂装、信息处理、医疗器械、光学仪器、核电和半导体工业等要求长期耐久性领域。 

聚偏氟乙烯的熔点与分解温度相差140℃左右，加工范围宽，热稳定性也较高；通常可用模压、挤出、注塑、浇铸等成型方法加工，其成型温度为200～280℃。聚偏氟乙烯薄膜在室外放置10～20a也不变脆、龟裂，可制造电容器用膜、压电性和热电性膜、防大气作用膜、汽车工业用膜、太阳能收集器面板覆盖膜等。目前，全球仅有美国、法国、日本等发达国家的少数几家公司能够生产聚偏氟乙烯薄膜，一般都采用熔融加工生产工艺，但是由于熔体导热较差，当选用分子量比较高的聚偏氟乙烯树脂进行直接熔融挤出加工时，随着熔体粘度提高且流动系数降低，成型加工温度和压力就需要相应的提高，而温度的升高容易导致聚偏氟乙烯的分解，从而影响薄膜的机械强度和综合性能，同时分解产物HF具有自催化作用和强腐蚀性，因此对加工机械提出较高的要求。 

目前国内外聚偏氟乙烯薄膜的制备技术主要有浇铸法（CN101091882A）双向拉伸法（CN102167836A）。浇铸法就是将聚偏氟乙烯树脂在一定温度下，充分溶解于有机溶剂中，保持一定温度真空脱泡一段时间；将聚偏氟乙烯溶液流延于一定温度的不锈钢转毂，冷却成型；浇铸双向拉伸法就将浇铸法制得的薄膜分别进行纵向拉伸和横向拉伸，最后经热风干燥得到聚偏氟乙烯薄膜。 

发明内容

本发明的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、薄膜综合性能优异的双向拉伸聚偏氟乙烯薄膜的制备方法。 

为达到发明目的本发明采用的技术方案是： 

一种双向拉伸聚偏氟乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤： 

（1）将100质量份聚偏氟乙烯树脂和10～100质量份潜溶剂混合均匀得到浆料； 

（2）将步骤（1）制备的浆料经过双螺杆挤出机、模头挤出铸片，铸成的片材经冷毂冷却定型得到片材，所述冷毂温度为0～50℃； 

（3）将步骤（2）制得的片材经过拉伸辊筒进行纵向拉伸得到经纵向拉伸的片材，所述纵向拉伸的温度为70～120℃，纵向拉伸倍率为1～6倍； 

（4）将步骤（3）制得的经纵向拉伸的片材在扩幅机上进行横向拉伸得到聚偏氟乙烯薄膜，所述横向拉伸的温度在100～150℃，横向拉伸倍率为1～6倍； 

（5）将步骤（4）制得的薄膜先在135～165℃负压抽排脱挥、冷凝回收潜溶剂，再在150～180℃热定型后得到成品偏氟乙烯薄膜。 

作为一种优选的方式，上述步骤（1）得到的浆料经挤出机挤出造粒后再进行步骤（2）所述的铸片过程。因为在加工过程中，将混合均匀的聚偏氟乙烯浆料熔体挤出冷却辊上，可大大降低聚合物晶体的尺寸和聚合物的结晶度。 

作为一种优选的方式，上述步骤（1）中将100质量份聚偏氟乙烯树脂、10～100质量份潜溶剂、5～50质量份无机填料和0.1～1质量份硅烷偶联剂混合均匀得到浆料；进一步优选为将100质量份聚偏氟乙烯树脂、20～80质量份潜溶剂、10～30质量份无机填料和0.1～0.5质量份硅烷偶联剂混合均匀得到浆料。 

作为一种优选的方式，本发明使用的聚偏氟乙烯树脂的重均分子量为10⁵～10⁶。 

作为一种优选的方式，上述步骤（2）中纵向拉伸倍率为1.2～3.5倍，横向拉伸倍率为1.2～3.5倍。 

作为一种优选的方式，上述潜溶剂选自三醋酸甘油酯、γ-丁内酯、碳酸丙二醇酯、乙酰乙酸乙酯、异佛尔酮、丙二醇甲醚、对苯二甲酸二甲脂、环己酮、双丙酮醇和乙二醇乙醚乙酸酯中的一种、两种或三种以上组合。 

作为一种优选的方式，上述无机填料选自钛白粉、碳酸钙、二氧化硅和硫酸钡中的一种、两种或三种以上组合。 

作为一种优选的方式，上述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570、KH580、KH602和KH792中的一种、两种或三种以上组合。