本發(fā)明屬于氟樹脂膜加工成型,具體地,涉及一種通過多次澆鑄工藝制備連續(xù)長度氟樹脂澆鑄膜的方法。
背景技術(shù):
1、將全氟樹脂乳液涂敷在不銹鋼、鋁合金等金屬模帶上,經(jīng)過蒸發(fā)和高溫?zé)崽幚砗螅賹⑵鋸慕饘倌蟿冸x可以得到一種各項同性,高強度全氟樹脂膜。由于氟樹脂具有高的熔融粘度,特別是在全氟樹脂中具有代表性的聚四氟乙烯在熔點以上為凝膠態(tài)并具有高得熱膨脹系數(shù),在高溫?zé)Y(jié)時,這會使膜形成裂紋,因此單次乳液澆鑄得到無穿透性裂紋膜的厚度,即全氟樹脂的極限膜裂厚度,一般為5-20?μm,要得到更厚的致密膜就必須采用多次澆鑄工藝。
2、全氟樹脂具有低表面能,具有獨特的雙疏性,難以粘結(jié),而且全氟樹脂的線膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于金屬模帶的線膨脹系數(shù),在進行膜燒結(jié)的過程中,兩者界面間有大的應(yīng)力,而且應(yīng)力與膜厚度成正比。因此當(dāng)膜的厚度到達50?μm左右時,熱產(chǎn)生的形變應(yīng)力會導(dǎo)致澆鑄膜從模帶邊緣脫落,嚴(yán)重時會直接整張膜從模帶上脫落而無法繼續(xù)澆鑄。因此為了實現(xiàn)厚度在50?μm以上的全氟樹脂澆鑄膜的生產(chǎn),就必須對模帶的邊緣進行處理以提高其與氟樹脂膜間的附著力。
3、常規(guī)利用砂輪和砂紙對金屬模帶進行邊緣區(qū)域處理的勞動強度大,而且產(chǎn)生的大量廢渣和廢屑,這會明顯降低金屬澆鑄膜的強度,而且這種處理方式難以保證邊緣處理的均勻性,而且無法同時對金屬模帶的四個邊緣區(qū)域進行有效處理。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對金屬模帶與澆鑄膜界面間因膜厚度增加而顯著提升的變形應(yīng)力,導(dǎo)致難以生產(chǎn)厚度超過50μm的澆鑄膜的技術(shù)難題,以及傳統(tǒng)砂輪和砂紙?zhí)幚斫饘倌н吘墔^(qū)域的局限性,申請人提出了一種通過多次澆鑄工藝制備連續(xù)長度氟樹脂澆鑄膜的方法。該方法的核心在于,采用激光技術(shù)對金屬模帶的邊緣區(qū)域進行毛化處理,以此顯著增強金屬模帶邊緣區(qū)域與氟樹脂膜之間的附著力。這一舉措不僅成功攻克了上述技術(shù)難題,還有效彌補了傳統(tǒng)處理方法的不足,為生產(chǎn)高厚度連續(xù)長度的氟樹脂澆鑄膜提供了切實可行的解決方案。
2、具體而言,本技術(shù)提供了一種通過多次澆鑄工藝制備連續(xù)長度氟樹脂澆鑄膜的方法,所述方法包括設(shè)置多個按順序排列的裝有氟樹脂乳液的浸漬槽,使連續(xù)移動的金屬模帶按順序依次通過所述浸漬槽進行浸漬,每次浸漬后所述金屬模帶的表面都會涂覆有氟樹脂乳液;在所述涂覆有氟樹脂乳液的金屬模帶離開每個浸漬槽后,對其進行干燥處理和焙燒處理;重復(fù)上述浸漬、干燥處理和焙燒處理的過程,直至所述金屬模帶在最后一個浸漬槽中浸漬并經(jīng)過干燥處理和焙燒處理,從而得到連續(xù)長度氟樹脂膜,
3、其中在所述金屬模帶的第一次浸漬之前,利用激光對所述金屬模帶的由其長度和寬度確定的兩個表面的兩側(cè)邊緣區(qū)域進行毛化處理,優(yōu)選地,所述兩側(cè)邊緣區(qū)域是指在所述兩個表面中在寬度方向上從金屬模帶的邊緣至距離所述邊緣所述金屬模帶寬度的0.3%至4%的區(qū)域,所述邊緣區(qū)域沿著所述金屬模帶的長度方向延伸,
4、其中得到的連續(xù)長度氟樹脂膜的厚度為50?μm以上,優(yōu)選為50-500?μm,更優(yōu)選為50-200?μm。
5、所述兩側(cè)邊緣區(qū)域可以是指在所述兩個表面中在寬度方向上從金屬模帶的邊緣至距離所述邊緣所述金屬模帶寬度的0.5%至3.5%或2.8-3.0%的區(qū)域。例如,以寬度為1.22m的金屬模帶為例,所述兩側(cè)邊緣區(qū)域可以是指在所述兩個表面中在寬度方向上從金屬模帶的邊緣至距離所述邊緣1-4?cm(例如1?cm、2?cm、3?cm?或4?cm)的區(qū)域。
6、所述金屬模帶選自不銹鋼模帶、鋁和鋁合金模帶和銅箔模帶,優(yōu)選地,所述不銹鋼模帶為酸洗不銹鋼模帶。更優(yōu)選地,金屬模帶為酸洗316l不銹鋼模帶。
7、所述金屬模帶可選自厚度為0.1-0.15?mm的304和316酸洗不銹鋼模帶、厚度為0.12-0.20?mm的鋁和鋁合金模帶和厚度為0.1-0.2?mm的銅箔模帶。
8、所述金屬模帶的寬度為0.5-3.0?m,更優(yōu)選為1.0-1.6?m,最優(yōu)選為1.22m。
9、在所述金屬模帶的第一次浸漬之前,可利用激光打標(biāo)機對連續(xù)移動的所述金屬模帶的由其長度和寬度確定的兩個表面的兩側(cè)邊緣區(qū)域進行毛化處理。優(yōu)選地,激光功率為20-30?w/cm2,金屬模帶的移動速度為0.5-2?m/min,優(yōu)選1.0-1.8?m/min。
10、優(yōu)選地,所述金屬模帶由放入金屬模帶卷的放卷裝置送出,并由牽引機構(gòu)牽引其連續(xù)移動。激光打標(biāo)機可放置在所述放卷裝置和第一個浸漬槽之間,更優(yōu)選地,在所述金屬模帶的放卷位置處。可使用配有4個激光頭的激光打標(biāo)機,并調(diào)整激光頭的位置使激光分別對準(zhǔn)金屬模帶所述兩個表面中的兩側(cè)邊緣區(qū)域,在使所述金屬模帶開始連續(xù)移動時開啟激光對所述金屬模帶的所述邊緣區(qū)域進行毛化處理。優(yōu)選地,設(shè)置激光處理寬度為1-3cm,設(shè)置打標(biāo)區(qū)域為沿所述金屬模帶移動方向的長方形,所述長方形寬為1-3cm,長為2-5cm。
11、每個浸漬槽中的氟樹脂乳液可以是相同或不同的。每次浸漬后進行的干燥處理和焙燒處理可以是相同或不同的。
12、優(yōu)選地,每個浸漬槽中的氟樹脂乳液獨立地選自聚四氟乙烯乳液、可熔性聚四氟乙烯乳液、聚三氟氯乙烯乳液、全氟乙丙烯乳液或它們中兩種或更多種的混合物。
13、優(yōu)選地,所述氟樹脂乳液具有大于或等于15μm的極限膜裂厚度,更優(yōu)選地,具有大于或等于20?μm的極限膜裂厚度。
14、優(yōu)選地,所述氟樹脂乳液具有小于26?j/m2的表面能,更優(yōu)選地,所述氟樹脂乳液具有小于24?j/m2的表面能。
15、所述連續(xù)長度氟樹脂膜的厚度由所述金屬模帶的移動速度和浸漬次數(shù)(浸漬槽個數(shù))決定,單次浸漬后膜厚度增加10-15?μm。
16、浸漬次數(shù)可以為2-20次,更優(yōu)選為4-10次,更優(yōu)選為5-6次。
17、干燥處理的溫度為80-120℃,時間為1-5?min。焙燒處理的溫度為300-400℃,溫度為2-10?min。
18、可在每個浸漬槽上方設(shè)置加熱裝置,優(yōu)選地,所述加熱裝置為豎直結(jié)構(gòu)的干燥爐,所述干燥爐的內(nèi)壁設(shè)有加熱器,所述干燥爐內(nèi)由下至上依次設(shè)置干燥段和燒結(jié)段,每次在浸漬槽浸漬后,所述金屬模帶由該浸漬槽對應(yīng)的加熱裝置的下部進入,由下至上經(jīng)過干燥爐的干燥段和燒結(jié)段進行所述干燥處理和焙燒處理。另外,還可在所述燒結(jié)段末端設(shè)置轉(zhuǎn)向輥,使得所述金屬模帶沿所述轉(zhuǎn)向輥折返方向,由上至下再次經(jīng)過所述干燥段和燒結(jié)段。
19、相比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有如下有益效果:
20、本技術(shù)的方法通過利用激光對金屬模帶的四個邊緣區(qū)域進行毛化處理,從而解決了在多次澆鑄工藝中難以生產(chǎn)厚度超過50μm的澆鑄膜的技術(shù)難題。
21、相對于傳統(tǒng)利用砂紙和砂輪打磨處理,本技術(shù)的方法采用激光打標(biāo)的方式使金屬模帶邊緣區(qū)域毛化,通過激光功率和打標(biāo)頻率的控制能夠有效控制毛化程度,較容易實現(xiàn)自動化,而且,本技術(shù)方法的過程勞動強度低,過程中不需要人工干擾,特別適合工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)需要。另外,利用砂紙和砂輪進行打磨處理后,會產(chǎn)生大量廢渣和廢屑,而殘留在金屬上的細(xì)微顆粒會最終進入氟樹脂模中,其不但會降低膜的強度,最重要的對膜造成了污染。而在本技術(shù)的方法中,激光處理后基本沒有細(xì)粉產(chǎn)生,不要對模帶進行清洗,可簡化模帶的處理,便于工藝和裝備的設(shè)計?。