专利名称：一种双向拉伸pvdf薄膜的制造方法
技术领域：
本发明涉及ー种双向拉伸PVDF的制造方法，属于塑料薄膜制造领域。
背景技术：
聚偏氟こ烯(PVDF)是ー种具有高结晶度的、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。流延制膜法的エ艺条件要求极高，设备组成复杂，生产线投资巨大。泡管吹膜法分为单泡管エ艺和双泡管二次吹胀エ艺，虽然它们的制膜エ艺和设备都相对简单，生产线投资也小很多。但是若单泡管 エ艺进行吹膜，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エ艺对PVDF加工吋，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ー种共混物，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エ艺，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(I) 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°C )，可与PVDF相容的聚合物熔体流动速率在I 8g/10min(3. 8Kg/230°C )。可与PVDF相容的聚合物主要是丙烯酸酯类聚合物，包括聚丙烯酸甲酷、聚丙烯酸こ酷、聚甲基丙烯酸こ酷、聚醋酸こ烯酯等。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IrgllOX 1010 或IrgnOX^ 1076，优选IrgIlOX^ 245。UV 吸收剂主要有 Ciba Specialty Chemicals 公司的Tinuvin^ 109 或Tinuvin些 213，优选 Tinuvin些.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°C之间。挤出造粒后，物料在80°C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与其相容的至少ー种聚合物共混，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エ艺。将共混物通过挤出机熔融塑化，经环形ロ模挤出，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°C。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I. 5 2. 5，更优I. 5 2. O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°C。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°C时，冷却效果好。熄泡后再重新吹胀进行二次吹胀时，可以通过热风或红外线对泡管加热。通过热风对泡管加热时，热风温度控制在Iio 150°C为宜。为了得到尺寸稳定的薄膜，对得到的薄膜进行退火处理，退火温度100 120°C，退火时间5 IOmin。通过以上方法得到的PVDF薄膜具有良好的压电性能。经过两次吹胀和拉伸后得到的薄膜，在横向和纵向都很高取向度，其力学性能也得到大幅提升。与现有技术相比，本发明具有以下特点通过在PVDF中添加与其相容的聚合物，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エ艺。采用双泡管二次吹胀法可以制备性能更为优异的双向拉伸PVDF薄膜。另ー方面，与流延法相比，利用双泡管二次吹胀法制备双向拉伸PVDF薄膜，该法制造エ艺和设备都相对简単，生产线投资小，更具实用意义。
具体实施例方式
以下通过具体实例对本发明作进ー步说明，但本发明所要求的范围并不局限于实施方法所描述之范围。实例IPVDF树脂8Kg，美国苏威公司的Solef 1009，熔体流动速率为3. 5g/10min (ASTMD12382.16Kg/230°C )；PMMA 树脂 2Kg，韩国 LG IF830，熔体流动速率为 2. 3g/10min (ASTMD12383. 8Kg/230
V)；抗氧剂Irgnox逆245 o. IKg, UV 吸收剂Tinuvin聖 234 o. 2Kg。采用双螺杆挤出机对上述物料熔融共混，螺杆直径20mm、L/D = 20，挤出温度 160 180°C，挤出造粒后，物料在80°C下干燥6小时。将干燥后的共混物颗粒，通过双泡管二次吹膜机组中挤出机熔融塑化，挤出温度160 170°C。经环形ロ模挤出，形成圆筒状管胚，环形ロ模直径40mm。通过冷却风环对管胚进行冷却，冷却风环冷风温度15°C。第一次吹胀拉伸过程，拉伸比为10，吹胀比为2。第二次吹胀拉伸过程，拉伸比为3，吹胀比为4。熄泡后再重新吹胀进行二次吹胀时，通过热风对泡管加热，热风温度控制在125°C为宜。实例2PVDF树脂7Kg，美国苏威公司的Solef 1009，熔体流动速率为3. 5g/10min (ASTMD12382.16Kg/230°C )；PMMA 树脂 3Kg，韩国 LG IF830，熔体流动速率为 2. 3g/10min (ASTMD12383. 8Kg/230
V)；抗氧剂Irgnox愛245 o. IKg, UV 吸收剂Tinuvin藍 234 o. 2Kg。采用双螺杆挤出机对上述物料熔融共混，螺杆直径20mm、L/D = 20，挤出温度160 180°C，挤出造粒后，物料在80°C下干燥6小时。将干燥后的共混物颗粒，通过双泡管二次吹膜机组中挤出机熔融塑化，挤出温度160 170°C。经环形ロ模挤出，形成圆筒状管胚，环形ロ模直径40mm。通过冷却风环对管胚进行冷却，冷却风环冷风温度15°C。第一次吹胀拉伸过程，拉伸比为15，吹胀比为1.5。第二次吹胀拉伸过程，拉伸比为2，吹胀比为4。熄泡后再重新吹胀进行二次吹胀时，通过热风对泡管加热，热风温度控制在125°C为宜。
权利要求
1.ー种双向拉伸PVDF薄膜的制造方法，其特征在于所述的制造方法是在PVDF树脂中添加适量的可与PVDF相容的聚合物组成ー种共混物，将共混物通过挤出机熔融塑化,经环形ロ模挤出，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吋，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，进行第二次吹胀和拉伸。
2.如权利要求I所述的ー种双向拉伸PVDF薄膜的制造方法，其特征在于所述的可与PVDF相容的聚合物主要是丙烯酸酯类聚合物，包括聚甲基丙烯酸甲酷、聚丙烯酸甲酷、聚丙烯酸こ酷、聚甲基丙烯酸こ酷、聚醋酸こ烯酯，可以选用以上所述的ー种单独或几种聚合物混合使用，可与PVDF相容的聚合物在共混物中的质量含量为20 % 40 %。
3.如权利要求I所述的ー种双向拉伸PVDF薄膜的制造方法，其特征在于所述的PVDF树脂熔体流动速率在2 10g/10min (2. 16Kg/230°C )，可与PVDF相容的聚合物熔体流动速率在 I 8g/10min(3. 8Kg/230°C )。
4.如权利要求I所述的ー种双向拉伸PVDF薄膜的制造方法，其特征在于所述的双泡管二次吹胀薄膜制造エ艺中，第一次吹胀过程，拉伸比在3 30之间，吹胀比在I. 5 2. 5之间，第二次吹胀过程拉伸比在2 4之间，吹胀比在3 5之间。
5.如权利要求I所述的ー种双向拉伸PVDF薄膜的制造方法，其特征在于所述的通过冷却风环对管胚进行冷却，冷却风环中冷风温度控制在15 25°C。
6.如权利要求I所述的ー种双向拉伸PVDF薄膜的制造方法，其特征在于所述的熄泡后再重新吹胀进行二次吹胀时，通过热风对泡管加热，热风温度控制在110 150°C之间。
全文摘要
一种双向拉伸PVDF薄膜的制造方法，属于塑料薄膜制造领域，是在PVDF树脂中添加适量的可与PVDF相容的聚合物组成一种共混物，将共混物采用双泡管二次吹胀薄膜制造工艺，进行两次吹胀、拉伸后，得到横向和纵向都具有高取向度的PVDF薄膜。本发明与现有技术相比，不仅可以制备出性能更为优异的双向拉伸PVDF薄膜，而且制造工艺和设备都相对简单，生产线投资小。
文档编号C08L31/04GK102675777SQ201110051148
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者黄莲华 申请人:黄莲华