一种用聚四氟乙烯和纤维布制成的复合板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及聚四氟乙烯复合材料领域，具体涉及一种用聚四氟乙烯和纤维布制成的复合板。
【背景技术】
[0002]聚四氟乙烯是一种性能非常优异的工程塑料；由于聚四氟乙烯有一定的机械强度、且具有较好的耐高低温性、化学稳定性、不粘性、不燃性、电绝缘性、以及低摩擦系数，因此聚四氟乙烯已经广泛应用于化工防腐行业和桥梁公路领域，聚四氟乙烯的发展前景及其可观。
[0003]聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性极强，强酸、强碱和有机溶剂等化学试剂均不会对聚四氟乙烯产生任何作用。聚四氟乙烯能耐O?100%沸腾的氢氟酸，在王水中也安然无恙，有“塑料王”之美称。
[0004]聚四氟乙烯的摩擦系数极低，通常不受有无润滑剂存在的影响，聚四氟乙烯与聚四氟乙烯之间的摩擦类似于冰块之间的摩擦，静摩擦系数是塑料中最小的，所以广泛应用于桥梁支座和高架公路滑块上。
[0005]聚四氟乙烯有良好的耐候性，将0.1毫米厚的聚四氟乙烯经室外曝露六年多，其外观和机械性能均无明显变化，足见其有良好的耐老化性能。
[0006]聚四氟乙烯属于非极性塑料，不粘性是其他材料所不能比拟的，元素(F)活性很大，但它一旦和其他元素化合就变成十分稳定的化合物，氟在所有元素中电负性最高，在氟树脂中由于C-F键距短，所以很稳定，键能高达105.4千卡/摩尔，但由于它的表面张力非常小，吸引其它物质的力很弱，加上聚四氟乙烯分子中的C-C键完全被C-F键所遮蔽，所以它具有突出的不粘性。目前世界上尚未发现任何粘接剂可以将未经特殊处理的聚四氟乙烯与其他材料粘接在一起，这是国内外氟塑料专家一致公认的，所以，聚四氟乙烯的应用受到了很大的局限性。因此，要使聚四氟乙烯与其它材料粘接，必须对聚四氟乙烯进行表面处理，或者通过特殊工艺将聚四氟乙烯加工成单面可粘性复合材料，否则无法粘接。
[0007]目前，国内外对聚四氟乙烯表面处理的方法常用的有五种:
[0008](I)用钠-萘络合液对聚四氟乙烯进行化学腐蚀处理。钠-萘络合物分子中的钠能破坏聚四氟乙烯C-F键，使F被分离出来，发生碳化，这种碳化了的表面能用粘接剂与其它物质粘接。
[0009]但是，方法⑴会产生以下缺陷:
[0010]1、钠物质见水燃烧、甚至爆炸，进而使得操作过程中危险性较大、并且污染严重。
[0011]2、钠萘处理液在配制和化学反应过程中产生的有毒有害气体会污染空气，聚四氟乙烯经钠-萘处理后，要用水清洗表面残液，这种腐蚀性极强的处理液会经水管道流向江河湖泊造成水源污染，也会被土壤吸收造成土壤重金属超标，同时渗透到地下造成地下水源的污染。
[0012]3、经钠-萘处理的聚四氟乙烯与其它物质粘接强度并不高，抗剪强度只有2Mpa左右，无论选择多么优质的粘接剂，粘接强度都不高，粘接面脱落实际上是聚四氟乙烯碳化层脱落，它的粘接强度就是聚四氟乙烯处理后碳化层的附着强度。
[0013](2)将经钠-萘处理的聚四氟乙烯板材用粘合剂粘接在玻璃纤维布上，因为经过钠萘处理后的聚四氟乙烯碳化面不易保存，见光，见空气后，碳化面容易失效，将钠-萘处理的聚四氟乙烯板材用粘合剂粘接在玻璃纤维布上，制成复合板材，可以解决聚四氟乙烯板材碳化面失效的问题，它是钠-萘处理后的聚四氟乙烯板材进行再加工的产品，仍属钠-萘处理的范畴。
[0014](3)用钴-60射线对聚四氟乙烯进行辐射处理，破坏聚四氟乙烯表面C-F键，然后用苯乙烯单体接枝，这种经辐射处理的聚四氟乙烯可以用粘接剂与其它物质粘接，这种方法的初衷只是想对聚四氟乙烯表面进行处理。但是，由于钴-60射线辐射性极强，辐射量不容易控制，因此在处理过程中射线使聚四氟乙烯整体遭到了破坏，分子链被打断，严格的讲聚四氟乙烯已经改性，很多优异的特性也不存在了。
[0015]方法(3)存在以下缺陷:
[0016]1、钴-60射线对人的危害极大；
[0017]2、产品质量无法控制；
[0018]3、生产成本高。
[0019](4)将聚四氟乙烯原料压制成棒料，高温烧结成型，将棒料车削成厚0.1毫米，宽5毫米至8毫米的薄膜带，再将薄膜带缠绕在金属模具表面，缠绕到需要的厚度(大约3毫米?5毫米左右)，然后在已缠绕完毕的薄膜表面再缠绕聚全氟乙丙烯薄膜，再在聚全氟乙丙烯薄膜表面铺设一层玻璃纤维布，最后在玻璃纤维布表面缠绕数层无碱玻璃纤维带，形成半成品，将半成品放进高温炉中烧结，在高温状态下，聚全氟乙丙烯将聚四氟乙烯和玻璃纤维布粘接在一起，最后，冷却出炉，拆卸无碱玻璃纤维带，脱模，形成筒状的成品，再将筒状成品剪开在平板模具上加温加压，整理成板材。这种制造方法生产的聚四氟乙烯复合板材，可以直接用粘接剂与其它物质粘接。
[0020]方法⑷存在以下缺点:
[0021]1、聚四氟乙烯原料加工成棒料要经高温炉烧结才能形成产品，将棒料车削成厚0.1毫米，宽5毫米?80毫米的薄膜带，缠绕在金属模具上，如果要缠绕成厚3毫米?5毫米的制品，需要缠绕30层至50层才能达到所需厚度，增加了工作时间。
[0022]2、薄膜缠绕完成后，要在表层缠绕聚全氟乙丙烯，玻璃纤维布，无碱玻璃纤维带，再放进高温炉烧结。由于聚四氟乙烯薄膜在烧结过程中受热膨胀系数很大，是钢材的10倍左右，所以最外层的无碱玻璃纤维带必须缠绕多层无碱玻璃纤维带是一次性的消耗品，此制造方法会增加很大的生产成本，耗费很多材料和工作时间
[0023]3、缠绕后的半成品放入高温炉烧结，高温炉采用电加热，需要的功率很大，一台2.5米X2.5米X2.5米(长X宽X高)的高温炉，加热功率最少需要50kw?80kw以上，否则温度升不到所需温度。烧结时需将炉内空气加热，空气温度慢慢传给金属模具和无碱玻璃纤维带，再渗透到聚四氟乙烯薄膜层，加温烧结时间至少需要10小时左右，烧结完成后，关电源，高温炉自然冷却到常温才能出炉，然后拆卸无碱玻璃纤维带，脱模，再将筒状体剪开，在平板模具上加温加压整形成平板，此生产工艺繁琐，需消耗大量电能和工作时间。
[0024]4、高温炉烧结温度需要400°C以上，接近聚四氟乙烯的分解温度，才能使薄膜熔结成板材，否则薄膜之间会出现分层，高温复烧后对聚四氟乙烯的性能有较大的破坏。
[0025]5、工艺要求相对比较高，高温炉的升温速度，保温时间，温度高低的控制很难掌握，所以正品率不尚，容易广生次品和废品。
[0026]综上所述，方法(4)的缺点为:耗工，耗时，耗料，耗能源、生产周期长、效率低、无法实现工业化生产。例如生产一张长6米，宽2米，厚3毫米的聚四氟乙烯玻璃纤维复合板需要2?3天才能完成(不包括金属模具制作时间，不包括聚四氟乙烯薄膜带加工时间)。
【实用新型内容】
[0027]针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用聚四氟乙烯和纤维布制成的复合板。本实用新型的生产周期较短，能源消耗较低，不仅对环境的污染、人体的危害均较低，而且制造过程比较简单，制造成本较低，制造时所需的人力资源较少。
[0028]为达到以上目的，本实用新型