专利名称：一种利用聚偏氟乙烯涂覆玻璃纤维布制备膜材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃纤维布的涂层产品的制备方法，尤其是涉及一种将聚偏氟乙烯涂覆到玻璃纤维布上制备膜材料的方法。
背景技术：
玻璃纤维布，为一种玻璃成分纤维状的成份，是性能优异的无机非金属材料，具有质量轻、拉伸强度高、绝缘、阻燃、耐化学腐蚀、耐高温的性能(普通的玻纤布耐高温可在 250°C以上)；可纺织、缝编成织物，且与橡胶、树脂等粘结性能优良，但是，在某些特定环境中，玻纤布的长期耐酸性，耐碱性，耐高温性等还远远达不到使用的要求，因此需要对玻璃纤维布进行改性处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种对玻璃纤维布进行改性的方法，使制得的膜材料相比于原玻纤布在长期耐酸碱、耐高温、阻燃等方面有显著的提高。聚偏氟乙烯(PVDF)树脂是指偏氟乙烯(VDF)均聚物或VDF与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，相对分子质量为40-60万，其重复单位为-CH2-CF2-, CH2-和CF2-基团的交替排列，使PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性。PVDF热分解温度在316°C以上，力学性能优良，具有良好的耐冲击性、耐磨性和耐切割性能。此外，还具有压电性、介电性和热电性等特殊性能。PVDF的化学稳定性良好，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀，对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂很稳定，在盐酸、硝酸、硫酸和稀、浓碱液(质量分数40% ) 中以及高达100°C温度下，其性能基本不变。PVDF具有优异的抗y射线、紫外线辐射和耐老化性能，其薄膜长期置于室外不变脆，不龟裂。PVDF最突出的特点是具有极强的疏水性，可使它成为膜材料的主体。因此，本发明选用PVDF作为玻纤布的涂覆材料。PVDF—般情况下以干粉形式存在，便于贮藏保存，这样在一定程度上也限制了它的加工工艺，因此现在一般根据需要的不同制备不同质量分数的胶乳，再进一步加工成型。本发明的技术方案如下—种利用聚偏氟乙烯涂覆玻璃纤维布制备膜材料的方法，其特征在于，制备步骤为先按胶乳配方将各组分按质量份混合均匀，制备聚偏氟乙烯胶乳，然后将胶乳涂覆到玻璃纤维布的表面上形成涂层，并在185 195°C的温度下保持10 15min，最后冷却固化， 即得；其中，胶乳在玻璃纤维布表面的涂覆量为20 400g/m2 ；胶乳配方为100份聚偏氟乙烯、50 450份溶剂；所述溶剂选自1，4_ 丁内酯、N，N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种。由于聚偏氟乙烯的单面膜固化时具有一定的翻卷收缩性，因此本发明在将聚偏氟乙烯胶乳涂覆到玻璃纤维布的上表面之前，还包括如下预处理步骤在玻璃纤维布的下表面涂覆一层聚有机硅氧烷树脂，烘干温度为165 175°C，涂覆量为10 250g/m2。由于下表面(纬面)有一定的张力存在，上表面(经面)的PVDF膜便不会再发生翻卷收缩现象， 值得说明的是也可以用聚氯乙烯(PVC)、氯丁二烯等代替聚有机硅氧烷树脂，但采用聚有机硅氧烷树脂最为便利。本发明中，N，N_ 二甲基乙酰胺作为溶剂时制得的聚偏氟乙烯胶乳可长期维持在一定的粘度且流动性佳，适合长期摆放，因此优选N，N- 二甲基乙酰胺作为溶剂。本发明的胶乳配方中还包括5 10质量份的柔软剂；所述柔软剂选自聚乙二醇、 甘油、山梨醇或聚酰胺中的一种，加入柔软剂的作用是提高产品的柔软度。为了满足不同颜色的需求，本发明的胶乳配方中还包括O 15质量份的耐高温无机颜料，所述无机颜料选自钛白、钴蓝或锰黑中的一种或多种。本发明中聚偏氟乙烯胶乳的粘度优选为1000_40000cPa · S，粘度过低会致使刮涂过程当中胶乳渗透到玻纤布背侧，粘度过高造成胶乳流动性极差，会引起涂层的厚度不均， 影响膜的表观效果。本发明的原理是PVDF主要有3种晶型的晶格结构α晶型、β晶型和Y晶型， 另外在特定的环境下还可能产生S晶型。结晶及处理温度对不同晶型形成的影响α晶型在室温下是稳定的，但是机械变形作用下可将α晶型转变为β晶型，在热处理下，β晶型又可转变为α晶型，从熔体状态下逐渐降至常温的结晶，可以形成TGTG'构象(晶格参数为a = 4. 96埃，b = 9. 64埃，c = 4. 62埃)的α晶型。随后进行拉伸下，α晶型将转变为TTTT锯齿构象(为平面锯齿链，晶格参数为a = 8. 58埃，b = 4. 91埃，c = 2. 56埃) 的β晶型。在熔融状态下，当结晶温度低于151. 85°C时，只形成α球晶，在161.85°C下结晶则形成α+β晶型。当结晶为176. 85°C时，α晶型消失，只形成β晶型。由Y晶型形成的球晶，其形状与由α晶型形成的球晶形状相似，但是其熔点在191. 85°C以上。当今一般也归于α晶型一类。PVDF从某些溶剂中析出或在高压下也可形成β晶型，从二甲基乙酰胺(DMAC)或二甲基亚砜(DMSO)中析出时可形成Y晶型，以DMSO为溶剂，在不同工艺条件下可分别制得以α晶型、α+β晶型、β晶型和Υ晶型为主的PVDF薄膜，其中β晶型形成条件比较苛刻，但在120°C下可以得到β晶型含量较高的PVDF薄膜。在PVDF进行湿法纺丝时，溶剂的蒸发温度为80 100°C，可获得纯的Y晶型。蒸发温度为120°C开始有 α晶型出现。当温度升高到170 180°C时，基本为α晶型，Y晶型则很少。由于溶剂的选择和温度的差别PVDF的主体会发生变化，这里需要进行说明试验中采用了 N，N- 二甲基乙酰胺、1，4_ 丁内酯、二甲基亚砜作为溶剂，配制PVDF胶乳。由于实验采用玻纤布为基体和刮涂工艺的特殊性，对胶乳的流动性、布面表观、保存时间都有一定的要求。本发明配制一定粘度的PVDF胶乳后，采用刮涂工艺使之置于玻纤布表层，经一定条件下高温熔融冷却固化成膜，制成主体为α晶型的PVDF膜材料，通过实验证明该膜材料与玻璃纤维原坯布相比，各项性能都有显著的提高。本发明的有益效果本发明利用聚偏氟乙烯涂覆玻纤布制成的膜材料具备不粘油、接触火时有不燃烧、自洁性能佳、不伸长或收缩、发烟量小等特点，且轻质、高强，是一种理想的防腐蚀，阻燃材料，相比于单纯的玻璃纤维布性能在特定条件下，耐酸性，耐碱性，耐高温性等有显著的提高，可广泛地应用作于工业防护、电焊遮幕，馆场防火、防烟无机卷帘的理想用材，加热器或冷冻器的绝热涂盖层等。
图I为原玻璃纤维坯布和本发明产品在盐酸溶液中浸泡后的强力变化图。图2为原玻璃纤维坯布和本发明产品在NaOH溶液中浸泡后的强力值变化图。图3为原玻璃纤维坯布和本发明产品在高温后的强力变化图。 其中,“一■一”表示原玻璃纤维布，“一·一”表示本发明产品。
具体实施例方式I、制备聚偏氟乙烯胶乳聚偏氟乙烯胶乳实施例配方如下表表I
权利要求
1.一种利用聚偏氟乙烯涂覆玻璃纤维布制备膜材料的方法，其特征在于，制备步骤为 先按胶乳配方将各组分按质量份混合均匀，制备聚偏氟乙烯胶乳，然后将胶乳涂覆到玻璃纤维布的表面上形成涂层，并在185 195°C的温度下保持l(Tl5min，最后冷却固化，即得;其中，胶乳在玻璃纤维布表面的涂覆量为20 400 g/m2 ；胶乳配方为100份聚偏氟乙烯、50 450份溶剂；所述溶剂选自1，4- 丁内酯、N，N- 二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种。
2.如权利要求I所述的利用聚偏氟乙烯涂覆玻璃纤维布制备膜材料的方法，其特征在于，在将聚偏氟乙烯胶乳涂覆到玻璃纤维布的上表面之前，还包括如下预处理步骤在玻璃纤维布的下表面涂覆一层聚有机硅氧烷树脂，烘干温度为165 175°C，涂覆量为10 250 g/m2。
3.如权利要求I所述的利用聚偏氟乙烯涂覆玻璃纤维布制备膜材料的方法，其特征在于，胶乳配方中所述溶剂为N，N- 二甲基乙酰胺。
4.如权利要求I或2或3所述的利用聚偏氟乙烯涂覆玻璃纤维布制备膜材料的方法， 其特征在于，胶乳配方中还包括5 10质量份的柔软剂，所述柔软剂选自聚乙二醇、甘油、 山梨醇或聚酰胺中的一种。
5.如权利要求I或2或3所述的利用聚偏氟乙烯涂覆玻璃纤维布制备膜材料的方法， 其特征在于，胶乳配方中还包括O 15质量份的耐高温无机颜料，所述无机颜料选自钛白、 钴蓝或锰黑中的一种或多种。
6.如权利要求I或2或3所述的利用聚偏氟乙烯涂覆玻璃纤维布制备膜材料的方法， 其特征在于，所述聚偏氟乙烯胶乳的粘度为1000 40000 cPa · So
全文摘要
本发明涉及一种将聚偏氟乙烯涂覆到玻璃纤维布上制备膜材料的方法，制备步骤为先按胶乳配方将各组分按质量份混合均匀，制备聚偏氟乙烯胶乳，然后将胶乳涂覆到玻璃纤维布的表面上形成涂层，并在185～195℃的温度下保持10~15min，最后冷却固化，即得。其中胶乳在玻璃纤维布表面的涂覆量为20～400g/m2，胶乳配方为100份聚偏氟乙烯、50～450份溶剂，所述溶剂选自1,4-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种，本发明制得的膜材料相比于原玻纤布在长期耐酸碱、耐高温、阻燃等方面有显著的提高。可作为工业防护、电焊遮幕，馆场防火、防烟无机卷帘的理想用材，加热器或冷冻器的绝热涂盖层等。
文档编号D06M15/256GK102605620SQ201210060709
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者吕海, 王娟, 竺林, 靳怀强 申请人:南京彤天科技实业有限责任公司