一种双向膨体聚四氟乙烯密封材料的生产工艺的制作方法

本发明涉及密封材料的生产工艺，具体为一种双向膨体聚四氟乙烯密封材料的生产工艺。

背景技术：

双向拉伸膨体聚四氟乙烯密封材料，是一种多孔、低密度且高韧性的材料。不仅继承传统ptfe材料良好的热稳定性、化学稳定性、低表面摩擦系数和延展性，同时还具备有较高机械强度、多孔性、透气性、疏性和极好的柔韧性等新特性，在机械、电子、电器、通信、环保、航天工业等领域有着广泛的运用。现有双向拉伸膨体聚四氟乙烯密封材料的生产工艺为平密封材料层压的方式，通过将双向拉伸聚四氟乙烯薄膜来回叠合在一起，然后上下通过两块加热密封材料的方式将双向拉伸聚四氟乙烯薄膜定型结合在一起。以这种方式成型的双向拉伸膨体聚四氟乙烯密封材料，密封材料材厚度均匀性不好，材料薄膜之间的层间结合力不佳，且通过密封材料材分切成带材的连续长度不够，越发不能够满足市场需求。

专利申请号为200810034888.5公开一种连续聚四氟乙烯双向拉伸密封材料的成型方法，解决了现有技术中聚四氟乙烯双向拉伸密封材料难以连续生产、生产效率低的问题。

专利申请号为201510922128.8公开一种膨化聚四氟乙烯复合膜的制备方法，该方法通过在现有的覆膜机组条件下，对包覆有膜的辊筒加装防护罩，热处理时带着防护罩一起冷却。防护罩可有效的降低复合膜在冷却过程中的降温速度，利用此方法可消除热处理后膨化聚四氟乙烯复合膜在辊筒上的鼓包问题，提高产品质量。

上述方法公开了双向拉伸聚四氟乙烯的制备方法，均在现有技术基础上提高了聚四氟乙烯材料的质量，但均为解决现有聚四氟乙烯的厚度差异性较大、材料薄膜之间的层间结合力不佳，且通过密封材料材分切成带材的连续长度不够的问题。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有密封材料层压的生产工艺带来双向拉伸膨体聚四氟乙烯密封材料厚度差异性较大、材料薄膜之间的层间结合力不佳，且通过密封材料材分切成带材的连续长度不够等缺点，本发明提供一种制备双向拉伸膨体聚四氟乙烯密封材料的生产工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种双向膨体聚四氟乙烯密封材料的生产工艺，包括如下步骤：

1)将双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜套上放卷辊，并测量基膜的初始横向厚度(测量薄膜宽幅，在1.65-1.75m宽，按平均间距每隔12-14cm测量一个点)，测量约12-14个点，观察薄膜厚度的差异性并记录；

2)将放卷辊上双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜通过放卷装置缠绕到圆柱状成品辊上；

3)将缠绕到圆柱状成品辊上的薄膜，通过圆柱状的压辊设定不同的压力，将薄膜紧密贴合在一起；控制压力为0.4-0.6mpa；

4)用高精度的测厚规测量缠绕层压5min时间后圆柱状成品辊上膜的厚度，对应第一步工序，在成品棍固定位置做好标记，测量薄膜宽幅一般在1.65-1.75m宽，按平均间距每隔12-14cm测量一个点测量12-14个点，观察此时缠绕层压5min后薄膜横向厚度的差异性，根据不同差异性进行如下步骤a：若两侧薄膜厚度差值过大，如(1.25、1.24、1.23、1.17、11.1、1.09、1.05、1.01、0.98、0.97、0.95、0.93)mm则将放卷辊上的薄膜的顺时针旋转180°，再次缠绕层压5min，记录此时厚度为2.18、2.17、2.16、2.10、2.09、2.13、2.12、2.09、2.17、2.16、2.15、2.14mm，直至圆柱状成品辊上的薄膜的横向厚度相差不大；b：若薄膜中间厚度跟两侧厚度相差过大，如1.25、1.24、1.23、1.21、1.0、0.98、0.95、0.97、1.05、1.23、1.25、1.23、1.26mm，采用中间厚度大左右两侧厚度偏薄的双向拉伸聚四氟乙烯薄膜，如0.05、0.048、0.047、0.042、0.071、0.072、0.069、0.068、0.049、0.047、0.046、0.043mm，进行二次互补式放卷缠绕层压10圈后，薄膜的横向厚度为1.73、1.69、1.71、1.72、1.73、1.70、1.68、1.74、1.75、1.76、1.72、1.74直至圆柱状成品辊上的薄膜的横向厚度相差不大；c:若薄膜厚度较为均匀，在达到设定的试制厚度后，记录此圆柱状成品辊上薄膜整体横向厚度，测量12-14个点，如1.51、1.53、1.52、1.50、1.49、1.56、1.54、1.53、1.48、1.56、1.49、1.52；

5)将上一工序初压缠绕好的薄膜，再次进行复压，复压时间为5-10min，复压压力为0.4-0.6mpa；

6)将复压好的薄膜，连同圆柱状的成品辊一同放入定型加热装置进行定型，定型温度为350℃-370℃(此处通过生产总结定型温度低于350℃薄膜之间的层间结合力偏低)，定型时间5-25min。

7)将定型完成后的成品辊和材料自然冷却至成品，原辊下端温度为250℃-260℃，根据多次生产总结，此处冷却至250℃-260℃材料手感最佳；

8)将冷却完成后的成品辊和材料再次下入冷却水槽进行二次冷却，冷却时间2-5min；

9)将二次冷却完成后的材料分切成密封材料材或者带材。

本发明的定型加热装置为烘箱或加热板。

本发明相对于现有技术相比具有显著优点为：

1)本发明通过放卷层压，可调换薄膜方向以及二次放卷测厚，控制材料厚度的均匀性；

2)本发明通过盐浴定型，薄膜之间层间结合力更高；

3)本发明制备的可任意分切不同规格尺寸的带材和板材。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合工艺流程图和具体实施例对本发明一种双向拉伸的膨体聚四氟乙烯密封材料的生产工艺进行详细的说明:

实施例1：针对情况a(对放卷辊上的薄膜的进行顺时针旋转180°)；下面以制备厚度0.78±0.1mm，密度0.4-0.6g/cm的膨体聚四氟乙烯密封材料为例，对本发明进行详细的介绍：

对于制备0.78±0.1mm，密度0.4-0.6g/cm³产品，设定初压复合厚度1.1-1.2mm，复压后厚度1.0-1.1mm；初压、复压压力0.4mpa，定型温度360℃，定型时间8min，一次冷却温度260℃，二次冷却2min；

1)将双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜套上放卷辊，并测量基膜的初始横向厚度，测量约12-14个点，观察薄膜厚度的差异性，做好记录；整体初始基膜厚度为40、35、34、32、30、30、25、24、22、21、20、19、17(此处单位厚度为um)；

2)将放卷辊上双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜通过放卷装置缠绕到圆柱状成品辊上，调节压力为0.4mpa，缠绕圈数为20圈时，测量整体薄膜厚度为0.81、0.72、0.68、0.64、0.60、0.60、0.5、0.48、0.44、0.42、0.4、0.38、0.34(此处单位厚度为mm)，将放卷辊上的薄膜的进行顺时针旋转180°，再次缠绕20圈后，测量整体薄膜厚度为：1.14、1.16、1.15、1.20、1.21、1.22、1.18、1.17、1.16、1.15、1.13、1.14(此处单位厚度为mm)；

3)将初压完成后的薄膜，结束放卷，再次在0.4mpa下，复压5min，测量整体复压厚度为：1.08、1.09、1.05、1.06、1.10、1.10、1.09、1.08、1.04、1.06、1.03、1.06(此处单位厚度为mm)；

4)将复压好的薄膜，连同圆柱状的成品辊一同放入定型加热装置进行定型，定型温度为360℃，定型时间8min；

5)将定型完成后的的材料连同成品辊在自然环境下冷却至成品辊下端温度为260℃；

6)将冷却完成后的成品辊和材料再次下入冷却水槽进行二次冷却，冷却时间2min；

7)测量冷却完成后整体材料的厚度为：0.78、0.76、0.79、0.82、0.85、0.86、0.83、0.79、0.82、0.76、0.78、0.79最终材料成型厚度较为均匀(此处单位厚度为mm)；

8)将测量后的材料分切成需要的密封材料材和带材。

实施例2：针对情况a(不对放卷辊上的薄膜的进行顺时针旋转180°调整)；下面以制备厚度0.78±0.1mm，密度0.4-0.6g/cm的膨体聚四氟乙烯密封材料为例，对本发明进行详细的介绍：

对于制备0.78±0.1mm，密度0.4-0.6g/cm³产品，设定初压复合厚度1.1-1.2mm，复压后厚度1.0-1.1mm；初压、复压压力0.4mpa，定型温度360℃，定型时间8min，一次冷却温度260℃，二次冷却2min；

1)将双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜套上放卷辊，并测量基膜的初始横向厚度，测量约12-14个点，观察薄膜厚度的差异性，做好记录；整体初始基膜厚度为40、35、34、32、30、30、25、24、22、21、20、19、17(此处单位厚度为um)；

2)将放卷辊上双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜通过放卷装置缠绕到圆柱状成品辊上，调节压力为0.4mpa，缠绕圈数为20圈时，测量整体薄膜厚度为0.81、0.72、0.68、0.64、0.60、0.60、0.5、0.48、0.44、0.42、0.4、0.38、0.34(此处单位厚度为mm)，不进行调整，再次缠绕20圈后，测量整体薄膜厚度为：1.62、1.46、1.36、1.28、1.20、1.20、1.0、0.96、0.88、0.84、0.8、0.76、0.68(此处单位厚度为mm)；

3)将初压完成后的薄膜，结束放卷，再次在0.4mpa下，复压5min，测量整体复压厚度为：1.56、1.35、1.26、1.18、1.1、1.1、1.0、0.86、0.78、0.74、0.7、0.66、0.65(此处单位厚度为mm)；

4)将复压好的薄膜，连同圆柱状的成品辊一同放入定型加热装置进行定型，定型温度为360℃，定型时间8min；

5)将定型完成后的的材料连同成品辊在自然环境下冷却至成品辊下端温度为260℃；

6)将冷却完成后的成品辊和材料再次下入冷却水槽进行二次冷却，冷却时间2min；

7)测量冷却完成后整体材料的厚度为：1.23、1.18、1.05、0.95、0.82、0.83、0.79、0.65、0.62、0.6、0.54、0.45、0.44最终材料成型厚度偏差较大(此处单位厚度为mm)；

通过上述两例看出在出现情况a的前提下，如果在初压阶段不对薄膜进行180°旋转调节，材料最终成型厚度，一边偏大一边偏小。

实施例3：针对情况b(进行二次互补式放卷缠绕层压)

下面以制备厚度1.18±0.13mm，密度0.4-0.6g/cm的膨体聚四氟乙烯密封材料为例，对本发明进行详细的介绍：

对于制备1.18±0.13mm，密度0.4-0.6g/cm³产品，设定初压复合厚度1.75-1.85mm，复压后厚度1.65-1.75mm；初压、复压压力0.45mpa，定型温度365℃，定型时间15min，一次冷却温度250℃，二次冷却2min；

将双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜套上放卷辊，并测量基膜的初始横向厚度，测量约12-14个点，观察薄膜厚度的差异性，做好记录；整体初始基膜厚度为40、42、42、40、30、25、22、21、30、41、42、43(此处单位厚度为um)；

2)将放卷辊上双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜通过放卷装置缠绕到圆柱状成品辊上，调节压力为0.4mpa，缠绕圈数为20圈时，测量整体薄膜厚度为0.8、0.84、0.84、0.8、0.6、0.44、0.42、0.6、0.82、0.84、0.86(此处单位厚度为mm)，采用中间厚度大左右两侧厚度偏薄的双向拉伸聚四氟乙烯薄膜类似为0.05、0.048、0.047、0.042、0.071、0.072、0.069、0.068、0.049、0.047、0.046、0.043(此处厚度单位为mm)，进行二次互补式放卷缠绕层压20圈后，测量整体薄膜厚度为：1.78、1.79、1.82、1.83、1.74、1.79、1.83、1.75、1.82、1.79、1.80、1.74(此处单位厚度为mm)；

3)将初压完成后的薄膜，结束放卷，再次在0.45mpa下，复压5min，测量整体复压厚度为：1.68、1.69、1.72、1.73、1.64、1.69、1.73、1.65、1.72、1.69、1.7、1.64(此处单位厚度为mm)；

4)将复压好的薄膜，连同圆柱状的成品辊一同放入定型加热装置进行定型，定型温度为365℃，定型时间15min；

5)将定型完成后的的材料连同成品辊在自然环境下冷却至成品辊下端温度为250℃；

6)将冷却完成后的成品辊和材料再次下入冷却水槽进行二次冷却，冷却时间2min；

7)测量冷却完成后整体材料的厚度为：1.23、1.18、1.15、1.24、1.17、1.19、1.16、1.18、1.15、1.19、1.21、1.22最终材料成型厚度较为均匀(此处单位厚度为mm)；

8)取一节材料进行层间结合力检测，测试结果为1.1n/cm

实施例4：针对情况b(不进行二次互补式放卷缠绕层压)

下面以制备厚度1.18±0.13mm，密度0.4-0.6g/cm的膨体聚四氟乙烯密封材料为例，对本发明进行详细的介绍：

对于制备1.18±0.13mm，密度0.4-0.6g/cm³产品，设定初压复合厚度1.75-1.85mm，复压后厚度1.65-1.75mm；初压、复压压力0.45mpa，定型温度365℃，定型时间15min，一次冷却温度250℃，二次冷却2min；

将双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜套上放卷辊，并测量基膜的初始横向厚度，测量约12-14个点，观察薄膜厚度的差异性，做好记录；整体初始基膜厚度为40、42、42、40、30、25、22、21、30、41、42、43(此处单位厚度为um)；

2)将放卷辊上双向拉伸的聚四氟乙烯薄膜通过放卷装置缠绕到圆柱状成品辊上，调节压力为0.4mpa，缠绕圈数为20圈时，测量整体薄膜厚度为0.8、0.84、0.84、0.8、0.6、0.44、0.42、0.6、0.82、0.84、0.86(此处单位厚度为mm)，不进行二次互补式放卷缠绕层压25圈后，测量整体薄膜厚度为：1.8、1.79、1.82、1.68、1.35、1.28、1.30、1.34、1.65、1.76、1.80、1.74(此处单位厚度为mm)；

3)将初压完成后的薄膜，结束放卷，再次在0.45mpa下，复压5min，测量整体复压厚度为：1.7、1.69、1.72、1.58、1.2、1.25、1.3、1.55、1.65、1.7、1.64(此处单位厚度为mm)；

4)将复压好的薄膜，连同圆柱状的成品辊一同放入定型加热装置进行定型，定型温度为365℃，定型时间15min；

5)将定型完成后的的材料连同成品辊在自然环境下冷却至成品辊下端温度为250℃；

6)将冷却完成后的成品辊和材料再次下入冷却水槽进行二次冷却，冷却时间2min；

7)测量冷却完成后整体材料的厚度为：1.18、1.15、1.16、0.95、0.7、0.65、0.63、0.65、0.89、1.09、1.18、1.15最终材料成型厚度偏差较大(此处单位厚度为mm)；

通过上述两例看出在出现情况b的前提下，不对材料进行二次互补式放卷缠绕层压，材料最终成型厚度，两边偏厚，中间偏薄。

实施例5：针对定型温度低于350℃

下面以制备厚度1.18±0.13mm，密度0.4-0.6g/cm的膨体聚四氟乙烯密封材料为例，对本发明进行详细的介绍：

具体实施完全参照实施例3，将定型温度改为340℃，最终检测薄膜之间层间结合力为0.55n/cm，层间结合力不佳，导致最终材料容易分层，根据生产经验总结，定型温度在350-370℃，薄膜之间层间结合力最佳，保持在1.0-1.8n/cm，结合力较好材料不易分层。

通过上述步骤最终制得的膨体聚四氟乙烯密封材料厚度均匀，层间结合力高。

本发明中制备的膨体聚四氟乙烯密封材料，其密度在0.4-0.6g/cm。本发明的方法还可以应用于其他密度的膨体聚四氟乙烯密封材料，相应的调整压辊压力。

针对不同规格材料定型温度、定型时间不一样，详情见表1：

表1定型工艺参数表