在PTFE双向拉伸技术和设备的基础上,将PU熔融挤出直接流延到PTFE基带上,PU可与多孔的PTFE基带形成机械嵌合粘接,然后在扩幅机上进行共同拉伸,最后经200~400℃定型。加工工艺流程如下:
PTFE微粉+润滑剂→混合→过筛→成熟→压坯→推压→挤出→压延→脱脂形成PTFE基带(230℃、5min)→PU流延到基带上,形成PTFE基带/PU→横向拉伸(预热区:120℃;拉伸区:温度逐步升高,拉伸结束时达到140℃)
(1)原料的混合 用于制造拉伸膜的PTFE树脂为分散树脂粉末,要求结晶度高(≥98%),分子量在200万~1000万。将PTFE树脂粉末、液体润滑剂按质量比100:(18~25)混合均匀,筛去较大粉粒。为使PTFE树脂更均匀、更充分地吸附助剂,保证挤出的预成型品性能一致、外观均匀,将混合料在60℃下成熟8h以上。
(2)糊膏状压坯与挤出 将混合好的物料在压坯机上压制成圆柱形毛坯,将毛坯通过挤出机形成片状带坯,然后经压延机压延成基带,压延过程中采用热风烘燥,除去混合物中的液体润滑剂。
(3)纵向拉伸和流延 在230℃的条件下以一定的速率将基带进行纵向拉伸,基带在烘箱内停留时间大约为5min。然后将热熔性PU流延到PTFE基带上。
(4)横向拉伸和热定型 将PTFE/PU基带放入扩幅设备的布铗上,通过调节薄膜运行速度实现横向扩幅速率的变化。横向扩幅后的薄膜在一定张力下进行固化处理,确保薄膜尺寸稳定性。
在横向拉伸工艺中,拉伸温度是影响薄膜性能最主要的因素。它直接影响薄膜的力学性能、成膜性、厚度均匀性等。温度过低,容易脱夹、破膜问题,拉伸时还可能发出较大响声。片材在横向拉伸之前已经经历了纵向拉伸,分子在纵向取向。
横向拉伸区的温度分布状况也是非常重要的工艺条件。预热区、拉伸区的横向加热温度一定要均匀、稳定,否则会影响拉伸薄膜的横向厚度均匀性及拉伸的连续性;在拉伸区,尽管聚合物在拉伸时会产生热量,但伸长的过程中往往拉伸黏度也随之增大,要实现连续拉伸,一般横向拉伸区都要有一定的递增量。
该方法主要优点是产品性能容易控制,操作较为方便,拉伸后可在同一台横拉机内完成必要的热、冷等处理。但是在生产PTFE/PU共同拉伸时,经常出现聚氨酯和聚四氟乙烯脱脂基带黏合不佳的问题,将降低产品膜中聚氨醋和聚四氟乙烯两层间的黏合牢度,最终影响使用性能。为了克服这个缺点,郭玉海等又对这个生产工艺进行了改进,新的方法是:首先将聚四氟乙烯微粉制成脱脂基带,在水蒸气中汽蒸,获得聚四氟乙烯汽蒸脱脂基带;将聚氨酯颗粒料在干燥器内干燥1~5h,干燥温度为80~140℃,然后利用带有板式模头的挤出机挤出聚氨酯片材,将聚四氟乙烯汽蒸脱脂基带通过牵引装置使其进入聚氨酯片材与橡胶加压辊之间,控制加压辊压力,将聚氨酯片材与所述聚四氟乙烯汽蒸脱脂基带贴合在一起,然后进行空气冷却处理,制成聚四氟乙烯基与热塑性聚氨酯基带;将聚四氟乙烯/热塑性、透湿型聚氨酯基带在80~170℃的温度下在扩幅机上进行共同拉伸,最后经300~380℃烧结定型,制备成聚四氟乙烯/聚氨酯共同拉伸复合膜。