PTFE的各种牯接技术直接牯接的粘合剂,热熔焊接多种多样的表面处理方法,PTFE膜基胶粘带的品种,性能及应用,各种粘接技术的评价.前言PTFE的优异性能之一是其特殊的表面性质(见衷1),这使它很难与其它材料牯接.因此,人们对其牯接技术进行了大量的研究.PTFETEPPvdF有机硅PE天然橡{技环氧树脂尼龙90～1lo884877溶解度参7.37.88.1470460叨忸的牯接可从二个方面做研究.其一为研制适用于PTFE表面的粘合剂,以便直接牯接;其=为改变PTFE表面性质(表面处理技术)的研究,以便用通用粘台荆牯基材的胶粘带是粘接技术的研究成果之一,它把有机氟有机硅二种材料结为一体,可以充分的利用两者的特殊性能.PTFE直接粘接直接牯接是指PTFE表面不经处理,而用溶剂清洁后,直接用粘合剂牯接.这种牯接法的关键是牯台荆材料的表面特性应与可知,只有古氟聚合物及有机硅聚合物的表面特性与PTFE比较相近,因此国内外直接牯接肿E的粘接剂太帮分是用这二类聚合物制备的.有机硅压敏粘合剂这种粘台剂是在5O年代由美国DowOornSng公司和GE公司首先推出.美国氟塑料公司的8O皎,GE公司8f0—573,574均属此类.国内于年代开始研翩l的FS--~O3,初期由于胶层未经硫化,不耐高温,现已改进,牌号增多.70年代初晨光化工研究院也开始研制,现已有F48,F-4D,F一4G3个牌号并各有特色.F4g单组份,二者固形份达8O,胶层耐温性好.F.4G为制造PTFE薄膜压敏胶带专用粘台剐(性能后面介绍)l期有机囊工业?13?国内外此类粘台剂的主成份都是由增裢补强树脂和有机硅橡胶所组成关键是树脂合成及硫化体系的选择.含氟聚合物粘合剂除氟橡胶外,其它含氟聚合物都不易溶解,因此以含氟聚合物依牿台剂直接粘接FE的报导极少,国外有以VitonA橡胶溶于溶剂用作F雹胶粘带底胶的报导.晨光化工研究院曾以氟橡胶为基料,添加增粘补强树脂,溶于溶剂制成直接粘台剂,牌号为F-?2,单组份,固形份18~20.直接粘接PTFE的强度与上述有机硅类相当,约为0.6～1MPa.其特点是耐化学药品性强,对PTFE浸润性好,非常适合于PTFE管子的密封.别的类型的密封剂由于对PrFE润,密封效果都不佳也曾试验过氟橡胶与环氧树脂相互改性0.6～1MPTFE的表面处理目前,用直接粘合刺粘合还无法达到较高的强度,为提高粘接强度,必须使F~FE的表面适应高强度的粘合剂,这就需要对粘接表明上进行处理.目前正在研究及实际应用的各种处理方法如下:化学处理法萘在溶剂中生成络合物溶液来处理PTFE.它可在常温,常压下制备和使用,因此是目前最经济,最广泛使用的办法通过遂种络台物处理的PTFE表面由白色变成褐色,对水的接触角从114.变为6O.蠢右如果要除去褐色而又要保持其可粘接性,可用强氧化剂溶液处理6～1OmiD【.钠萘络台物溶液很不稳定,接触空气后很快失效,因而很难贮存.目前已研制出一种能包装出售的贮存型钠萘络合物糊.作者曾贮存型钠萘络合物糊装入黑色塑料瓶中,20个月后还有3,5的糊状物可使用.这种贮存型钠萘络合物糊的有效期为6个月.2.其它化学处理法主要有强氧化荆MmO蒸气处理法,[5或氧化剂,胺存在下的高温处理法.辐射接枝法置于可聚合的单体中,如苯乙烯,甲基丙烯酸酯等,用ao辐照,使单体在PTFE表面发生化学接枝,从而使PTFE表面覆盖一层可粘接的聚苯乙烯等聚合物.接枝后的PTF雹三度方向均匀增长,失去PTFE.的光泽及润滑感,表面粗糙度随接枝量增加而增大,粘接强度也相应提高.用环氧胶粘接,室温剪切力可达1OMPa.不足之处是PTFE辐照后拉伸强度下降30.电懈还原法电解还原是使PTFE中的氟原子接受电子成为离子而被除去.1.嗣相电解还原以锂汞合金作为阳极,以PTFE为阴极,接触通电而发生电化学反应.2.液相电解在(日.)NB的DMF溶液中,把PTFE薄膜与白金丝相接触,旒加一定的压力,即按下式反应:七OF2}+2ne一三_O}+2nFPTFE的表面被还原成黑色的可粘接碳链.14?有机氟工业金属蒸镀法在高真空下把金属蒸镀在PTFE表面.可蒸镀的金属有Ti,n,M,Mg,Mn,A1,K,,Ca,Au等,其粘接强度随蒸镀金属的不同而不同,如蒸镀Ti,剪切强度可达6M,而蒸镀Al则只有2.5MPa.电处理技术甩电子技术处理PTFE是lo多年来研究得最多的方法1.电晕放电处理在真空下于两极板间擒加高电压产生电晕放电,让PTFE极板闻通过由于两极板同温度比较高,PIWE在极板间其能停留极短的时问(若停滞时间过长.唧E就会焙融分解),几十米长的薄膜仅需数分钟.通过这种放电处理的PTFE表面结晶度发生明显的变化,偏光显微镜照片显示有大片的明显消光,但奇怪的是随存放时阀的延长其消光部份有退化减光现象这种方法由于处理时间很短,因此对粘接力的提高不够明显.2.荨离子雄处理根据等离子体种类的不同,处理后的效果也不同.如用氨或氩等惰性气体等离子休处理PT朋,其粘接强度比未处理的提高1O倍达7MPa,而用氧等离子体处理则牯接强度提高不大.另一种方法是溅射刻蚀,是由等离子的冲击,PTFE的表回变成针状或尖塔状组织,使其表面易被浸润而提高粘接强度8.霉离子接技在高频等离子体场,于Nz气中,使丙烯酸蒸汽在PTFE表面接枝,其粘接强度达4MPa.高温熔融法该法是以高温使PTFE达熔融状态,以1990改变袅面的结晶形态或嵌入可牯物而使粘接强度提高.1.改变结晶形态把PTFE与金属的高能量表面接触并熔融,然后原封不动地冷却,使之结晶.如与熔融的Au的合金接触,或把PTFE置于镀金的玻璃板之间;加热熔融并加压,然后冷却,则PTFE表面的Tc可提高到400~N/em.2.嵌入可粘柳把8i精或A1PTFE细粉混合,辣于PTFE制品表面,再熔融烧蹯,PTFE表面即嵌入81,A1等,同样可提高粘接强度【1.物理吸附法1.物理吸附法最早是为解决PTFE醇溶渡处理使PTFE表明产生一层极薄的吸附膜使粘接强度提高如在密封胶中对束处理及处理过的PTFE导线.也有作者建议用染色刘锇酸溶液浸渍处理多孔PTFE,以改变其表面_的亲水3.PrFE在Fe(OO)的醇溶液中浸溃后,离子会吸附在表面,进一步氧化成FelO3膜,以提高值.4.最近国内提出一个新的论点:认为PTFE的不牯性是因为它只具有给电子对能力,所以对绝大多数只具有给电子对能力的牯合剂都具有排斥性,因而不能粘接.如能以具有接受电子对能力物质吸附在PTFE表明产生配位键,即能提高粘接强度.研究者以艘类及其络台物处理PTFE面,用丙烯酸酯类粘台剂粘合,艏使抗拉强度达4～9MPa. 综上所述的PTFE 表面处理方法简要 地列于表2. 期有机氟工业?16?衰2PTleE 表面处理方法简表 名称处理效果 PTYE 表面变成褐色钠荣络台物化学法 处理层几个m,本身强度不下降 PT 阳表面覆盖接枝的聚合物,表面粗化,无光泽.无润辐射接枝法 揩感.本身抗拉下降3O 粘接强度 剪切8~12MPa 剥离19N/cm 电解还原法FT-FE 表面被还原成多孔性的黑色碳索层剪坷14~l-*a 剪切2～5 胁金属蒸镀法PTE 表面被垒属层覆盖 ,粘接强度因叠属不同而不同剥离3～8N/ 电等离子体处理表面有双键结构或交联表面密度增大或等离子体聚合物 14:Pa处化学结合于表面 技电晕放电及表面宏观无变化,但电镀照片显示表面纹路增多,呈针状困处理条件不同 术溅射刻蚀组织0.3～7MP 高镶嵌法PTFF 表面因嵌入可粘物而粗糙,制品尺寸困再次烧结剥离l~N/cm 温而改变 融PT邪表面结晶度增大,从而密度增大丽使x 值从18.5 法非均相戚核法提高到40 物全氟辛酸钛酸表面吸附一层宏观看不见的吸附屉抽出拉力40.2～26. 理酯聚台物溶液(不处理为O) 热熔粘台剂或焊条可以是PTFE本身 或其共聚物,如FEP 等可溶性聚四氟乙 1.表面涂装一般是用PTFE的水分散 液,涂刷或喷涂在基材上水份挥发后在熔融 温度下烧结,PTFE 即粘接于基材上.这要 求基材能耐烧结温度. 2.PTFE 与其它材料热熔粘接撮典型 的是与铜箔的粘接.若用直接粘合剂粘接,剥 离强度低,而且粘台剂经不起后加工;如用表 面处理方法,则PTFE 表面电性能直线下降.一 般用FEP 等可熔性四氟乙烯进行热融粘接, 铜箔的粘接面要经过电镀处理,加温加压粘 接,剥离强度达10N/cm. 3.PTFE 自身热熔粘接以PTFE 膜缠绕成设备形状后再烧结麂一整体,这就等于自身的热熔粘台.这方面的 最新技术是内衬不锈钢丝网,以降低 焊接形状复杂的化工设备,一般是用PTFE 的型材焊接而成这时只有用PTFE 共聚物作焊接.上海市有机氟材料研究所已开发出PTFE 专用焊条 ?18?有机氟工业1990 PTFE基胶粘带 主要有热固性和热塑压敏性胶牯带. 热固性胶粘带 据报导以P 为基材热固性胶粘带要在18oX24h 固化,它拥有非常良好的耐燃 油性,但来见其商品牌号 晨光化工研究院于70 年代束研糊成一 种耐I20变压器油的,以PTFE 薄膜为基材 鼢热固压敏胶牯带.该胶带基材是0.12Hjm 厚PTFE 薄膜,经化学处理后,双面豫有氟 橡胶与树脂组成的热固粘合剂层.该胶带因 具有雎啦性,使用很方便,固化条件为16o X6h.与锕片粘接,经120hC 变压器油提泡 1,600h,剪切强度8MPa. 热塑性压敏胶带 通用墅压敏胶粘带(其基材和粘合剂)耐 商低温性能不及以FIFE 为基材和有机硅 压敏牿台荆组成的压敏胶粘带.美国3M sc 毗0hBRAND80,8l,62,64 工的牯着一9D3,92,973*都是以FrFE 为基材和有机硅压敏粘合剂组成的胶 粘带,其中6,9l 丁是以玻璃布增强的 咖漆布为基材 国内到目前为止只试制成一种牌号为 口压敏胶粘带阻,相当于上述80,903.这种压敏胶粘带除使用起来更便捷,能牿贴PTFE 薄膜外还具有以下特点; 耐膏温一般的压敏胶只能在100 以下使屑,而4G 能在2下使用 000h,短期使用1 温度选260. @特殊的耐低温性一般压敏胶在低 温达到它的玻璃化温度对就发硬,失去压敏 粘附性而脱粘.l1—4G 在液氮温度(一192) 时也不脱粘, 高温电绝缘性该胶带曾作为绝缘 层用于测量6,6oom探井(165)的仪器中,

  金华美氟隆环保新材料有限公司年产1000吨水性聚四氟乙烯不粘涂料生产项目环境影响报告

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