一:有机氟塑料薄膜配方及生产工艺
配方一(PTFE塑料薄膜和等离子体聚合物薄膜):
等离子体是高活性高能量的离子和电子的混合物,因其正负离子各自所带的电荷在数量上相等,符号相反,其总电荷为零,故称等离子体。气体分子在高温、低压或强电场下,可分解为等离子体。等离子体聚合时,因有机材料不耐高温,通常只能用冷等离子体,在真空条件下蒸发焊光放电时,在容器壁上聚合一层薄膜,如把这层薄膜在单体中浸渍一段时间,使等离子体薄膜中存在的大量游离基同单体充分进行聚合反应,可以得到稳定性优良的有实用价值的薄膜。如果等离子体聚合的薄膜放在空气中,则很快会有更多游离基被氧化老化,这就是等离子体聚合薄膜。等离子体聚合可以用烷烃、苯、氧苯等聚合,可以直接用单体聚合,也可用惰性气体,如N2为载体进行聚合,不过N2在等离子体中也会参与聚合反应,生成含氮聚合物。
厚0.5mm的硅酮橡胶膜,放人等离子体聚合体中,使之充分真空脱气,通过氩气,保持真空度为4Pa,然后通过常温下为气体的烯丙基胺,用高频线圈施加13.5MHz的高频电磁波,功率为40W,此时反应器内压力上升到11.2Pa,单体开始分解为等离子体,同时聚合成膜,处理时间8min和40min,所得薄膜表面性能见表3—15。
当以对苯二甲酸乙二醇酯薄膜为基膜时,以等离子体聚合单体烯丙基胺和吡啶蒸气,PET膜厚55µm,高频电磁波功率为15W,以烯丙基胺为单体时的真空度为1.866Pa,以吡啶为聚合单体时的真空度为3.4Pa,经20min等离子体聚合后,等离子聚合的薄膜表面性能见表3—15。
使用0.5g的气相Phenanthroline衍生物,可以在N:等离子体中汽化3min,使多孔醋酸过滤膜口进行等离子聚合成不溶于水和乙醇的薄膜,高频频率为13.56MHz,真空度为10.66~13.32Pa。Phenanthroline二氮杂菲,分子式为C12H8N2。
有机氟塑料薄膜在氩和烃类气体中,经等离子聚合,薄膜在真空中有良好润滑性和导电性,可用于电子部件和机械零部件的表面处理。
二:浅谈氟塑料在电线电缆中的应用
[摘要]对各种氟塑料制品性能进行分析和比较、并重点阐述了氟塑料产品在电线电缆生产过程中的加工工艺,由此介绍了氟塑料耐高温电线电缆的市场状况,并介绍性能更为优异的X-ETFE品种的材料性能指标和发展前景。
[关键词]氟塑料绝缘电缆加工温度
中图分类号:TP436 文献标识码:A文章编号:1009-914X(2017)29-0212-02
氟塑料是高聚分子结构中含氟-碳一类塑料的总称。目前应用于电线电缆市场的材料主要有聚四氟乙烯(PTFE、F4)、聚全氟丙烯(FEP、F46)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、,乙烯-聚四氟乙烯共聚物(ETFE、F40)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE、F30)、聚偏氟乙烯(PVDF)等,因为这些材料由于分子结构中含有氟原子,所有具有许多优异的性能,如:优良的电绝缘性能,高度的耐热性,突出的耐油、耐溶剂和耐磨性,优异的耐化学药品性能,以及良好耐湿性和耐低温性能,但它们之间也存在性能和加工温度的差异。主要差异性能如表1所示:
氟塑料线缆产生初期因其优异的性能,加之较高的价格,主要运用于军工、高端装备市场,随着科技的发展,市场的竞争,但现已大量使用在民用产品中,导致氟塑料电缆用量急剧增加,其原因如下:一、飞机大型化和航空及电子工业的发展;二、是我国的钢铁工业大发展,由于钢铁厂要求高温的地方很多,电缆还需要阻燃,那么氟塑料电缆是最理想的选择,主要采购的电缆有:氟塑料控制电缆、氟塑料电力电缆、计算机电缆和氟塑料补偿电缆;三、是油田和石化事业的发展,氟塑料电缆一方面用于油田井下电缆,另一方面用于腐蚀性较大的环境;
氟塑料电缆由于国内高温挤出机和氟塑料材料本身挤出性能的限制,大截面氟塑料绝缘护套电缆挤出工艺和性能难以保证,加上氟塑料电缆一般用于特殊场合,大截面氟塑料电力电缆使用场合较少。其中质量影响较大的是因为大外径氟塑料电缆耐开裂性能较差,主要的原因包括材料的质量和加工工艺,目前市场面上许多厂家在一些民用电缆中的氟塑料绝缘较多选用再生料,(注:将废旧电缆及套管等废品,剥下氟塑料部分,重新造料,即为再生料),这些再生料将不同熔融指数、不一样含氟材料混合在一起,甚至混有其它一些材料,极大的影响了原材料质量,导致增加了氟塑料开裂的几率。另一方面影响氟塑料材料的加工工艺的方面较多,主要包括以下几点:1、线芯规格与相应的熔融指数的大小不对应;2、导体未预热;3、挤出温度不合理;4、挤出后急冷形成了内应力;5、挤塑时挤出速度过快未完全塑化,也是造成氟塑料线缆易开裂的重要因素。
针对氟塑料电缆易出现开裂现象,很多电线电缆加工企业采用了较多概念类的设计炒作引起,虽然电缆里面使用到了氟塑料材料,但电缆的性能指标达不到真正的耐高温、耐腐蚀、优异的机械技能等特点,主要表现在以下几方面:
1、大截面F46绝缘电缆,一些厂家为了防止氟塑料电缆绝缘开裂,在氟塑料绝缘外加开一层XLPE绝缘料。这样的电缆如果用在耐高温的场合,那是不符合要求的,因为XLPE绝缘层的长期工作温度仅有90℃,在高温条件下根本不会起任何保护作用,特别是F46绝缘层在高温下还是会开裂,真正的双层绝缘仅仅是掩耳盗铃,其根本目的是商家炒作高温电缆,而非环境高温电缆。对商家而言是欺骗,对电缆行业而言,这种现象是对高温电缆的扼杀。
2、在一些耐腐蚀性环境中,由于电缆护套前外径比较大,F46电缆料不能作为护套材料生产,所以现在厂家一般都会选用了耐油类的材料而不是氟塑料材料作为护套材料,来满足这些场合的耐油要求,基本能满足用户的要求。
3、在高温环境中,由于氟塑料材料不能作较大外径电缆护套材料,就选用耐高温180℃的硅橡胶材料作为护套层,但由于氟塑料绝缘材料较硬,而硅橡胶是一种非常柔软的材料,这样就表现为内硬外软的现象,而且硅橡胶的抗撕强度较低,容易在安装时发生护套层破损的现象,同时硅橡胶达不到氟塑料的耐环境要求。
此类现象主要造成的原因是氟塑料电缆产品目前并无统一的国家标准,各线缆企业均使用自己的企业标准生产,因此在这类电缆的选用前,要进一步走进客户,了解客户的具体使用要求,为客户设计产品供选用。线缆企业同时要多去考虑如何开发新的氟塑料品种的高温电缆,开辟独特的高利润高附加值的氟塑料电缆。
随着科技的发展,特别是航空航天、军工对线缆提出了更高的要求。市场上开发出了交联乙烯-四氟乙烯(XETFE)材料。该材料生产出的绝缘电线电缆具有耐温等级高、机械性能好、耐老化、耐化学溶剂等优异性能,以及体积小、重量轻等特点,主要应用于可靠性要求高、安装空间小、重量要求轻的各种特殊场所,尤其在航空航天上的应用日益广泛。XETFE主要比常规氟塑料更为优异的特点:XETFE已广泛应用在航空航天及其它军品中,经过电子辐照交联后,其性能得到明显提升。它的最突出的特点是轻,与PTFE、PFA及FEP的密度2.15kg/mm2相比E-ETFE仅有1.7kg/mm2左右,又由于E-ETFE的强度较高,其绝缘厚度可以适当降低一点,这样相比其他材料在同等质量情况下,电缆的重量要比同等产品轻得多,例如:同样600V等级电压,导体截面为0.5mm2,F4绝缘用料为2.51kg/mm,F46绝缘用料为2.31kg/mm,而E-ETFE绝缘用料为0.99kg/mm,据空客A-380飞机官方预测,每减少1KG自重,在一个大修周期内可减少消耗4万欧元,所以XETFE在航空航天及中军品得到广泛适用。
目前我国的氟塑料在电线电缆中应用,仅有在军工产品和高科技领域比较规范,由于这些行业对产品的质量非常高,同时几乎所有的产品都有相对应的标准作规范,所以对原材料的选用、设备和员工操作技能都有很高的要求,这对规范的大型企业而言是有着独特的优势,我们也不需要再与那些不规范的厂家进行恶性竞争了,这样既可以提高我们氟塑料产品在市场上的竞争力,同时也可以取得丰厚的利润。
参考文献
[1]《电线电缆手册》.机械工业出版社.徐应麟主编.
[2]《氟塑料电线电缆发展现状》.中国电子科技集团公司第二十三研究所.姜志嘉.
三:聚四氟乙烯(PTFE)表面处理与粘接
PTFE难粘接的原因分析
PTFE之所以难于粘接,从它的物理性质上分析,主要有以下几个方面的原因[1]:
⑴ 表面能低,临界表面张力一般只有1.85×10-2N/m。PTFE的前进接触角(θd)为118º,后退接触角(θr)为91º,接触角(θ)为104º,是所有材料中最大的,而接触角越大,润湿程度越小,即润湿性越差,胶粘剂不能充分润湿PTFE,从而不能很好的粘附在PTFE上;
⑵ 结晶度大,化学稳定性好,PTFE的溶胀和溶解都要比非结晶高分子困难,当胶粘剂涂在PTFE表面时很难发生高聚物分子链的互相扩散和缠结,不能形成较强的粘附力;
⑶ PTFE结构高度对称,且属于非极性高分子。胶粘剂吸附在PTFE表面是由分子间作用力引起的,这种作用力包括取向力、诱导力和色散力。而PTFE非极性表面不具备形成取向力和诱导力的条件,而只能形成较弱的色散力,因而其粘附性能较差;
⑷ PTFE的溶解性参数SP值很小,因而与其他物质的粘附性也很小。由上面分析可以看出,要解决PTFE难于粘接的问题,一般应从表面改性以改善其粘接性能和研制新型粘接剂两个方面入手。
2. PTFE表面改性处理方法
[2]2.1化学处理法
化学法处理含氟材料,主要是通过腐蚀液与PTFE塑料发生化学反应,扯掉材料表面上的部分氟原子,这样就在表面上留下了碳化层和某些极性基团。红外光谱表明,表面引入羟基、羰基和不饱和键等极性基团,这些基团能使表面能增大,接触角变小,润湿性提高,由难粘变为可粘。这是目前研究的所有方法中效果较好,也是比较常用的方法。但也存在一些缺点:被粘物质表面变暗或发黑,在高温环境下表面电阻降低,长期暴露在光照环境下其粘接性能将大大降低。这些缺点使得此法的应用受到很大的限制。一般用钠萘四氢呋喃作为腐蚀液,也可用钠联苯二氧六环、钠萘二醇二甲醚等作为腐蚀液。不足之处是此法不能根据需要对PTFE表面进行有选择的改性,具有一定的盲目性,这在实际应用中是非常不利的。
2.2 高温熔融法
高温熔融法是在高温下使PTFE表面的结晶形态发生变化,嵌入一些表面能高、易粘合的物质如SiO2、Al粉等,这样冷却后就会在PTFE表面形成一层嵌有可粘物质的改性层。由于易粘物质的分子已进入PTFE表层分子中,所以粘接强度很高。此法的优点是:耐候性、耐湿热性比其它方法显著,适于长期户外使用。不足之处是在高温烧结时PTFE会释放出一种有毒物质全氟异丁烯,而且不易保持形状。
2.3 辐射接枝法
把PTFE置于苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯等可聚合的单体中,以60CO辐射使单体在PTFE表面发生化学接枝聚合,从而使PTFE表面形成一层易于粘接的接枝聚合物。接枝后表面变粗糙,粘接表面积增大,粘接强度提高。这种方法的优点是操作简单、处理时间短、速度快,但改性后的PTFE表面失去原有的光滑感和光泽,且60CO辐射源对人体伤害较大。
2.4 低温等离子体处理法
低温等离子体是指低气压放电(辉光、电晕、高频、微波)产生的电离气体。在电场作用下,气体中的自由电子从电场中获得能量,成为高能电子,这些高能量电子与气体中的原子、分子碰撞,如果电子的能量大于分子或原子的激发能,就能产生激发分子和激发原子、自由基、离子和具有不同能量的射线。低温等离子体中的活性粒子具有的能量一般接近或超过碳―碳或其他含碳键的键能,因而能与导入系统的气体或固体表面发生化学或物理的相互作用。如果采用反应型的氧等离子体,则能与高分子表面发生化学反应而引入大量的含氧基团,使其表面分子链上产生极性,表面张力明显提高,改变其表面活性,即使是采用非反应型的Ar等离子体,也能通过表面的交联和蚀刻作用引起的表面物理变化而明显地改善聚合物表面的接触角和表面能。 刘学恕[3]对低温等离子体处理氟塑料进行了长期的研究工作,取得了很好的效果,处理后的氟塑料接触角平均降低20º~30º,粘接剪切强度提高2~10倍。
2.5 气体热氧化法
难粘塑料表面经空气、氧气、臭氧之类的气体热氧化下,其表面粘接性能得到改善,尤其是臭氧法,基本不受材料中抗氧剂的不良影响,还可以在空气中添加某种促进剂,如添加某些含N络合物,二元羧酸以及有机过氧化物等。气体热氧化法工艺简单,处理效果显著,没有公害,特别适用于PTFE的表面处理。但此法要求有与材料尺寸相当的鼓风烘箱或类似的加热设备,这样就使它的应用受到一定程度的限制。
2.6 最近国外报道的处理方法
用ArF做激光的激光器处理PTFE,是目前国外采用的新方法。它的基本原理是用激光器照射某物质,一方面可使该物质与PTFE表面发生基团反应,引进易粘合的物质;另一方面可使PTFE表面形成自由基,引发单体与其形成接枝共聚物,达到改善粘接强度的目的。根据反应类型可分为基团反应和接枝反应。
四:聚四氟乙烯基本常识整理汇总
在氟塑料中,聚四氟乙烯消耗最大,用途最广,它是氟塑料中的一个重要品种。聚四氟乙烯的化学结构是把聚乙烯中全部氢原子被氟原子取代而成。
产品名称: 聚四氟乙烯
英文名: Polytetrafluoroethylene
别 名: PTFE;铁氟龙;特氟龙;teflon;特氟隆;F4;塑料之王;テフロン(日语)【英文缩写为PTFE,商标名Teflon®,中文译名各地不同:大陆译为特富龙®,香港译为特氟龙®,台湾译为铁氟龙®】
分子式: [CF2CF2]n
由于 PTFE的特殊分子结构特征,使其具有如下的特点:
(1)摩擦系数小。由于 PTFE大分子间的相互引力小,且表面对其它分子的吸引力也很小,因此其摩擦系数非常小,是已知固体工程材料中最低的,仅为 0.04(静摩擦系数 ),小于其动摩擦系数(通常为 0.22),在极低的滑动速度下也不会出现爬行现象,是金属摩擦学中从未出现的奇特现象。爬行出现的主要原因是静、动摩擦系数差值大,摩擦系数随滑动速度的增加而降低,爬行现象是各类摩擦副固有的特性,但 PTFE的动系数大于静摩擦系数,而且随着滑动速度增加,摩擦系数增大。
(2)优异的耐老化性能和抗辐射性能。在苛刻环境下性能不变,潮湿状态下不受微生物侵袭,而且对各种射线辐射具有极高的防护能力,在真空中,辐照剂量为1×107rad时,仍可保持原有拉伸强度的50%。
(3)极佳的化学稳定性。PTFE不与环境介质发生反应,能承受大部分强酸 (包括王水、氢氟酸、浓盐酸、发烟硫酸、有机酸等)、强碱、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用。
(4)极小的吸水率(0.001% ~ 0.005%)。渗透率较低,除了对其组成相似的氟碳化合物有较高的渗透率外,对大部分气体和液体的渗透性较小。
(5)良好的电性能。PTFE 为高度非极性材料,具有极优良的介电性,并且不随频率和温度而变化,也不受湿度和腐蚀性气体的影响。
(6)宽广的使用温度(从-250℃到260℃)。
(7) 突出的表面不粘性和良好的自润滑性。PTFE表面张力小(0.019N /m ),是目前表面能最小的一种固体材料,几乎所有的固体材料都不能粘附在其表面。
(8) 极好的热稳定性。PTFE熔点 327℃,高于其它一般高聚物。在260℃时其断裂强度仍保持5MPa左右(约为室温的 1 /5), 抗屈强度达 1.4MPa。同时,它还具有极可贵的不燃性,其限氧指数(LO I)在 95 以上,在火焰上只能熔融,不生成液滴,最终只被碳化。
聚四氟乙烯的缺陷
在具有以上优异性能的同时,PTFE的结构也产生了如下一些缺点:
(1) 成型和二次加工困难。 PTFE的成型收缩率较大,熔体粘度极高,不能用塑料常用的注射成型、压延成型等二次加工工艺。
(2) 机械性能和承载能力差。PTFE的机械强度仅为14 ~ 25MPa,无回弹性,硬度较低,但断裂延伸率较大。
(3) 线膨胀系数较大。在-50 ~ 250℃之间,PTFE线膨胀系数达1.13×10-4~2.16×10-5/ ℃,是钢铁的13倍,故与其它材料复合易发生变形、开裂等现象。
(4) 导热性差。导热系数仅 0.24kcal /(m h℃), 易造成热膨胀、热疲劳和热变形。
(5) 耐蠕变性差,易冷流。PTFE在负荷长期作用下,蠕变较大,易发生冷流现象。
(6) 耐磨性差。PTFE硬度较低,磨耗较大,当负荷(P)和滑动速度(V)超过一定条件时,其摩耗会变得很大,因此在应用中 PV 值有一定限制。
(7) 生产成本较高。
PTFE的以上缺陷限制了其应用,为提高其综合性能,多年来,人们一直致力于PTFE的改性研究。
五:影响PTFE面料透气性的一些因素
让我们来看看影响透气的几个主要影响因素:
1、DWR处理,永久性防泼水处理,失效了容易影响透气性。
2、外层布料,其实影响微乎其微,这个用举例来说更直观一些。
GN值是在124mm水柱的压力水,100cm3空气通过1cm2面积所需的时间(sec)数。一般我们用的尼龙涤塔夫面料,不论是多少T的面料,它的GN值也就是零点几;在这种情况下,水蒸气几乎可以畅通无阻地通过,而再透气的薄膜的GN值也是它的成百上千倍,透湿阻力(RET值)更是不知要高出多少倍了。
所以说它并不是影响面料透气透湿性的主要因素。
3、外层布料和PTFE层的胶合层,因为PTFE薄膜表面光滑,极性小,粘合起来困难,此层的不同处理对透气透湿性有一定影响,取决于粘合技术,在这方面我国也已经有很多独创,比如在电晕辐射处理、有机硅粘合剂和热溶性聚氨酯粘合剂的研发方面等。
4、PTFE薄膜层,只要控制好温度和拉伸工艺,这一层技术差异不大,开孔率一般在80%上下。另外,薄膜的厚度对透气透湿性也有一定影响,一般是薄的透气透湿性好一些。
5、PTFE保护层,也就是最重要的一层,因为有了这一层,面料才不会因为体表油脂和洗涤剂的介入而失去作用。
这一层的技术含量最大,因为这一层才造就了众商家争夺防水透气织物市场的局面。这一层最早的技术是添加聚氨酯层来改善,但严重影响了透湿性能,像Event是利用一种分子层面的拒油处理剂来改善透湿性的。这一层才是真正影响PTFE薄膜透湿性的最主要因素。
六:PFA材质与PTFE材质的区别
PFA具有聚四氟乙烯相同的各种优异性能,而且具有良好的热塑性,耐热、耐寒、化学稳定性、机械性、绝缘性、自润滑性、耐折性、耐开裂性优异。不仅具有与聚四氟乙烯相同的使用温度,而且在250℃时有更好的机械强度,耐英力开裂性能优良,其加工范围宽,成型性能好,适合于压塑、挤塑、注塑、传递模塑等成型加工。2. 适用范围:目前国内主要用于防腐防酸碱注塑件、高温电线电缆、防酸碱内衬件,吹塑制品,化工管道、阀门和泵的耐腐蚀衬里等。
PTFE是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系数极低,所以可作润滑作用之余,亦成为了易洁镬和水管内层的理想涂料。PTFE具有优异的耐化学腐蚀,耐任何强酸、强碱、油脂,不溶于任何溶剂,耐磨性好,并有自润滑性,耐老化性优良。电性能优异,耐电弧性好,具有不粘性,几乎所有的粘性物质都不能粘附其表面,完全无燃烧性,有“塑料王”之称。
PTFE、PFA加工方式的区别
PFA可以进行热熔注塑加工,而PTFE不能进行热熔注塑加工
PTFE因为拥有非常优越的物理和化学性能,而受到工业领域的追捧。但是也其加工方式的局限性,而使得很多的科学家和工程师苦恼不已。然而PFA推出市场后就受到了塑料行业新的追捧,因为PFA材质的性能类似与PTFE材质,PFA材质具拥有非常优秀的加工性能,从而让工程师加工问题得到解决!
| PFA与PTFE的区别? 1、聚四氟乙烯(PTFE) 普通PTFE管是白色不透明的,主要有导管、软管、管道内衬管、编织增强管等。PTFE管具有优异的耐高低温性能和卓越的耐化学药品性,可以输送温度高达260℃的液体或气体,而且化学纯度高,最适于宽范围的连续工作温度的要求。PTFE 管优异的电性能也使其成为电子、电工领域最适宜的材料,主要用于电工绝缘护套、化工输送、热交换器、医用尿路导管和手术用血管旁路。 2、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA) PFA物理性能、电性能和化学性能与聚四氟乙烯类似 3/二者最主要的区别是PFA 是可熔融加工的热塑性塑料。PFA管具有优异的耐应力开裂性和弯曲寿命,但是渗透性能不如PTFE。PFA 管金属离子含量很低,并且在较高的温度下能够保持较强的机械强度和爆破压力。其化学纯度符合FDA要求,耐温高达260℃。 |
七: 四氟乙烯生产过程中的危险因素及预防,以及废液的处理
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| 四氟乙烯生产中废液的处理 |
在水蒸气稀释裂解制四氟乙烯过程中总要产生一定量的高沸残液,由于工艺条件不同,残液的组成和含氟量也有差异,但是这部分高沸残液主要组成是相同的,即八氟环丁烷、全氟丙烯、等全氟或含氟、含氯的烃。
这类全氟或含氟的化合物毒性大,并且难以回收利用,对于这类残液的处理大致有以下四种方法:
(1)氧化解毒法。
(2)地下深埋法。
(3)气相回收利用法。
(4)焚烧处理法。
八:钠化处理变色问题
看了很多钠化处理后,颜色变成棕色了
钠化处理能够使PTFE表面不变颜色??
萘钠处理液处理聚四氟乙烯制品工艺步骤为:
步骤一:先对已车削好的聚四氟乙烯制品,包括有聚四氟乙烯板材或聚四氟乙烯薄膜用丙酮或酒精清洗,除去表面油污和脏物;
步骤二:在室温下将清洁的聚四氟乙烯制品浸入盛有放入已配制好的萘钠处理液内浸渍1分钟至10分钟后取出;
步骤三:先用常温水清洗,放入90℃热水中清洗,除去NaH和NaOH等残留物,待聚四氟乙烯表面呈深棕色,既为处理完毕,晾干或用烘箱烘干,再复卷;
步骤四:用黑色遮光膜包装待用。
九:什么是膨胀四氟乙烯密封带?
膨胀四氟乙烯密封带是采用纯聚四氟乙烯分散树脂,通过压条,高温拉伸而成,具有低摩擦系数,耐化学腐蚀、密封性较好,可在-250℃--+280℃温度下使用适合于反应釜、汽输发电机及各种异形口罐、桶的密封。
膨胀四氟乙烯密封带可粘贴于法兰密封面上,使用时几乎不存在浪费。在中、低压力下的法兰密封部位,是一种较为经济实用的密封材料。
膨胀四氟乙烯密封带保留了聚四氟乙烯的耐化学腐蚀的性能,同时具有柔韧性、压缩回强性、和优良的抗蠕、冷流特性,且具有抗拉强度。
十:PTFE防滴落剂(市场+主要产品分析)
聚四氟乙烯在工程塑料领域主要应用于两方面:防滴落剂、耐磨润滑剂。防滴落剂与耐磨润滑剂的化学成分均为聚四氟乙烯,不同之处在于:防滴落剂的分子量在400万——500万左右,耐磨润滑剂的分子量在30万左右。大分子量的聚四氟乙烯在受到螺杆的剪切力的作用下纤维化从而形成网状结构,起到防滴落的作用。小分子量的聚四氟乙烯加入到塑料、橡胶、涂料等材料中能够明显降低材料表面的摩擦系数,提高材料本身的抗磨损性能。同时能起到内润滑以及脱模的作用。目前国内有一些生产厂家生产聚四氟乙烯产品,但是由于设备与技术的局限不能很好的控制聚合物的分子量。从而导致产品分子量分布不集中,既有大分子量的PTFE,又有小分子量的PTFE。同时能起到一部分防滴落的作用,又具有一些耐磨的作用,但两方面的效果都不突出.与国际大厂家差距较大。
防滴落剂主要使用在需要阻燃剂别达到V0级的塑料材料中,能防止熔化滴落并提高阻燃性能,在减少阻燃剂的用量时同样能达到UL V-0的要求,同时降低成本,增强产品竞争力。其中以PC、PC/ABS用得最多。另外在PBT、ABS、HIPS等材料里面亦有广泛的应用。PA、PP这两种材料为结晶型的聚合物,与聚四氟乙烯的相容性不好,防滴落剂在这两种材料中不太好用,控制不好的话容易出现发胀的现象。建议在PA、PP中使用纯粉型的防滴落剂。作为防滴落剂使用的聚四氟乙烯主要有三种型态:乳液型的、纯粉型的、包覆型的。
乳液型的防滴落剂是将聚四氟乙烯通过一些分散剂的作用分散在水中形成悬浮的乳液.由于里面含有约40%的水(其余为PTFE)而PC又容易水解,所以对设备与技术的要求较高。目前国内改性厂使用乳液的厂家较少,主要是一些日系的厂家再使用。但如果能够用好乳液型防滴落剂的话,生产成本能有所降低。生产乳液型防滴落剂的生产厂家主要有杜邦、大金、3M、SOLVARY等为数不多的聚四氟乙烯合成厂家.
包覆型的防滴落剂主要是为了使PTFE能更好的分散在原料树脂中而在PTFE的外层包覆了一层SAN或者PMMA、PS等,使防滴落剂能很好的分散在PC、ABS、HIPS等中.但包覆型的防滴落剂在PA、PP中难以使用,因为外层的包覆与这两种材料相容性太差。目前市面上生产包覆型防滴落剂的厂家主要有:GE、三菱、熵能、韩国PIC等。GE公司是一家受人尊敬的公司,位于世界500强企业前列。GE公司塑料助剂部门拥有很多优良的产品,但遗憾的是有些产品并不对外销售。就像我们所知的防滴落剂B449一样,市面上很难买到。猜测其原因估计是因为GE公司自己在做PC,GE为了保证自己的PC具有较强的竞争力而不对外出售这些好的添加剂的缘故(GE公司近年将其整个塑料助剂部门出售给了康普顿公司--即现在的科聚亚)。GE公司最早发明了PTFE包覆技术,且最早申请了全球专利(其专利据说包括了几乎全部的工程塑料包覆PTFE品种),在全球任何一个国家均有效。这也许就是为什么杜邦与3M没有包覆型防滴落剂的原因了。但为什么三菱、熵能、PIC又在销售包覆型的防滴落剂呢?据业内人士透漏消息称三菱公司每销售一公斤包覆型防滴落剂需向GE公司支付四美元的专利费。难怪三菱公司的防滴落剂产品一直以来都卖的那么贵。GE是一家以技术与专利见长的公司,特别注重知识产权。观其做事风格,既然没放过三菱,那起诉熵能跟PIC也是迟早的事了。以上四家公司仅熵能公司为国内企业,该公司以前在华南地区代理3M公司的纯粉型防滴落剂,后来从GE那里学会了做包覆型的防滴落剂后从而与3M公司分道扬镳。熵能公司还拿了不少国家的科研经费,拿了一些科技进步奖.最近据说又研制出了一个很好的阻燃剂,颇像3M公司阻燃剂2025的改头换面。业内有几个使用过熵能公司产品的朋友想去熵能公司厂房参观一下,看看设备。但熵能公司对外宣传的地址仅为广州南沙经济开发区,偌大一个南沙,上何处找去?PIC公司为一家韩国公司,在韩国与新加坡设有工厂。与熵能公司既是竞争对手又同病相怜,惺惺相惜(因为专利问题)。
纯粉型的防滴落剂为纯的聚四氟乙烯粉末,目前市面上使用的较多的型号有大金公司的FA-500,另外杜邦公司与3M公司均有相关类型的产品。纯粉型的防滴落剂使用好的前提是如何很好的解决分散方面的问题。现今大多生产纯粉型防滴落剂的厂家都会对产品的表面进行烧结处理,大大增加了产品的流动性与分散性。使产品在预混合时能能很好的分散且不易提前纤维化。较之早期的未进行烧结处理的纯粉型防滴落剂相比分散性能提高很多。使用纯粉型防滴落剂在分散方面需要注意如下几点:(1)将预混合过程分两步进行,先将防滴落添加剂和粉状或颗粒状树脂原料混合,防滴落剂含量控制在3-10%。时间90s左右,速度低于900转/分。
(2)将预混合好的混合树脂与纯树脂原料混合,稀释成最终需要的含量,如:0.3%(时间:120s左右,速度低于450转/分)。(3)在工况允许的范围内尽量降低螺杆挤出机内的加工温度。
(4)在工况允许的范围内尽量加大螺杆的剪切力。
(5)严格控制系统内水份含量(约0.05%-0.5%)。
纯粉型的防滴落剂与包覆型的防滴落剂相比更具有竞争优势。首先体现在降低成本上,纯粉型防滴落剂PTFE含量为100%,达到相同的效果添加量会更低。其次纯粉型防滴落剂添加到塑料材料中不会带进杂质,包覆型的防滴落剂外层的包覆相对于最终产品来说实际上就是杂质,对材料的物理性能多少会有些影响的。另外纯粉型的防滴落剂由于不会引入杂质,所以可以有较大的添加量(包覆型防滴落剂的最大添加量只能有0.5%),从而在1/32英寸甚至1/64英寸的样本中更能体现它的作用。
耐磨润滑剂是一种低分子量的PTFE白色粉末,具有润滑和防磨损的性能。基于不同的粒径及不同的分子量可以被用作表面涂层或者改善其它材料性能的混料添加剂。另外,有机分散级的产品还可以用作脱模剂。耐磨润滑剂应用范围及其广泛,以不粘涂料用量最大。杜邦公司最早生产该类产品,用在不粘锅涂料中。特富龙即为杜邦公司该类产品的商标。大金公司与3M公司在该领域同样很有竞争力。耐磨润滑剂比较多见的是两种粒径的型号:12微米和5微米.前者如杜邦的MP1300与大金的LF-100.后者如大金的L-5与3M的PA5955.相对来说,5微米粒径的PTFE微粉成本要高于12微米粒径的PTFE微粉,比较多用于涂料与油墨中.12微米粒径的PTFE产品具有更好的光泽度,通常用在塑料中.
耐磨剂通常用在需要高耐磨的塑料材料中,通常在PA,POM,PPO,PPS等材料中用的较多.主要用来生产塑料齿轮,轴承等产品.PPO与PPS由于加工温度较高而PTFE的熔点约在327摄氏度,需要用一些特殊型号的耐磨剂才行.听说大金公司有一个L-21型号的产品可以达到要求,其熔融黏度只有普通PTFE的1%.另外其他的一些无机材料添加到塑料材料中同样能提高耐磨性,如二硫化钼与石墨.但效果没有PTFE好,且只能生产黑色的产品,对颜色有污染.




