大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法
2023-06-10 10:42:51
專利名稱：大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子材料的型材製作方法，尤其是涉及一種採用模壓成型法製作聚偏氟乙烯(PVDF)大尺寸板材的工藝方法。
背景技術：
聚偏氟乙烯(PVDF)是氟塑料材料中，目前除聚四氟乙烯外，用量最大的一種高分子材料。聚偏氟乙烯(PVDF)製品具有強度高、剛性好、耐磨耗、抗蠕變、耐老化、耐腐蝕等特性，是氟塑料材料中性能較全面的材料。目前國內已有聚偏氟乙烯(PVDF)的模壓、擠出、注射製品，但都尚未形成規模生產，只能生產小規格的產品。目前所採用模壓成型製作聚偏氟乙烯(PVDF)板材，仍是採用傳統的模壓成型法；傳統的模壓成型又稱壓製成型，這種方法是將模塑原料(粉料、粒料、碎屑或纖維預浸料等)置於陰模型腔內，合上陽模，藉助壓力和熱量作用，使物料熔化充滿型腔，形成與型腔相同的製品。經過加熱使其固化，冷卻後脫模， 便得到模壓製品。傳統的模壓成型工藝適用於熱固性塑料，如酚醛、脲醛、環氧塑料、不飽和聚酯、氨基塑料、聚醯亞胺、有機矽等，以及某些熱塑性塑料製品的加工生產，但加工成型難度較大， 主要因為其導熱性差，熔體黏度較高，以前國內僅能生產500mmX500mm以下板面的各種板材，也沒有更具體的成型設備和成型工藝，特別是20mm以上的PVDF厚板，壓制時極易產生氣泡或收縮孔。目前尚無法廣泛應用於大尺寸的聚偏氟乙烯(PVDF)板材製作，如製作長X 寬2000X 1000mm、2400X 1200_、3000X 1500_厚度15_以上的系列規格聚偏氟乙烯 (PVDF)板。PVDF具有一系列優異的性能，可廣泛應用在石油化工行業中的防腐蝕設備、耐腐蝕襯裡及加工泵、閥、管、槽、熱交換器、電鍍設備及水處理設備等化工防腐另部件，特別是適用於製作環境保護、淨化水處理等防腐設備方面，是鋼材無法替代的一種防腐材料。該製品在電子、電氣工業中被廣泛應用於半導體工業中高純化學品的貯存和輸送、太陽能電池片背板、光伏太陽能設備、電纜保護套管及機械工業中的齒輪、軸承等。在上述這些領域中急需大板面(寬度大於I米)的聚偏氟乙烯(PVDF)板材。現為解決大尺寸的聚偏氟乙烯 (PVDF)模壓成型製作過程中壓製成型與後序熱處理技術難點，亟需對聚偏氟乙烯模壓成型工藝及系統加以進一步改進。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述技術難點，提出一種通過模壓方法壓制大尺寸的聚偏氟乙烯(PVDF)板材(如製作長 X 寬2000 X 1000mm、2400 X 1200mm、3000 X 1500mm厚度 IOOmm以下系列規格PVDF板)的方法；對傳統的模壓成型工藝和系統進行了改進，成功壓製出大尺寸的PVDF板材，且壓制效率高，效果好，板材質量穩定。本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為一種大尺寸聚偏氟乙烯 (PVDF)模壓成型方法，包括以下步驟1、配裝模具，並在模具的內表面上塗覆脫模劑，根據製品尺寸參數配裝模具；
2、往模具上加注母料，所加注的母料的量根據製品規格精確計算；
3、模具加熱塑化；
4、冷壓定型；
5、卸模；
6、修邊。作為本發明的進一步改進，替代的所述步驟2和步驟3可以為在塑化機內先將母料充分塑化然後直接注入模具型腔。作為本發明的進一步改進，所述步驟2加注母料的量為根據壓制板材的規格，加料量根據板材的尺寸按I. 77- I. 79 kg /m3的比重，準確計量後加入已經過處理好的模具內，並進行平整處理，使得母料均布在模具內，然後逐步升溫至175 — 230°C之間塑化，保溫後，進行冷壓定型。作為本發明的進一步改進，所述步驟4採用壓機冷壓定型，模具在冷壓定型過程中，要根據模具中物料的溫度逐步加大壓制的單位壓力，此時應儘量避免模具過量溢料現象，隨著模具溫度的不斷下降，物料流動性也隨之降低，壓制的單位壓力可逐步加大，直至達到工藝要求的單位壓力即10 — 12MPa/ cm 2並一直保持到卸模。作為本發明的進一步改進，所述步驟6修邊後通過熱處理進行產品內應力消除， 熱處理工藝條件為熱處理溫度為80-140°C，保溫時間為6 — 24小時，根據板材厚度適配； 因為板材在冷壓過程中，大分子鏈受到壓制壓力的作用發生強制流動而趨向所形成的內應力和板材表面和板材中心之間的溫差所造成的熱應力，容易導致產品性能下降、變形，嚴重時發生開裂，進一步提聞製品物理機械性能。 作為本發明的進一步改進，選用的所述母料符合壓製成型要求的分子量與熔融指數的PVDF母料，一般選用熔融指數為2. 9 5. 6之間的材料，分子量為50 60萬單位； 若選用熔融指數太高，塑化後流動性太好，壓制時易溢料，製品收縮大；反之，塑化後流動性太差，製品表面易產生缺陷。作為本發明的進一步改進，優選的所述模具的材料可採用鎳基合金材料經熱處理後，通過精加工而成，模具為上、下模配合結構，所述下模為可拆卸模具，具體的說為邊框可拆卸結構，模具的型腔與製品的外形尺寸適配。本發明通過上述方法能夠成功的壓制大尺寸的PVDF板材如長X寬3000X 1500mm 以下、厚度IOOmm以下系列規格PVDF板，且壓制效率高，效果好，板材質量穩定。
圖I為本實施例製作流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本實施例為解決上述技術問題所採用的技術方案為一種大尺寸聚偏氟乙烯 (PVDF)模壓成型方法，通過一個可拆卸的模具，將模具組裝起來，往模具內裝入聚偏氟乙烯 (PVDF)原料，並進行平整處理；再將定型後的裝有聚偏氟乙烯(PVDF)原料的模具送入塑化機內進行塑化成型，再將裝有聚偏氟乙烯(PVDF)原料的模具送入冷壓機內進行定型；具體整個模壓工藝包括以下步驟
1、配裝模具，並在模具的內表面上塗覆脫模劑，根據製品尺寸參數配裝模具；
2、往模具上加注母料，所加注的母料的量根據製品規格精確計算；
3、模具加熱塑化；
4、冷壓定型；
5、卸模；
6、修邊。作為本實施例的進一步改進，所述步驟2加注母料的量為根據壓制板材的規格， 加料量根據板材的尺寸按I. 77-1. 79 kg/m3的比重，優選的為I. 78 kg/m3，準確計量後加入已經過處理好的模具內，並進行平整處理，使得母料均布在模具內，然後逐步升溫至175 — 230°C之間塑化，保溫後，進行冷壓定型。作為本實施例的進一步改進，所述步驟4採用壓機冷壓定型，模具在冷壓定型過程中，要根據模具中物料的溫度逐步加大壓制的單位壓力，此時應儘量避免模具過量溢料現象，隨著模具溫度的不斷下降，物料流動性也隨之降低，壓制的單位壓力可逐步加大，直至達到工藝要求的單位壓力即10 — 12MPa/ cm 2並一直保持到卸模。作為本實施例的進一步改進，所述步驟6修邊後通過熱處理進行產品內應力消除，熱處理工藝條件為熱處理溫度為80-140°C，保溫時間為6 — 24小時，根據板材厚度適配；因為板材在冷壓過程中，大分子鏈受到壓制壓力的作用發生強制流動而趨向所形成的內應力和板材表面和板材中心之間的溫差所造成的熱應力，容易導致產品性能下降、變形，嚴重時發生開裂，對大板面的聚偏氟乙烯(PVDF)板尤為嚴重，對所製作的聚偏氟乙烯 (PVDF)板進行熱處理，可以進一步提高製品物理機械性能。作為本實施例的進一步改進，選用的所述母料符合壓製成型要求的分子量與熔融指數的PVDF母料，一般選用熔融指數為2. 9 5. 6之間的材料，分子量為50 60萬單位； 若選用熔融指數太高，塑化後流動性太好，壓制時易溢料，製品收縮大；反之，塑化後流動性太差，製品表面易產生缺陷。作為本實施例的進一步改進，優選的所述模具的材料可採用鎳基合金材料經熱處理後，通過精加工而成，模具為上、下模配合結構，所述下模為可拆卸模具，具體的說為邊框可拆卸結構，模具的型腔與製品的外形尺寸適配。結合上述內容和附圖所示，根據產品規格，裝配和清理模具，塗刷相應的脫模劑， 選用品級與模壓工藝相符的PVDF原料，經精確計量的母料塑化，在大噸位壓機上冷壓定型，然後卸模、修邊和進行熱處理消除內應力，最後進行檢驗、覆膜、包裝入庫，完成整個 PVDF板的生產流程。作為本發明的另一種實施方式，不同之處在於替代的所述步驟2和步驟3可以為在塑化機內先將母料充分塑化然後直接注入模具型腔。具體工藝流程確定產品規格一配裝模具一塗覆脫模劑一精確計量投料一塑化一冷壓定型一卸模一修邊一熱處理一檢驗一覆膜一包裝一入庫
本實施例通過上述方法能夠成功地壓制大尺寸的PVDF板材如製作長X寬 2000 X 1000mm,2400 X 1200mm 3000 X 1500mm厚度 IOOmm 以下的系列規格PVDF板，且壓制效率高，效果好，板材質量穩定。本實施例所製成板材物理機械性能如表權利要求
1.一種大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法，其特徵在於，包括以下步驟D配裝模具，並在模具的內表面上塗覆脫模劑，根據製品尺寸參數配裝模具；.2)往模具上加注母料，所加注的母料的量根據製品規格精確計算；.3)模具加熱塑化；.4)冷壓定型；.5)卸模；.6)修邊。
2.如權利要求2所述的一種大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法，其特徵在於，替代的所述步驟2和步驟3可以為在塑化機內先將母料充分塑化然後直接注入模具型腔。
3.如權利要求I所述的一種大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法，其特徵在於，所述步驟2加注母料的量為根據壓制板材的規格，加料量根據板材的尺寸按I. 77- I. 79 kg / m3的比重，準確計量後加入已經過處理好的模具內，並進行平整處理，使得母料均布在模具內，然後逐步升溫至175 — 230°C之間塑化，保溫後，進行冷壓定型。
4.如權利要求I所述的一種大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法，其特徵在於，所述步驟4採用壓機冷壓定型，模具在冷壓定型過程中，要根據模具中物料的溫度逐步加大壓制的單位壓力，此時應儘量避免模具過量溢料現象，隨著模具溫度的不斷下降，物料流動性也隨之降低，壓制的單位壓力可逐步加大，直至達到工藝要求的單位壓力即10 — 12MPa/ cm 2並一直保持到卸模。
5.如權利要求I所述的一種大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法，其特徵在於， 所述步驟6修邊後通過熱處理進行產品內應力消除，熱處理工藝條件為熱處理溫度為 80-140°C，保溫時間為6 — 24小時，根據板材厚度適配。
6.如權利要求I所述的一種大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法，其特徵在於，選用的所述母料符合壓製成型要求的分子量與熔融指數的PVDF母料，選用熔融指數為2. 9 5.6之間的材料，分子量為50 60萬單位。
7.如權利要求I所述的一種大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法，其特徵在於，所述模具的材料可採用鎳基合金材料經熱處理後，通過精加工而成，模具為上、下模配合結構， 所述下模為可拆卸模具，具體的說為邊框可拆卸結構，模具的型腔與製品的外形尺寸適配。
全文摘要
本發明公開了一種大尺寸聚偏氟乙烯板的模壓成型方法，可以根據產品規格，裝配和清理模具，塗刷相應的脫模劑，選用品級與模壓工藝相符的PVDF原料，經精確計量的母料塑化，在大噸位壓機上冷壓定型，然後卸模、修邊和進行熱處理消除內應力，最後進行檢驗、復膜、包裝入庫，完成整個PVDF板的生產流程；本發明在壓制大尺寸的PVDF板材如製作長×寬2000×1000mm、2400×1200mm3000×1500mm厚度100mm以下的系列規格PVDF板，對傳統的模壓成型工藝和系統進行了改進，成功壓製出壓制大尺寸的PVDF板材如製作長×寬2000×1000mm、2400×1200mm3000×1500mm厚度100mm以下的系列規格PVDF板，且壓制效率高，效果好，板材強度大。
文檔編號B29L7/00GK102601908SQ201210079629
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者孫生均, 尹武濤, 朱基貴 申請人:株洲宏大高分子材料有限公司