一种高光洁度的PVDF板材加工处理工艺的制作方法

一种高光洁度的pvdf板材加工处理工艺
技术领域
1.本发明属于材料加工领域，尤其涉及b29d7/01领域，更具体的涉及一种高光洁度的pvdf板材加工处理工艺。


背景技术：

2.聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride)，简称pvdf，是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物，可由气态的偏二氟乙烯单体通过自由基反应聚合制得。pvdf兼具含氟树脂和一些常见非含氟树脂的特性，不仅具有良好的化学稳定性、耐候性、耐辐射性能外，还具有优异的力学性能。pvdf可用于管材、板材、基板等的生产制造，还可进行注射成型或焊接，因此在化工、半导体、制药、国防等领域有广泛的应用，比如pvdf可用于制造锂离子电池，是锂电池复合电极的标准粘结剂；在生物医学领域，pvdf可用于免疫印迹，蛋白质会在上面电泳；另外pvdf还可以制成交叉链接闭孔泡沫应用在航空航天设备上。pvdf板是pvdf树脂经过高温挤出成板材，由于pvdf化学活泼性很低，因此很难发生任何反应，pvdf板材可以用于化学品容器的制造。而现有的pvdf板材表面平整度、光洁度不够，在生产中残次品率较高，严重影响着其应用范围。
3.现有技术为cn104744862a的专利公开了一种pvdf板材，其以pvdf为制备原料，并加入了一定量的稳定剂和填料进行改性，然后进行一级塑化、二级塑化、高压挤出，pvdf板材具有较高的光洁度，扩大了应用范围，但是其工艺参数公开不具体，并且难以保证生产的产品具有较高的合格率；现有技术为cn109623264a的专利公开了一种加工pvdf、virgin材料零件的工艺方法，工艺步骤包括粗加工，零件大面见光，反把工装，零件固定，该工艺可以减少后续加工变形，但是其难以保证pvdf的表面光洁度。因此提出一种高光洁度的pvdf板材加工处理工艺有很重要的现实意义。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提出了一种高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，至少包括以下步骤：
5.s1、原料烘干：将pvdf在烘料机中一定温度下进行烘干处理；
6.s2、挤出：将s1步骤处理得到的物料投入单螺杆挤出机中挤出造粒；
7.s3、三辊处理：将s2步骤处理得到的物料投入三辊压光机中处理；
8.s4、红外加热：将s3步骤处理得到的物料进行红外加热；
9.s5、冷却：将经s4步骤处理得到的物料通过冷却辊进行冷却处理；
10.s6、切割：将s5步骤得到的物料按照规定尺寸进行切割；
11.s7、检验：将经s6步骤处理得到的物料进行检验；
12.s8、热处理：将检验合格的物料在一定温度环境下进行热处理后，即得高光洁度的pvdf板材。
13.优选的，所述的s1步骤中烘干温度为70-90℃，烘干时间为3-5h。
14.作为一种可实施的案例，所诉的烘干温度可以包括70℃、75℃、80℃、85℃或90℃；烘干时间可以包括3h、3.5h、4h、4.5h或5h。
15.优选的，所述的s2步骤中单螺杆挤出的挤出温度区间为：1区190-200℃，2区190-200℃，3区190-200℃，4区200-210℃。
16.作为一种可实施的案例，所述的单螺杆挤出机的挤出温度可以包括1区190℃、2区190℃,3区190℃,4区200℃、1区195℃,2区195℃,3区195℃,4区205℃或1区200℃,2区200℃,3区200℃,4区205℃。
17.优选的，所述的单螺杆挤出机的螺杆转速为50-70rpm，机头温度为220-230℃。
18.作为一种可实施的案例，所述的单螺杆挤出的螺杆转速可以包括50rpm、55rpm、60rpm、65rpm或70rpm；机头温度可以包括220℃、222℃、224℃、225℃、226℃、228℃或230℃。
19.优选的，所述的三辊处理的上中辊间距为5-7mm，中下辊间距为8-10mm。
20.作为一种可实施的案例，所述的上中辊间距可以包括5mm、5.2mm、5.4mm、5.6mm、5.8mm、6mm、6.2mm、6.5mm、7mm；所述的中下辊间距可以包括8mm、8.5mm、9mm、9.2mm、9.6mm、10mm。
21.优选的，所述的三辊处理的上辊转速为0.4-0.5r/s，中辊转速为0.4-0.5r/s，下辊转速为0.4-0.5r/s。
22.作为一种可实施的案例，所述的三辊处理的上辊转速可以包括0.4r/s、0.45r/s、0.463r/s或0.5r/s；中辊转速可以包括0.4r/s、0.45r/s、0.463r/s、0.48r/s或0.5r/s；下辊转速可以包括0.4r/s、0.42r/s、0.45r/s、0.458r/s、0.475r/s或0.5r/s。
23.为了使pvdf有更好的光洁度，本发明人发现上中辊间距为5-7mm，中下辊间距为8-10mm，上辊转速为0.4-0.5r/s，中辊转速为0.4-0.5r/s，下辊转速为0.4-0.5r/s时，pvdf板材的表面光洁度更好。三辊压光机辊子上中、中下间距不应小于板材厚度，且辊子间距沿板材幅宽方向应调节一致。pvdf通过三辊压光机辊隙时，辊隙间应有一定量的存料，否则当机头出现出料不均时，就会出现缺料等现象；但存料也不能过多，否则会由于存料温度较低，而造成板材表面形成细线状的条纹；三辊压光机辊子的转速也直接影响板材厚度，若转速过大或过小，则会使pvdf板材表面破损或出现气泡，转速不合适还会影响pvdf的纵向拉伸强度，降低板材的韧性。
24.优选的，所述的三辊处理的上辊温度为100-104℃，中辊温度为104-107℃，下辊温度为107-110℃。
25.作为一种可实施的案例，所述的上辊温度可以包括100℃、101℃、102℃、103℃或104℃；中辊温度可以包括104℃、105℃、106℃或107℃；下辊温度可以包括107℃、108℃、109℃或110℃。
26.优选的，所述的红外加热的加热温度为140-160℃。
27.作为一种可实施的案例，所述的红外加热的加热温度可以包括140℃、145℃、150℃、155℃或160℃。
28.优选的，所述的冷却中冷却辊温度上为60-65℃，冷却辊温度下为40-45℃。
29.为了防止pvdf在三辊处理后温度下降过快，直接进行冷却步骤的话pvdf表材表面出现明显地缺陷，本发明人在冷却步骤前对pvdf进行红外加热再进行冷却的话会明显提高
材料表面的光洁度，这种类似于“退火”的处理工艺可以进一步提高板材的韧性，由于红外线具有一定穿透性，会在材料内部造成热量堆积，同时，被干燥的材料表面水分不断的蒸发并带走热量，使得材料表面的温度下降，这样直接导致材料内部温度高于表面温度，使得材料的热扩散过程由内部向外部进行，在材料内部，水分的转移总是从水分含量较高的地方向低水分含量的位置转移，因此材料内部的水分转移与热量转移是相同方向的，利于水分的干燥蒸发，同时表面温度较高pvdf材料的表面更易加工，在经过冷却辊冷却后可以使材料表面的平整度明显提高，并且降低材料的次品率。若红外加热的温度过高的话，在后续经冷却步骤处理后得到的物料的变形度较差，若红外加热温度较低，pvdf材料表面还是会存在一定程度的陷坑面，仅当红外加热温度为140-160℃时，能够明显提高pvdf表面的光洁度，并且对后续材料的变形度没有明显地影响。
30.作为一种可实施的案例，所述的冷却辊温度上可以包括60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃；冷却辊温度下可以包括40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃。
31.优选的，所述的s5步骤中物料冷却温度为30-35℃。
32.作为一种可实施的案例，所述的s5步骤中物料冷却温度可以包括30℃、31℃、32℃、33℃、34℃或35℃。
33.优选的，所述的s8步骤中热处理时间为16-24h，热处理温度为80-95℃。
34.作为一种可实施的案例，所述的热处理时间可以包括16h、18h、20h、22h或24h；热处理温度可以包括80℃、82℃、85℃、88℃、90℃或95℃。
35.有益效果
36.(一)本发明中，通过特定的工艺步骤包括原料烘干、挤出、三辊处理、红外加热、冷却、切割、检验、热处理的步骤得到的pvdf板材具有较高的光洁度和成品合格率，且工艺成本较低，周期较短。
37.(二)本发明中，通过上中辊间距为5-7mm，中下辊间距为8-10mm，可以保证出料均匀，不会出现表面破损的情况现象。
38.(三)本发明中，通过限定三辊压光机的转速，可以保证pvdf表面光洁平整，同时还可以提高pvdf的纵向拉伸强度。
39.(四)本发明中，通过在冷却步骤前对pvdf进行红外加热，再进行冷却的话会明显提高材料表面的光洁度和成品合格率，并且有利于提高材料的韧性。
40.(五)本发明中，通过在s8步骤中对pvdf进行了热处理，可以明显地提高pvdf板材的韧性和拉伸强度，进而提高pvdf板材的使用寿命。
附图说明
41.图1为对比例1制备得到的不合格品的外观示意图。
具体实施方式
42.实施例1
43.本实施例提出了一种高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，具体为以下步骤：
44.s1、原料烘干：将725kgpvdf在烘料机中80℃下进行烘干处理4h；
45.s2、挤出：将s1步骤处理得到的物料投入单螺杆挤出机中挤出造粒；
46.s3、三辊处理：将s2步骤处理得到的物料投入三辊压光机中处理；
47.s4、红外加热：将s3步骤处理得到的物料进行150℃红外加热；
48.s5、冷却：将经s4步骤处理得到的物料通过冷却辊进行冷却处理，冷却至30℃；
49.s6、切割：将s5步骤得到的物料按照规定尺寸进行切割，切割尺寸为1220mm
×
2440mm
×
6mm；
50.s7、检验：将经s6步骤处理得到的物料进行检验；
51.s8、热处理：将检验合格的物料在一定温度环境下进行热处理后，即得高光洁度的pvdf板材。
52.所述的pvdf购自内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司，型号为fr906。
53.所述的s2步骤中单螺杆挤出机温度为1区200℃,2区200℃,3区200℃,4区205℃，机头温度为225℃，转速为70rpm。
54.所述的三辊压光机的上辊转速为0.463r/s,中辊转速为0.463r/s，下辊转速0.458r/s；上辊温度为102℃，中辊温度为104℃，下辊温度为108℃，上中辊间距为6.2mm，中下辊间距为8.5mm。
55.所述的s5步骤中冷却辊的冷却辊温度上为62℃，冷却辊温度下为42℃。
56.所述的s6步骤中切割尺寸为1220mm
×
2440mm
×
6mm。
57.所述的s8步骤中热处理温度为90℃，热处理时间为18h。
58.实施例2
59.本实施例提出了一种高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，具体为以下步骤：
60.s1、原料烘干：将725kgpvdf在烘料机中85℃下进行烘干处理4h；
61.s2、挤出：将s1步骤处理得到的物料投入单螺杆挤出机中挤出造粒；
62.s3、三辊处理：将s2步骤处理得到的物料投入三辊压光机中处理；
63.s4、红外加热：将s3步骤处理得到的物料进行145℃红外加热；
64.s5、冷却：将经s4步骤处理得到的物料通过冷却辊进行冷却处理，冷却至35℃；
65.s6、切割：将s5步骤得到的物料按照规定尺寸进行切割，切割尺寸为1220mm
×
2440mm
×
6mm；
66.s7、检验：将经s6步骤处理得到的物料进行检验；
67.s8、热处理：将检验合格的物料在一定温度环境下进行热处理后，即得高光洁度的pvdf板材。
68.所述的pvdf购自内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司，型号为fr906。
69.所述的s2步骤中单螺杆挤出机温度为1区200℃,2区200℃,3区200℃,4区205℃，机头温度为225℃，转速为70rpm。
70.所述的三辊压光机的上辊转速为0.463r/s,中辊转速为0.463r/s，下辊转速0.458r/s；上辊温度为102℃，中辊温度为104℃，下辊温度为108℃，上中辊间距为6.2mm，中下辊间距为8.5mm。
71.所述的s5步骤中冷却辊的冷却辊温度上为62℃，冷却辊温度下为42℃。
72.所述的s6步骤中切割尺寸为1220mm
×
2440mm
×
6mm。
73.所述的s8步骤中热处理温度为85℃，热处理时间为20h。
74.对比例1
75.本对比例提出了一种高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，具体为以下步骤：
76.s1、原料烘干：将725kgpvdf在烘料机中80℃下进行烘干处理4h；
77.s2、挤出：将s1步骤处理得到的物料投入单螺杆挤出机中挤出造粒；
78.s3、三辊处理：将s2步骤处理得到的物料投入三辊压光机中处理；
79.s4、红外加热：将s3步骤处理得到的物料进行120℃红外加热；
80.s5、冷却：将经s4步骤处理得到的物料通过冷却辊进行冷却处理，冷却至30℃；
81.s6、切割：将s5步骤得到的物料按照规定尺寸进行切割，切割尺寸为1220mm
×
2440mm
×
6mm；
82.s7、检验：将经s6步骤处理得到的物料进行检验；
83.s8、热处理：将检验合格的物料在一定温度环境下进行热处理后，即得高光洁度的pvdf板材。
84.所述的pvdf购自内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司，型号为fr906。
85.所述的s2步骤中单螺杆挤出机温度为1区200℃,2区200℃,3区200℃,4区205℃，机头温度为225℃，转速为70rpm。
86.所述的三辊压光机的上辊转速为0.35r/s,中辊转速为0.35r/s，下辊转速0.36r/s；上辊温度为102℃，中辊温度为104℃，下辊温度为108℃，上中辊间距为6.2mm，中下辊间距为8.5mm。
87.所述的s5步骤中冷却辊的冷却辊温度上为62℃，冷却辊温度下为42℃。
88.所述的s6步骤中切割尺寸为1220mm
×
2440mm
×
6mm。
89.所述的s8步骤中热处理温度为70℃，热处理时间为12h。
90.对比例1制备得到的不合格品的外观如图1所示。
91.性能评价
92.1：合格率测试
93.测试对象：实施例1-2，对比例1制备得到的高光洁度pvdf板材
94.测试方法：各实施例，对比例中所得产品个数为m1,合格品个数为m2，则合格率w＝m2/m1×
100％(产品表面平整光滑，无斑点、坑面、气泡、细纹；且光泽度用60
°
的光泽度仪测试表面光泽度大于30
°
计为合格)，并将结果记入表12：拉伸强度测试
95.测试对象：实施例1-2，对比例1制备得到的高光洁度pvdf板材
96.测试方法：参考gb/t 1040.1-2018，并将相应的结果记入表1
97.表1
[0098] 合格率w(％)拉伸强度(mpa)实施例110058实施例210057对比例19354

技术特征：
1.一种高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：至少包括以下步骤：s1、原料烘干：将pvdf在烘料机中一定温度下进行烘干处理；s2、挤出：将s1步骤处理得到的物料投入单螺杆挤出机中挤出造粒；s3、三辊处理：将s2步骤处理得到的物料投入三辊压光机中处理；s4、红外加热：将s3步骤处理得到的物料进行红外加热；s5、冷却：将经s4步骤处理得到的物料通过冷却辊进行冷却处理；s6、切割：将s5步骤得到的物料按照规定尺寸进行切割；s7、检验：将经s6步骤处理得到的物料进行检验；s8、热处理：将检验合格的物料在一定温度环境下进行热处理，即得高光洁度的pvdf板材。2.根据权利要求1所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的s1步骤中烘干温度为70-90℃，烘干时间为3-5h。3.根据权利要求1所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的s2步骤中单螺杆挤出机的挤出温度区间为：1区190-200℃，2区190-200℃，3区190-200℃，4区200-210℃。4.根据权利要求3所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的单螺杆挤出机的螺杆转速为50-70rpm，机头温度为220-230℃。5.根据权利要求1所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的s3步骤中三辊处理的上中辊间距为5-7mm，中下辊间距为8-10mm。6.根据权利要求5所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的三辊处理的上辊转速为0.4-0.5r/s，中辊转速为0.4-0.5r/s，下辊转速为0.4-0.5r/s。7.根据权利要求6所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的三辊处理的上辊温度为100-104℃，中辊温度为104-107℃，下辊温度为107-110℃。8.根据权利要求1所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的红外加热的加热温度为140-160℃。9.根据权利要求1所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的s5冷却步骤中冷却辊温度上为60-65℃，冷却辊温度下为40-45℃。10.根据权利要求1所述的高光洁度的pvdf板材加工处理工艺，其特征在于：所述的s8步骤中热处理时间为16-24h，热处理温度为80-95℃。

技术总结
本发明属于材料加工领域，尤其涉及B29D7/01领域，更具体的涉及一种高光洁度的PVDF加工处理工艺。本发明中，通过特定的工艺步骤包括：原料烘干、挤出、三辊处理、红外加热、冷却、切割、检验、热处理的步骤得到的PVDF板材具有较高的光洁度和平整度，还有具有较高的拉伸强度且工艺成本较低，工艺周期较短。工艺周期较短。


技术研发人员：金开发 陈绵书
受保护的技术使用者：上海嘉氟新材料科技有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/8