CN104723581A - 含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法及用于该方法的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法及用于该方法的设备。制备包括如下步骤：将经过表面处理的聚酰亚胺薄膜通过放卷***、纠偏装置、电晕处理等装置，以0.5-100米的速度经过装有含氟材料的挤出浇铸***，将氟材料复合至聚酰亚胺薄膜上；复合有氟材料的聚酰亚胺薄膜进入主成型***以进一步控制氟材料厚度并将氟材料烧结在聚酰亚胺薄膜表面，制得含氟层聚酰亚胺薄膜。本发明实现了多层复合、单/双面复合，并可制备不同氟层厚度的复合材料，工艺简洁、精度高、效率高。

Description

含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法及用于该方法的设备

技术领域

本发明属于聚酰亚胺材料领域，具体涉及一种含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法以及用于该方法的设备。

背景技术

含氟层聚酰亚胺复合材料，是由聚酰亚胺薄膜单面或者双面复合一层或者多层含氟材料，经过主成型而成。这种复合材料综合了聚酰亚胺和含氟材料的优点，具有耐高/低温、耐幅射、耐候，并可在200-370℃熔融自粘。其优异的电气性能，使其广泛用于电线、电缆、石油工业、航空航天等领域。

氟材料普遍熔点高、熔程短；高熔点导致氟材料熔融困难，短熔程导致氟材料流动性差，一过熔点，氟材料的粘度迅速下降；所以氟材料的熔融加工性能太差，因此现有技术中，制备含氟层聚酰亚胺复合材料，均采用浸渍涂覆法，即将各种氟材料的悬浮液涂覆在聚酰亚胺薄膜表面，依靠重力流平，然后干燥或者烧结得到产品；但是此方法制备的产品厚度均匀性较差，且无法避免如气泡，颗粒、流胶痕等外观缺陷，同时这种方法很难生产超薄氟层（低于0.005mm）及超厚氟层（高于0.15mm）材料。

随着科技的发展，目前这种含氟层聚酰亚胺复合材料用量日益增加，且使用环境越来越苛刻，但涂覆法制备含氟层聚酰亚胺复合材料时，依靠重力流平、需要将大量水分烘干，因此车速非常缓慢（一般为0.8-3m/min），生产效率低下；同时氟材料的悬浮液再生产时加入了大量的乳化剂、消泡剂等添加剂，这在加工复合材料、后期使用时均带来很***烦，且大量添加剂会破坏氟层材料以及氟层材料与聚酰亚胺的内在结构，在一定程度上影响了含氟层聚酰亚胺复合材料的性能。

目前，涂覆法制备的含氟层聚酰亚胺复合材料已满足不了工业上对该类产品的性能要求，急需研发一种新的工艺以高效的制备出厚薄跨度大的含氟层聚酰亚胺复合材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法以及用于该方法的设备。本发明首以熔融浇铸的方式将氟材料复合至聚酰亚胺薄膜上，实现了多层复合、单/双面复合，并可制备不同氟层厚度的复合材料，工艺简洁、精度高、效率高，具有广阔的工业应用前景。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将处理后的聚酰亚胺薄膜以0.5-100m/min的速度经过挤出浇铸***，制备复合氟材料的聚酰亚胺薄膜；复合氟材料的聚酰亚胺薄膜经过成型处理后得到含氟层聚酰亚胺复合材料；

所述挤出浇铸***包括储料器、螺杆挤出机以及挤出模头；

所述挤出模头设有加热装置；

所述制备复合氟材料的聚酰亚胺薄膜的步骤为，氟材料由储料器进入螺杆挤出机中，经挤出模头挤出后浇铸在聚酰亚胺薄膜上，得到复合氟材料的聚酰亚胺薄膜；

所述成型处理包括冷却处理；所述冷却处理的温度为-15～60℃。

上述技术方案中，所述聚酰亚胺薄膜的处理为表面处理。表面处理为了提高聚酰亚胺薄膜的附着力及清除表面的灰尘油污等，一般为电晕处理；电晕处理的条件为：功率0-6KW、频率20-25KHZ，单面/双面处理。

优选的技术方案中，聚酰亚胺薄膜经过纠偏装置后再经过挤出浇铸***。

上述技术方案中，所述成型处理还包括定型处理与烧结处理；所述定型处理的温度为低于氟材料熔点50～80℃；所述烧结处理的温度为高于氟材料熔点60～120℃。

优选的技术方案中，复合氟材料的聚酰亚胺薄膜经过成型处理后再经过静电消除，得到含氟层聚酰亚胺复合材料。

优选的技术方案中，将处理后的聚酰亚胺薄膜以10-100m/min的速度经过挤出浇铸***。现有技术的车速最高为3m/min，本发明最高可达100m/min，而且制备的产品性能好，取得了意想不到的效果。

上述技术方案中，所述氟材料为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯中的一种或者一种以上混合物；所述聚酰亚胺薄膜为热固性材料，其没有确定的熔点，短期使用温度超过400℃。

现有技术认为氟材料熔点高、熔程短，不适合熔融加工工艺，即使勉强为之，得到的产品外观不可控，缺陷较多，关键是性能稳定性差，附着力差。本发明创造性的在挤出模头设置加热装置，保证氟材料经过挤出模头挤出时保持合适的粘度；进一步的，挤出模头包括模头本体与熔体流量调整杆；所述模头本体内部设有加热装置与树脂流道；所述模头本体设有与树脂流道连通的挤出唇口；所述树脂流道由一段衣架式流道与一段窄缝流道组成，其中窄缝流道靠近挤出唇口。氟材料经过螺杆挤出机熔融挤出后进入挤出模头的树脂流道，按照本发明的方法，氟材料先进入衣架式流道，再进入窄缝流道，创造性的解决了氟材料粘度不稳定的问题，由此，氟材料可以以合适的粘度由挤出唇口浇铸至聚酰亚胺薄膜表面。

根据本发明公开的含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法可以制备出单面含氟层聚酰亚胺复合材料，再将单面含氟层聚酰亚胺复合材料按照上述方法处理还可以制备出双面含氟层聚酰亚胺复合材料，并且两面含氟层厚度可调。进一步的，还可以制备出多层含氟层聚酰亚胺复合材料。

上述技术方案中，熔融浇铸法避免了现有浸渍涂覆法的缺陷，可以精确地控制含氟层的厚度与品质；得到的含氟层聚酰亚胺复合材料的氟层厚度为0.001-0.2mm，厚度上下限大大优于现有技术的水平，可以得到超薄或者超厚含氟层的聚酰亚胺复合材料，取得了意想不到的技术效果。

本发明还公开了一种用于制备含氟层聚酰亚胺复合材料的设备，包括放卷装置、纠偏装置、电晕处理装置、收卷装置，还包括挤出浇铸***、成型***；所述挤出浇铸***包括储料器、螺杆挤出机以及挤出模头；所述挤出模头设有加热装置；所述成型***为冷却装置或者所述定型***由冷却装置、定型装置以及烧结装置组成。

上述技术方案中，放卷装置包括传动电机、变频调速器、张力控制器；收卷装置包括传动电机、变频调速器、张力控制器、计米器。放卷装置、收卷装置可以控制聚酰亚胺薄膜的牵引速度。

上述技术方案中，所述挤出模头使用特殊的耐腐蚀合金钢制作而成，包括模头本体与熔体流量调整杆；所述模头本体内部设有加热装置与树脂流道；所述模头本体设有与树脂流道连通的挤出唇口；所述树脂流道由一段衣架式流道与一段窄缝流道组成，其中窄缝流道靠近挤出唇口。加热装置使得挤出模头保持一定的温度，保证氟材料在树脂流道中稳定流动；树脂流道连通螺杆挤出机出口与模头挤出唇口；熔体流量调整杆可以调节氟材料挤出量，进而调节聚酰亚胺复合材料中含氟层厚度，其一般位于挤出唇口的斜上方。

氟材料由储料器进入螺杆挤出机中，熔融后经螺杆挤出机口的挤出模头挤出；然后浇铸在聚酰亚胺薄膜上，得到复合氟材料的聚酰亚胺薄膜。氟材料熔体没有溶剂、乳化剂、消泡剂等现有技术使用的各种添加剂，避免了诸类添加剂对含氟层聚酰亚胺材料的外观以及内在性能的影响，保证了最终产品的高品质。

冷却装置主要包括：两根主冷却辊、张力辊、冷冻机组、温控调节等组成；通过冷媒不断循环控制冷却温度。冷却装置的目的是为了使挤出熔体快速形成固化层，附着在聚酰亚胺表面，以免经过后面导辊时出现粘辊现象；为了更高精度控制复合层厚度并提高氟层与聚酰亚胺膜之间的粘结牢度，可以增加定型装置以及烧结装置对复合氟材料的聚酰亚胺薄膜进行定型处理与烧结处理。

根据本发明用于制备含氟层聚酰亚胺复合材料的设备，聚酰亚胺薄膜经过纠偏、电晕处理后，经过挤出浇铸***复合上氟材料，然后经成型***成型，得到厚度可控、高品质的含氟层的聚酰亚胺复合材料，最后收卷；为了便于后续加工及减少灰尘的吸附，在收卷前，将含氟层的聚酰亚胺复合材料经过静电消除装置。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:

1．本发明首次公开了将氟材料以熔融浇铸的方式复合至聚酰亚胺薄膜上，制备含氟层聚酰亚胺复合材料，避免了现有技术存在的汽泡、胶粒等外观缺陷以及材料性能不稳定的问题，保证了产品的品质。

2．本发明公开的熔融浇铸法制备含氟层聚酰亚胺复合材料时，无需溶剂，不仅保证了产品的外观、厚度以及性能的均匀性，更克服了现有车速低的缺陷，聚酰亚胺薄膜的牵引车速可以达到100m/min，远超过现有最高的3m/min，取得了意想不到的技术效果。

3. 本发明公开的熔融浇铸法制备含氟层聚酰亚胺复合材料，设备精度高，最终产品的厚度，特别是含氟层的厚度可以精确控制，为0.001-0.2mm，厚度上下限大大优于现有技术的水平，可以得到超薄或者超厚含氟层的聚酰亚胺复合材料，并且各种厚度产品的缺陷少、质量优，取得了意想不到的技术效果。

4.本发明公开的制备含氟层聚酰亚胺复合材料的方法，由于采用快速冷却、热定型等工艺，使厚度控制更精确、效率更高；而现有技术只有烧结，厚度是靠自流平控制，而且在流平的过程中，必须留有足够的干燥时间，因此厚度很难精确控制，而且车速慢。

 5. 本发明克服了现有认为氟材料熔点高、熔程短，难以熔融加工的技术偏见，创造性地保证了氟材料在各阶段的粘度稳定性，成功的实现了熔融浇铸制备含氟层聚酰亚胺；并且氟材料粘度可控有利于超薄、超厚以及不同车速产品的生产。

6．本发明公开的用于制备含氟层聚酰亚胺复合材料的设备组成合理，无污染物排放，符合当代绿色化学发展的要求和方向；并且可以高精度的控制产品含氟层的厚度；制备产品时工艺简单、生产效率高，得到的产品外观缺陷少、品质高，适于工业生产。

附图说明

图1为实施例一中用于制备含氟层聚酰亚胺复合材料的设备的结构示意图；

图2为实施例一中挤出模头的结构示意图；

其中，放卷装置1、纠偏装置2、电晕处理装置3、挤出浇铸***4、储料器41、螺杆挤出机42、挤出模头43、模头本体431、熔体流量调整杆432、加热装置433、挤出唇口434、衣架式流道435、窄缝流道436、成型***5、冷却装置51、定型装置52、烧结装置53、静电消除装置6、收卷装置7、聚酰亚胺薄膜8、含氟层聚酰亚胺复合材料9；

图3为实施例二中产品与传统工艺产品附着力对比图；

图4为实施例三中产品与传统工艺产品厚度对比图；

图5为实施例中产品外观图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明作进一步描述：

本实施例采用WDW-500B拉力试验机测试产品附着力；采用TCS-300kg电子秤测试产品重量；采用YKT3-5KVA工频耐压试验机测试产品电气性能；采用Labthink兰光CHY-CA厚度测试仪测试产品厚度。

实施例一 用于制备含氟层聚酰亚胺复合材料的设备

如图1所示，本发明的设备由放卷装置1、纠偏装置2、电晕处理装置3、挤出浇铸***4、成型***5、静电消除装置6、收卷装置7组成。放卷装置包括传动电机、变频调速器、张力控制器；收卷装置包括传动电机、变频调速器、张力控制器、计米器。放卷装置、收卷装置可以控制聚酰亚胺薄膜的牵引速度。挤出浇铸***包括储料器41、螺杆挤出机42、挤出模头43；成型***包括冷却装置51、定型装置52、烧结装置53。在各位置相应设置一些传动辊。

附图2为上述挤出模头43的结构示意图，包括模头本体431与熔体流量调整杆432；所述模头本体内部设有两个加热装置433与树脂流道；所述模头本体一端设有与树脂流道连通的挤出唇口434；所述树脂流道由一段衣架式流道435与一段窄缝流道436组成，其中窄缝流道靠近挤出唇口。氟材料由储料器进入螺杆挤出机中，熔融后经螺杆挤出机口的挤出模头挤出；然后浇铸在聚酰亚胺薄膜上，得到复合氟材料的聚酰亚胺薄膜。加热装置使得挤出模头保持一定的温度，保证氟材料在树脂流道中稳定流动；树脂流道连通螺杆挤出机出口与模头挤出唇口；熔体流量调整杆可以调节氟材料挤出量，进而调节聚酰亚胺复合材料中含氟层厚度。通过调整熔体流量调整杆，控制模头挤出唇口的开口大小，进而控制挤出唇口各区域的挤出量，最终实现调整氟层厚度的功能。

衣架式流道435与窄缝流道436分别为现有机头使用树脂流道形式，窄缝流道的管径小于衣架式流道。本发明首次将两者结合在一起，并应用在高熔点树脂流通上，有利于解决熔融加工性差的氟材料流动、粘度控制问题，使得其可控的浇铸至聚酰亚胺薄膜表面，取得了意想不到的效果。

冷却装置主要包括：两根主冷却辊、张力辊、冷冻机组、温控调节器，通过冷媒不断循环控制主冷却辊的冷却温度；定型装置主要包括：上下两根定型辊、导热油循环***，温控***，通过调节上下两根定型辊间隙及定型温度，对复合有氟层的聚酰亚胺薄膜进行热轧，从而起到定型，精确控制厚度的作用；烧结装置主要包括：保温箱体、薄膜通道、不锈钢加热管、排风装置，通过烧结，可以减少材料中的低分子物，并进一步氟层与聚酰亚胺薄膜的粘结强度。

聚酰亚胺薄膜8放卷后经过纠偏、电晕处理，再经过挤出浇铸***复合上氟材料，然后经冷却、定型、烧结，得到厚度可控、高品质的含氟层聚酰亚胺复合材料9，再经过静电消除，最后收卷。

实施例二 制备含氟层聚酰亚胺复合材料

采用实施例一的设备

首先将60Kg宽550mm，厚0.025mm的聚酰亚胺薄膜按照特定的路线完成牵引；在储料器中加入50Kg干燥的聚全氟乙丙烯粒子，待用；调整挤出模头宽度为520 mm；冷却***温度为50℃，定型***温度为205℃，烧结***温度为350℃。

然后将聚酰亚胺薄膜通过放卷装置、纠偏装置、电晕处理，以40m/min的速度放卷，逐步调整螺杆挤出机的挤出量至0.65Kg/min，聚酰亚胺薄膜经过挤出浇铸***时，聚全氟乙丙烯熔体由挤出模头挤出，复合至聚酰亚胺薄膜上；

最后复合有聚全氟乙丙烯的聚酰亚胺薄膜依次通过冷却、定型、烧结，得到含氟层聚酰亚胺复合材料；再经静电消除，收卷。

经过1小时的收卷可制得80Kg的单面（0.0125±0.0005）mm聚全氟乙丙烯的含氟层聚酰亚胺复合材料。

采用现有浸渍法制备单面（0.0125±0.0005）mm聚全氟乙丙烯的含氟层聚酰亚胺复合材料，选用宽550mm，厚0.025mm的聚酰亚胺薄膜。

附图3为本发明制备的产品与现有浸渍法的产品附着力对比图，表1为附着力数据，可以看出，利用本发明方法制备的含氟层聚酰亚胺复合材料中含氟层与基材聚酰亚胺薄膜之间的附着力远大于现有浸渍法制备的含氟层聚酰亚胺复合材料；而且从最大力与最小力的数据差可以看出，本发明制备的产品各部分性能均匀稳定。

表2为上述不同工艺制备产品的电气强度数据，可以看出，利用本发明方法制备的含氟层聚酰亚胺复合材料的电气强度远大于现有浸渍法制备的含氟层聚酰亚胺复合材料；而且从最大值与最小值的数据差可以看出，本发明制备的产品各部分性能均匀稳定。这主要是本发明方法制备的氟层为均匀的连续相，它提供了一定的电气强度；而现有浸渍法所形成的氟层为非连续相，因此提供的电气强度较弱或者无法提供电气强度。

表1 不同工艺制备产品的附着力数据                                            

表2 不同工艺制备产品的电气强度数据

实施例三 制备含氟层聚酰亚胺复合材料

采用实施例一的设备

首先将60Kg宽550mm，厚0.025mm的聚酰亚胺薄膜按照特定的路线完成牵引；在储料器中加入40Kg干燥的聚四氟乙烯粒子，待用；调整挤出模头宽度为520 mm；冷却***温度为50℃，定型***温度为260℃，烧结***温度为380℃。

然后将聚酰亚胺薄膜通过放卷装置、纠偏装置、电晕处理，以50m/min的速度放卷，逐步调整螺杆挤出机的挤出量至0.29Kg/min，聚酰亚胺薄膜经过挤出浇铸***时，聚四氟乙烯熔体由挤出模头挤出，复合至聚酰亚胺薄膜上。

最后复合有聚四氟乙烯的聚酰亚胺薄膜依次通过冷却、定型、烧结，得到含氟层聚酰亚胺复合材料；再经静电消除，收卷。

经过1小时的收卷可制得75Kg的单面（0.005±0.0005）mm聚四氟乙烯的含氟层聚酰亚胺复合材料。

采用现有浸渍法制备单面（0.005±0.0005）mm聚四氟乙烯的含氟层聚酰亚胺复合材料，选用宽550mm，厚0.025mm的聚酰亚胺薄膜。

以500mm*1000mm样品为测试对象，测试本发明产品与现有产品不同位置的厚度，附图4为本发明制备的产品与现有浸渍法的产品厚度对比图，可以看出：现有工艺制备的产品厚度波动较大，有些地方厚度甚至接近于聚酰亚胺薄膜，这说明此处在浸胶的过程中出现了漏胶现象，而本发明制备的产品，厚度较为均匀，更不会出现漏胶现象。厚度波动较大时，将直接导致后续加工公差的严重累积，导致产品质量下降，甚至无法使用；尤其是漏胶还将导致空气层存在，出现严重的电弱点，加剧产品不合格率。

表3 不同工艺制备产品的电气强度数据

表3为上述不同工艺制备产品的电气强度数据，可以看出，利用本发明方法制备的含氟层聚酰亚胺复合材料的电气强度远大于现有浸渍法制备的含氟层聚酰亚胺复合材料；而且从最大值与最小值的数据差可以看出，本发明制备的产品各部分性能均匀稳定。这主要是本发明方法制备的氟层为均匀的连续相，它提供了一定的电气强度；而现有浸渍法所形成的氟层为非连续相，因此提供的电气强度较弱或者无法提供电气强度。

实施例四 制备含氟层聚酰亚胺复合材料

采用实施例一的设备

首先将60Kg宽550mm，厚0.025mm的聚酰亚胺薄膜按照特定的路线完成牵引；在储料器中加入40Kg干燥的聚四氟乙烯粒子，待用；调整挤出模头宽度为520 mm；冷却***温度为50℃，定型***温度为260℃，烧结***温度为380℃。

然后将聚酰亚胺薄膜通过放卷装置、纠偏装置、电晕处理，以60m/min的速度放卷，逐步调整螺杆挤出机的挤出量至0.35Kg/min，聚酰亚胺薄膜经过挤出浇铸***时，聚四氟乙烯熔体由挤出模头挤出，复合至聚酰亚胺薄膜上。

最后复合有聚四氟乙烯的聚酰亚胺薄膜依次通过冷却、定型、烧结，得到含四氟乙烯层聚酰亚胺复合材料；再经静电消除，收卷。

然后，清洗设备；将上述含四氟乙烯层聚酰亚胺复合材料翻转，使得未复合含氟层的一面面对挤出模头。

将上述含四氟乙烯层聚酰亚胺复合材料按照特定的路线完成牵引；在储料器中加入30Kg干燥的聚全氟乙丙烯粒子，待用；调整挤出模头宽度为520 mm；冷却***温度为60℃，定型***温度为205℃，烧结***温度为350℃。

然后将聚酰亚胺薄膜通过放卷装置、纠偏装置、电晕处理，以70m/min的速度放卷，逐步调整螺杆挤出机的挤出量至0.18Kg/min，聚酰亚胺薄膜经过挤出浇铸***时，聚全氟乙丙烯熔体由挤出模头挤出，复合至聚酰亚胺薄膜上。

最后复合有聚全氟乙丙烯的聚酰亚胺薄膜依次通过冷却、定型、烧结，得到含氟层聚酰亚胺复合材料；再经静电消除，收卷。

经过1小时的收卷可制得50Kg的双面分别复合（0.005±0.0005）mm聚四氟乙烯和（0.002±0.0005）mm聚全氟乙丙烯的含氟层聚酰亚胺复合材料，产品电气强度平均为204 KV/mm。现有技术，由于工艺自身的局限性，无法生产这种氟层的复合膜。

实施例五 制备含氟层聚酰亚胺复合材料

采用实施例一的设备

首先将60Kg宽550mm，厚0.0125mm的聚酰亚胺薄膜按照特定的路线完成牵引；在储料器中加入20Kg干燥的聚全氟乙丙烯粒子，待用；调整挤出模头宽度为520 mm；冷却***温度为50℃，定型***温度为205℃，烧结***温度为350℃。

然后将聚酰亚胺薄膜通过放卷装置、纠偏装置、电晕处理，以100m/min的速度放卷，逐步调整螺杆挤出机的挤出量至0.16Kg/min，聚酰亚胺薄膜经过挤出浇铸***时，聚全氟乙丙烯熔体由挤出模头挤出，复合至聚酰亚胺薄膜上。

最后复合有聚全氟乙丙烯的聚酰亚胺薄膜依次通过冷却、定型、烧结，得到含氟层聚酰亚胺复合材料；再经静电消除，收卷。

经过1小时的收卷可制得70Kg的单面（0.001±0.0005）mm聚全氟乙丙烯的含氟层聚酰亚胺复合材料，表4为产品电气强度。

表4 产品的电气强度数据

传统的浸渍法，由于工艺自身的局限性，无法生产这种薄型氟层的复合膜，本发明可以生产，表5为本发明产品的厚度分布值（500mm*1000mm样品），由表5可知本发明制备的产品厚度稳定，本发明所使用的聚酰亚胺薄膜的厚度公差为±5%。

表5  产品的厚度数据

实施例六 制备含氟层聚酰亚胺复合材料

采用实施例一的设备

首先将100Kg宽550mm，厚0.175mm的聚酰亚胺薄膜按照特定的路线完成牵引；在储料器中加入160Kg干燥的乙烯-四氟乙烯粒子，待用；调整挤出模头宽度为520 mm；冷却***温度为40℃，定型***定型辊间隙升至最大且不加热，烧结***关闭，保留薄膜进出通道。然后将聚酰亚胺薄膜通过放卷装置、纠偏装置、电晕处理，以10m/min的速度放卷，逐步调整螺杆挤出机的挤出量至2.2 Kg/min，聚酰亚胺薄膜经过挤出浇铸***时，乙烯-四氟乙烯熔体由挤出模头挤出，复合至聚酰亚胺薄膜上。

最后复合有乙烯-四氟乙烯的聚酰亚胺薄膜通过冷却，得到含氟层聚酰亚胺复合材料；再经静电消除，收卷。

经过1小时的收卷可制得200Kg的单面（0.200±0.002）mm乙烯-四氟乙烯的含氟层聚酰亚胺复合材料，表6为产品的电气强度。

表6  产品的电气强度数据

传统的浸渍法，由于工艺自身的局限性，无法生产这种厚型氟层的复合膜，本发明可以生产，表7为本发明产品的厚度分布值（500*1000mm米样品），由表7可知本发明制备的产品厚度稳定，本发明所使用的聚酰亚胺薄膜的厚度公差为±5%。

表7  产品的厚度数据

实施例七 制备含氟层聚酰亚胺复合材料

采用实施例一的设备

首先将8Kg宽550mm，厚0.05mm的聚酰亚胺薄膜按照特定的路线完成牵引；在储料器中加入40Kg干燥的聚全氟乙丙烯粒子，待用；调整挤出模头宽度为520 mm；冷却***温度为50℃，定型***温度为205℃，烧结***温度为350℃。

然后将聚酰亚胺薄膜通过放卷装置、纠偏装置、电晕处理，以30m/min的速度放卷，逐步调整螺杆挤出机的挤出量至0.29Kg/min，聚酰亚胺薄膜经过挤出浇铸***时，聚全氟乙丙烯熔体由挤出模头挤出，复合至聚酰亚胺薄膜上；最后复合有聚全氟乙丙烯的聚酰亚胺薄膜依次通过冷却***、定型***、烧结***，得到含聚全氟乙丙烯聚酰亚胺复合材料；再经静电消除，收卷。

然后，清洗设备；将上述含聚全氟乙丙烯聚酰亚胺复合材料按照特定的路线完成牵引，使得复合含氟层的一面面对挤出模头；在储料器中加入30Kg干燥的聚四氟乙烯粒子，待用；调整挤出模头宽度为520 mm；冷却***温度为60℃，定型***温度为260℃，烧结***温度为380℃。

然后将聚酰亚胺薄膜通过放卷装置、纠偏装置、电晕处理，以70m/min的速度放卷，逐步调整螺杆挤出机的挤出量至0.21Kg/min，聚酰亚胺薄膜经过挤出浇铸***时，聚四氟乙烯熔体由挤出模头挤出，复合至聚酰亚胺薄膜上；最后复合有聚四氟乙烯的聚酰亚胺薄膜依次通过冷却***、定型***、烧结***，得到含氟层聚酰亚胺复合材料；再经静电消除，收卷。

经过1小时的收卷可制得85Kg的单面分别复合（0.007±0.0005）mm聚全氟乙丙烯和（0.005±0.0005）mm聚四氟乙烯的含氟层聚酰亚胺复合材料，产品电气强度平均为226 KV/mm。现有技术，由于工艺自身的局限性，无法生产这种氟层的复合膜。

附图5为本发明制备的产品与现有浸渍法的产品外观对比图，可以看出：传统工艺制备的产品会产生较多的黑点等缺陷，而本发明制备的产品，基本无这类缺陷，同时膜面较均匀明亮。

表8为实施例三至七的产品附着力数据，可以看出，本发明制备的含氟层聚酰亚胺复合材料中含氟层与基材聚酰亚胺薄膜之间的附着力高；而且从最大力与最小力的数据差可以看出，本发明制备的产品各部分性能均匀稳定。

表8 不同工艺制备产品的附着力数据

Claims (10)

1. 一种含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将表面处理后的聚酰亚胺薄膜以0.5-100m/min的速度经过挤出浇铸***，制备复合氟材料的聚酰亚胺薄膜；复合氟材料的聚酰亚胺薄膜经过成型处理后得到含氟层聚酰亚胺复合材料；

所述挤出浇铸***包括储料器、螺杆挤出机以及挤出模头；

所述挤出模头设有加热装置；

所述制备复合氟材料的聚酰亚胺薄膜的步骤为，氟材料由储料器进入螺杆挤出机中，经挤出模头挤出后浇铸在聚酰亚胺薄膜上，得到复合氟材料的聚酰亚胺薄膜；

所述成型处理包括冷却处理；所述冷却处理的温度为-15～60℃。

2. 根据权利要求1所述含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于：所述聚酰亚胺薄膜的表面处理为电晕处理。

3. 根据权利要求1所述含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于：聚酰亚胺薄膜经过纠偏装置后再经过挤出浇铸***。

4. 根据权利要求1所述含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于：将处理后的聚酰亚胺薄膜以10-100m/min的速度经过挤出浇铸***。

5. 根据权利要求1所述含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于：所述成型处理还包括定型处理与烧结处理；所述定型处理的温度为低于氟材料熔点50～80℃；所述烧结处理的温度为高于氟材料熔点60～120℃。

6. 根据权利要求1所述含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于：所述挤出模头包括模头本体与熔体流量调整杆；所述模头本体内部设有加热装置与树脂流道；所述模头本体设有与树脂流道连通的挤出唇口；所述树脂流道由一段衣架式流道与一段窄缝流道组成，其中窄缝流道靠近挤出唇口。

7. 根据权利要求1所述含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于：所述聚酰亚胺薄膜为热固性聚酰亚胺薄膜；所述氟材料为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯中的一种或者一种以上混合物。

8. 根据权利要求1所述含氟层聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于：所述含氟层聚酰亚胺复合材料的氟层厚度为0.001-0.2mm。

9. 用于制备含氟层聚酰亚胺复合材料的设备，包括放卷装置、纠偏装置、电晕处理装置、收卷装置，其特征在于：还包括挤出浇铸***、成型***；所述挤出浇铸***包括储料器、螺杆挤出机以及挤出模头；所述挤出模头设有加热装置；所述成型***为冷却装置或者所述成型***由冷却装置、定型装置以及烧结装置组成。

10. 根据权利要求9所述用于制备含氟层聚酰亚胺复合材料的设备，其特征在于：所述挤出模头包括模头本体与熔体流量调整杆；所述模头本体内部设有加热装置与树脂流道；所述模头本体设有与树脂流道连通的挤出唇口；所述树脂流道由一段衣架式流道与一段窄缝流道组成，其中窄缝流道靠近挤出唇口。