[发明专利]一种高填充量聚四氟乙烯复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明属于高性能复合材料技术领域，本发明提供了一种高填充量聚四氟乙烯复合薄膜及其制备方法。本发明提供的高填充量聚四氟乙烯复合薄膜由包括如下重量份的原料得到：聚四氟乙烯分散液100份、填料30～300份、分散剂0～4份、活性剂0～4份、改性剂0～4份、稳定剂0～4份、流平剂0～2份、消泡剂0～2份、抗氧剂0～2份。本发明提供的高填充量聚四氟乙烯复合薄膜，填料的填充量可达30～80％，兼具填料填充量大、力学性能优良、热尺寸稳定性好的特点。

技术领域

本发明属于高性能复合材料技术领域，尤其涉及一种高填充量聚四氟乙烯复合薄膜及其制备方法。

背景技术

为实现聚四氟乙烯(PTFE)多功能化和高性能化应用，现已通过向PTFE悬浮树脂和分散树脂中添加各类填料制备填料/PTFE复合材料，使其既保持了PTFE的优良性能又能够提高PTFE的尺寸稳定性和耐磨性等。而现有的PTFE基填充型复合材料大多为PTFE填充型厚壁制品(厚度0.5mm)，而由于PTFE结晶度大、熔点高、熔体流动性差，膜成型工艺发展不成熟等难点，目前对PTFE的膜材料研究较少，因此国内自主生产的PTFE填充型薄膜材料极少，无法满足电子元器件等多领域产品小型化、轻量化和高可靠化的需求。

国内制备PTFE薄膜一般采用车削法和压延法，其中车削法具有设备工艺简单，生产成本低的优点，已大规模用于不同性能纯PTFE膜的制备。而在制备填料/PTFE复合材料薄膜时，在车削的强切削作用下填料与PTFE易发生界面分离，使薄膜缺陷变多，性能变差，故目前仅能制备低填料填充量的PTFE薄膜(填料含量低于20wt％)，还未见高填料填充量PTFE复合薄膜制备的报道。而压延成型过程中，由于流动性和粘滞性导致糊浆液流中不同部位出现剪切速率不一致，造成制品整体出现明显的纤维化差异，从而弱化了PTFE复合薄膜的结构均匀性和力学性能，因此此法通常用于制备PTFE微孔膜、纤维等，并无高填充致密型PTFE复合膜材料的制备研究。同时这两种传统的PTFE膜材料成型工艺均选用尺寸各异的PTFE树脂颗粒通过干法共混制备复合膜材料，导致填料分散性较差以及对树脂粒子的浸润包覆程度低，因此无法实现高填充、高性能PTFE复合薄膜的制备。

若能发明一种新型成膜工艺成功制备出PTFE高填充型复合膜材料，确保PTFE基体对功能性填料充分浸润包覆的基础上实现高填充，则有望实现多功能化和高性能化PTFE高填充复合薄膜的国内自主化生产和多领域应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高填充量聚四氟乙烯复合薄膜及其制备方法，本发明提供的聚四氟乙烯复合薄膜同时兼具填料填充量大、力学性能优良、热尺寸稳定性好的特点。本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了一种高填充量聚四氟乙烯复合薄膜，由包括如下重量份的原料得到：聚四氟乙烯分散液100份、填料30～300份、分散剂0～4份、活性剂0～4份、改性剂0～4份、稳定剂0～4份、流平剂0～2份、消泡剂0～2份、抗氧剂0～2份。

优选的，所述聚四氟乙烯分散液的粒径为0.1～0.5微米。

优选的，所述填料为无机填料、有机填料和金属颗粒中的一种或几种。

优选的，所述无机填料为玻璃纤维、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二硫化钼、氮化硼、碳纤维、碳纳米管和石墨中的一种或几种。

优选的，所述有机填料为聚苯醚、聚苯硫醚、聚苯酯、聚芳砜、聚酰胺、芳纶、聚甲醛、芳酮类聚合物和液晶聚合物中的一种或几种。

优选的，所述金属颗粒为铁粉、铜粉、铝粉、铅粉和镍粉中的一种或几种。

本发明还提供了所述高填充量聚四氟乙烯复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将除所述填料之外的原料混合，得到聚四氟乙烯复合分散液，再加入填料，得到混合料；

(2)使用所述混合料涂覆一层薄膜，顺次进行干燥和烧结后，得到涂层；