[发明专利]含氟树脂复合薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种含氟树脂复合薄膜及其制备方法和应用；所述含氟树脂复合薄膜的原料主要包括含氟树脂和混合填料；其中混合填料包括第一填料、第二填料以及第三填料，所述第一填料的长度与直径的比值≥5，所述第二填料的厚度≤0.3μm，最大投影面积≥2μm²，所述第三填料的中值粒径D₅₀为0.5μm‑30μm。本发明通过使用三种不同类型的填料，使含氟树脂复合薄膜的极限膜裂厚度能够达到0.2mm‑0.5mm。

技术领域

本发明涉及高性能复合材料技术领域，特别是涉及一种含氟树脂复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

目前，聚四氟乙烯(PTFE)复合薄膜通常采用乳液涂覆工艺进行制备。在PTFE乳液中，PTFE分子在分散剂的存在下，以初级粒子的状态稳定分散在水中。通常初级粒子的粒径为0.1μm-0.4μm。PTFE乳液在成膜的干燥过程中，水分子挥发，初级粒子收缩聚拢，这时候极易形成内部产生残余应力。当PTFE乳液涂膜的厚度越厚，越容易导致残余应力分布不均，形成应力集中，并最终导致薄膜产生裂纹。并且，由于PTFE的熔体黏度非常高，在熔融状态下也几乎无法自然流动，因此裂纹一旦产生，就无法消除。

所以，根据上述相关技术，纯PTFE乳液的极限膜厚很低，一般仅能达到0.01mm；虽然加入填料可以提高极限膜厚，但也仅能达到0.12mm。此时，如果要制备厚度更大的PTFE薄膜，如厚度为0.5mm的PTFE薄膜，就必须通过多层膜进行叠加和高温压合，工序长、效率低且能耗高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种含氟树脂复合薄膜及其制备方法和应用，所述含氟树脂复合薄膜的极限膜厚能够达到0.2mm-0.5mm。

一种含氟树脂复合薄膜，所述含氟树脂复合薄膜的原料主要包括含氟树脂和混合填料；其中所述混合填料包括第一填料、第二填料以及第三填料，所述第一填料的长度与直径的比值≥5，所述第二填料的厚度≤0.3μm，最大投影面积≥2μm²，所述第三填料的中值粒径D₅₀为0.5μm-30μm。

在其中一个实施例中，所述第一填料的长度与直径的比值为8-20；

及/或，所述第二填料的厚度为0.002μm-0.2μm，最大投影面积为3μm²-10μm²；

及/或，所述第三填料的中值粒径D₅₀为2μm-10μm。

在其中一个实施例中，以100重量份的所述含氟树脂计，所述混合填料的用量为30重量份-150重量份。

在其中一个实施例中，所述第一填料的用量为10重量份-40重量份，所述第二填料的用量为10重量份-70重量份，所述第三填料的用量为10重量份-40重量份。

在其中一个实施例中，所述第一填料与所述第二填料的重量比为1:3-3:1，所述第二填料与所述第三填料的重量比为1:4-4:1。

在其中一个实施例中，所述第一填料包括纳米纤维素晶体、芳纶纳米纤维、玻璃纤维或者碳纳米管中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述第二填料包括氮化硼、石墨烯、氧化石墨烯或者氟化石墨烯中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述第三填料包括二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、滑石粉或者二氧化钛中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述含氟树脂至少包括聚四氟乙烯树脂。

在其中一个实施例中，所述第一填料的表面修饰有第一偶联剂，所述第二填料的表面修饰有第二偶联剂，所述第三填料的表面修饰有第三偶联剂，且所述第一偶联剂能够与所述第二偶联剂反应；所述第二偶联剂能够与所述第三偶联剂反应。