[发明专利]一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法

说明书

本发明公开了一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，包括以下步骤：将聚四氟乙烯材料放置在激光加工系统的位移平台上，并对其表面进行溶剂擦拭；根据聚四氟乙烯材料表面位置调整到激光加工系统激光焦点位置，并根据聚四氟乙烯材料的尺寸和加工区域设定好计算机程序；设定激光加工系统的工艺参数；向所加工区域添加除尘系统，吸取去除加工过程中产生的粉尘；开启激光加工系统，对聚四氟乙烯材料表面进行加工，使聚四氟乙烯材料的表面呈现纹理化结构。本发明能够在不损伤聚四氟乙烯性质的前提下，显著增强聚四氟乙烯材料表面的胶合性能，具有高效、绿色、环保的优势。

技术领域

本发明涉及激光加工及表面处理技术领域，尤其涉及一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法。

背景技术

聚四氟乙烯是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物，具有耐腐蚀性、耐高低温、自润滑、绝缘等优异性能，广泛应用于化工、石油、纺织、电子电气、医疗等领域。

然而，由于聚四氟乙烯的表面特性导致其与其它材料的胶合性能很差，胶结时的连接强度低。目前，提高聚四氟乙烯胶合性能的方法主要是通过化学处理和喷砂处理等。基于钠一萘处理液(钠和萘在四氢呋喃、乙二醇二甲醚等活性醚中溶解或络合而成)等表面化学改性方法可以提高聚四氟乙烯的胶合强度，但存在化学处理后的聚四氟乙烯材料表面表面明显变暗，长期暴露在光照下粘接性能会显著下降以及产生大量废液、环境污染严重等问题。喷砂处理时聚四氟乙烯表面粗糙度降低，但对于该种难胶合材料，胶合强度提升有限，且对于较薄的材料易产生变形等损伤。

因此，需要一种显著增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的无损、精密表面处理方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，该方法能够在不损伤聚四氟乙烯性质的前提下，显著增强聚四氟乙烯材料表面的胶合性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种激光纹理化增强聚四氟乙烯材料表面胶合性能的方法，包括以下步骤：

a、将聚四氟乙烯材料放置在激光加工系统的三轴位移平台上，并对其表面进行溶剂擦拭；聚四氟乙烯材料可选用聚四氟乙烯薄膜或者类似构件。

b、根据聚四氟乙烯材料的位置调整激光加工系统的激光焦点位置，并根据聚四氟乙烯材料的尺寸和加工区域设定好计算机程序；

c、设定激光加工系统的工艺参数；

d、向所加工区域添加除尘系统，吸取去除加工过程中产生的粉尘；

e、开启激光加工系统，对聚四氟乙烯材料表面进行加工，使聚四氟乙烯材料的表面呈现纹理化结构。

本发明的所述激光加工系统采用飞秒激光加工系统，吸尘系统为简易的负压发生器。

优选的，步骤a中，溶剂擦拭采用的溶剂为有机溶剂。具体可选用乙醇等有机溶剂，以去除材料表面油污等污染物。

优选的，步骤b中，所述激光加工系统的工艺参数为：激光的平均功率为3-100w；光斑直径为20-100μm；填充线间距为10-120μm；扫描速率为10-3000mm/s；扫描次数为1-50次。采用上述参数通过飞秒激光在聚四氟乙烯薄膜上往复扫描，加工得到纹理化结构，实现胶合强化。

进一步优选的，步骤b中，所述激光加工系统的工艺参数为：：激光的平均功率5-80w；光斑直径25-60μm；填充线间距20-80μm；扫描速率500-2500mm/s；扫描次数3-40次。

进一步优选的，步骤b中，所述激光加工系统的工艺参数为：激光的平均功率10-60w；光斑直径25-50μm；填充线间距30-60μm；扫描速率1000-2000mm/s；扫描次数5-30次。