本發(fā)明屬于復(fù)合薄膜，具體涉及一種高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、可熔性聚四氟乙烯(pfa)作為聚四氟乙烯(ptfe)的重要改性品種，通過引入全氟烷氧基側(cè)鏈突破了ptfe難以熔融加工的瓶頸，使其可通過擠出、注塑等工藝成型。然而，盡管具備一定熔融加工性，pfa在極端工況下仍面臨熱穩(wěn)定性與力學(xué)性能的雙重挑戰(zhàn)：其半結(jié)晶結(jié)構(gòu)在反復(fù)熱循環(huán)中易發(fā)生片晶厚度梯度紊亂、球晶尺寸分布不均等問題，導(dǎo)致高溫下彈性模量衰減顯著、裂紋擴展閾值降低。因此，如何提升pfa的熱致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及強韌性匹配，成為推動其在先進制造領(lǐng)域替代傳統(tǒng)氟塑料的關(guān)鍵科學(xué)問題。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，主要通過共聚改性或物理共混來改善pfa的性能。例如，申請?zhí)枮閏n201910561032.1的中國專利文獻通過ptfe乳液與pfa乳液共混后氟化處理的方法，利用表面活性劑促進兩相分散，經(jīng)凝聚、洗滌和烘干后形成均勻粉末，再通過熔融共混造粒提升抗裂性。該方法雖能通過高分子量ptfe(數(shù)均分子量≥100萬)的引入抑制脆性，使撓曲壽命提升約22％，但ptfe與pfa的結(jié)晶行為差異導(dǎo)致共混物存在分相結(jié)構(gòu)，界面結(jié)合力不足問題未徹底解決；另一份申請?zhí)枮閏n201180038634.0的中國專利文獻則通過添加15-50wt％的可熔融流動ptfe(低分子量ptfe微粉)并結(jié)合高溫?zé)崂匣T導(dǎo)pfa與ptfe發(fā)生外延共結(jié)晶，但低分子量ptfe的引入導(dǎo)致熔體流動速率下降顯著。
3、綜上，現(xiàn)有技術(shù)雖通過組分設(shè)計與熱歷史調(diào)控實現(xiàn)性能提升，但在分相抑制、加工性-力學(xué)性能平衡及多功能集成方面仍存在瓶頸，亟需通過改性、強制剪切工藝等創(chuàng)新手段進一步優(yōu)化，使材料耐熱性能提高的同時保持力學(xué)性能的穩(wěn)定。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有pfa/ptfe復(fù)合薄膜因ptfe/pfa分相結(jié)晶導(dǎo)致的熱穩(wěn)定性差及力學(xué)性能不足問題，通過物理方法引入含氟醚類單體溶液構(gòu)建增容-成核雙功能劑，并協(xié)同強制剪切工藝實現(xiàn)三重突破：其一，單體中全氟烷基側(cè)鏈與聚四氟乙烯片晶范德華作用結(jié)合乙烯基端與pfa物理纏結(jié)，形成拓撲纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)抑制分相；其二，通過短鏈單體提升異相成核密度獲得細晶結(jié)構(gòu)或長鏈單體降低均相成核勢壘誘導(dǎo)完善晶體生長；其三，高剪切場驅(qū)動聚四氟乙烯原纖化碎片與pfa熔體物理纏結(jié)。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，包括如下步驟：
3、s1、將聚四氟乙烯、改性劑和濕潤劑經(jīng)過室溫球磨反應(yīng)后離心分離，得到改性聚四氟乙烯；
4、s2、將改性聚四氟乙烯與pfa粒料加入轉(zhuǎn)矩流變儀進行共混，在350-380℃溫度、100-150rpm轉(zhuǎn)速下擠出造粒，擠出時間為5-10min，得到pfa/ptfe復(fù)合料；
5、s3、將pfa/ptfe復(fù)合料在350-380℃下熱壓，壓力為2-5mpa，得到高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜。
6、作為高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法進一步的改進：
7、優(yōu)選的，步驟s1中，所述聚四氟乙烯的粒徑為50-500納米。
8、優(yōu)選的，步驟s1中，所述改性劑為全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟丙基乙烯基醚中的一種或兩種以上的組合。
9、優(yōu)選的，所述濕潤劑為乙醇、異丙醇、全氟聚醚油、氫氟醚、全氟己烷、全氟(2-丁基四氫呋喃)中的一種或兩種以上的組合。
10、優(yōu)選的，步驟s1中，所述聚四氟乙烯、改性劑和濕潤劑混合球磨的質(zhì)量比為1:(0.02-0.05):(0.05-0.2)。
11、優(yōu)選的，步驟s1中，球磨的時間為3-8h。
12、優(yōu)選的，步驟s2中，所述pfa粒料的直徑≤10mm且其共聚單體含量大于2wt％。
13、優(yōu)選的，步驟s2中，所述改性聚四氟乙烯與pfa粒料的共混質(zhì)量比為1:1～7:3。
14、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)矩流變儀的生產(chǎn)廠家為上?？苿?chuàng)橡塑機械設(shè)備有限公司，型號為xss-300。
15、本發(fā)明的目的之二是提供一種上述任意一項所述高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法制得的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜。
16、本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：
17、(1)本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中ptfe與pfa共混分相導(dǎo)致的界面缺陷及力學(xué)性能不穩(wěn)定問題，提供一種高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法：
18、首先將聚四氟乙烯、改性劑和濕潤劑先經(jīng)過室溫球磨反應(yīng)，實現(xiàn)聚四氟乙烯改性。采用含氟醚類單體對ptfe表面進行拓撲修飾，通過全氟烷基側(cè)鏈錨定ptfe片晶與乙烯基端物理纏結(jié)pfa，構(gòu)建分子橋式纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)。
19、隨后將改性聚四氟乙烯與pfa粒料加入轉(zhuǎn)矩流變儀進行共混，在高溫、高轉(zhuǎn)速下擠出，高剪切場驅(qū)動聚四氟乙烯原纖化碎片與pfa熔體發(fā)生半熔融纏結(jié)，使聚四氟乙烯與pfa形成相互包覆結(jié)構(gòu)，形成細晶-物理纏結(jié)復(fù)合結(jié)構(gòu)，有效抑制鏈段滑移并消除分相結(jié)晶。通過物理方法，使得含氟醚類單體介導(dǎo)的分子橋接與強制剪切協(xié)同作用，從根本上解決了ptfe/pfa復(fù)合薄膜的分相結(jié)晶難題：拓撲纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)的形成使ptfe片晶與pfa基體實現(xiàn)納米級互穿，顯著消除傳統(tǒng)共混的宏觀相分離現(xiàn)象，獲得均質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)；同步構(gòu)建的細晶-纏結(jié)復(fù)合界面有效阻斷裂紋擴展路徑，保持力學(xué)性能的穩(wěn)定。本發(fā)明制得的pfa/ptfe復(fù)合薄膜具有高耐熱性能，適用于高可靠性電纜絕緣及核級密封件制造。
1.一種高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述聚四氟乙烯的粒徑為50-500納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述改性劑為全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟丙基乙烯基醚中的一種或兩種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述濕潤劑為乙醇、異丙醇、全氟聚醚油、氫氟醚、全氟己烷、全氟(2-丁基四氫呋喃)中的一種或兩種以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述聚四氟乙烯、改性劑和濕潤劑混合球磨的質(zhì)量比為1:(0.02-0.05):(0.05-0.2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，球磨的時間為3-8h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述pfa粒料的直徑≤10mm且其共聚單體含量大于2wt％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述改性聚四氟乙烯與pfa粒料的共混質(zhì)量比為1:1～7:3。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩流變儀的生產(chǎn)廠家為上?？苿?chuàng)橡塑機械設(shè)備有限公司，型號為xss-300。
10.一種權(quán)利要求1-9任意一項所述的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜的制備方法制得的高耐熱的pfa/ptfe復(fù)合薄膜。