本发明涉及聚四氟乙烯改性,尤其是涉及一种膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法和应用。
背景技术:
1、膨化聚四氟乙烯膜化学性质稳定、耐腐蚀、耐环境性能优异,广泛应用在石油化工、航空航天、电子等领域,但这些优异的性能同样导致了湿润性和粘接性能差,强疏水性和非极性限制了其在表面领域的应用。为此开发了大量膨化聚四氟乙烯膜亲水改性的方法,增加表面能,从而提高粘接性能。
2、常用的亲水改性方法,如等离子处理时效性差、实用性低;高能辐射接枝改性易使膜结构发生变化且辐射对人体危害较大;湿化学法毒性较大、对环境污染较重;原子沉积或原位聚合容易使膜表面变色。而紫外接枝改性可操作性强、接枝效率高、反应速度快、易于连续化操作;在膜表面或亚表面进行反应,容易控制接枝层的厚度和反应深度,对基体本体性能不产生改变,并且紫外接枝所需设备花费小、成本低,便于大规模工业应用。紫外接枝法是一种自由基聚合反应,改性时通过紫外光的照射,在膜表面生成自由基,引发自由基聚合反应,反应易控制、成本较低、产物纯净,受到越来越多的关注。
3、目前,紫外接枝改性膨化聚四氟乙烯膜包括如下方法:
4、将膨化聚四氟乙烯膜置于紫外臭氧处理设备中,无需真空环境,只需调节紫外线灯功率、照射处理时间、测试距离,同时控制氧气浓度,就可得到亲水性的膨化聚四氟乙烯膜,提高膨化聚四氟乙烯膜的表面能。但该方法需要不同的紫外光照设备进行多次处理,同时必须控制氧气浓度才能实现改性,对于处理条件的要求较为严格。
5、先用丙酮对膜进行抽吸接枝预处理,接枝改性膜在惰性气体环境的光照仓内浸泡于接枝改性液中,再通过仓内的淋水装置淋水后进入紫外照射仓,利用改性液中稀土金属的盐酸溶液在光照下光氧化性和自身强氧化性相互转化引发产生自由基,紫外光照射一段时间后得到膨化聚四氟乙烯亲水改性膜。但该方法需要特定气体氛围,引入了稀土金属元素,设备要求较高,实验条件比较苛刻。
6、有鉴于此,特提出此发明。
技术实现思路
1、本发明的第一目的在于提供一种膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,该方法步骤简单,不会破坏膨化聚四氟乙烯的三维结构,明显降低了表面水接触角,增大表面能,提高粘接性能。
2、本发明的第二目的在于提供如上所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法在提高膨化聚四氟乙烯粘接性中的应用,解决了膨化聚四氟乙烯与其它材料难以粘接复合的问题。
3、为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
4、本发明提供了一种膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,包括如下步骤:
5、s1、将膨化聚四氟乙烯浸泡在光引发剂溶液中,得到浸泡后的膨化聚四氟乙烯;
6、s2、将所述浸泡后的膨化聚四氟乙烯的表面涂覆表面活性剂溶液,得到涂覆后的膨化聚四氟乙烯;
7、s3、将所述涂覆后的膨化聚四氟乙烯进行紫外光照射,得到亲水改性后的膨化聚四氟乙烯。
8、进一步地,步骤s1中,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;
9、(1)所述光引发剂溶液中包括光引发剂和有机溶剂;
10、(2)所述光引发剂包括α-酮戊二酸、α,α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮和α-胺烷基苯酮中的至少一种;
11、(3)所述有机溶剂包括乙醇、丙酮和n,n二甲基甲酰胺中的至少一种。
12、进一步地,步骤s1中,所述光引发剂溶液中光引发剂的含量为0.5wt%~5wt%。
13、进一步地,步骤s1中,所述浸泡的时间为1~6h。
14、进一步地,步骤s2中,包括以下特征(1)至(4)中的至少一种;
15、(1)所述表面活性剂溶液中包括表面活性剂和水;
16、(2)所述表面活性剂包括磺酸盐类阴离子表面活性剂和/或硫酸盐类阴离子表面活性剂;
17、(3)所述磺酸盐类阴离子表面活性剂包括烷基苯磺酸钠;
18、(4)所述硫酸盐类阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸钠和/或月桂基硫酸钠。
19、进一步地,步骤s2中,所述表面活性剂溶液中表面活性剂的含量为2wt%~7wt%。
20、进一步地,步骤s2中,所述涂覆包括喷涂。
21、进一步地,步骤s2中,所述喷涂的时间为10~1200s。
22、进一步地,步骤s3中,包括以下特征(1)至(4)中的至少一种;
23、(1)所述紫外光照射的功率为10~300w;
24、(2)所述紫外光照射的紫外光波长为180~400nm;
25、(3)所述紫外光照射的距离为5~15cm;
26、(4)所述紫外光照射的时间为30~900s。
27、本发明还提供了如上所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法在提高膨化聚四氟乙烯粘接性中的应用。
28、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
29、本发明提供的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,通过在膨化聚四氟乙烯的孔道结构中负载引发剂,喷涂特定的表面活性剂,在紫外光照下引发自由基反应,可成功实现对膨化聚四氟乙烯的亲水改性;该方法对无需等离子预处理或在特定气氛环境下处理,步骤简单,条件易于实现,降低了能耗及设备成本,所需试剂少,亲水改性发生在膨化聚四氟乙烯的表面,不会破坏膨化聚四氟乙烯的三维结构;亲水改性后的膨化聚四氟乙烯表面的水接触角明显降低、表面能增大、粘接性能优异,提高了与其他材料如粘胶剂的粘接效果。
1.一种膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,步骤s1中,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;
3.根据权利要求2所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,步骤s1中,所述光引发剂溶液中光引发剂的含量为0.5wt%~5wt%。
4.根据权利要求3所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,步骤s1中,所述浸泡的时间为1~6h。
5.根据权利要求4所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,步骤s2中,包括以下特征(1)至(4)中的至少一种;
6.根据权利要求5所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,步骤s2中,所述表面活性剂溶液中表面活性剂的含量为2wt%~7wt%。
7.根据权利要求6所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,步骤s2中,所述涂覆包括喷涂。
8.根据权利要求7所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,步骤s2中,所述喷涂的时间为10~1200s。
9.根据权利要求8所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法,其特征在于,步骤s3中,包括以下特征(1)至(4)中的至少一种;
10.如权利要求1~9任一项所述的膨化聚四氟乙烯的亲水改性方法在提高膨化聚四氟乙烯粘接性中的应用。
