【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄膜处理，特别是涉及一种亲水性聚四氟乙烯薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚四氟乙烯(ptfe)具有优良的机械性能、耐腐蚀性能和耐温性能，其制品广泛应用于工业制造及电子电气领域。
2、ptfe材料憎水性极强，在电子、能源等领域应用前需要对其进行亲水处理，常见的ptfe薄膜亲水处理方法有等离子体表面处理、表面涂覆亲水剂等方法。其中，采用等离子体表面处理的方式进行亲水处理，不仅作用于薄膜的表层，还可能会深入材料内部，影响材料性能，且设备成本较高；表面涂覆亲水剂进行亲水处理制得的ptfe薄膜存在亲水效果持续时间短，不耐水洗等缺点。
3、因此，亟需提供一种亲水性能优异、成本低的亲水性聚四氟乙烯薄膜。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本专利技术提供了一种亲水性聚四氟乙烯薄膜及其制备方法和应用，本专利技术提供的制备方法制备方法操作简单、成本低，可满足亲水性超薄双向拉伸聚四氟乙烯薄膜进行批量生产的需求，制得的亲水性聚四氟乙烯薄膜质量高、颜色均匀、亲水性好。
2、本专利技术在第一方面提供了一种亲水性聚四氟乙烯薄膜，所述亲水性聚四氟乙烯薄膜表面包含极性基团；所述亲水性聚四氟乙烯薄膜中均匀分布有亲水性粒子；所述亲水性粒子占所述亲水性聚四氟乙烯薄膜质量的0.1～0.7％。
3、优选地，所述亲水性粒子为亲水性金属氧化物，优选为亲水性氧化锌；
4、所述极性基团为羟基、羧基中的至少一种；
5
6、所述亲水性聚四氟乙烯薄膜的拉伸强度为8～14mpa；
7、所述亲水性聚四氟乙烯薄膜的接触角为45～55°；和/或
8、所述亲水性聚四氟乙烯薄膜的孔隙率为80～95％。
9、本专利技术在第二方面提供了一种第一方面所述的亲水性聚四氟乙烯薄膜的制备方法，所述制备方法包括：
10、将金属盐溶液、助挤剂混合，得到复合助挤剂，并将所述复合助挤剂和聚四氟乙烯混合，得到混合料；
11、将所述混合料进行打坯、推挤、压延、脱脂、纵向拉伸，得到纵拉带；
12、将所述纵拉带进行亲水处理、横向拉伸、高温烧结、降温冷却，得到所述亲水性聚四氟乙烯薄膜。
13、优选地，所述金属盐占所述复合助挤剂质量的1～3％；和/或
14、所述金属盐占所述混合料质量的0.2～1％。
15、优选地，所述助挤剂为石脑油、汽油、航空煤油、石油醚中任意一种或多种的组合。
16、优选地，所述推挤的挤出压缩比为10～100；
17、所述压延的厚度为100～200μm；和/或
18、所述脱脂的温度为120～340℃。
19、优选地，所述纵向拉伸的温度为160～350℃；和/或
20、所述纵向拉伸的拉伸倍率为3～20倍。
21、优选地，所述亲水处理为于保护气氛围下将所述纵拉带浸泡于钠萘溶液中进行双面亲水处理；
22、优选的是，所述亲水处理的时间为10～300s；更优选的是，所述钠萘溶液的浓度为0.5～5mol/l。
23、优选地，所述横向拉伸的拉伸温度为150～350℃；
24、所述横向拉伸的拉伸倍率为3～15倍；
25、所述高温烧结的温度为327～410℃；和/或
26、所述降温冷却的冷却速率为2～60℃/min。
27、本专利技术在第三方面提供了一种第一方面所述的亲水性聚四氟乙烯薄膜在电池、过滤领域中的应用。
28、本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
29、本专利技术提供的亲水性聚四氟乙烯薄膜内部均匀分布有亲水性粒子，可以提升薄膜的浸润性，亲水性聚四氟乙烯薄膜表面包含极性基团，可以提高薄膜表面自由能，进一步改善浸润性，提高薄膜的亲水性；本专利技术提供的亲水性聚四氟乙烯薄膜质量高、颜色均匀、亲水性好。
30、本专利技术通过将金属盐均匀引入包含助挤剂和聚四氟乙烯的的混合料中，然后经打坯、推挤、压延、脱脂、纵向拉伸，金属盐经过溶解、烘干析出及烘焙的过程，得到内部及表面均匀分布有金属盐重结晶粒子的纵拉带；然后对纵拉带进行亲水处理在薄膜表面引入羟基、羧基等极性基团，可提高薄膜表面自由能、改善浸润性，提升薄膜的亲水性；然后同时亲水处理过程中碱性溶液中的oh—离子可以与内部及表面的金属盐中金属离子反应生成碱；最后将亲水处理后的纵拉带进行横向拉伸，因双向拉伸的聚四氟乙烯厚度极薄(5～15μm左右)且质地柔软，因此在横向拉伸前进行亲水处理，可以有效避免薄膜在亲水处理过程中出现易损坏，不易操作的问题；通过高温烧结的方式对薄膜进行定型，并将均匀分布在薄膜内部及表面的碱分解为亲水性金属氧化物，进一步提高薄膜的浸润性，提升薄膜的亲水性，同时不影响薄膜的强力。此外，通过原位生成亲水性金属氧化物的方式可以克服直接在混合料中加入金属氧化物粉末存在易团聚、分散不匀，影响薄膜均匀性，进而导致薄膜产生疵点、影响强力的问题。本专利技术的亲水性聚四氟乙烯薄膜的制备方法操作简单、成本低，可满足亲水性超薄双向拉伸聚四氟乙烯薄膜进行批量生产的需求。
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1.一种亲水性聚四氟乙烯薄膜，其特征在于，所述亲水性聚四氟乙烯薄膜表面包含极性基团；所述亲水性聚四氟乙烯薄膜中均匀分布有亲水性粒子；所述亲水性粒子占所述亲水性聚四氟乙烯薄膜质量的0.1～0.7％。
2.根据权利要求1所述的亲水性聚四氟乙烯薄膜，其特征在于，所述亲水性粒子为亲水性金属氧化物，优选为亲水性氧化锌；和/或
3.根据权利要求1所述的亲水性聚四氟乙烯薄膜，其特征在于，所述亲水性聚四氟乙烯薄膜的厚度为5～15μm；
4.一种权利要求1-3任一项所述的亲水性聚四氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐占所述复合助挤剂质量的1～3％；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述推挤的挤出压缩比为10～100；
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述纵向拉伸的温度为160～350℃；和/或
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述亲水处理为于保护气氛围下将所述纵拉带浸泡于钠萘溶液中进行双面亲水处理；<...
【技术特征摘要】
1.一种亲水性聚四氟乙烯薄膜，其特征在于，所述亲水性聚四氟乙烯薄膜表面包含极性基团；所述亲水性聚四氟乙烯薄膜中均匀分布有亲水性粒子；所述亲水性粒子占所述亲水性聚四氟乙烯薄膜质量的0.1～0.7％。
2.根据权利要求1所述的亲水性聚四氟乙烯薄膜，其特征在于，所述亲水性粒子为亲水性金属氧化物，优选为亲水性氧化锌；和/或
3.根据权利要求1所述的亲水性聚四氟乙烯薄膜，其特征在于，所述亲水性聚四氟乙烯薄膜的厚度为5～15μm；
4.一种权利要求1-3任一项所述的亲水性聚四氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭子洋，白亚飞，张振，马驰，魏涛，高明伟，刘兵，费传军，陈昊光，朱聪，陶英杰，尹亦玲，匡新玻，
申请(专利权)人：南京玻璃纤维研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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