Jiangsu Aokai New Materials, un produttore professionale di tessuti per alte temperature in PTFE, fornisce un'introduzione completa. Il processo di impregnazione del tessuto in fibra di vetro con dispersione di PTFE è la tecnologia principale per rivestire e sinterizzare uniformemente il politetrafluoroetilene sul substrato in fibra di vetro, formando materiali compositi caratterizzati da resistenza alle alte temperature, isolamento elettrico e prestazioni antiaderenti. Tali prodotti sono ampiamente applicati in laminati rivestiti in rame ad alta frequenza, nastri trasportatori antiaderenti ad alta temperatura, materiali per membrane architettoniche e altri campi.
Il processo di base completo è costituito da sette passaggi chiave come segue:
1. Pretrattamento del tessuto in fibra di vetro (deceratura/sbozzima)
Questa è la fase di pretrattamento più critica. Un agente imbozzimante tessile (principalmente cera di paraffina, derivati dell'amido) viene rivestito sui filamenti di fibra di vetro durante la tessitura; una rimozione incompleta comprometterà gravemente il legame interfacciale tra PTFE e fibre di vetro.
· Metodo di trattamento principale: il tessuto passa continuamente attraverso un forno ad alta temperatura per la deparaffinazione termica a 350~400°C, ossidando e decomponendo completamente tutti gli agenti di collatura organici.
· Manipolazione successiva: il tessuto decerato viene raffreddato, a volte risciacquato con acqua pulita o solventi chimici per eliminare la cenere residua, quindi asciugato per ottenere un tessuto bianco pulito pronto per l'impregnazione.
2. Formulazione dell'emulsione di PTFE
· Materia prima: dispersione concentrata di PTFE con un contenuto solido standard di circa il 60%.
· Procedura di miscelazione: diluire la dispersione madre con acqua deionizzata a una concentrazione target (40%–55%) in base al carico di resina richiesto e alla viscosità di impregnazione. Viene aggiunto un tensioattivo appropriato per aumentare le prestazioni di bagnatura sulla fibra di vetro; è possibile incorporare un addensante per regolare la viscosità quando necessario.
3. Impregnazione
L'obiettivo principale è la completa penetrazione dell'emulsione di PTFE nei fasci di fibre e negli interstizi del tessuto.
1. Metodo Dip-Squeeze (più diffuso): il tessuto viene guidato attraverso i rulli di immersione per immergersi completamente nel serbatoio dell'emulsione, quindi passa attraverso una coppia di rulli di compressione. Il peso del rivestimento viene controllato regolando la pressione del rullo per estrudere l'emulsione in eccesso e distribuire la resina in modo uniforme.
2. Doctor Blade Coating: L'emulsione viene distribuita sulla superficie del tessuto tramite lame metalliche, adatte per dispersioni ad alta viscosità.
4. Asciugatura
Il tessuto impregnato entra in un forno di essiccazione a bassa temperatura che funziona a 100~150°C.
· Scopo: evaporare delicatamente l'acqua e i tensioattivi parziali, formando una pellicola secca uniforme e non appiccicosa di particelle di PTFE sulle superfici delle fibre.
· Nota sul controllo della temperatura: una temperatura eccessivamente elevata forma rapidamente una pellicola superficiale densa, intrappolando l'umidità interna che vaporizza creando fori di spillo e vesciche.
5. Sinterizzazione (polimerizzazione termica)
Il tessuto essiccato viene immediatamente immesso in un forno di sinterizzazione ad alta temperatura per il trattamento termico a 360~390°C (fino a 400°C per alcuni gradi).
· Meccanismo: Il PTFE è un polimero termoplastico. A temperature molto superiori al punto di fusione (327°C), le particelle di PTFE si sciolgono, scorrono e si livellano per formare una pellicola continua, ottenendo un incastro meccanico e un'adesione con le superfici in fibra di vetro.
· Divisione degli stadi: la zona di sinterizzazione è divisa in rampa di riscaldamento, segmenti di sinterizzazione a temperatura costante e segmenti di raffreddamento per garantire la fusione completa delle particelle senza degradazione termica.
6. Impregnazione e sinterizzazione multiciclo
Un singolo ciclo di impregnazione-sinterizzazione genera solo un rivestimento ultrasottile soggetto a difetti stenopeici. Per raggiungere lo spessore del rivestimento e il contenuto di resina desiderati (ad esempio, carico di resina del 45%–65% per substrati laminati rivestiti in rame ad alta frequenza), la sequenza completa di impregnazione → asciugatura → sinterizzazione viene ripetuta da 2 a 4 volte o più. Ogni ciclo riempie ulteriormente gli spazi vuoti nelle fibre e aumenta lo spessore del rivestimento, formando infine un foglio composito denso e privo di fori stenopeici.
7. Post-trattamento e avvolgimento
1. Modifica della superficie: dopo il passaggio di sinterizzazione finale, è possibile applicare il trattamento corona o l'attacco chimico con sodio-naftalene per migliorare l'adesione superficiale senza danneggiare il substrato, facilitando il successivo rivestimento in rame o secondario.
2. Rifilatura e avvolgimento dei bordi: i bordi del tessuto vengono tagliati diritti, quindi il tessuto finito viene avvolto ordinatamente da una macchina avvolgitrice.
3. Ispezione qualità: test completi sui prodotti finiti, tra cui grammatura, spessore, resistenza alla trazione, resistenza alla pelatura, costante dielettrica e difetti superficiali visivi.
Punti di controllo del processo principale
I parametri critici che governano la qualità del prodotto finito sono: sbozzimatura/deceratura completa, bagnatura completa dell'emulsione, essiccazione graduale a bassa temperatura, impostazione precisa della temperatura di sinterizzazione e densità del rivestimento costante dopo più cicli di impregnazione.
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