Широкий температурный диапазон Лента из ПТФЭ должна надежно приклеиваться при температуре -70°C (или ниже) и выдерживать длительное воздействие при температуре 200–260°C – в диапазоне более 300°C. Для этого требуется, чтобы клеевая система оставалась гибкой без разрушения сцепления или нарушения межфазного сцепления в любой крайности.
Клеевой слой обычно представляет собой специальный силиконовый клей, чувствительный к давлению (PSA), нанесенный на пленки из ПТФЭ с модифицированной поверхностью или ткань из стекловолокна, пропитанную ПТФЭ. Ключом к стабильной работе в таком широком температурном диапазоне является создание адаптивной сети – конструкции, которая уравновешивает низкотемпературное смачивание, сопротивление ползучести при высоких температурах и устойчивость к тепловым ударам.
Компания Aokai PTFE разработала ленты из ПТФЭ для широкого диапазона температур, используя принципы, описанные ниже. В этой статье объясняются четыре основных элемента дизайна: структура переходного слоя, двухфазная микроструктура «морские острова», градиентная сшивка и термостабилизированные композитные наполнители.
Структура переходного слоя между подложкой и клеевым слоем
1. Ключевая задача – поверхностная энергия ПТФЭ.
ПТФЭ имеет чрезвычайно низкую поверхностную энергию (18-20 дин/см). Прямое покрытие клея имеет тенденцию отслаиваться во время термоциклирования из-за несоответствия коэффициентов теплового расширения — ПТФЭ расширяется в 30-40 раз больше, чем стекловолокно.
2. Активация поверхности и закрепление праймера.
Для решения этой проблемы поверхность ПТФЭ подвергается химическому травлению натрий-нафталиновыми комплексами или плазменной обработке для введения двойных связей C=C и кислородсодержащих полярных групп. После этого наносится ультратонкая специальная силиконовая грунтовка (например, винилсодержащий силановый связующий агент), чтобы сформировать «молекулярный мостик» на границе раздела за счет химического связывания.
3. Стрессо-буферная прослойка
В некоторых рецептурах между активированным слоем и основным клеевым слоем вводится низкомодульный, высокопластичный эластичный промежуточный слой (гелеобразный силикон с гибкими сегментами). Это поглощает межфазные напряжения, вызванные резкими колебаниями температуры, и предотвращает подъем кромок клея.
Регуляция двухфазной микроструктуры Sea-Island
Основная клеевая матрица представляет собой классическую систему PSA, состоящую из силиконовой смолы MQ (дисперсная островная фаза) и высокомолекулярного полисилоксана (непрерывная морская фаза).
1. Силиконовая смола MQ – твердая островная фаза.
Обеспечивает сцепление, удерживающую способность и сопротивление ползучести при высоких температурах. Точный контроль мольного соотношения M/Q (обычно 0,6-0,9) и дисперсии размеров частиц обеспечивает равномерное внедрение в непрерывную фазу с образованием физических центров сшивки.
2. Полисилоксановая непрерывная фаза – мягкая морская фаза.
Обеспечивает быстрое схватывание, смачиваемость при низких температурах и гибкость. Обычно выбирают высокомолекулярный метилвинилсиликоновый каучук или метилфенилвинилсиликоновый каучук.
3. Специальная оптимизация для широкого диапазона температур.
небольшое количество силоксановых сегментов с высоким содержанием фенила . Включено Фенильные группы подавляют низкотемпературную кристаллизацию полидиметилсилоксана, снижая температуру хрупкости клея ниже -100°С. Между тем, фенильные группы повышают устойчивость к термоокислительной деградации при высоких температурах, позволяя непрерывной морской фазе сохранять высокую эластичность в широком температурном диапазоне.
Многослойная или градиентная конструкция сшивки для устойчивости к термическому удару
Процесс двухслойного покрытия используется для баланса сопротивления ползучести при высоких температурах и липкости при низких температурах:
1. Внутренний слой (сторона подложки)
Относительно высокая плотность поперечных связей , обеспечивающая надежную удерживающую способность при высоких температурах и когезионную прочность в качестве устойчивого к сдвигу каркаса.
2. Внешний слой (склеиваемая поверхность)
Сверхнизкая плотность поперечных связей с высокоподвижными молекулярными цепями, обеспечивающая быстрое смачивание клеев при низких температурах и достаточную начальную липкость.
Альтернативно, непрерывный градиент плотности поперечных связей от внутренней к внешней стороне формируется в одном слое посредством процессов отверждения, плавно объединяя жесткие и гибкие функциональные зоны.
Aokai PTFE использует технологию градиентного сшивания, чтобы гарантировать, что лента остается гибкой при температуре -70°C (обеспечивая первоначальное схватывание и прилегание), сохраняя при этом когезионную прочность при 260°C (предотвращая ползучесть и перенос клея).
Термостабилизированные композитные наполнители
Наноразмерный диоксид кремния тонко диспергирован в клеевой матрице для армирования в сочетании с двумя категориями функциональных наполнителей:
1. Термостойкие добавки
Оксид церия, оксид железа и другие поглотители радикалов ингибируют окислительное отверждение боковых цепей силоксана и деградацию основной цепи при высокой температуре. Эти антиоксиданты продлевают срок службы при температуре 260°C.
2. Теплопроводящие наполнители
микронного размера , оксид алюминия Нитрид алюминия и т. д. быстро рассеивают тепло, уменьшая внутреннее накопление тепла и замедляя старение. Это особенно важно для применений, где лента используется в качестве термоинтерфейса или где накопление тепла от подложки может ускорить разрушение клея.
Все наполнители требуют пассивации поверхности или обработки силаном , чтобы избежать чрезмерного повышения модуля упругости и затвердевания клея при низких температурах.
Резюме – Адаптивная сеть для экстремальных условий
Клейкий слой лент из ПТФЭ, работающих в широком диапазоне температур, по существу представляет собой микрофазно-разделенную сетку, сшиваемую с помощью платинового катализатора, с включенными в нее химическими связывающими участками смолы MQ и гибридными фенильными длинноцепными силоксанами. Благодаря технологиям градиентной сшивки и совместной сшивки он идеально объединяет:
Быстрое смачивание и высокая гибкость при низких температурах.
Высокая когезия и антиокислительные свойства при высоких температурах.
…в пределах одного эластичного клеевого слоя, отвечающего строгим требованиям применения в широком диапазоне температур.
Aokai PTFE производит ленты из ПТФЭ, предназначенные для работы в широком диапазоне температур, используя эту конструкцию клеевой системы. Пользовательские характеристики, включая толщину, градиент сшивки и загрузку наполнителя, доступны для конкретных потребностей применения.
Если вы хотите узнать подробные характеристики, сценарии применения и индивидуальные решения для всей линейки нашей продукции, включая высокотемпературные ткани из ПТФЭ, клейкие ленты из ПТФЭ, сетчатые конвейерные ленты из ПТФЭ, бесшовные конвейерные ленты для термоплавления, ткань с односторонним покрытием из ПТФЭ, высокотемпературные конвейерные ленты и высокотемпературные ткани из стекловолокна, свяжитесь с нами по указанным ниже каналам:
