本發(fā)明涉及一種ETFE膜及其制造方法。
背景技術：
ETFE的中文名為乙烯-四氟乙烯共聚物，ETFE膜的厚度通常小于0.20mm，是一種透明膜材。最早的ETFE工程已有20余年的歷史，目前，ETFE膜是透明建筑結構中品質(zhì)優(yōu)越的替代材料，多年來在許多工程中以其眾多優(yōu)點被證明為可信賴且經(jīng)濟實用的屋頂材料。該膜是由人工高強度氟聚合物(ETFE)制成，其特有的抗粘著表面使其具有高抗污，易清洗的特點，通常雨水即可清除主要污垢，而且ETFE膜的使用壽命至少為25-35年，所以是用于永久性多層可移動屋頂結構的理想材料。
公開號為CN103275386A、公開日為2013.09.04、申請人為日氟榮高分子材料(上海)有限公司的中國專利申請公開了“一種ETFE薄膜、其制備方法及用途”，該薄膜采用EFFE與功能添加劑制成，加工溫度為170-235℃，其中，EFFE與功能添加劑的用量比例為按重量份數(shù)計1：0.1-30％，所述ETFE的熔融指數(shù)為7-30；所述的功能添加劑包含常規(guī)氟塑料添加劑、常規(guī)工程類添加劑中的任意一種以上。該發(fā)明所提供的ETFE薄膜具有優(yōu)異的拉伸性、不粘性、吸附性、無毒性和隔熱性，均達到甚至超過行業(yè)的一般指標。然而，該ETFE薄膜存在耐磨性能不佳的缺陷。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種ETFE膜，其具有較強的耐磨性能。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：
一種ETFE膜，由以下重量份組份制成：ETFE 75～81份，抗氧劑1～2份，相容劑4～6份，分散劑2～3份，潤滑劑2～2.5份，抗靜電劑0.5～1份，抗菌劑1.5～2份，紫外線吸收劑1～1.5份，改性陶瓷纖維5～9份；
所述改性陶瓷纖維的制造步驟為：
(1)將乙酸鋯、正硅酸乙酯加入無水乙醇中，攪拌至混合均勻后放入微波爐中，500W功率下加熱30秒后取出，得到鋯硅溶膠；
(2)將水合硝酸鉍加入乙酸酐中，攪拌至二氧化氮氣體全部排出，蒸除副產(chǎn)物和未參加反應的乙酸酐，然后加入水合氯化釔、乙酰丙酮、無水乙醇，加熱至50℃后攪拌至完全溶解，然后加入鋯硅溶膠，回流2小時后冷卻至室溫，取出后過濾，將濾餅旋蒸成蜂蜜狀溶膠，將蜂蜜狀溶膠倒入噴絲筒中，用紡絲機50℃下拉制成凝膠纖維；
(3)將凝膠纖維束狀擺放于剛玉板上，置于空氣中水解30小時后放入烘箱中，90℃干燥10小時后用剛玉坩堝扣于剛玉板上，然后一起放入馬弗爐中，8小時內(nèi)升溫至600℃后保溫1小時，然后3小時內(nèi)升溫至800℃，保溫2小時后自然冷卻至室溫得到陶瓷纖維；
(4)將鋯酸酯偶聯(lián)劑加入體積分數(shù)為75％的乙醇水溶液中，加熱至50℃后攪拌水解1小時，然后加入陶瓷纖維，繼續(xù)攪拌3小時后超聲分散30分鐘，取出后抽濾，置于烘箱中90℃烘干得到改性陶瓷纖維。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述陶瓷纖維中鋯、硅、鉍、釔的摩爾比為1:2:0.5:0.1，鋯酸酯偶聯(lián)劑與陶瓷纖維的重量比為1:80。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗氧劑為抗氧劑CA。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述相容劑為EVA。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述分散劑為三硬脂酸甘油酯。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述潤滑劑為PE蠟。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗靜電劑為乙炔炭黑。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗菌劑為載銀沸石。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述紫外線吸收劑為UV-9。
本發(fā)明要解決的另一技術問題是提供上述ETFE膜的制造方法。
為解決上述技術問題，技術方案是：
按重量份稱取各組份后加入攪拌釜中，攪拌均勻后得到混合料，將混合料加入雙螺桿擠出機塑化擠出得到擠出料，該雙螺桿擠出機從進料口到出料口分為八個溫區(qū)，第一個溫區(qū)的加熱溫度為175～195℃，第八個溫區(qū)的加熱溫度為205～235℃，其余溫區(qū)的加熱溫度為185～225℃，將擠出料冷卻后切粒得到粒料，將粒料用薄膜制造機流延擠出，冷卻后收卷得到ETFE膜。
由上可見，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)氧化鋯具有極高的硬度，因此其耐磨性能非常好，不過其分散性不理想，而且韌性不好，因此本發(fā)明先將乙酸鋯、正硅酸乙酯制成鋯硅溶膠，然后將其與水合硝酸鉍、水合氯化釔制成凝膠纖維，再將凝膠纖維通過熱解和燒結制成陶瓷纖維，該陶瓷纖維是由氧化鋯、二氧化硅、氧化鉍、氧化釔復合而成，二氧化硅可提供較好的分散性，氧化鉍則能有效提高陶瓷纖維的致密性和韌性，氧化釔則能有效改善各氧化物的融合程度，該陶瓷纖維與ETFE共混后能改善ETFE的導熱性能和硬度，使得摩擦界面產(chǎn)生的大量摩擦熱量能傳導出去，而且陶瓷纖維還能降低ETFE的摩擦系數(shù)，改善界面的潤滑性，從而大大提高了ETFE膜的耐磨性能。
(2)陶瓷纖維屬于無機纖維，表面呈現(xiàn)親水性，與ETFE之間的相容性不佳，所以本發(fā)明將其通過鋯酸酯偶聯(lián)劑進行了表面改性，鋯酸酯偶聯(lián)劑中的鋯元素與陶瓷纖維中的鋯天然親和，因此改性效果極佳，能大大改善陶瓷纖維與ETFE之間的相容性和結合強度，從而進一步提高ETFE膜的耐磨性能。
具體實施方式
下面將結合具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例1
一種ETFE膜，由以下重量份組份制成：ETFE 76份，抗氧劑CA 2份，EVA 4.5份，三硬脂酸甘油酯3份，PE蠟2.1份，乙炔炭黑0.6份，載銀沸石1.9份，UV-9 1份，改性陶瓷纖維5.5份。
其制造方法為：
(1)將乙酸鋯、正硅酸乙酯加入無水乙醇中，攪拌至混合均勻后放入微波爐中，500W功率下加熱30秒后取出，得到鋯硅溶膠；
(2)將水合硝酸鉍加入乙酸酐中，攪拌至二氧化氮氣體全部排出，蒸除副產(chǎn)物和未參加反應的乙酸酐，然后加入水合氯化釔、乙酰丙酮、無水乙醇，加熱至50℃后攪拌至完全溶解，然后加入鋯硅溶膠，回流2小時后冷卻至室溫，取出后過濾，將濾餅旋蒸成蜂蜜狀溶膠，將蜂蜜狀溶膠倒入噴絲筒中，用紡絲機50℃下拉制成凝膠纖維；
(3)將凝膠纖維束狀擺放于剛玉板上，置于空氣中水解30小時后放入烘箱中，90℃干燥10小時后用剛玉坩堝扣于剛玉板上，然后一起放入馬弗爐中，8小時內(nèi)升溫至600℃后保溫1小時，然后3小時內(nèi)升溫至800℃，保溫2小時后自然冷卻至室溫得到陶瓷纖維，陶瓷纖維中鋯、硅、鉍、釔的摩爾比為1:2:0.5:0.1；
(4)將鋯酸酯偶聯(lián)劑加入體積分數(shù)為75％的乙醇水溶液中，加熱至50℃后攪拌水解1小時，然后加入陶瓷纖維，鋯酸酯偶聯(lián)劑與陶瓷纖維的重量比為1:80，繼續(xù)攪拌3小時后超聲分散30分鐘，取出后抽濾，置于烘箱中90℃烘干得到改性陶瓷纖維；
(5)按重量份稱取各組份后加入攪拌釜中，攪拌均勻后得到混合料，將混合料加入雙螺桿擠出機塑化擠出得到擠出料，該雙螺桿擠出機從進料口到出料口分為八個溫區(qū)，第一個溫區(qū)的加熱溫度為175～195℃，第八個溫區(qū)的加熱溫度為205～235℃，其余溫區(qū)的加熱溫度為185～225℃，將擠出料冷卻后切粒得到粒料，將粒料用薄膜制造機流延擠出，冷卻后收卷得到ETFE膜。
實施例2
一種ETFE膜，由以下重量份組份制成：ETFE 75份，抗氧劑CA1.2份，EVA 6份，三硬脂酸甘油酯2.1份，PE蠟2.3份，乙炔炭黑0.8份，載銀沸石1.7份，UV-9 1.2份，改性陶瓷纖維5份。
該ETFE膜的制造方法與實施例1相同。
實施例3
一種ETFE膜，由以下重量份組份制成：ETFE 78份，抗氧劑CA1.5份，EVA 4份，三硬脂酸甘油酯2.5份，PE蠟2.5份，乙炔炭黑1份，載銀沸石1.5份，UV-9 1.4份，改性陶瓷纖維8份。
該ETFE膜的制造方法與實施例1相同。
實施例4
一種ETFE膜，由以下重量份組份制成：ETFE 77份，抗氧劑CA1.8份，EVA 4份，三硬脂酸甘油酯2.5份，PE蠟2.5份，乙炔炭黑1份，載銀沸石1.5份，UV-9 1.4份，改性陶瓷纖維8份。
該ETFE膜的制造方法與實施例1相同。
實施例5
一種ETFE膜，由以下重量份組份制成：ETFE 81份，抗氧劑CA 1份，EVA 4.8份，三硬脂酸甘油酯2.8份，PE蠟2.2份，乙炔炭黑0.7份，載銀沸石1.8份，UV-9 1.3份，改性陶瓷纖維7份。
該ETFE膜的制造方法與實施例1相同。
實施例6
一種ETFE膜，由以下重量份組份制成：ETFE 80份，抗氧劑CA1.4份，EVA 5份，三硬脂酸甘油酯2.7份，PE蠟2份，乙炔炭黑0.5份，載銀沸石1.6份，UV-9 1.5份，改性陶瓷纖維6份。
該ETFE膜的制造方法與實施例1相同。
經(jīng)測試，實施例1-6以及對比例的耐磨性能如下表所示，其中，
對比例為公開號為CN103275386A的中國專利申請；
耐磨性能測試方法為：用摩擦磨損試驗機測試各ETFE膜在干摩擦、滑動條件下的體積磨損率，測試載荷為300N，對磨鋼環(huán)轉(zhuǎn)速為150rpm，測試周期為30分鐘，體積磨損率越小表明耐磨性能越強。
由上表可看出，本發(fā)明實施例1-6的體積磨損率均小于對比例很多，表明具有較強的耐磨性能。
上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。