氟树脂

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料粘接技术手册》第134页（3015字）

氟树脂的粘接在塑料中是最困难的，它的表面张力γσ只有18．5dyne／cm，是典型的低能表面。若用胶接剂粘接氟树脂时，对其粘接表面不进行处理，则得不到高强度的粘接效果。若进行表面处理后，再进行粘接，则许多种胶接剂均能适用。一般对氟树脂脱酯溶剂有：三氯乙烯、苯、甲苯、丙酮、甲乙酮、环己酮。

氟树脂表面处理的方法很多，分别如下所述。

1．金属钠—萘—四氢呋喃溶液腐蚀法

此法效果较好，危险性小，应用广泛，可适用于聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯以及含氟共聚物等。腐蚀液的配方：

萘 128

四氢呋喃 1000ml

金属钠 23g

配制方法：在三口瓶中放入精萘，再加入干燥的除去过氧化物的四氢呋喃，搅拌至溶解后，在室温下慢慢加入新鲜的金属钠(丝或片)，一直搅拌至钠全部溶解为止，约1～2h。温度不超过3～5℃，此时溶液呈黑绿色或黑褐色。整个反应过程应在干燥的氮气或氩气保护下进行，严防氧气、潮气的影响。

配制的腐蚀液或者用过的处理液，应放在充满惰性气体和石蜡密封的干燥容器中保存。严防水汽和空气侵入。严格保存的腐蚀液有效期达三个月之久。

处理方法：先将含氟材料表面用细砂布打磨，丙酮洗涤，晾干后于室温下放在腐蚀液中浸泡1～15min，浸泡时间随溶液新旧程度而异。如有条件尽可能在防潮、防氧的气氛中进行(如在氮气保护下)。浸泡后的材料表面上产生一层均匀的棕色或棕黑色薄膜，取出后在丙酮或乙醇中洗涤，再用水冲洗干净，晾干后立即粘合或放在干燥、避光的地方存放备用。一般在2～3个月内均有良好的粘接性能。使用过的废液勿直接倒入水槽中，应先倒入工业酒精中反应1h以上，待萘钠全部反应后再倒入水槽中。

表面处理过的聚四氟乙烯，可用环氧—聚酰胺胶接剂粘接，其剪切强度达11．0MPa，用环氧树脂胶粘剂进行粘接，其粘接强度如表3－9所示。

表3－9 聚四氟乙烯处理后的粘接强度

注：①圆板试验片的拉伸试验：荷重速度每分钟17．5MPa。

②处理液的放置天数，在放置后的溶液中浸渍60min。

③处理液：钠—萘—四氢呋喃。

除钠—萘—四氢呋喃腐蚀液外，钠—萘—乙二醇二甲醚处理液等处理也有很好的效果。

使用这种方法处理后，被粘物表面变黑，在高湿环境下表面电阻降低，处理过的表面长期在日光照射下胶接性能会大大降低。有关资料介绍，为了克服上述缺点，若在聚四氟乙烯和胶粘剂中加入炭黑或对苯二酚后，耐光照性能可大大提高。

2．金属钠—联苯—二恶烷溶液处理法

溶液的配制方法与钠—萘—四氢呋喃溶液相同。用量配比如下：金属钠23g(1mol)、联苯154g(1mol)、溶剂二噁烷1008g。溶液配制时间约为6～8h，得到的溶液用前述的方法处理氟塑料，处理时间室温下为1．5～2h，在50～60℃下为1h。

3．氟化烃—钛聚合物法

在含有四丁基钛酸酯、全氟辛酯及其它辅助剂和水的溶液中，使氟塑料表面形成烷基—钛—氧和全氟支链聚合物的薄膜层，然后加热600℉进行粘合。

4．电晕冲击法

在高频、高压、高电流中活化，在下述任何气体中暴露处理：①干空气中5min；②湿空气中5min；③N₂O中10min；④N₂中5min。

这种处理方法，设备复杂，强度不高，处理后15min内必须进行粘接。

5．醋酸钾处理

在熔融的KAc中295℃下处理30min，或325±5℃下处理6min后用水洗，蒸馏水洗，暖空气干燥。

这种处理强度不高，表面颜色变黑。

6．辐射诱导接枝法

采用高能射线如Co⁶⁰射线或以下的紫外线，在苯乙烯单体存在下，使氟塑料表面产生轻微降解，在链端则产生活性中心，形成一层透明的接枝共聚物。

处理后颜色不变，电性能不变。

7．胶层熔入法

将氟塑料表面脱酯后，涂上一层环氧胶，在370℃下加热10min和400℃加热5min，使胶层熔入表面。

8．溶液浸泡法

在下述溶液中60～70℃下浸泡15～20min：

Na₃PO₄ 20～30g

NaOH 10～20g

水玻璃 25～30g

ON－7乳液 2～3g

H₂O 141g

浸渍后用冷水洗，蒸馏水洗，再在60～70℃下干燥。

9．等离子体法

此法是将含氟材料放在辉光放电管或等离子体发生器中，先将系统抽到10^－2mmHg的真空，然后通入微量惰性气体并调节真空度为1mmHg左右，当通电激发高频线圈时，活化惰性气体与聚合物表面作用15min以上，结果在表面上生成坚韧的可粘接的表皮层，粘接强度可提高10倍左右。

几种不同处理方法对聚四氟乙烯的浸润和粘接性能的影响见表3－10。

表3－10 处理方法对聚四氟乙烯的浸润和粘接性能的影响

注：用聚氨酯胶粘剂粘接聚四氟乙烯和铝。