Ткань из стекловолокна с тефлоновым и тефлоновым покрытием: характеристики, типы и руководство по покупке

Понимание стекловолоконной ткани с тефлоновым и тефлоновым покрытием

Ткань из стекловолокна с тефлоновым покрытием — более точно описываемый как стеклоткань с покрытием из ПТФЭ (политетрафторэтилена) — представляет собой высокоэффективный композитный материал, получаемый путем пропитки или покрытия тканой стекловолоконной подложки дисперсией ПТФЭ. В результате получается гибкая, стабильная по размерам ткань, сочетающая в себе механическую прочность и термическую устойчивость стекловолокна с химической инертностью, антипригарной поверхностью и низким коэффициентом трения, которые определяют ПТФЭ как инженерный полимер.

Тефлон — это зарегистрированная торговая марка компании Chemours (ранее DuPont) для их линейки продуктов из ПТФЭ. В промышленном и коммерческом контексте термины «стекловолокно с тефлоновым покрытием» Ткани из ПТФЭ «» и «стекло из ПТФЭ» используются взаимозаменяемо для описания этого класса текстиля с покрытием, независимо от того, произведена ли ПТФЭ смола Chemours или другим производителем. Покупатели должны подтвердить конкретный источник ПТФЭ-смолы и марку дисперсии, когда в спецификациях закупок упоминается название «Тефлон», поскольку качество состава варьируется у разных поставщиков.

По оценкам, мировой рынок технического текстиля с покрытием из ПТФЭ превышает 1,8 миллиарда долларов США в год , что обусловлено спросом со стороны пищевой промышленности, упаковки, аэрокосмической промышленности, промышленной фильтрации и применения архитектурных мембран. На этом рынке стекловолокно с покрытием из ПТФЭ представляет собой доминирующий формат продукции благодаря своей превосходной термостойкости и стабильности размеров по сравнению с альтернативами из тканого полиэстера или арамида с покрытием из ПТФЭ.

Подложка из стекловолокна: как конструкция базовой ткани влияет на производительность

Производительность любого ПТФЭ стекло Композит начинается с подложки из стекловолокна. Тип пряжи, структура переплетения и вес ткани основы определяют механические свойства — прочность на разрыв, сопротивление разрыву, стабильность размеров и усталостную долговечность при изгибе — готового изделия с покрытием. Покрытие из ПТФЭ улучшает свойства поверхности, но не может компенсировать неправильно выбранную или изготовленную основу.

Типы стекловолоконной пряжи

В тканевых подложках из ПТФЭ используются две основные конструкции стекловолоконных нитей:

• E-стекло (электрическое качество): Стандартный состав стекловолокна, используемый в большинстве стеклотканей с покрытием из ПТФЭ. Нити из E-стекла предлагают удобный баланс прочности на разрыв (приблизительно 3450 МПа для одиночных нитей), термической стабильности до 550°C и стоимости. E-стекло подходит для подавляющего большинства промышленных применений тканей из ПТФЭ.
• ECR-стекло (коррозионностойкое): Вариант E-стекла, не содержащий бора, с повышенной устойчивостью к воздействию кислот и щелочей. Предназначен для тканей из ПТФЭ, используемых в средах химической обработки, где подложка может подвергаться воздействию агрессивных сред из-за порезов по краям ткани или поврежденных зон покрытия.

Плетение структур

Рисунок переплетения основной ткани определяет баланс между механической прочностью, пористостью и гладкостью поверхности готового изделия. Ткани из ПТФЭ :

• Простое переплетение: Каждая нить основы проходит поочередно над и под каждой уточной нитью, образуя сбалансированную, стабильную ткань с одинаковой прочностью в обоих направлениях. Подложки полотняного переплетения являются наиболее распространенной основой для стекловолокна общего назначения с покрытием из ПТФЭ, обеспечивая хорошее проникновение покрытия благодаря структуре открытого переплетения.
• Саржевое переплетение: Нити основы проходят через две или более нити утка в диагональном порядке. Саржевое переплетение обеспечивает более гладкую поверхность, чем полотняное переплетение при одинаковом количестве пряжи, улучшая однородность покрытия из ПТФЭ и уменьшая склонность покрытия перекрывать промежутки пряжи, а не проникать в основу ткани.
• Атласное переплетение: Длинная пряжа проходит через несколько точек переплетения, создавая самую гладкую поверхность основы из всех тканых конструкций. Стекловолокно сатинового переплетения предназначено для тканей из ПТФЭ, где максимальная гладкость поверхности имеет решающее значение — например, для конвейерных лент, контактирующих с пищевыми продуктами, и для разделительных вкладышей при производстве композитов.
• Лено переплетение: Соседние нити основы скручиваются вокруг нитей утка, образуя открытую сетчатую структуру с высокой пористостью. Подложки перевивочного переплетения используются для изготовления тканей из ПТФЭ с открытой сеткой в ​​приложениях для фильтрации воздуха и жидкостей, где проходная проницаемость является основным требованием к конструкции.

Вес базовой ткани

Вес основной ткани из стекловолокна, выраженный в граммах на квадратный метр (г/м), напрямую определяет вес и толщину готового продукта с покрытием. Стандартный вес подложки, используемый при производстве стекловолокна с покрытием из ПТФЭ, варьируется от От 100 г/м2 (легкие сетчатые ткани) до 800 г/м2 (тяжелые промышленные ткани) . Более тяжелые основы обеспечивают более высокую прочность на разрыв и разрыв, но снижают гибкость ткани и увеличивают трудности достижения полного проникновения ПТФЭ через поперечное сечение ткани во время нанесения покрытия.

Спецификация покрытия из ПТФЭ: параметры, определяющие марку продукта

Спецификация покрытия из ПТФЭ Это наиболее технически значимый набор параметров в любом определении изделия из стекловолокна с покрытием из ПТФЭ. Две ткани, изготовленные на одинаковых подложках, могут иметь совершенно разный срок службы и функциональные характеристики в зависимости от веса покрытия, качества спекания и качества поверхности. Покупатели и спецификаторы, которые оценивают ткани из ПТФЭ только по весу и цене подложки, не исследуя характеристики покрытия, часто сталкиваются с преждевременным выходом продукта из строя в сложных условиях эксплуатации.

Вес покрытия и содержание ПТФЭ

Вес покрытия из ПТФЭ обычно выражается как масса ПТФЭ, нанесенного на квадратный метр готовой ткани, или как процент от общего веса готовой ткани, приходящийся на покрытие из ПТФЭ. Самый коммерческий Ткани из ПТФЭ носить между 40% и 65% ПТФЭ по весу , в зависимости от приложения. Более высокое содержание ПТФЭ улучшает химическую стойкость, антипригарные свойства и гладкость поверхности за счет увеличения стоимости материала и, при очень большом весе покрытия, снижения гибкости ткани.

number of coating passes used to build up the PTFE layer is as important as total coating weight. Multiple thin coating passes — each followed by drying and sintering — produce better penetration of PTFE dispersion into the yarn interstices of the substrate and a more uniform coating cross-section than a single heavy coating application. Premium-grade PTFE coated fiberglass fabrics are typically produced with от пяти до двенадцати проходов нанесения покрытия и спекания ; в продуктах бюджетного класса часто используется от двух до четырех проходов, в результате чего покрытие ложится в основном на поверхность ткани, а не полностью интегрируется с подложкой.

Температура и продолжительность спекания

Спекание — это термический процесс, при котором частицы дисперсии ПТФЭ, которые осаждаются на ткани в виде водной коллоидной суспензии, сплавляются в непрерывную, когерентную полимерную матрицу путем нагревания выше точки плавления кристаллов ПТФЭ. 327°С . Адекватное спекание имеет важное значение для целостности покрытия; недостаточно спеченный ПТФЭ остается в виде порошкообразного, слабосвязанного отложения, которое легко истирается и имеет плохие химические барьерные свойства.

Промышленные линии для нанесения покрытия из ПТФЭ спекаются при температуре от 360°C до 400°C в течение времени пребывания, откалиброванного в зависимости от веса покрытия и скорости движения ткани. Полный Спецификация покрытия из ПТФЭ для готовой ткани следует включать диапазон температур спекания, используемый в производстве — параметр, который можно запросить у поставщиков как часть квалификационной документации производственного процесса, особенно для аэрокосмической отрасли, приложений, контактирующих с пищевыми продуктами, или критически важных с точки зрения безопасности приложений.

Классификация отделки поверхности

surface texture of a finished PTFE coated fiberglass fabric is defined by the smoothness of the final coating layer and the underlying weave pattern visible through it. Three practical surface finish categories are recognised in industrial procurement:

• Стандартная (текстурированная) отделка: weave pattern of the base fabric is visible through the coating. Adequate for most conveyor belt, gasketing, and expansion joint applications where non-stick performance and temperature resistance are the primary requirements.
• Гладкая отделка: Дополнительные проходы покрытия или каландрирование (сжатие между нагретыми валками) позволяют получить поверхность, на которой текстура переплетения существенно подавлена. Предназначен для защиты от контакта с пищевыми продуктами, термосвариваемых лент и применений, где прилипание продукта к текстуре поверхности ткани может поставить под угрозу качество процесса.
• Рельефная или структурированная отделка: coating surface is intentionally textured during production to increase air permeability or reduce surface contact area. Used in specific drying belt and screen printing applications.

Ключевые эксплуатационные параметры покрытия из ПТФЭ

Марки тканей ПТФЭ и области их применения

Ткани из ПТФЭ производятся в широком диапазоне марок, различающихся по весу основы, весу покрытия, качеству поверхности и дополнительным обработкам. Подбор правильного класса для применения предотвращает как завышение технических характеристик, что приводит к ненужным затратам, так и занижение технических характеристик, что приводит к преждевременному выходу из строя.

Конвейерные ленты

Конвейерные ленты из стекловолокна с покрытием из ПТФЭ относятся к числу наиболее требовательных применений для этого класса материалов, поскольку сочетают в себе непрерывный механический изгиб, повышенные температуры и химическое воздействие пищевых продуктов, клеев или технологических химикатов. Для конвейерных лент обычно используются более тяжелые материалы — Основная ткань плотностью от 400 до 800 г/м². — с высокой плотностью покрытия из ПТФЭ и гладкой или каландрированной поверхностью. Сопротивление усталости при изгибе проверяется методом выносливости при складывании MIT или эквивалентными протоколами динамического изгиба; Конвейерные сорта премиум-класса выдерживают 50 000 и более циклов двойного складывания без отслоения покрытия.

Разделительный вкладыш и марки термосваривания

Используемые в качестве антипригарных разделительных поверхностей в производстве композитов, пищевой промышленности и машинах для импульсной термосварки, в марках разделительных лайнеров приоритет отдается гладкости поверхности и незагрязнению, а не высокой механической прочности. В этих марках обычно используются более легкие основы с высококачественными дисперсиями ПТФЭ и гладкими конечными покрытиями, и они должны соответствовать правилам контакта с пищевыми продуктами, в том числе Регламент ЕС 10/2011 для пластиковых материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, или FDA 21 CFR 177.1550 для ПТФЭ при контакте с пищевыми продуктами — там, где происходит прямой контакт с пищевыми продуктами.

Марки компенсаторов и прокладок

Промышленные компенсаторы и фланцевые прокладки, изготовленные из стекловолокна с покрытием из ПТФЭ, требуют высокой химической стойкости и стабильности размеров при сжимающей нагрузке в течение длительного периода эксплуатации. Эти марки часто включают более тяжелые конструкции из стекловолокна — иногда несколько слоев ткани — с покрытием из ПТФЭ на одной или обеих сторонах. Поверхность ПТФЭ обеспечивает свойства химического барьера, а подложка из стекловолокна обеспечивает структурное усиление, которое предотвращает экструзию под нагрузкой болтов фланца трубы.

Классы электроизоляции

Ламинаты из стекла из ПТФЭ для подложек печатных плат (чаще всего тканое стекловолокно с пропиткой из ПТФЭ для высокочастотных радиочастотных применений) и гибкие электроизоляционные ленты требуют строго контролируемых диэлектрических свойств. Значения диэлектрической проницаемости (Dk) для стеклокомпозитов из ПТФЭ обычно находятся в диапазоне от 2,1 до 2,8 на частоте 10 ГГц по сравнению с 4,5 для стандартного эпоксидного стекловолокна FR4 — низкий Dk и низкий коэффициент рассеяния ПТФЭ-стекла делают его предпочтительной подложкой для высокочастотных микроволновых и миллиметровых цепей.

Стеклоткань с вермикулитовым покрытием: процесс изготовления и эксплуатационные характеристики

Ткань из стекловолокна с вермикулитовым покрытием. является функционально отличным продуктом от стекловолокна с покрытием из ПТФЭ, хотя эти два материала часто используются вместе в высокотемпературной промышленной изоляции и противопожарной защите. Понимание производственного процесса и получаемого в результате профиля характеристик ткани с вермикулитовым покрытием проясняет, где каждый материал является правильным выбором, а где два продукта могут дополнять друг друга в конструкциях многослойных изоляционных систем.

Что такое вермикулит и почему его используют в качестве покрытия

Вермикулит — это природный гидратированный минерал силиката магния, железа и алюминия, который подвергается резкому отслаиванию — расширению в 8–30 раз по сравнению с первоначальным объемом — при быстром нагревании выше примерно 300°C. Такое термическое отслаивание в сочетании с присущей вермикулиту огнестойкостью, низкой теплопроводностью (приблизительно 0,06 Вт/м·К для вспученного материала ) и химическая инертность делают его эффективным материалом покрытия для тканей из стекловолокна, предназначенных для высокотемпературной изоляции и пассивной противопожарной защиты.

Стеклоткани с вермикулитовым покрытием используются в сварочных покрытиях, съемных изоляционных оболочках труб, завесах печных дверей, теплозащитных экранах и огнестойких обертках для кабелей, труб и стальных конструкций. Их ключевым преимуществом перед стекловолоконными тканями без покрытия в этих применениях является способность вермикулитового покрытия противостоять прямому воздействию пламени, лучистому теплу и брызгам расплавленного металла - условиям, которые быстро разрушают стекловолокно без покрытия или стекловолокно с покрытием из ПТФЭ.

Vermiculite Coated Fiberglass Fabric Manufacturing Process

Процесс производства стеклоткани с вермикулитовым покрытием включает в себя несколько последовательных этапов, каждый из которых требует тщательного контроля процесса для достижения стабильной адгезии покрытия, равномерности покрытия и гибкости готового полотна:

• Подготовка субстрата: woven fiberglass base fabric — typically a heavy plain or twill weave in the 400–800 gsm range — is heat-cleaned to remove the sizing compound