[發明專利]超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法

有效

• 申請號: 201010506628.0
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN102009472A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 劉阜東
• 申請（專利權）人: 劉阜東
• 主分類號: B29C55/02
• 分類號: B29C55/02;B29C43/24;B29C43/58;B29K23/00
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 宋永麗

技術領域

本發明涉及高分子量聚乙烯產品，是一種超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法。

背景技術

用超高分子量聚乙烯薄膜材料制作的產品，具有極高的抗拉伸強度、耐磨性等多種優質性能，因此，超高分子量聚乙烯薄膜產品已被逐漸應用在多種領域。然而，將超高分子量聚乙烯材料做成薄膜是一種難度較高的工藝。國外一般采用將超高分子量聚乙烯燒結制成的厚板或圓柱，切片后再單向或雙向拉伸將其拉成薄膜。這種薄膜制造方法的不足是：連續生產的薄膜寬度不能根據需要任意加大；加工設備復雜；生產效率低；連續生產時拉伸倍數一般在5倍左右，薄膜的制造成本昂貴，以釀酒業使用的濾膜為例，0.012毫米厚的薄膜，價格一般在180元/m²。這種昂貴的價格阻礙了超高分子量聚乙烯薄膜應用范圍的拓展。

發明內容

本發明的目的是提供一種超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法，它采用擠出熱拉伸法制造膜片，解決現有技術存在的不足。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法，包括以下步驟：

①按下述重量配比取原料備用：超高分子量聚乙烯樹脂93kg、聚乙烯蠟4.5kg、增塑劑2kg和抗氧化劑0.5kg；

②將各原料混合后置入單螺桿擠出機內擠出管材；

③在單螺桿擠出機的管材模具出口下部安裝切割刀具，切割刀具沿管材底部管壁將管材縱向剖開；

④剖開后的管材進入楔形模具內，將管材展開成為板型材；

⑤將板型材導入第一壓延機內進行第一級壓延，第一壓延機的軋輥溫度為100℃-120℃，壓延后得到膜片型坯；

⑥將膜片型坯導入第一加熱通道內加熱，第一加熱通道內的溫度為90℃-120℃，經過第一加熱通道的膜片型坯被引入第二壓延機內進行第二級壓延，第二級壓延時，第二壓延機軋輥的速度是第一壓延機軋輥速度的4倍，使膜片型坯通過第一加熱通道時被拉伸；

⑦經過步驟⑥壓延拉伸后的膜片型坯導入第二加熱通道內加熱，第二加熱通道的溫度為120℃-140℃，通過第二加熱通道后的膜片型坯導入第三壓延機內進行第三級壓延，第三壓延機軋輥溫度為90℃-130℃，第三壓延機軋輥的速度是第二壓延機軋輥速度的23倍；

⑧經過第三級壓延后的膜片型坯導入第三加熱通道，第三加熱通道內的溫度為120-140℃，被加熱后的膜片型坯導入第四壓延機內進行壓延，第四壓延機軋輥溫度為90-130℃，第四壓延機軋輥的速度是第三壓延機軋輥速度的2倍，經過第三加熱通道加熱并經第四壓延機壓延后的膜片型坯被拉伸成膜片成品；

⑨膜片成品最后進入定型機中定型后收卷；

上述步驟中所述的第一加熱通道、第二加熱通道及第三加熱通道的結構均相同，具體結構是：加熱通道上、下、左、右四壁相互連接成殼體，中間設有空腔，空腔中部行走超高分子量聚乙烯型材，殼體內設置保溫層，保溫層與反射層連接，反射層上安裝加熱器，超高分子量聚乙烯型材上下兩面分別設置第一熱量散射網和第二熱量散射網，第一熱量散射網和第二熱量散射網分別與反射層側壁連接，加熱通道的前后壁上分別開設通口，使膜片型坯和膜片半成品通過；第一加熱通道的長度為0.95-1.05米。第二加熱通道的長度和第三加熱通道的長度為0.45-0.55米。

步驟④中所述的楔形模具的模具內設置了人字形導板，人字形導板的高度由入口處的最高點向出口處逐漸變低至與出口處成同一平面，人字形導板與模具的兩個側壁分別構成了第一分形槽和第二分形槽，模具的頂部放置蓋板，蓋板與人字形導板頂面設有間距。

本發明的優點在于：本發明采用單螺桿擠出、熱拉伸等方法加工膜片，使膜片的制造成本大幅度降低。采用本發明的方法能夠制作出0.01毫米以上厚度的膜片，本發明的加工方法均采用普通加工設備完成，設備制造成本低，拉伸過程中對環境無特殊要求，整個加工方法是一種連續加工，不停頓，不儲藏，不使用溶劑，對超高分子量聚乙烯產品無任何污染，擴大了超高分子量聚乙烯薄膜和膜片的應用范圍。用本發明方法加工的產品，成本低，生產效率高，產品的抗拉強度能達到300MPa以上，彈性模量達到100g/d以上等。

附圖說明

圖1是本發明加工方法中使用的各種設備及工藝流程圖；圖2是圖1中楔形模具4的A向放大結構示意圖；圖3是圖1中第一加熱通道6的B-B剖視放大結構示意圖；圖4是圖1中定型機12的C向放大結構示意圖。圖5是楔形模具4的立體結構示意圖。