[發明專利]一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110570190.0
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113263747B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 李潤萊;傅強;孫威龍;楊凱霖;田可;董澎
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B29C69/00
• 分類號: B29C69/00;B29C55/14;B29C55/16;B29C71/02;B29C71/00;B29K23/00;B29L7/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

1.一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括下述步驟：

1）將超高分子量聚乙烯、溶劑和抗氧化劑攪拌熔融共混形成均一的懸浮液；

2）將懸浮液經擠出或密煉，然后壓制成型得到凝膠膜；

3）將所得凝膠膜經過拉伸、退火、萃取和干燥處理得大面積超高分子量聚乙烯膜；

其中，所述拉伸方法為：先將凝膠膜通過雙向同步或雙向異步拉伸制得厚度為20um～50um的超高分子量聚乙烯膜；然后將所得超高分子量聚乙烯膜采用雙向異步多級拉伸的方式拉伸制得大面積超高分子量聚乙烯膜，總拉伸倍率控制為400～500；

所述雙向異步多級拉伸過程為：對超高分子量聚乙烯膜先沿擠出方向的垂直方向拉伸至拉伸比為1.1～2，再沿擠出方向拉伸至拉伸比為1.1～2；然后沿擠出方向的垂直方向拉伸至拉伸比為1.1～1.6，再沿擠出方向拉伸至拉伸比為1.1～1.6；接著沿擠出方向的垂直方向拉伸至拉伸比為1.1～1.4，再沿擠出方向拉伸至拉伸比為1.1～1.4；最后沿擠出方向的垂直方向拉伸至拉伸比為1.1～1.2，再沿擠出方向拉伸至拉伸比為1.1～1.2；

所述大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的厚度在70～200納米，面積≥0.6平方米。

2.根據權利要求1所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟3）中，所述雙向異步多級拉伸方法為：將所得超高分子量聚乙烯膜進行n次拉伸，第n次的拉伸比小于第（n-1）次的拉伸比；其中，n≥2，每一次拉伸過程為：先沿擠出方向的垂直方向拉伸至一定拉伸比，再沿擠出方向拉伸至一定拉伸比；每次拉伸過程中兩個方向的拉伸比相同，每次拉伸過程中的拉伸比控制為 1～2。

3.根據權利要求1或2所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟3）中，所述雙向異步多級拉伸過程中拉伸速率控制為0.5～0.7%/s。

4.根據權利要求1或2所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟3）中，所述雙向同步拉伸或雙向異步拉伸制得厚度為20um～50um的超高分子量聚乙烯膜的過程為：在2～5%/s的拉伸速率下將凝膠片拉伸至拉伸比為3×3～10×10。

5.根據權利要求1或2所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1）中，超高分子量聚乙烯與溶劑的質量比為：1.5～9.5：98.5～90.5；抗氧化劑為超高分子量聚乙烯與溶劑總質量的0.5～1.5%。

6.根據權利要求1或2所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1）中，熔融共混的溫度為180～220℃。

7.根據權利要求1或2所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1）中，所述溶劑選自：礦脂或礦物油中的至少一種。

8.根據權利要求1或2所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1）中，所述抗氧化劑選自酚類抗氧化劑或磷酸鹽類抗氧化劑。

9.根據權利要求8所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，所述抗氧化劑選自：抗氧劑1010或維他命E。

10.根據權利要求1或2所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟2）中，所述擠出采用兩次擠出。

11.根據權利要求1或2所述的一種大面積超高分子量聚乙烯超薄膜的制備方法，其特征在于，步驟2）中，懸浮液的擠出工藝中的加料方式為：在超高分子量聚乙烯處于熔融狀態下，采用虹吸裝置利用液面高度差的作用力，將懸浮液通過加料口加入擠出機中。