專利名稱：超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子量聚乙烯產(chǎn)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(shù)：
用超高分子量聚乙烯薄膜材料制作的產(chǎn)品，具有極高的抗拉伸強(qiáng)度、耐磨性等 多種優(yōu)質(zhì)性能，因此，超高分子量聚乙烯薄膜產(chǎn)品已被逐漸應(yīng)用在多種領(lǐng)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(jié)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(xù)生產(chǎn)的薄膜寬度不能根據(jù)需要任意加大；加工設(shè)備復(fù)雜；生產(chǎn)效率 低；連續(xù)生產(chǎn)時(shí)拉伸倍數(shù)一般在5倍左右，薄膜的制造成本昂貴，以釀酒業(yè)使用的濾膜 為例，0.012毫米厚的薄膜，價(jià)格一般在180元/m2。這種昂貴的價(jià)格阻礙了超高分子量 聚乙烯薄膜應(yīng)用范圍的拓展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(xiàn)有技術(shù)存在的不足。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)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(jī)內(nèi)擠出管材；③在單螺桿擠出機(jī)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(jìn)入楔形模具內(nèi)，將管材展開成為板型材；⑤將板型材導(dǎo)入第一壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一級(jí)壓延，第一壓延機(jī)的軋輥溫度為 IOO0C -120°c,壓延后得到膜片型坯；⑥將膜片型坯導(dǎo)入第一加熱通道內(nèi)加熱，第一加熱通道內(nèi)的溫度為 900C-120經(jīng)過第一加熱通道的膜片型坯被引入第二壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第二級(jí)壓延，第二 級(jí)壓延時(shí)，第二壓延機(jī)軋輥的速度是第一壓延機(jī)軋輥速度的4倍，使膜片型坯通過第一 加熱通道時(shí)被拉伸；⑦經(jīng)過步驟⑥壓延拉伸后的膜片型坯導(dǎo)入第二加熱通道內(nèi)加熱，第二加熱通道 的溫度為120°C "140通過第二加熱通道后的膜片型坯導(dǎo)入第三壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第三級(jí) 壓延，第三壓延機(jī)軋輥溫度為90°C _130°C，第三壓延機(jī)軋輥的速度是第二壓延機(jī)軋輥速 度的23倍；⑧經(jīng)過第三級(jí)壓延后的膜片型坯導(dǎo)入第三加熱通道，第三加熱通道內(nèi)的溫度為120-140被加熱后的膜片型坯導(dǎo)入第四壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓延，第四壓延機(jī)軋輥溫度為 90-130第四壓延機(jī)軋輥的速度是第三壓延機(jī)軋輥速度的2倍，經(jīng)過第三加熱通道加 熱并經(jīng)第四壓延機(jī)壓延后的膜片型坯被拉伸成膜片成品；⑨膜片成品最后進(jìn)入定型機(jī)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(jié)構(gòu)均相 同，具體結(jié)構(gòu)是加熱通道上、下、左、右四壁相互連接成殼體，中間設(shè)有空腔，空腔 中部行走超高分子量聚乙烯型材，殼體內(nèi)設(shè)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(shè)置第一熱量散射網(wǎng)和第二熱量散射 網(wǎng)，第一熱量散射網(wǎng)和第二熱量散射網(wǎng)分別與反射層側(cè)壁連接，加熱通道的前后壁上分 別開設(shè)通口，使膜片型坯和膜片半成品通過；第一加熱通道的長(zhǎng)度為0.95-1.05米。第二 加熱通道的長(zhǎng)度和第三加熱通道的長(zhǎng)度為0.45-0.55米。步驟④中所述的楔形模具的模具內(nèi)設(shè)置了人字形導(dǎo)板，人字形導(dǎo)板的高度由入 口處的最高點(diǎn)向出口處逐漸變低至與出口處成同一平面，人字形導(dǎo)板與模具的兩個(gè)側(cè)壁 分別構(gòu)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(dǎo)板頂面設(shè) 有間距。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)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(fā)明的方法能夠制作出0.01毫米以上厚度的膜片，本發(fā) 明的加工方法均采用普通加工設(shè)備完成，設(shè)備制造成本低，拉伸過程中對(duì)環(huán)境無特殊要 求，整個(gè)加工方法是一種連續(xù)加工，不停頓，不儲(chǔ)藏，不使用溶劑，對(duì)超高分子量聚乙 烯產(chǎn)品無任何污染，擴(kuò)大了超高分子量聚乙烯薄膜和膜片的應(yīng)用范圍。用本發(fā)明方法加 工的產(chǎn)品，成本低，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度能達(dá)到300MPa以上，彈性模量達(dá)到 100g/d以上等。


圖1是本發(fā)明加工方法中使用的各種設(shè)備及工藝流程圖； 圖2是圖1中楔形模具4的A向放大結(jié)構(gòu)示意圖3是圖1中第一加熱通道6的B-B剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖1中定型機(jī)12的C向放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是楔形模具4的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1是單螺桿擠出機(jī)，2是管材模具，3是切割刀具，4是楔形模具，5是第 一壓延機(jī)，6是第一加熱通道，7是第二壓延機(jī)，8是第二加熱通道，9是第三壓延機(jī)，10 是第三加熱通道，11是第四壓延機(jī)，12是定型機(jī)，13是收卷機(jī)，14是被加工的超高分子 量聚乙烯型材，15是第三壓延機(jī)9的上軋輥，16是定型機(jī)的軋輥，17是電機(jī)，18是楔形 模具4的人字形導(dǎo)板，19是楔形模具的第一分形槽，20是楔形模具的第二分形槽，21是 殼體，22是加熱器，23是第一熱量散射網(wǎng)，24是第二熱量散射網(wǎng)，25是保溫層，26是反 射層，27是蓋板。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明進(jìn)一步的說明如下
本發(fā)明的加工方法是對(duì)超高分子量聚乙烯材料進(jìn)行加熱拉伸最后生產(chǎn)出膜片的 產(chǎn)品，膜片的厚度為0.01毫米以上，根據(jù)使用場(chǎng)所的不同，產(chǎn)品膜片的厚度不同，在 加工時(shí)，可根據(jù)需要調(diào)整管材的厚度，以適應(yīng)加工過程中的拉伸倍數(shù)，或者調(diào)整加熱通 道的長(zhǎng)度和溫度，并同時(shí)調(diào)整壓延機(jī)的軋輥速度，以適應(yīng)加工過程中的拉伸倍數(shù)，得到 所需要的不同的膜片厚度，例如管材厚度為8毫米，經(jīng)過本發(fā)明實(shí)施例的熱拉伸方法 后，可以得到0.5毫米厚的膜片。本發(fā)明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(jī)內(nèi)擠出管材；③在單螺桿擠出機(jī)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(jìn)入楔形模具內(nèi)，將管材展開成為板型材；⑤將板型材導(dǎo)入第一壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一級(jí)壓延，第一壓延機(jī)的軋輥溫度為 100°c -120°c,壓延后得到膜片型坯；⑥將膜片型坯導(dǎo)入第一加熱通道內(nèi)加熱，第一加熱通道內(nèi)的溫度為 900C-120經(jīng)過第一加熱通道的膜片型坯被引入第二壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第二級(jí)壓延，第二 級(jí)壓延時(shí)，第二壓延機(jī)軋輥的速度是第一壓延機(jī)軋輥速度的4倍，使膜片型坯通過第一 加熱通道時(shí)被拉伸，拉伸倍數(shù)為4倍；⑦經(jīng)過步驟⑥壓延拉伸后的膜片型坯導(dǎo)入第二加熱通道內(nèi)加熱，第二加熱通道 的溫度為120°C -140°c通過第二加熱通道后的膜片型坯導(dǎo)入第三壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第三級(jí) 壓延，第三壓延機(jī)軋輥溫度為90°C -130°C，第三壓延機(jī)軋輥的速度是第二壓延機(jī)軋輥速 度的2-3倍，膜片型坯的拉伸倍數(shù)為23倍；⑧經(jīng)過第三級(jí)壓延后的膜片型坯導(dǎo)入第三加熱通道，第三加熱通道內(nèi)的溫度為 120-140°c被加熱后的膜片型坯導(dǎo)入第四壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓延，第四壓延機(jī)軋輥溫度為 90-130°c第四壓延機(jī)軋輥的速度是第三壓延機(jī)軋輥速度的2倍，經(jīng)過第三加熱通道加 熱并經(jīng)第四壓延機(jī)壓延后的膜片型坯被拉伸2倍后成為膜片成品；⑨膜片成品最后進(jìn)入定型機(jī)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(jié)構(gòu)均相 同，具體結(jié)構(gòu)是加熱通道上、下、左、右四壁相互連接成殼體21，中間設(shè)有空腔，空 腔中部行走超高分子量聚乙烯型材14，殼體21呈盒狀，采用合頁連接，可將上、下兩部 分打開，殼體21內(nèi)設(shè)置保溫層25，保溫層25與反射層26連接，反射層26上安裝加熱 器22，超高分子量聚乙烯型材14上下兩面分別設(shè)置第一熱量散射網(wǎng)23和第二熱量散射網(wǎng) 24，第一熱量散射網(wǎng)23和第二熱量散射網(wǎng)24分別與反射層26側(cè)壁連接，加熱通道的前 后壁上分別開設(shè)通口，使膜片型坯和膜片半成品通過；步驟④中所述的楔形模具如圖5所示結(jié)構(gòu)，楔形模具底板為平面，底板上設(shè)置 了兩個(gè)側(cè)壁，出口寬度大于入口寬度，模具內(nèi)設(shè)置了人字形導(dǎo)板18，人字形導(dǎo)板18的高 度由入口處的最高點(diǎn)向出口處逐漸變低至與出口處成同一平面，人字形導(dǎo)板18與模具的 兩個(gè)側(cè)壁分別構(gòu)成了第一分形槽19和第二分形槽20，模具的頂部放置蓋板27，蓋板27與人字形導(dǎo)板18頂面設(shè)有間距。該間距的大小由管材的厚度確定，切割后的管材被導(dǎo)入 楔形模具，管材底部被剖開后由楔形模具的入口進(jìn)入，由出口出來后變成板型材。這種 楔形模具能夠快捷準(zhǔn)確的將剖開后的管材展成板型材，為下一工序的熱拉伸提供了良好 的型材基礎(chǔ)。本發(fā)明所述第一加熱通道的長(zhǎng)度為0.95-1.05米，第二加熱通道和第三加熱通道 的長(zhǎng)度為0.45-0.55米。上述加熱通道的長(zhǎng)度是本發(fā)明加工方法中比較好的實(shí)施例之一， 當(dāng)然，各加熱通道的長(zhǎng)度還可根據(jù)拉伸倍數(shù)的需要設(shè)置，加長(zhǎng)或縮短。本發(fā)明方法中使用的單螺桿擠出機(jī)的具體結(jié)構(gòu)與專利號(hào)為00215903.1說明書中 公開的結(jié)構(gòu)相同。本發(fā)明方法中使用的壓延機(jī)均為公知壓延機(jī)，本發(fā)明方法中所述的定 型機(jī)12和收卷機(jī)13的結(jié)構(gòu)為公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法，其特征在于包括以下步驟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(jī)內(nèi)擠出管材；③在單螺桿擠出機(jī)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(jìn)入楔形模具內(nèi)，將管材展開成為板型材；⑤將板型材導(dǎo)入第一壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第一級(jí)壓延，第一壓延機(jī)的軋輥溫度為 IOO0C -120°C,壓延后得到膜片型坯；⑥將膜片型坯導(dǎo)入第一加熱通道內(nèi)加熱，第一加熱通道內(nèi)的溫度為90°C120°C，經(jīng) 過第一加熱通道的膜片型坯被引入第二壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第二級(jí)壓延，第二級(jí)壓延時(shí)，第二 壓延機(jī)軋輥的速度是第一壓延機(jī)軋輥速度的4倍，使膜片型坯通過第一加熱通道時(shí)被拉 伸；⑦經(jīng)過步驟⑥壓延拉伸后的膜片型坯導(dǎo)入第二加熱通道內(nèi)加熱，第二加熱通道的溫 度為120°C 140通過第二加熱通道后的膜片型坯導(dǎo)入第三壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行第三級(jí)壓延， 第三壓延機(jī)軋輥溫度為90°C -130第三壓延機(jī)軋輥的速度是第二壓延機(jī)軋輥速度的 2-3 倍；⑧經(jīng)過第三級(jí)壓延后的膜片型坯導(dǎo)入第三加熱通道，第三加熱通道內(nèi)的溫度為 120-140被加熱后的膜片型坯導(dǎo)入第四壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓延，第四壓延機(jī)軋輥溫度為 90-130第四壓延機(jī)軋輥的速度是第三壓延機(jī)軋輥速度的2倍，經(jīng)過第三加熱通道加 熱并經(jīng)第四壓延機(jī)壓延后的膜片型坯被拉伸成膜片成品；⑨膜片成品最后進(jìn)入定型機(jī)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(jié)構(gòu)均相同，具 體結(jié)構(gòu)是加熱通道上、下、左、右四壁相互連接成殼體(21)，中間設(shè)有空腔，空腔中 部行走超高分子量聚乙烯型材(14)，殼體(21)內(nèi)設(shè)置保溫層(25)，保溫層(25)與反射 層(26)連接，反射層(26)上安裝加熱器(22)，超高分子量聚乙烯型材(14)上下兩面分 別設(shè)置第一熱量散射網(wǎng)(23)和第二熱量散射網(wǎng)(24)，第一熱量散射網(wǎng)(23)和第二熱量散 射網(wǎng)(24)分別與反射層(26)側(cè)壁連接，加熱通道的前后壁上分別開設(shè)通口，使膜片型坯 和膜片半成品通過；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法，其特征在于第 一加熱通道的長(zhǎng)度為0.95-1.05米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法，其特征在于第 二加熱通道的長(zhǎng)度和第三加熱通道的長(zhǎng)度為0.45-0.55米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法，其特征在于步 驟④中所述的楔形模具的模具內(nèi)設(shè)置了人字形導(dǎo)板(18)，人字形導(dǎo)板(18)的高度由入口 處的最高點(diǎn)向出口處逐漸變低至與出口處成同一平面，人字形導(dǎo)板(18)與模具的兩個(gè)側(cè) 壁分別構(gòu)成了第一分形槽(19)和第二分形槽(20)，模具的頂部放置蓋板(27)，蓋板(27) 與人字形導(dǎo)板(18)頂面設(shè)有間距。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高分子量聚乙烯膜片熱拉伸加工方法，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、聚乙烯蠟、增塑劑和抗氧化劑；②將各原料混合后置入單螺桿擠出機(jī)內(nèi)擠出管材；③在單螺桿擠出機(jī)的管材模具出口下部安裝切割刀具將管材縱向剖開；④剖開后的管材進(jìn)入楔形模具內(nèi)，將管材展開成為板型材；⑤將板型材壓延后得到膜片型坯；⑥將膜片型坯通過第一加熱通道時(shí)被拉伸；⑦經(jīng)過壓延拉伸后的膜片型坯導(dǎo)入第二加熱通道內(nèi)加熱；⑧被加熱后的膜片型坯導(dǎo)入第四壓延機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓延，經(jīng)第四壓延機(jī)壓延后的膜片型坯被拉伸成膜片成品；⑨膜片成品最后進(jìn)入定型機(jī)中定型后收卷。用本發(fā)明方法加工的產(chǎn)品成本低，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度能達(dá)到300MPa以上，彈性模量達(dá)到100g/d以上等。
文檔編號(hào)B29C43/24GK102009472SQ201010506628
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者劉阜東 申請(qǐng)人:劉阜東