超高分子量聚乙烯薄膜的熔融挤出、拉伸成膜生产工艺及其生产装置

摘要

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯薄膜的熔融挤出、拉伸成膜生产工艺及其生产装置，其生产工艺主要是，一方面通过引入解缠结剂石墨烯，利用石墨烯在超高分子量聚乙烯分子链之间形成有效阻隔，降低了其熔体的缠结密度及其分子链之间的粘滞阻力；另一方面引入聚乙烯蜡，进一步强化和改善石墨烯在超高分子量聚乙烯熔融相中的分散效果，促进石墨烯效用的发挥，使MFR达到0.2～2.0g/10min，满足连续挤出的工艺要求，并根据熔体的流变特征，匹配进行单向或双向拉伸成薄膜。生产装置主要通过开发出贴合熔体流变特征的成型模具，使料流和压力得以均匀分布，并匹配拉伸成薄膜。其产品质量可控、性能稳定、生产效率高、成本低，适于工业化生产。

主权项

一种超高分子量聚乙烯薄膜的熔融挤出、拉伸成膜生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：a.将超高分子量聚乙烯与改性剂共混后经熔融制成颗粒状的改性超高分子量聚乙烯原料；其中超高分子量聚乙烯的粘均分子量为150万以上，改性剂包括解缠结剂石墨烯、分散剂聚乙烯蜡，按重量份配比，石墨烯2～4份、聚乙烯蜡3～6份，改性超高分子量聚乙烯原料中超高分子量聚乙烯的含量大于90%；将超高分子量聚乙烯与改性剂共混后，在混炼式双螺杆造粒生产装置上熔融挤出、造粒，改性颗粒料的MFR为0.2～2.0g/10min；b.将改性超高分子量聚乙烯原料经过挤出机熔融挤出形成熔体，熔体经过薄膜成型模具挤出形成雏形膜；然后，或进入步骤c、或进入步骤d、或进入步骤e，c.雏形膜经过预牵伸，进入压延辊压延、定型，得到薄膜产品一，预牵伸的倍率为1～10倍；d.雏形膜经过预牵伸，进入压延辊压延、定型，接着进入牵引机，然后进入热拉伸箱中进行单向拉伸，得到聚乙烯薄膜产品二；其中，热拉伸箱的温度设定为90～120℃，拉伸倍率为4～20倍，聚乙烯薄膜产品二的厚度为40～60μm，抗拉强度大于300MPa，弹性模量大于1000MPa；e.雏形膜经过预牵伸，进入压延辊压延、定型，接着进入牵引机，然后进入横向拉伸装置进行横向拉伸，再进行纵向拉伸，得到聚乙烯薄膜产品三；其中，横向拉伸装置的温度设定为90～120℃，拉伸倍率为3～5倍，纵向拉伸温度设定为90～130℃，拉伸倍率为3～6倍，横向与纵向拉伸比为1:1，聚乙烯薄膜产品三的厚度为20～30μm，抗拉强度大于300MPa，弹性模量大于1000MPa。