一种气体阻隔性良好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺的制作方法

文档序号:27212801发布日期:2021-11-03 15:13阅读:104来源:国知局

1.本发明涉及临近空间浮空器技术领域,更具体地说,本发明涉及一种气 体阻隔性良好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺。


背景技术:

2.临近空间环境大气密度低、对流换热小、太阳辐射强、臭氧浓度高,临 近空间浮空器的囊体工作环境十分苛刻,因此囊体材料是临近空间飞艇的关 键技术之一;囊体材料须具备极高的比强度,只有面密度足够小,同样容积 的囊体才可产生更大的有效浮力,而控制艇囊体积是保证临近空间浮空器工 程可行性和经济可行性的基本要求;囊体材料强度还需要足够大,以抵抗飞 艇运行过程中昼夜温差引起的囊体内外压差载荷,保证飞艇在运行过程中的 安全性;现代飞艇等浮空设备已普遍采用氦气,所以囊体材料须具备良好的 密封性能,必须在有限面密度的囊体材料中集成具有良好环境适应性的氦气 密封层,保证飞艇等浮空器在长时间飞行过程中不漏气,浮力不下降;囊体 材料须包含性能优良的抗老化层,抵抗临近空间的紫外线和臭氧带来的综合 老化作用,同时需要采用隔光层,防止太阳辐射对内层材料的损伤;囊体材 料中所有的功能层需要在

80℃以下的低温环境下工作,并可抵抗接近100℃ 的昼夜温度变化,这极大限制了高分子材料的可选范围。
3.由于囊体表面积巨大,加工难度很高,对囊体材料的可加工性、耐损伤 特性、可维修性等提出了很高要求;因此,lldpe的多层复合薄膜;特种pet 等材料成为浮空器囊体制作的首选材料;lldpe为线性低密度聚乙烯,材料的 韧性比较好,但力学强度低,分子之间的力作用小,导致材料的热封、气体 阻隔等性能不佳,且加工工艺不同也会导致材料的性能有所差异,薄膜流延 和薄膜吹塑是比较常见的工艺技术,吹塑的薄膜相比流延薄膜具有一次成型 的优点,薄膜的横向和纵向的分子链或结晶排布相对规整,对薄膜的力学性 能和气体阻隔性能以及热封性能均有提高;而国内的多层共挤氟树脂薄膜吹 塑拉伸工艺处于空白阶段。


技术实现要素:

4.为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种气体阻隔性良 好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺,通过采用定制的多层挤出设备将氟树脂 与其他树脂相结合,制备出多层共挤薄膜,再通过平挤上吹设备,制备出高 性能多层复合氟膜,填补了国内对多层共挤氟树脂薄膜吹塑拉伸工艺的空白, 以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种气体阻隔性良好的氟 树脂多层共挤薄膜生产工艺,包括以下步骤:
6.s1、计量:将聚乙烯树脂等原辅材料,人工倒入料斗中,按照一定比例 自动计量称重。
7.s2、螺杆挤出塑化:采用定制的多层挤出设备将氟树脂与其他树脂相结 合,制备出多层共挤薄膜。
8.s3、定型:将熔融后的树脂,经挤出机内部挤出吹塑的机械力作用而进 行纵向拉伸,同时或稍后经压缩空气吹胀进行横向拉伸,使多层复合膜吹胀 成薄膜,然后经多层膜挤出机自带的多个挤出机共挤,经由同一个机头挤出; 通过挤出机自带的风机配合位于机头的冷却环,对处于冷却线内的多层膜进 行冷却、机械自动牵引、拉伸、定型、收卷后制成多层薄膜。
9.s4、剖开展平收卷:经过多层膜挤出机自带的多辊轴对定型后的薄膜进 行收卷,将定型好的薄膜经过多层膜挤出机自带切边设备进行裁边,通过展 平机对裁边好的薄膜进行展平收卷。
10.s5、检验:多层复合膜收卷前、后各裁剪若干个约5m长的样品,进行检 验。
11.s6、包装入库:将检验后满足相关要求的与不满足相关要求的多层复合 薄膜贴样签,满足相关要求的薄膜包装好进入成品原料区;不满足相关要求 的的薄膜贴好标签,放入成品原料区独立保存。
12.在一个优选地实施方式中,所述步骤s1中投入料斗中的原辅材料包括尼 龙、聚乙烯、酸改性聚烯烃合成物、氟树脂,其均为颗粒状,粒径较大,无 粉尘颗粒物。
13.在一个优选地实施方式中,所述步骤s2中经计量后的树脂颗粒在特殊设 计定制的多层膜挤出设备自带的螺杆挤出机的加热下,剪切塑化为流体,使 其达到熔融状态,螺杆挤出机的温度控制在240~350℃。
14.在一个优选地实施方式中,所述步骤s2中树脂颗粒按照由外至内的顺序 依次为氟树脂、粘结剂、阻隔层、粘结层、氟树脂。
15.在一个优选地实施方式中,所述步骤s5中在若干个样品中取一块薄膜经 高低温环境箱检验其耐温情况,并按照标准制样经电子拉伸试验机对薄膜进 行力学试验检测,在若干个样品中取一块薄膜经气体渗透仪检验其气体渗透 性能。
16.在一个优选地实施方式中,所述步骤s5中在若干个样品中取一块薄膜进 行紫外老化试验,老化后的样品再经电子拉伸试验机检验老化后的薄膜力学 性能,最后经气体渗透仪检验老化后的薄膜气体渗透性能。
17.在一个优选地实施方式中,所述步骤s5中在样品上取一块薄膜经实验用 覆膜机进行试验,检验其粘合性能;在样品上取一块薄膜,经薄膜热合试验 机热封,检验其热封性能,(将裁剪的薄膜对折,直接热封对折后的双层薄 膜;热封时,薄膜热合试验机的压力不低于0.1mpa,时间不低于1s;此过程 不产生任何废弃物)。
18.本发明的技术效果和优点:
19.1、本发明通过采用定制的多层挤出设备将氟树脂与其他树脂相结合,制 备出多层共挤薄膜,再通过平挤上吹设备,制备出高性能多层复合氟膜;多 层复合氟膜,利用多层结构的优势,最外层氟树脂耐高低温、耐紫外老化、 耐摩擦、耐腐蚀、阻隔水;粘结层链接氟树脂与阻气层,起到良好粘结性能; 阻气层采用高性能未改性(或改性)的阻隔材料;三者有机统一制备的多层 复合薄膜,填补了国内对多层共挤氟树脂薄膜吹塑拉伸工艺的空白,同时使 氟树脂薄膜内高分子横向与纵向呈现有序排列;进一步提高了氟树脂薄膜横 向与纵向力学性能(拉伸强度、拉伸模量、断裂强度、断裂伸长率)。
20.2、本发明通过采用定制的多层挤出设备将氟树脂与其他树脂相结合,制 备出多层共挤薄膜,再通过平挤上吹设备,制备出高性能多层复合氟膜,相 较于国内现有的薄膜
制备工艺,具有无需进行裁边,废料少,设备成本低等 优点。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
22.实施例1
23.一种气体阻隔性良好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺,包括以下步骤:
24.s1、计量:将聚乙烯树脂等原辅材料,人工倒入料斗中,按照一定比例 自动计量称重。
25.s2、螺杆挤出塑化:采用定制的多层挤出设备将氟树脂与其他树脂相结 合,制备出多层共挤薄膜。
26.s3、螺杆挤出塑化:采用定制的多层挤出设备将氟树脂与其他树脂相结 合,制备出多层共挤薄膜。
27.s4、剖开展平收卷:经过多层膜挤出机自带的多辊轴对定型后的薄膜进 行收卷,将定型好的薄膜经过多层膜挤出机自带切边设备进行裁边,通过展 平机对裁边好的薄膜进行展平收卷。
28.s5、检验:多层复合膜收卷前、后各裁剪若干个约5m长的样品,进行检 验。
29.s6、包装入库:将检验后满足相关要求的与不满足相关要求的多层复合 薄膜贴样签,满足相关要求的薄膜包装好进入成品原料区;不满足相关要求 的的薄膜贴好标签,放入成品原料区独立保存。
30.所述步骤s1中投入料斗中的原辅材料包括尼龙、聚乙烯、酸改性聚烯烃 合成物、氟树脂,其均为颗粒状,粒径较大,无粉尘颗粒物。
31.所述步骤s2中经计量后的树脂颗粒在特殊设计定制的多层膜挤出设备自 带的螺杆挤出机的加热下,剪切塑化为流体,使其达到熔融状态,螺杆挤出 机的温度控制在240~350℃。
32.所述步骤s2中树脂颗粒按照由外至内的顺序依次为氟树脂、粘结剂、阻 隔层、粘结层、氟树脂。
33.所述步骤s5中在若干个样品中取一块薄膜经高低温环境箱检验其耐温情 况,并按照标准制样经电子拉伸试验机对薄膜进行力学试验检测,在若干个 样品中取一块薄膜经气体渗透仪检验其气体渗透性能。
34.所述步骤s5中在若干个样品中取一块薄膜进行紫外老化试验,老化后的 样品再经电子拉伸试验机检验老化后的薄膜力学性能,最后经气体渗透仪检 验老化后的薄膜气体渗透性能。
35.所述步骤s5中在样品上取一块薄膜经实验用覆膜机进行试验,检验其粘 合性能;在样品上取一块薄膜,经薄膜热合试验机热封,检验其热封性能, (将裁剪的薄膜对折,直接热封对折后的双层薄膜;热封时,薄膜热合试验 机的压力不低于0.1mpa,时间不低于1s;此过程不产生任何废弃物)。
36.实施例2
37.采用国内现有的氟树脂薄膜生产工艺流程,即先做流延级的单相膜,再 后续添加双向拉伸设备做成bo氟树脂,这种分成两步制备氟树脂双向拉伸薄 膜的工艺流程。
38.对比例:分别按照实施例1和实施例2的工艺流程来制备多层共挤薄膜, 分三次进行制备,每次制备三卷相同尺寸的薄膜卷,每次制备完成后,均对 废料量和原料用量进行对比记录并对薄膜成品的质量进行检验,三组对比数 据如下表:
39.废料量实施例1实施例2第一批次较少较多第二批次较少较多第三批次较少较多
40.原料用量实施例1实施例2第一批次较多较少第二批次较多较少第三批次较多较少
41.薄膜质检实施例1实施例2第一批次优良良第二批次优良良第三批次优良良
42.综上可知,在完全使用本发明所提供的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺来 制备氟树脂多层共挤薄膜,能够减少原料的消耗,提高薄膜力学性能;无需 裁边,降低了废料的产生。
43.最后应说明的几点是:首先,在本技术的描述中,需要说明的是,除非 另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以 是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、
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下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对 位置改变,则相对位置关系可能发生改变;
44.最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡 在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含 在本发明的保护范围之内。
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