专利名称：超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方法
技术领域：
本发明涉及高分子量聚乙烯产品，是一种超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方 法。
背景技术：
用超高分子量聚乙烯薄膜材料制作的产品，具有极高的抗拉伸强度、耐磨性等 多种优质性能，因此，超高分子量聚乙烯薄膜产品已被逐渐应用在多种领域。然而，将 超高分子量聚乙烯材料做成薄膜是一种难度较高的工艺。国外一般采用将超高分子量聚 乙烯烧结制成的厚板或圆柱，切片后再单向或双向拉伸将其拉成薄膜。这种薄膜制造 方法的不足是连续生产的薄膜宽度不能根据需要任意加大；加工设备复杂；生产效率 低；连续生产时拉伸倍数一般在5倍左右，薄膜的制造成本昂贵，以酿酒业使用的滤膜 为例，0.012毫米厚的薄膜，价格一般在180元/m2。这种昂贵的价格阻碍了超高分子量 聚乙烯薄膜应用范围的拓展。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方法，它采用挤出 热拉伸法制造膜片，解决现有技术存在的不足。本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现超高分子量聚乙烯膜片热拉 伸加工方法，包括以下步骤①按下述重量配比取原料备用超高分子量聚乙烯树脂93kg、聚乙烯蜡4.5kg、 增塑剂2kg和抗氧化剂0.5kg ；②将各原料混合后置入单螺杆挤出机内挤出管材；③在单螺杆挤出机的管材模具出口下部安装切割刀具，切割刀具沿管材底部管 壁将管材纵向剖开；④剖开后的管材进入楔形模具内，将管材展开成为板型材；⑤将板型材导入第一压延机内进行第一级压延，第一压延机的轧辊温度为 IOO0C -120°c,压延后得到膜片型坯；⑥将膜片型坯导入第一加热通道内加热，第一加热通道内的温度为 900C-120经过第一加热通道的膜片型坯被引入第二压延机内进行第二级压延，第二 级压延时，第二压延机轧辊的速度是第一压延机轧辊速度的4倍，使膜片型坯通过第一 加热通道时被拉伸；⑦经过步骤⑥压延拉伸后的膜片型坯导入第二加热通道内加热，第二加热通道 的温度为120°C "140通过第二加热通道后的膜片型坯导入第三压延机内进行第三级 压延，第三压延机轧辊温度为90°C _130°C，第三压延机轧辊的速度是第二压延机轧辊速 度的23倍；⑧经过第三级压延后的膜片型坯导入第三加热通道，第三加热通道内的温度为120-140被加热后的膜片型坯导入第四压延机内进行压延，第四压延机轧辊温度为 90-130第四压延机轧辊的速度是第三压延机轧辊速度的2倍，经过第三加热通道加 热并经第四压延机压延后的膜片型坯被拉伸成膜片成品；⑨膜片成品最后进入定型机中定型后收卷；上述步骤中所述的第一加热通道、第二加热通道及第三加热通道的结构均相 同，具体结构是加热通道上、下、左、右四壁相互连接成壳体，中间设有空腔，空腔 中部行走超高分子量聚乙烯型材，壳体内设置保温层，保温层与反射层连接，反射层上 安装加热器，超高分子量聚乙烯型材上下两面分别设置第一热量散射网和第二热量散射 网，第一热量散射网和第二热量散射网分别与反射层侧壁连接，加热通道的前后壁上分 别开设通口，使膜片型坯和膜片半成品通过；第一加热通道的长度为0.95-1.05米。第二 加热通道的长度和第三加热通道的长度为0.45-0.55米。步骤④中所述的楔形模具的模具内设置了人字形导板，人字形导板的高度由入 口处的最高点向出口处逐渐变低至与出口处成同一平面，人字形导板与模具的两个侧壁 分别构成了第一分形槽和第二分形槽，模具的顶部放置盖板，盖板与人字形导板顶面设 有间距。本发明的优点在于本发明采用单螺杆挤出、热拉伸等方法加工膜片，使膜片 的制造成本大幅度降低。采用本发明的方法能够制作出0.01毫米以上厚度的膜片，本发 明的加工方法均采用普通加工设备完成，设备制造成本低，拉伸过程中对环境无特殊要 求，整个加工方法是一种连续加工，不停顿，不储藏，不使用溶剂，对超高分子量聚乙 烯产品无任何污染，扩大了超高分子量聚乙烯薄膜和膜片的应用范围。用本发明方法加 工的产品，成本低，生产效率高，产品的抗拉强度能达到300MPa以上，弹性模量达到 100g/d以上等。
图1是本发明加工方法中使用的各种设备及工艺流程图； 图2是图1中楔形模具4的A向放大结构示意图3是图1中第一加热通道6的B-B剖视放大结构示意图； 图4是图1中定型机12的C向放大结构示意图。 图5是楔形模具4的立体结构示意图。图中，1是单螺杆挤出机，2是管材模具，3是切割刀具，4是楔形模具，5是第 一压延机，6是第一加热通道，7是第二压延机，8是第二加热通道，9是第三压延机，10 是第三加热通道，11是第四压延机，12是定型机，13是收卷机，14是被加工的超高分子 量聚乙烯型材，15是第三压延机9的上轧辊，16是定型机的轧辊，17是电机，18是楔形 模具4的人字形导板，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 壳体，22是加热器，23是第一热量散射网，24是第二热量散射网，25是保温层，26是反 射层，27是盖板。
具体实施例方式本发明进一步的说明如下
本发明的加工方法是对超高分子量聚乙烯材料进行加热拉伸最后生产出膜片的 产品，膜片的厚度为0.01毫米以上，根据使用场所的不同，产品膜片的厚度不同，在 加工时，可根据需要调整管材的厚度，以适应加工过程中的拉伸倍数，或者调整加热通 道的长度和温度，并同时调整压延机的轧辊速度，以适应加工过程中的拉伸倍数，得到 所需要的不同的膜片厚度，例如管材厚度为8毫米，经过本发明实施例的热拉伸方法 后，可以得到0.5毫米厚的膜片。本发明超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方法，包括以下步骤①按下述重量配比取原料备用超高分子量聚乙烯树脂93kg、聚乙烯蜡4.5kg、 增塑剂2kg和抗氧化剂0.5kg ；②将各原料混合后置入单螺杆挤出机内挤出管材；③在单螺杆挤出机的管材模具出口下部安装切割刀具，切割刀具沿管材底部管 壁将管材纵向剖开；④剖开后的管材进入楔形模具内，将管材展开成为板型材；⑤将板型材导入第一压延机内进行第一级压延，第一压延机的轧辊温度为 100°c -120°c,压延后得到膜片型坯；⑥将膜片型坯导入第一加热通道内加热，第一加热通道内的温度为 900C-120经过第一加热通道的膜片型坯被引入第二压延机内进行第二级压延，第二 级压延时，第二压延机轧辊的速度是第一压延机轧辊速度的4倍，使膜片型坯通过第一 加热通道时被拉伸，拉伸倍数为4倍；⑦经过步骤⑥压延拉伸后的膜片型坯导入第二加热通道内加热，第二加热通道 的温度为120°C -140°c通过第二加热通道后的膜片型坯导入第三压延机内进行第三级 压延，第三压延机轧辊温度为90°C -130°C，第三压延机轧辊的速度是第二压延机轧辊速 度的2-3倍，膜片型坯的拉伸倍数为23倍；⑧经过第三级压延后的膜片型坯导入第三加热通道，第三加热通道内的温度为 120-140°c被加热后的膜片型坯导入第四压延机内进行压延，第四压延机轧辊温度为 90-130°c第四压延机轧辊的速度是第三压延机轧辊速度的2倍，经过第三加热通道加 热并经第四压延机压延后的膜片型坯被拉伸2倍后成为膜片成品；⑨膜片成品最后进入定型机中定型后收卷。上述步骤中所述的第一加热通道、第二加热通道及第三加热通道的结构均相 同，具体结构是加热通道上、下、左、右四壁相互连接成壳体21，中间设有空腔，空 腔中部行走超高分子量聚乙烯型材14，壳体21呈盒状，采用合页连接，可将上、下两部 分打开，壳体21内设置保温层25，保温层25与反射层26连接，反射层26上安装加热 器22，超高分子量聚乙烯型材14上下两面分别设置第一热量散射网23和第二热量散射网 24，第一热量散射网23和第二热量散射网24分别与反射层26侧壁连接，加热通道的前 后壁上分别开设通口，使膜片型坯和膜片半成品通过；步骤④中所述的楔形模具如图5所示结构，楔形模具底板为平面，底板上设置 了两个侧壁，出口宽度大于入口宽度，模具内设置了人字形导板18，人字形导板18的高 度由入口处的最高点向出口处逐渐变低至与出口处成同一平面，人字形导板18与模具的 两个侧壁分别构成了第一分形槽19和第二分形槽20，模具的顶部放置盖板27，盖板27与人字形导板18顶面设有间距。该间距的大小由管材的厚度确定，切割后的管材被导入 楔形模具，管材底部被剖开后由楔形模具的入口进入，由出口出来后变成板型材。这种 楔形模具能够快捷准确的将剖开后的管材展成板型材，为下一工序的热拉伸提供了良好 的型材基础。本发明所述第一加热通道的长度为0.95-1.05米，第二加热通道和第三加热通道 的长度为0.45-0.55米。上述加热通道的长度是本发明加工方法中比较好的实施例之一， 当然，各加热通道的长度还可根据拉伸倍数的需要设置，加长或缩短。本发明方法中使用的单螺杆挤出机的具体结构与专利号为00215903.1说明书中 公开的结构相同。本发明方法中使用的压延机均为公知压延机，本发明方法中所述的定 型机12和收卷机13的结构为公知技术。
权利要求
1.超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方法，其特征在于包括以下步骤①按下述重量配比取原料备用超高分子量聚乙烯树脂93kg、聚乙烯蜡4.5kg、增塑 剂2kg和抗氧化剂0.5kg ；②将各原料混合后置入单螺杆挤出机内挤出管材；③在单螺杆挤出机的管材模具出口下部安装切割刀具，切割刀具沿管材底部管壁将 管材纵向剖开；④剖开后的管材进入楔形模具内，将管材展开成为板型材；⑤将板型材导入第一压延机内进行第一级压延，第一压延机的轧辊温度为 IOO0C -120°C,压延后得到膜片型坯；⑥将膜片型坯导入第一加热通道内加热，第一加热通道内的温度为90°C120°C，经 过第一加热通道的膜片型坯被引入第二压延机内进行第二级压延，第二级压延时，第二 压延机轧辊的速度是第一压延机轧辊速度的4倍，使膜片型坯通过第一加热通道时被拉 伸；⑦经过步骤⑥压延拉伸后的膜片型坯导入第二加热通道内加热，第二加热通道的温 度为120°C 140通过第二加热通道后的膜片型坯导入第三压延机内进行第三级压延， 第三压延机轧辊温度为90°C -130第三压延机轧辊的速度是第二压延机轧辊速度的 2-3 倍；⑧经过第三级压延后的膜片型坯导入第三加热通道，第三加热通道内的温度为 120-140被加热后的膜片型坯导入第四压延机内进行压延，第四压延机轧辊温度为 90-130第四压延机轧辊的速度是第三压延机轧辊速度的2倍，经过第三加热通道加 热并经第四压延机压延后的膜片型坯被拉伸成膜片成品；⑨膜片成品最后进入定型机中定型后收卷；上述步骤中所述的第一加热通道、第二加热通道及第三加热通道的结构均相同，具 体结构是加热通道上、下、左、右四壁相互连接成壳体(21)，中间设有空腔，空腔中 部行走超高分子量聚乙烯型材(14)，壳体(21)内设置保温层(25)，保温层(25)与反射 层(26)连接，反射层(26)上安装加热器(22)，超高分子量聚乙烯型材(14)上下两面分 别设置第一热量散射网(23)和第二热量散射网(24)，第一热量散射网(23)和第二热量散 射网(24)分别与反射层(26)侧壁连接，加热通道的前后壁上分别开设通口，使膜片型坯 和膜片半成品通过；
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方法，其特征在于第 一加热通道的长度为0.95-1.05米。
3.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方法，其特征在于第 二加热通道的长度和第三加热通道的长度为0.45-0.55米。
4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方法，其特征在于步 骤④中所述的楔形模具的模具内设置了人字形导板(18)，人字形导板(18)的高度由入口 处的最高点向出口处逐渐变低至与出口处成同一平面，人字形导板(18)与模具的两个侧 壁分别构成了第一分形槽(19)和第二分形槽(20)，模具的顶部放置盖板(27)，盖板(27) 与人字形导板(18)顶面设有间距。
全文摘要
本发明公开了一种超高分子量聚乙烯膜片热拉伸加工方法，括以下步骤①按下述重量配比取原料备用超高分子量聚乙烯树脂、聚乙烯蜡、增塑剂和抗氧化剂；②将各原料混合后置入单螺杆挤出机内挤出管材；③在单螺杆挤出机的管材模具出口下部安装切割刀具将管材纵向剖开；④剖开后的管材进入楔形模具内，将管材展开成为板型材；⑤将板型材压延后得到膜片型坯；⑥将膜片型坯通过第一加热通道时被拉伸；⑦经过压延拉伸后的膜片型坯导入第二加热通道内加热；⑧被加热后的膜片型坯导入第四压延机内进行压延，经第四压延机压延后的膜片型坯被拉伸成膜片成品；⑨膜片成品最后进入定型机中定型后收卷。用本发明方法加工的产品成本低，生产效率高，产品的抗拉强度能达到300MPa以上，弹性模量达到100g/d以上等。
文档编号B29C43/24GK102009472SQ201010506628
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者刘阜东 申请人:刘阜东