[发明专利]熔融挤出吹塑法制备聚氟乙烯薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种熔融挤出吹塑法制备聚氟乙烯薄膜的工艺，属于聚合物加工领域。

背景技术

聚氟乙烯是一种性能优良、利用空间很大的聚合物。由PVF制备的薄膜具有强大的抗阳光、溶剂、酸碱、湿气和氧化的能力，适应于任何恶劣的气候及环境，同时具有极佳的机械性能和延展性，且在很宽的温度范围内可以保持韧性和弯曲性，因此在薄膜材料中占有独特的、十分主要的地位。由于PVF的单体氟乙烯只有一个电负性很大的氟原子，结果形成偶极子，偶极子间的相互作用使得分子间的作用力增大，导致聚氟乙烯的熔点高达210～220℃，而分解温度也只有220℃左右，两者之间颇为接近。在熔融温度下持续15～20min，聚氟乙烯即开始热分解，在235℃下持续5min就急剧分解。PVF的这些结构特点，给成型加工带来很大麻烦。一般聚氟乙烯树脂不能采用通常热塑性树脂的熔融加工方法。目前已有的聚氟乙烯薄膜的制备方法有挤压法、溶液流延法和压延法。美国专利2593813和3139470对挤压法进行了详细的介绍，制备的薄膜厚度均匀、透明度高；但该方法要经过配料、混炼、脱泡、成型、干燥等多个工序，生产周期长；且制得的薄膜强度较低，通常需要进行二次双向拉伸，生产无法连续进行，设备费用极为昂贵。溶液流延法虽然工艺过程简单，实施方便，但要求溶液浓度低、耗能高、生产效率低，且聚氟乙烯即使是在高温下也很难溶解，存在有聚合物凝胶颗粒。因此，高分子量聚氟乙烯不适宜于用流涎法制备薄膜。压延法一般不适合于结晶型聚合物，由于聚氟乙烯是部分结晶的聚合物，用压延法成膜有一定困难，至今报导不多。

熔融挤出吹塑法设备费用小、耗能低、工艺简单，且产品具有纵横强度均匀、无需切边、厚度和宽度变化灵活等优点。因此，如果能实现PVF的吹塑成膜，无疑将会给PVF薄膜的生产行业带来根本性的突破。杜邦开发的Dalvor X-6500系列氟树脂，即可采用吹塑法直接熔融挤出成膜。但该系列树脂属于聚氟乙烯的改性产物，也就是说常规的PVF树脂采用吹塑法制备薄膜的工艺未见报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的局限性而提供一种熔融挤出吹塑法制备聚氟乙烯薄膜的工艺，其特点在于将以往无法熔融挤出加工的聚氟乙烯树脂经增塑后直接利用螺杆挤出机吹塑成膜；工艺简单、成膜率高、成膜速度快、节省能源；薄膜平展度好、强度高、透明度高、厚度均匀且易于调节。

本发明的目的是由以下技术措施实现的，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

熔融挤出吹塑法制备聚氟乙烯薄膜的工艺包括下述工艺步骤：

1、在100份聚氟乙烯树脂中加入20～200份溶剂，然后加入辅助添加剂0～10份，于20～80℃温度下用高速混合机搅拌成均匀的树脂糊。

2、将上述树脂糊于100～200℃温度下用螺杆挤出机进行熔融挤出、吹塑一步成膜，或树脂糊先于50～180℃温度下在挤出机中造粒，再于120～200℃温度下熔融吹塑两步成膜。

3、采用泡管内外冷风干燥的方式冷却泡管，之后经热辊或热烘道脱除溶剂，使得薄膜中最终的溶剂含量小于5％。

4、将干燥后的薄膜在张力条件下冷却后收卷即为聚氟乙烯薄膜成品。

其中，PVF树脂的选择范围很广，可选粘均分子量介于300,000～700,000之间任何一种树脂。

溶剂可选具有较大偶极距的γ-丁内酯、DMF、DMAc、DMP中的任何一种或这些溶剂按照一定比例配制的混合溶剂。

辅助添加剂为钛白粉或各种有机颜料。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、本发明改变了传统的聚氟乙烯制膜的方法，采用塑料薄膜常用的吹塑成膜工艺，薄膜的干燥、拉伸、定型可同时进行，成膜率高、工艺过程简单、设备投资少。

2、混合均匀的树脂糊可以直接利用螺杆挤出机熔融挤出一步成型制得薄膜，无需挤出造粒过程；也可采用造粒、熔融吹塑两步成型薄膜。

3、本发明采用吹塑法成膜，泡管的吹胀比可调范围广，厚度可控；同时薄膜可以在纵横两个方向上高度取向，薄膜强度高、透明度好。

4、本发明采用泡管内外送冷风冷却、热辊或热通道干燥的方式在收卷前脱除溶剂，溶剂挥发速度快，且干燥后的薄膜开口性好、无收缩、尺寸稳定性好。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要指出的是实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。

实施例一：