[发明专利]热塑性聚酰亚胺薄膜成型装置

说明书

一.技术领域

本发明涉及热塑性聚酰亚胺薄膜成型装置，更确切地说涉及热塑性聚酰亚胺挤出成型薄膜装置。

二.背景技术

本发明的热塑性聚酰亚胺是指聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚二苯醚四甲酰亚胺、聚联苯四甲酰亚胺、聚砜酰亚胺、聚酯酰亚胺和Aurum PD450聚酰亚胺。

目前，工业生产聚酰亚胺薄膜方法多半采用溶剂流延方法，不管热固性聚酰亚胺薄膜还是热塑性聚酰亚胺薄膜均采用此方法生产。只不过是热固性聚酰亚胺采用聚酰胺酸溶液流延至钢带，经由烘烤脱溶剂、加热亚胺化、冷却、收卷。热塑性聚酰亚胺是把化学亚胺化的聚酰亚胺，溶解在有机溶剂中以流延方法制备薄膜。流延法制备聚酰亚胺薄膜特点在于可制超薄聚酰亚胺薄膜，薄膜厚度为12.5～125μm。

在热塑性聚酰亚胺中以聚醚酰亚胺(PEI)为例加予说明。聚醚酰亚胺可以挤出生产型材、漆丝、薄片和薄膜。薄型薄膜可用溶剂流延技术生产。现有技术JP03-058825，14、03、1991，披露25％PEI的1，1，2-三氯乙烯溶液经流延后，于150～180℃进行单双轴拉伸，拉伸倍率为1.5。拉伸时的溶剂残留量为2～20％。这样做能得到理想的聚酰亚胺薄膜。

现有技术JP08-020060，23.01.1996披露把含水率小于100ppm的PEI，以360～380℃熔融挤出温度以薄膜的形式挤出到具有压花纹的流延辊上，PEI在挤出到流延辊之前经过过滤粒度为20～50μm的过滤器过滤，用具有橡胶辊的压料辊挤出的薄膜与流延辊上的薄膜压接，从而制得外来杂质和凝胶极少的，没有发泡气孔和条纹，薄膜厚度均匀的聚酰亚胺薄膜。薄膜表面有0.1～0.5μm粗糙度的压花。该现有技术强调流延辊温度140～220℃，否则制品会卷缩或发泡。

挤出薄膜流延法，这是生产厚膜的一般成型工艺。其生产薄型薄膜有一定困难。现有技术生产的薄膜是有表观、表面粗糙度的描述，但它的电性能，热性能和物理机械性能没有说明。现有技术确有必要加予改进。

三.发明内容

本发明者们长期从事溶剂流延法生产聚酰亚胺薄膜的研究开发与生产。根据经验的积累，他们提出一套投资少，改善工作环境和实用的热塑性聚酰亚胺薄膜成型装置，即薄膜状挤出在流延不锈钢带上冷却、经厚度和幅度控制装置，最后用收卷辊收卷。完整的具体方案如下：

热塑性聚酰亚胺薄膜成型装置包括：单螺杆挤出机、螺杆挤出机扁机头、薄膜厚度测量仪、平直传送不锈钢带、薄膜切边机、卷辊、两个同步钢带转辊、加料斗和齿轮计量泵。必要时在不锈钢带上方安装一个冷却装置。在挤出机扁机头和计量泵间设置一过滤器。

这里的单螺杆挤出机的螺杆设计参数为：压缩比1.5～4.0∶1，长径比L/D＝16～24∶1，螺杆转速50～400rpm，喷嘴至扁机头温度320～410℃，螺杆前段温度320～400℃，螺杆中段温度250～390℃，螺杆尾部温度190～250℃。

螺杆挤出机的扁机头是与齿轮计量泵连接。扁机头膜缝可以调节大小，可调控薄膜厚度的均匀度。一般控制在10～2000μm，而且扁机头可以撤卸。

平直传送不锈钢带围绕两个同步钢带转辊运行，担负传送挤出的热塑性聚酰亚胺薄膜，其上面设置有薄膜厚度测量仪，薄膜厚度测量仪指示的薄膜厚度未达预指标，可通过调节扁机头缝隙或调整挤出机转速。不锈钢带上方必要时还可安装冷却装置；平直传送不锈钢呈环形运行，一般长20～30m，宽1.3m。

卷辊前设置有薄膜切边机，它保证卷辊卷的薄膜幅度一致，卷辊前的薄膜温度小于60℃。若温度大于60℃，会发生薄膜间分离困难。

加料斗是用于热塑性聚酰亚胺树脂进入螺杆挤出机，树脂加入加料斗前必须于140～150℃干燥3小时，让树脂水分含量小于98ppm。

计量泵是齿轮泵或螺杆泵，其前端与挤出机的机头连接，后端与扁机头连接，它能均匀地把熔体以一定的压力供应给扁机头，保证挤出流延薄膜的厚度，促使物料向一个方向流动，减少单螺杆挤出机的反冲背力。