[发明专利]一种双向拉伸聚芳醚酮薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及特种工程塑料制品加工工艺领域，具体涉及一种双向拉伸聚芳醚酮薄膜及其制备方法。

背景技术

聚芳醚酮是一种性能优异的特种工程塑料。具有高的力学强度、耐热性、耐摩擦性、耐药品性、耐水分解性等，同时还有优异的加工性，易于注射成型、挤出成型，可得到复杂的成型制品。多应用在要求具备高温高湿等苛刻的使用环境。如汽车、电子电气领域、石油化工、宇航等领域。

聚芳醚酮薄膜具有高耐热性、良好的电气特性。特别是它的耐化学药品性、耐水解性、耐放射性、难燃性等性质，作为一种多功能的高性能产品，在多种条件下均表现出广泛的特性，包括耐高温性能、机械强度、耐化学腐蚀、电绝缘性、耐磨性和低吸湿性，在很多领域已经表现出较高的开拓潜力。由于聚芳醚酮的耐高温特点决定其加工设备开发困难，温度较高，至今为止，世界上可生产聚芳醚酮薄膜的厂家非常少。有日本住友化学工业公司，三井东亚化学公司、ICI公司。

聚芳醚酮是一种半结晶型聚合物，其分子之间存在着较强的作用。采用不同的加工条件，可以得到不同结晶度的聚芳醚酮。

现有的聚芳醚酮薄膜是通过将聚芳醚酮熔融后经过挤出得到的，其拉伸强度较低，透光性较差，因此应用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中聚芳醚酮的拉伸强度和透光性能较差的缺点，提供一种具有优异的拉伸强度和透光性能的聚芳醚酮薄膜。

本发明的另一个目的在于提供所述聚芳醚酮薄膜的制备方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种双向拉伸聚芳醚酮薄膜，通过如下方法制备得到，将干燥的聚芳醚酮树脂加入到捏合挤出机中熔融后，经过模头挤压出热膜片，然后经过纵向和横向拉伸，最后热定型，收卷得到聚芳醚酮薄膜。

一种双向拉伸聚芳醚酮薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）铸片工序：将干燥后的聚芳醚酮树脂在捏合挤出机中熔融，熔融料筒温度为360~390℃，经模头挤压出聚芳醚酮热膜片，将聚芳醚酮热膜片通过铸片辊筒冷却至100~185℃；

聚芳醚酮热膜片是由铸片辊筒来冷却使之达到或接近达到温度平衡，所述铸片辊筒本身的温度范围被控制在100~185℃，铸片工序的冷却温度范围控制很重要，温差太小，冷却速度过慢，则会导致聚芳醚酮的结晶性提高，薄膜断裂伸长率变低。温差太大，冷却速度过快，也会导致聚芳醚酮薄膜强度和模量降低；因此设备的冷却温度很重要。

（2）纵向拉伸工序：将步骤（1）冷却后的聚芳醚酮膜片在145~220℃的纵向拉伸烘箱中进行纵向拉伸，纵向拉伸比为2~6；

（3）横向拉伸工序：将步骤（2）纵向拉伸后的聚芳醚酮膜片在145~220℃的横向拉伸烘箱中进行横向拉伸，横向拉伸比为2~6；

（4）热定型工序：将步骤（3）横向拉伸后的聚芳醚酮膜片在300~360℃下热定型处理20~60秒；

（5）薄膜收卷；分切包装。

步骤（1）中所述干燥后的聚芳醚酮树脂为在100~150℃下干燥3~5小时的聚芳醚酮树脂。

步骤（1）中所述挤出机的模头优选设有过滤装置。所述过滤装置，可用于把熔融聚芳醚酮中含有的杂质过滤出，以保证树脂纯度，减少薄膜生产中产生的缺陷，提高薄膜质量。

步骤（2）中所述纵向拉伸烘箱分为预热区（或称预热辊筒）和拉伸区（或称拉伸辊筒）两部分，冷却后的聚芳醚酮膜片先进入预热区预热后再进入拉伸区进行纵向拉伸；所述预热区的温度为145~220℃，所述拉伸区的温度为145~200℃。

步骤（3）中所述横向拉伸烘箱分为预热区（或称预热辊筒）和拉伸区（或称拉伸辊筒）两部分，冷却后的聚芳醚酮膜片先进入预热区预热后再进入拉伸区进行横向拉伸；所述预热区的温度为145~220℃，所述拉伸区的温度为145~200℃。

所述步骤（2）和步骤（3）优选为采用红外加热、电阻丝加热或电磁加热的方式进行加热。

所述步骤（4）中所述热定型处理为在拉伸轨道上在热定型烘箱内进行，定型收缩率为3~8%，所述热定型烘箱的温度为300~360℃。

在将聚芳醚酮拉伸成为薄膜的过程中，为了优化聚芳醚酮薄膜的纵向拉伸率，横向拉伸率与薄膜的即时温度、粘度、塑性等重要内部性能之间更合理的配合关系，本发明更具体地增加调控温度的方法，以得到性能更为优异的薄膜。为此，本发明的纵向拉伸工序中，纵向拉伸是先将薄膜在预热辊筒上预热达到或接近热平衡，然后在拉伸辊筒上进行，并在 145~220℃ 范围内分别地控制预热辊筒和拉伸辊筒的优选温度。