[发明专利]超高分子量聚乙烯薄片的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚乙烯的成型方法，具体一种超高分子量聚乙烯薄片的生产方法。

背景技术

现有的超高分子量聚乙烯片材的生产工序繁琐，大部分都需要溶剂，不仅增加了生产污染，而且在配置和熔融过程中导致超高分子量聚乙烯分子量降低严重，给超高分子量聚乙烯膜或片的性能带来了负面影响，尤其是影响用来制作延伸产品如防弹材料的性能；同时因为繁琐的生产工序，使得生产的能耗相当高，不利于降低制造成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种生产工艺简单、生产效率高、能够保持材料分子量稳定、制造成本低的超高分子量聚乙烯薄片的生产方法。

本发明的超高分子量聚乙烯薄片的生产方法是：设置一个传送带，在传送带始端覆盖能够随传送带向末端移动的下层金属箔；将超高分子量聚乙烯粉料均匀分布在下层金属箔上，然后在其上覆盖一层上层金属箔；使上层金属箔、聚乙烯粉料和下层金属箔随传送带移动并经过一个能够将超高分子量聚乙烯粉料加热融合的加热区，再经过一个热压区，在加热条件下通过热压辊对其进行热压，在传送带的末端通过分离卷取设备将热压形成的聚乙烯片材与上、下层金属箔分离，然后将聚乙烯片材冷却成型；然后，将聚乙烯片材经过热牵伸设备牵伸成膜或薄片，再卷绕成卷。所述上层金属箔和下层金属箔优选采用锡箔。

所述聚乙烯粉料是分子量为150万－800万的超高分子量聚乙烯，加热区及热压区的加热温度控制在110-140℃，热压辊压力控制在8-15MPa，热压辊转速控制在5-20m/min，热压后的聚乙烯片材厚度为0.5-2mm。

所述加热牵伸设备中使聚乙烯片材经过热水箱的热水加热，并通过牵伸辊进行热牵伸；热水箱的热水温度为60-99℃，优选为90-95℃；热牵伸后的薄膜或薄片厚度为0.05-0.5mm。所述热牵伸过程为多级热牵伸，多级热牵伸倍数在5-15倍。

本发明与传统高分子量聚乙烯片材的制造方法相比，不需要溶剂也无需通过螺杆熔融挤出，而是通过热压、冷却成型，然后通过多级热牵伸，最后得到高强高模的聚乙烯薄片。该方法大大降了高分子量聚乙烯在螺杆中氧化降解的程度，使得高分子量聚乙烯性能得到保障，简化了高分子量聚乙烯薄片的生产流程，提高了生产效率；同时，采用热水加热，较常规的热烘箱加热，降低了电能的消耗，是一种更高效更节能的高分子量聚乙烯薄片的生产方法。

具体实施方式

本发明方法的实施例中设置一个传送带，在传送带始端覆盖能够随传送带向末端移动的下层金属箔（锡箔）；将分子量为150万－800万的超高分子量聚乙烯粉料均匀分布在下层金属箔上，然后在其上覆盖一层上层金属箔（锡箔）；使上层金属箔、聚乙烯粉料和下层金属箔随传送带移动并经过一个能够将超高分子量聚乙烯粉料加热融合的加热区，再经过一个热压区，在加热条件下通过热压辊对其进行热压，加热区及热压区的加热温度控制在110-140℃，热压辊压力控制在8-15MPa，热压辊转速控制在5-20m/min，热压后的聚乙烯片材厚度为0.5-2mm；在传送带的末端通过分离卷取设备将热压形成的聚乙烯片材与上、下层金属箔分离，然后将聚乙烯片材冷却成型；然后，使聚乙烯片材经过热水箱热水加热，并通过牵伸辊进行多级热牵伸；热水箱的热水温度为90-95℃；热牵伸后的薄膜或薄片最终厚度为0.05-0.5mm；多级热牵伸倍数在5-15倍。

实施例一至实施例四：

物料准备：将粘均分子量为400万超高分子量聚乙烯粉料、偶联剂、抗氧剂和表面活性剂加入到高速混合机中进行均匀混合，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，抗氧剂B225，表面活性剂W90，各成分的重量配比为：超高分子量聚乙烯粉料为100份，偶联剂为0.2份抗氧剂0.5份，表面活性剂4ml。具体参数见下表：

实例五：

物料准备：将粘均分子量为150万超高分子量聚乙烯粉料、偶联剂、抗氧剂和表面活性剂加入到高速混合机中进行均匀混合，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，抗氧剂B225，表面活性剂W90，各成分的重量配比为：超高分子量聚乙烯粉料为100份，偶联剂为0.2份抗氧剂0.5份，表面活性剂4ml。

实例六：

物料准备：将粘均分子量为600万超高分子量聚乙烯粉料、偶联剂、抗氧剂和表面活性剂加入到高速混合机中进行均匀混合，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，抗氧剂B225，表面活性剂W90，各成分的重量配比为：超高分子量聚乙烯粉料为100份，偶联剂为0.2份抗氧剂0.5份，表面活性剂4ml。