[发明专利]一种超高分子量聚乙烯焊丝的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯焊丝的制备方法和应用，制备方法包括如下过程：(1)超高分子量聚乙烯的改性：将超高分子量聚乙烯与改性剂共混后经熔融，制成颗粒状的改性超高分子量聚乙烯原料；(2)超高分子量聚乙烯焊丝的制备：将改性后的超高分子量聚乙烯颗粒料经过挤出机熔融挤出形成熔体，熔体经过单丝成型模具挤出形成单丝，单丝经三辊牵引机牵引拉伸、再经卷绕机收卷，制得超高分子量聚乙烯焊丝。本发明制得的焊丝可用于焊接超高分子量聚乙烯复合膜，可以实现超高分子量聚乙烯复合膜接缝的平滑连接，且强度能达到本体复合膜强度，工艺简单，成本低，便于操作，焊接效果好。

技术领域

本发明涉及超高分子量聚乙烯材料技术领域，特别涉及一种超高分子量聚乙烯焊丝的制备方法和应用。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)薄膜具有优异的耐磨，耐冲击性能，低温状态下的耐冲击性能同样优异；摩擦系数小，无极性、表面能低，抗脏污、抗结冰性能好；以及非常优秀的化学稳定性能使得其在各个领域都有相当广泛的应用。

但是在一些精细化的应用场合，由于基体随形的要求难免会产生大量的膜与膜的接缝，这些接缝往往会成为脏污附着点、薄膜破损的起始点，严重制约了超高分子量与乙烯膜的应用。由于UHMWPE本体材料熔融流动性差，在熔融焊接过程中，焊缝两端的材料在熔融状态下很难达到无界面平滑连接，并且焊缝会相应的凹陷，焊丝的加入虽然可以平滑凹陷，但由于熔融流动性的限制，使得焊丝和两端材料的接触处很难达到熔融混合，导致焊缝强度不够，成为后续应用过程中的失效起点。

目前，还没有一种焊接工艺可以很好的处理接缝问题，大都以密封胶密封为主。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超高分子量聚乙烯焊丝的制备方法和应用，以达到实现超高分子量聚乙烯复合膜接缝的平滑连接，且强度能达到本体复合膜强度的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种超高分子量聚乙烯焊丝的制备方法，包括如下过程：

(1)超高分子量聚乙烯的改性：将超高分子量聚乙烯与改性剂共混后经熔融，制成颗粒状的改性超高分子量聚乙烯原料；其中，包括如下质量分数的改性剂：解缠结剂石墨烯1-5％、分散剂聚乙烯蜡1-5％、有机氟化物PPA 1-5％和分子量为20-30万的中分子量聚乙烯1-5％，剩余为超高分子量聚乙烯；

(2)超高分子量聚乙烯焊丝的制备：将改性后的超高分子量聚乙烯颗粒料经过挤出机熔融挤出形成熔体，熔体经过单丝成型模具挤出形成单丝，单丝经三辊牵引机牵引拉伸、再经卷绕机收卷，制得超高分子量聚乙烯焊丝。

上述方案中，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为150万以上，

上述方案中，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为250～500万。

上述方案中，所述改性超高分子量聚乙烯原料的溶体质量流动速率为0.5～3.0g/10min。

上述方案中，所述超高分子量聚乙烯焊丝的直径为0.5-5mm，溶体质量流动速率为0.5～3.0g/10min。

一种超高分子量聚乙烯焊丝的制备方法制得的焊丝在焊接超高分子量聚乙烯复合膜中的应用。

上述的超高分子量聚乙烯焊丝的应用，包括如下过程：

首先，测量焊缝的宽度，选择合适直径的焊丝；然后，将焊丝通过进料口伸入喷嘴并延伸至压板外，同时利用压板将焊丝压入超高分子量聚乙烯复合膜一端的接缝中，调整压平辊位置，预热鼓风枪至合适的焊接温度，待温度达到后，给焊枪合适的压力，同时以压板为支点移动焊枪进行焊接，直至接缝的另一端，期间抽出多余的焊丝，使接缝平滑连接。

进一步的技术方案中，同样的温度、压力和焊接速度重复热压焊缝2次，使接缝平滑连接。