[发明专利]一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：

1）将超高分子量聚乙烯、溶剂和抗氧化剂搅拌熔融共混形成均一的悬浮液；

2）将悬浮液经挤出或密炼，然后压制成型得到凝胶膜；

3）将所得凝胶膜经过拉伸、退火、萃取和干燥处理得大面积超高分子量聚乙烯膜；

其中，所述拉伸方法为：先将凝胶膜通过双向同步或双向异步拉伸制得厚度为20um～50um的超高分子量聚乙烯膜；然后将所得超高分子量聚乙烯膜采用双向异步多级拉伸的方式拉伸制得大面积超高分子量聚乙烯膜，总拉伸倍率控制为400～500；

所述双向异步多级拉伸过程为：对超高分子量聚乙烯膜先沿挤出方向的垂直方向拉伸至拉伸比为1.1～2，再沿挤出方向拉伸至拉伸比为1.1～2；然后沿挤出方向的垂直方向拉伸至拉伸比为1.1～1.6，再沿挤出方向拉伸至拉伸比为1.1～1.6；接着沿挤出方向的垂直方向拉伸至拉伸比为1.1～1.4，再沿挤出方向拉伸至拉伸比为1.1～1.4；最后沿挤出方向的垂直方向拉伸至拉伸比为1.1～1.2，再沿挤出方向拉伸至拉伸比为1.1～1.2；

所述大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的厚度在70～200纳米，面积≥0.6平方米。

2.根据权利要求1所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述双向异步多级拉伸方法为：将所得超高分子量聚乙烯膜进行n次拉伸，第n次的拉伸比小于第（n-1）次的拉伸比；其中，n≥2，每一次拉伸过程为：先沿挤出方向的垂直方向拉伸至一定拉伸比，再沿挤出方向拉伸至一定拉伸比；每次拉伸过程中两个方向的拉伸比相同，每次拉伸过程中的拉伸比控制为 1～2。

3.根据权利要求1或2所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述双向异步多级拉伸过程中拉伸速率控制为0.5～0.7%/s。

4.根据权利要求1或2所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述双向同步拉伸或双向异步拉伸制得厚度为20um～50um的超高分子量聚乙烯膜的过程为：在2～5%/s的拉伸速率下将凝胶片拉伸至拉伸比为3×3～10×10。

5.根据权利要求1或2所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中，超高分子量聚乙烯与溶剂的质量比为：1.5～9.5：98.5～90.5；抗氧化剂为超高分子量聚乙烯与溶剂总质量的0.5～1.5%。

6.根据权利要求1或2所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中，熔融共混的温度为180～220℃。

7.根据权利要求1或2所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述溶剂选自：矿脂或矿物油中的至少一种。

8.根据权利要求1或2所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述抗氧化剂选自酚类抗氧化剂或磷酸盐类抗氧化剂。

9.根据权利要求8所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，所述抗氧化剂选自：抗氧剂1010或维他命E。

10.根据权利要求1或2所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述挤出采用两次挤出。

11.根据权利要求1或2所述的一种大面积超高分子量聚乙烯超薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2）中，悬浮液的挤出工艺中的加料方式为：在超高分子量聚乙烯处于熔融状态下，采用虹吸装置利用液面高度差的作用力，将悬浮液通过加料口加入挤出机中。