[发明专利]一种空间电场作用LCP膜的生产设备及方法

说明书

本发明提供一种空间电场作用LCP膜的生产设备，包括挤出机、超声发生装置、挤出机模头、空间电场发生装置以及压延成膜装置或流延成膜装置。超声发生装置用于产生超声波；空间电场发生装置用于产生膜幅宽方向上的空间电场，压延成膜装置或流延成膜装置用于对从挤出机模头流出并经空间电场作用的挤出物料压延或流延成膜。还提供相应的生产方法。本发明一方面通过使LCP受到超声波作用，超声波的冲击作用使分子链间互相作用减弱，分子运动能力增大，有利于解取向；另一方面，通过LCP受到膜幅宽方向的空间电场作用，解除LCP中的分子链取向，与后续LCP膜运动方向的拉伸作用造成的分子链取向相互抵消，在超声波和空间电场的协同作用下实现各向同性LCP膜的成型。

技术领域

本发明涉及高分子材料加工技术领域，特别涉及LCP膜生产技术领域，具体为一种空间电场作用LCP膜的生产设备及方法。

背景技术

LCP(Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物)是一种刚性分子链组成的全芳族液晶聚酯类高分子材料，可高温烧结、可注塑，具有较高的机械强度和自增强性，极高的耐热性、耐候性、耐化学药品性，优良的耐磨性、阻燃性、电绝缘性，在高温下可存在于大多数化学药品中，能够抵抗应力开裂，其中极性和碗状LCP为铁电体，在外电场下具有极短的响应时间。

随着5G时代的到来，通信设备频率提高、传输速度加快，需要更低的介电常数、介电损耗因子的材料。LCP低介电常数、低介电损耗因子的特点可应用于电气传输、5G通信的高频领域，但全芳香族和共聚酯的刚性分子链结构加工过程中在其熔融流变方向上以及剪切应力的方向上极易堆积形成有序结构，导致表面形成条纹，膜幅宽方向上容易撕裂等各向异性问题。近年来，生产连续、表面规整的LCP膜技术门槛较高，热处理方法被国外所垄断。中国公开专利申请“一种LCP膜生产装置及方法(公开号：CN 111546593 A)”提供了一种LCP膜生产装置，但该装置的环形电场打乱LCP分子取向的加工方法解取向针对性不高，效率较低，中国公开专利申请“液晶聚合物薄膜及制造方法(公开号：CN 109664563 A)”提供了液晶聚合物薄膜的制造方法，虽然该发明的交错层叠热压制造LCP膜的方法效果良好，但工艺流程复杂，开发一种便捷、有效的各向同性LCP膜的加工方法及设备对于实现降低成本、提高生产效率具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对LCP膜加工过程中加工方法和设备存在的问题和不足，将超声波和空间电场同时引入到加工过程中，提供一种通过超声波与空间电场协同作用，破坏LCP材料在生产过程中存在的有序结构，提高生产效率，实现各向同性LCP膜加工的方法和设备。

本发明的目的通过至少以下技术方案之一实现。

本发明提供的一种空间电场作用LCP膜的生产设备，包括挤出机、超声发生装置、挤出机模头、空间电场发生装置以及压延成膜装置或流延成膜装置，

挤出机用于输出熔融状态的LCP液晶材料；

超声发生装置用于产生超声波，设置在挤出机的料筒末端；

定义物料的前进方向为前方，挤出机模头位于超声发生装置的前方，且挤出机模头与挤出机的料筒相通；

空间电场发生装置用于产生膜幅宽方向上的空间电场，包括空间电场发生器、相对设置的放电正极板和放电负极板，放电正极板和放电负极板均与空间电场发生器连接，放电正极板和放电负极板设置在挤出机模头出口处且位于挤出机模头所挤出物料的两侧；

压延成膜装置或流延成膜装置位于挤出机模头的出口处，以对从挤出机模头流出并经空间电场作用的挤出物料压延成膜或流延成膜。