一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法，包括如下步骤：S1.预混合工序：将平均重均分子量为300万以上的超高分子量聚乙烯、溶剂以及添加剂进行混合并进行预溶解；S2.挤出工序：将步骤S1中的产物经双螺杆挤出机挤出后经冷却辊冷却成凝胶片；S3.拉伸工序：将步骤S2中得到的凝胶片经双向拉伸机拉伸成拉伸片；S4.萃取工序：用萃取剂去除拉伸片中的溶剂得到微孔薄膜；S5.干燥工序：去除微孔薄膜表面的萃取剂；S6.闭孔工序：将步骤S5中得到的干燥的微孔薄膜进行热处理使薄膜上的微孔闭孔。本发明专利技术有益效果：根据本发明专利技术申请所述的制备方法可以制备厚度均匀、超薄、大宽幅，可连续生产的超高分子量聚乙烯耐磨薄膜。

Preparation of a kind of ultra-high molecular weight polyethylene wear-resistant film

The invention discloses a preparation method of ultra-high molecular weight polyethylene film, which comprises the following steps: S1. pre mixing process: the average molecular weight of more than 3 million of the ultra-high molecular weight polyethylene, solvent and additives were mixed and pre dissolution; S2. extrusion processes: the product in step S1 by double the extruder after cooling and cooling gel sheets; S3. stretching process: the gel sheet obtained in step S2 by biaxial tensile tensile tensile machine into tablets; S4. extraction process: the removal of the solvent in the drawing sheet extracting agent for microporous film obtained; S5. drying process: the removal of the extractant microporous film surface; S6. obturator process: the dry microporous film obtained in step S5 by heat treatment of microporous film on the obturator. The invention has the beneficial effect: the ultra-high molecular weight polyethylene wear-resistant film can be prepared with uniform thickness, super thin width, wide width and continuous production according to the preparation method applied by the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法
本专利技术涉及聚乙烯薄膜制造
，具体来说，涉及一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯是指平均分子量在300万以上的直链聚乙烯，目前世界上超高分子量聚乙烯的最高平均分子量是1200万。由于超高分子量聚乙烯具有极高的分子量，量变引起质变，其性能表现和普通的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯很大不同，呈现特殊的性能，最突出的就是超高分子量聚乙烯具有极好的耐磨性，在特定的磨损条件下，超高分子量聚乙烯的耐磨性是钢的2倍。另外超高分子量聚乙烯还具有比所有工程塑料都高的冲击强度，卓越的耐超低温特性和自润滑性。由于超高分子量聚乙烯具有一些特殊的卓越性能，所以其应用范围广泛。利用其某些条件下极好的耐磨特性以及密度低的特性，超高分子量聚乙烯大量应用于耐磨衬里，衬板，代替金属材料，以塑代钢，例如煤仓衬板，包装机械上的导轨，导条等。超高分子量聚乙烯耐磨薄膜同样具有超高分子量聚乙烯的特性，但是由于其厚度薄，易改变形状，在磨损量不大的环境条件，可以取代超高分子量聚乙烯模压耐磨板材，而且便于施工，大大降低成本。国内专利CN202498672U和CN202498745U披露了制备超高分子量聚乙烯耐磨薄膜采用的技术和装置是：将超高分子量聚乙烯粉末放置在模具里，在加热加压的条件下模压成一定高度和直径的超高分子量聚乙烯模压圆柱体或者一定长度和壁厚的超高分子量聚乙烯管材，然后将模压圆柱体或者管材置于切削机上，用切刀将圆柱体或者管材沿周长方向切削成一定厚度的耐磨薄膜，然后将耐磨薄膜进行内应力热处理。这种方法的优点是加工成本低，设备投资小，可加工任意分子量的超高分子量聚乙烯耐磨薄膜，但是也有受模压生产特点的限制，其切削的耐磨薄膜的幅宽比较小，受机械切削设备的限制，耐磨薄膜的厚度不均匀，不能加工厚度小于20微米一下的耐磨薄膜,生产效率低等缺点。国内专利CN103724758A披露了另外一种超高分子量聚乙烯薄膜的制备方法和装置：采用熔融挤出的工艺将改性的超高分子量聚乙烯挤成片材，然后在双向拉伸或者单向拉伸成薄膜，这种方法得到的超高分子量聚乙烯薄膜虽然可以得到幅宽比较大的薄膜，但是由于其原料里必须掺入大量的改善超高分子量聚乙烯流动性的添加剂，势必大大损害超高分子量聚乙烯的性能，另外这种干法工艺还存在得到的薄膜厚度均匀性差，难以制备超薄的薄膜，另外控制拉伸过程出现薄膜破裂的要求也高。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种厚度均匀、超薄的纯超高分子量聚乙烯耐磨薄膜及其制备方法，本专利技术申请所述的制备方法适宜连续、大量地生产，加工厚度可以达到20微米以下，且不会损害超高分子量聚乙烯的性能，得到的薄膜耐磨性能良好。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法，包括如下步骤：S1.预混合工序：将平均重均分子量为300万以上的超高分子量聚乙烯、溶剂以及添加剂进行混合并进行预溶解；S2.挤出工序：将步骤S1中的产物经双螺杆挤出机挤出后经冷却辊冷却成凝胶片；S3.拉伸工序：将步骤S2中得到的凝胶片经双向拉伸机拉伸成拉伸片；S4.萃取工序：用萃取剂去除拉伸片中的溶剂得到微孔薄膜；S5.干燥工序：去除微孔薄膜表面的萃取剂；S6.闭孔工序：将步骤S5中得到的干燥的微孔薄膜进行热处理使薄膜上的微孔闭孔。进一步地，所述步骤S6中热处理的温度为135℃以上，处理时间大于1分钟。进一步地，按重量比计算，所述步骤S1中超高分子量聚乙烯为10~30%，所述添加剂为0.02~0.06%，余量为溶剂。进一步地，所述溶剂为不挥发性溶剂。进一步地，所述步骤S2中双螺杆挤出机的机筒加热温度设置在150~230℃，所述冷却辊的温度设置在20~50℃。进一步地，所述步骤S3中凝胶片在100~140℃进行双向拉伸。进一步地，所述步骤S4中的萃取剂为可以在常温下和所述溶剂进行混溶的烃类或卤代烃。进一步地，所述干燥工序在加热鼓风条件下进行，所述加热温度设置在所述萃取剂的沸点以上。进一步地，所述聚乙烯耐磨薄膜的厚度在20μm以下。本专利技术有益效果：本专利技术对传统的超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备工艺进行了改进，根据本专利技术申请所述的制备方法可以制备厚度均匀、超薄、大宽幅，可连续生产的超高分子量聚乙烯耐磨薄膜。附图说明图1是根据专利技术实施例所述的一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法的工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例仅用于解释本专利技术，不用于限制本专利技术，实施例中所提及的各种原材料、试剂及机械未经特殊说明均可从商业途径获得。本专利技术的超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的原料超高分子量聚乙烯的平均重均分子量至少要300万（根据ISO1628-3，塑料粘数和极限粘数的测定第3部对超高分子量聚乙烯的定义）以上，平均重均分子量的上限理论上没有限制，但是实际生产设定在700万以下，平均重均分子量太大，形成的高分子溶液粘度太大，不容易从双螺杆挤出机中挤出。如图1所示，以下将对超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制造方法各工序详细说明。一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法，包括如下步骤：S1.预混合工序：将平均重均分子量为300万（根据ISO1628-3，塑料粘数和极限粘数的测定第3部对超高分子量聚乙烯的定义）以上的超高分子量聚乙烯、溶剂以及添加剂进行混合并进行预溶解；S2.挤出工序：将步骤S1中的产物经双螺杆挤出机挤出后经冷却辊冷却成凝胶片；S3.拉伸工序：将步骤S2中得到的凝胶片经双向拉伸机拉伸成拉伸片；S4.萃取工序：用萃取剂去除拉伸片中的溶剂得到微孔薄膜；S5.干燥工序：去除微孔薄膜表面的萃取剂；S6.闭孔工序：将步骤S5中得到的干燥的微孔薄膜进行热处理使薄膜上的微孔闭孔。步骤S1中，所有能够充分溶解超高分子量聚乙烯的溶剂都可以使用，没有特别限制，例如：庚烷，壬烷，十一烷，十二烷，十氢萘等脂肪烃或环烷烃，或者沸点与上述溶剂对应的矿物油馏分，其中白油（例如50号白油）这样的不挥发性溶剂，具有安全性好，形成的凝胶溶剂含量稳定等优点，因此是优选的溶剂。溶剂和超高分子量聚乙烯的配比应该根据超高分子量聚乙烯的平均重均分子量不同相应调整，如果按照超高分子量聚乙烯、添加剂和溶剂的总重量是100%，那么超高分子量聚乙烯的含量（重量）应该控制在10~30%，溶剂含量过高，得到凝胶片的强度不够和不稳定，超高分子量聚乙烯的含量过高，溶解困难，高分子溶液的粘度大，使得双螺杆挤出困难。平均重均分子量小的超高分子量聚乙烯可以选择溶剂含量低一些，相反地，平均重均分子量大的超高分子量聚乙烯可以选择溶剂含量高一些。超高分子量聚乙烯由于直链长分子链，在高温下容易氧化，为了防止超高分子量聚乙烯在加工过程中被氧化断链，有必要添加抗氧化剂，实验表明受阻酚类抗氧剂在超高分子量聚乙烯耐磨薄膜制备各工序渗出的可能性很小，因此是首选的抗氧剂，例如：抗氧剂1010，抗氧剂1076，抗氧剂1098，优选抗氧剂1010。抗氧剂的添加量0.02~0.06%，优选0.04%。步骤S1具体操作方法如下：先将抗氧剂溶解在25~30℃的溶剂中，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.预混合工序：将平均重均分子量为300万以上的超高分子量聚乙烯、溶剂以及添加剂进行混合并进行预溶解；S2.挤出工序：将步骤S1中的产物经双螺杆挤出机挤出后经冷却辊冷却成凝胶片；S3.拉伸工序：将步骤S2中得到的凝胶片经双向拉伸机拉伸成拉伸片；S4.萃取工序：用萃取剂去除拉伸片中的溶剂得到微孔薄膜；S5.干燥工序：去除微孔薄膜表面的萃取剂；S6.闭孔工序：将步骤S5中得到的干燥的微孔薄膜进行热处理使薄膜上的微孔闭孔。

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.预混合工序：将平均重均分子量为300万以上的超高分子量聚乙烯、溶剂以及添加剂进行混合并进行预溶解；S2.挤出工序：将步骤S1中的产物经双螺杆挤出机挤出后经冷却辊冷却成凝胶片；S3.拉伸工序：将步骤S2中得到的凝胶片经双向拉伸机拉伸成拉伸片；S4.萃取工序：用萃取剂去除拉伸片中的溶剂得到微孔薄膜；S5.干燥工序：去除微孔薄膜表面的萃取剂；S6.闭孔工序：将步骤S5中得到的干燥的微孔薄膜进行热处理使薄膜上的微孔闭孔。2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中热处理的温度为135℃以上，处理时间大于1分钟。3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯耐磨薄膜的制备方法，其特征在于，按重量比计算，所述步骤S1中超高分子量聚乙烯为10~30%，所述添加剂为0.02~0.06%，余量为溶剂。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田继利，李鑫隆，
申请(专利权)人：北京安通塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11