一种主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法技术

本发明专利技术公开了一种主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法，包括以下步骤：配制的高粘度高分子树脂溶液在一定压力下经T型或衣架式流延模头的唇口喷出到凝固浴中形成部分凝固的凝胶薄膜，经主动导辊导至斜板顶部，随着凝固液的流动方向逐步完全成型，形成初生凝胶薄膜，然后经导辊导出凝固浴槽，导向至多级洗涤装置进行洗涤，洗涤干净后进入双向拉伸装置拉伸，之后再进入烘干装置烘干、切边、计量，最后卷绕为成品薄膜。本发明专利技术能够高效率生产表面光滑平整、性能均一、厚度均匀的高性能薄膜产品，还可以用于厚度低于5微米的超薄型薄膜的生产。

A method of preparing biaxial stretching film for active slant plate solidification molding

The invention discloses a preparation method of an active inclined plate solidification forming biaxial tensile film, including the following steps: the prepared high viscosity polymer resin solution is sprayed through the lip of the T type or the hanger type die head to form a partially solidified gel thin film under a certain pressure, and is guided to the top of the inclined plate through the active guide roller. The flow direction of the solidifying liquid is gradually formed, forming the primary gel film, then deriving the solidification bath through the guide roller, directing to the multistage washing device for washing, and after washing clean into the bi-directional stretching device, and then entering the drying device, drying, cutting and measuring, and finally winding the finished film. The invention can produce high performance thin film products with smooth surface, uniform performance and uniform thickness, and can also be used for the production of ultra-thin films with thickness below 5 microns.

【技术实现步骤摘要】
一种主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法
本专利技术涉及一种薄膜制备方法，具体涉及一种主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法，属于高分子树脂薄膜成型

技术介绍
湿法流延成型工艺较熔融挤出成型工艺制备得到的薄膜具有更好的平整性、各向同性、更低的杂质含量，且还能用于热固性树脂的薄膜制备，受到了非常广泛的研究与关注。湿法流延成型工艺按成型方式可分为溶剂挥发成型和凝固成型，前者在高温下将湿态薄膜中的溶剂挥发后形成薄膜产品，以聚酰亚胺薄膜(中国专利技术专利一种聚酰亚胺薄膜201410129169.7；中国专利技术专利一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，201410129600.8)和三醋酸纤维素酯薄膜(中国专利技术专利一种三醋酸纤维素酯薄膜的制备方法，201510369394.2；一种三醋酸纤维素酯薄膜的制备工艺，201611229684.8)为代表，后者在凝固浴条件下将湿态薄膜中的溶剂置换出来凝固形成初生薄膜并经洗涤干燥后得到薄膜产品，以玻璃纸为代表(中国专利技术专利一种用于玻璃纸生产的酸浴工艺，201510787511.7)。湿法流延成型工艺按湿态薄膜的支撑方法可以分为辊式支撑、带式支撑以及斜板式支撑。斜板式凝固成型系统因结构简单，设备控制精度要求较低、凝固浴浓度可调范围大、凝固时间跨度较大，生产速度较高，主要应用于湿法玻璃纸的生产工艺中。斜板式凝固成型通常工艺为高分子树脂料在一定压力作用下通过模头喷出到凝固浴中凝固成型，形成部分凝固的凝胶薄膜，再经被动导辊导至斜板上完全凝固成型形成初生凝胶薄膜。斜板对部分凝固的凝胶薄膜起到支撑作用，部分凝固的凝胶薄膜在斜板上因受到上下两面流动凝固浴的共同作用，薄膜内部溶剂与凝固液交换充分，凝固效率非常高，并且不会出现薄膜两面性能或外观不一致的情况。但是该方法在实际应用过程中要求薄膜的凝固速度非常快，否则部分凝固的凝胶薄膜会出现凝固程度太低而没有强度或者强度低，无法稳定的导到斜板之上，且出现横向和纵向条纹、严重收边、甚至断膜等问题。玻璃纸在凝固成型过程中涉及到酸碱反应，因此凝固速度和凝固效率非常高，适合采用传统的斜板成型法生产。而对于通过采用浓度差实现凝固的双扩散凝固成型的其他高分子体系，如聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯撑苯并二噁唑树脂，因凝固速度较慢，无法通过已有的斜板成型工艺实现稳定的薄膜生产。本专利技术通过对斜板凝固成型前端施加导辊传动，解决因树脂凝固效率较低出现的横向和纵向条纹、严重收边、甚至断膜等问题，使之能够用于低凝固效率的树脂薄膜成型。通过这种改进工艺，可以对无法采用熔融挤出、常规流延成型的高性能特种高分子树脂进行薄膜成型，拓展这类高分子功能材料的功能形态和应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统斜板凝固成型因树脂凝固效率较低出现的横向和纵向条纹、严重收边、甚至断膜等问题，提供一种主动传导式斜板凝固成型薄膜的制备方法，可以对无法熔融、无法溶解于有机溶剂的特种高分子树脂进行高效的薄膜成型，所成型的薄膜表面光滑、性能均一、厚度均匀。本专利技术也可适用于其他任何能够溶解于一种有机溶剂或无机溶剂的高分子树脂薄膜的制备。本专利技术是这样实现的：一种主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法，包括以下步骤：配制的高粘度高分子树脂溶液在一定压力下经T型或衣架式流延模头的唇口喷出到凝固浴中形成部分凝固的凝胶薄膜，经主动导辊导至斜板顶部，随着液凝固的流动方向逐步成型完全形成初生凝胶薄膜，然后经导辊导出凝固浴槽，导向至多级洗涤装置进行洗涤，洗涤干净后进入双向拉伸装置拉伸，之后再进入烘干装置烘干、切边、计量，最后卷绕为成品薄膜。所述的高分子树脂溶液的粘度范围为10000～3000000mpas；所述的流延模头内部压力为0.1～3MPa，模唇唇口宽度为0.03～0.5mm，模口唇口伸入到凝固浴液下1～30cm；优选地，流延模头内部压力为0.5～1MPa，模唇唇口宽度为0.1～0.2mm，模口唇口伸入到凝固浴液下3～8cm；所述的主动导辊数量为1～8根，导辊与导辊的线速度比为0.1～10，导辊直径范围为3～30cm，导辊间距1～20cm，导辊组中含有螺纹展平辊或弧形展平辊1～3根；优选地，主动导辊数量为3～5根，导辊与导辊的线速度比为1～1.2，导辊直径范围为5～10cm，导辊间距2～8cm，导辊组中含有螺纹展平辊或弧形展平辊1～3根；特别优选地，主动导辊数量为4根，导辊与导辊的线速度比为1.1，导辊直径为7cm，导辊间距3cm，导辊组中含有螺纹展平辊1根；所述的螺纹展平辊摆放顺序为：主动辊1、主动辊2、主动辊3、主螺纹展平辊4，其中后面三根辊可以任意更换；优选地，螺纹展平辊摆放顺序为：主动辊1、主动辊2、主动辊3、主螺纹展平辊4；所述的主动导辊1离模唇唇口的距离为3～30cm；所述的斜板表面平整光滑，倾斜角度5～45°可以自由调整，长度1～3m；优选地，斜板表面平整，光洁度达到镜面级，倾斜角度15～25°，长度1.5～2.5m；所述的多级洗涤装置为四级及以上，包含水洗、碱洗、水洗、水洗。所述的双拉拉伸装置可以是分步拉伸，如先纵向拉伸再横向拉伸，或者先横向拉伸再纵向拉伸，也可以是同步双向拉伸；优选地，双拉拉伸装置为分步拉伸，进一步优选为先纵向再横向拉伸；所述高粘度高分子树脂溶液的溶剂为酸液、碱液以及其他具备超强溶解性能的溶剂。优选地，所述主动式斜板凝固成型双向拉伸所制备的薄膜指标参数如下：成品薄膜宽度：200～1500mm，薄膜厚度：0.002～0.1mm,薄膜厚度偏差：≤±10％,车速：3～100m/min；本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术能够解决传统斜板凝固成型因树脂凝固效率较低出现的横向和纵向条纹、严重收边、甚至断膜等问题，通过该工艺技术可以实现不溶于有机溶剂的热固性高分子树脂的薄膜成型。该方法能够高效率生产表面光滑平整、性能均一、厚度均匀的高性能薄膜产品，还可以用于超薄型薄膜(厚度低于5微米)的生产。本专利技术设计的主动传导辊中能够独立调整线速度，有利于局部调整拉伸倍率，实现最终薄膜产品的性能调节；本专利技术设计的展平辊能够有效防止部分成型的凝胶薄膜的收边和不平整问题，有助于产品质量的提高和减少后续切边的损失。双向拉伸装置可以根据实际需要，进行纵向或者横向不同程度拉伸，方便调节薄膜产品的最终纵向、横向机械性能。附图说明图1为本专利技术采用的成型结构示意图，虚线为凝固浴液面。具体实施方式下面结合附图及常见的耐高温热固性树脂聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)树脂、聚对苯撑苯并二噁唑树脂(PBO)的薄膜制备过程给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。实施例一凝固成型工序将聚对苯二甲酰对苯二胺在90℃下溶解于100％硫酸溶液中，制成浓度为13％的树脂浆液，并经充分脱泡、过滤后进入宽度为420mm的衣架式流延模头7，浆液经唇口喷出到稀硫酸凝固浴中，经4根直径为70mm的主动导辊1、2、3、4导至斜板8顶部，在斜板上逐渐凝固后得到完全成型的初生凝胶薄膜，然后经导辊5和螺纹展平辊6导出凝固浴槽。其中模头喷出压力设为0.7MPa、模口开度为0.15mm，唇口伸入到凝固浴液下5cm，主动导辊1离模唇唇口的距离为5cm，4根主动导辊的线速度比为1:1.1:1.1:1.1，顶部主动辊为螺纹展平辊6，斜板长度1.8m，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法，其特征在于包括以下步骤：高粘度高分子树脂溶液在一定压力下经T型或衣架式流延模头的唇口喷出到凝固浴中形成部分凝固的凝胶薄膜，经主动导辊导至斜板顶部，随着凝固液的流动方向逐步完全成型，形成初生凝胶薄膜，然后经导辊导出凝固浴槽，导向至多级洗涤装置进行洗涤，洗涤干净后进入双向拉伸装置拉伸，之后再进入烘干装置烘干、切边、计量，最后卷绕为成品薄膜的制备方法。

【技术特征摘要】
1.一种主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法，其特征在于包括以下步骤：高粘度高分子树脂溶液在一定压力下经T型或衣架式流延模头的唇口喷出到凝固浴中形成部分凝固的凝胶薄膜，经主动导辊导至斜板顶部，随着凝固液的流动方向逐步完全成型，形成初生凝胶薄膜，然后经导辊导出凝固浴槽，导向至多级洗涤装置进行洗涤，洗涤干净后进入双向拉伸装置拉伸，之后再进入烘干装置烘干、切边、计量，最后卷绕为成品薄膜的制备方法。2.根据权利要求1所述主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法，其特征在于：模头内部压力为0.1～3MPa，模唇唇口宽度为0.03～0.5mm，模唇唇口伸入到凝固浴液下1～30cm。3.根据权利要求1或2所述主动式斜板凝固成型双向拉伸薄膜制备方法，其特征在于：主动导辊数量为1～8根，导辊与导辊的线速度比为0.1～10，导辊直径范围为3～30cm，导辊间距1～20cm，导辊组中含有螺纹展平辊或弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯娇，边莎，孙伟，
申请(专利权)人：中国久远高新技术装备公司，
类型：发明
国别省市：北京,11