CN112440461A - 液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备 - Google Patents

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Abstract

一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，该吹膜设备包括挤出机；共挤模头，其设置在挤出机末端，共挤模头包括若干分流道和共挤出流道，若干分流道的末端均与共挤出流道的起始端连接；所述分流道的个数大于等于5个；第一风环，与共挤模头的口模连接；以及第二风环，设置在第一风环上方。本发明提供的液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，可以通过调节吹胀比、模头温度、共挤层组合直接制备各向异性连续可调的单层或多层液晶聚合物薄膜，与现有技术相比具有实质性特点和显著的技术进步。

Description

液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备
技术领域
本发明涉及聚合物薄膜加工技术领域，尤其涉及一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备。
背景技术
随着通信设备与技术的逐渐发展，高性能高频基板材料的生产制备成为了发展高频无线通信不可缺少的一环。传统的柔性电路板基材大多数是以聚酰亚胺薄膜作为覆金属板的绝缘基材，但是由于聚酰亚胺薄膜的吸湿性大，高频介电性能差，难以满足无线通信行业对高频、高速的应用需求。液晶聚合物薄膜凭借其极低的介电常数和介电损耗(1～60GHz频率范围内介电常数约为3，介电损耗小于0.003)、低吸湿性(＜0.04％)、优异的尺寸稳定性等独特属性将取代传统材料，成为高频时代的关键薄膜材料。
现有技术中，高频柔性覆铜板通常由单层液晶聚合物薄膜与铜箔层压复合得到，更优地，将熔点较高的I型液晶聚合物薄膜作为基板的核心层，熔点较低的II型液晶聚合物作为基板的粘结层。然而，由于液晶聚合物本征的高耐热性和刚性棒状结构，通常只能通过旋转模头吹膜、双向拉伸技术、层压体拉伸法或涂布法得到单层液晶聚合物薄膜。如果需要制备性能更加优异的多层液晶聚合物基板，只能通过层压技术将不同类型的液晶聚合物薄膜进行热压复合成型。此外，液晶聚合物在低于熔点时迅速固化，薄膜加工时极易在厚度方向出现分层现象，并且单层液晶聚合物薄膜在进行覆铜板加工时，也存在与铜箔之间剥离强度低等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种液晶聚合物薄膜的吹膜设备，包括：
挤出机；
共挤模头，其设置在挤出机末端，共挤模头包括若干分流道和共挤出流道，若干分流道的末端均与共挤出流道的起始端连接；所述分流道的个数大于等于5个；
第一风环，与共挤模头的口模连接；以及
第二风环，设置在第一风环上方。
作为本发明的另一个方面，还提供了一种液晶聚合物薄膜的成型方法，采用如上所述的吹膜设备，包括：
设置挤出机的工艺参数；
将不同的物料分别通过不同的分流道输送至共挤出流道；
经过共挤出流道的物料在模芯的气流下形成膜泡；
牵引膜泡使膜泡在第一风环的气流和第二风环的气流作用下形成所述液晶聚合物薄膜。
基于上述技术方案可知，本发明的液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备相对于现有技术至少具有以下优势之一或一部分：
1、本发明为保证含液晶聚合物的共挤物料从口模挤出时的均匀性及连续性，解决这一问题的关键，首先通过在模头中设置过滤结构使共挤物料的塑化效果和熔体的均匀性提高，其次设置合适的共挤出流道长度，实现物料在周向分配的均匀性，解决了液晶聚合物薄膜制备过程中吹胀破裂、均匀性差以及多层复合困难的问题，通过调控共挤层材料，可以获得不同结构类型、各向异性精确可调的液晶聚合物薄膜；
2、由于液晶聚合物在低于熔点之后会迅速固化，在横向吹胀阶段设置第一风环减小冷却气流对其影响，增大了膜泡横向的吹胀比，保证液晶聚合物的可塑性，当待加工液晶高分子材料的结晶温度与膜泡周围的环境温度的差值大于150℃时，增加该阶段气流的温度；薄膜冷却固化阶段，需要根据物料的特性，精准调整冷却过程，防止因快速降温薄膜出现褶皱、变形等缺陷；
3、本发明提供的液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，可以通过调节吹胀比、模头温度、共挤层组合直接制备各向异性连续可调的单层或多层液晶聚合物薄膜，与现有技术相比具有实质性特点和显著的技术进步；
4、本发明提供的液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，由于五层及五层以上的共挤出工艺，位于中间层的液晶高分子层在其他共挤出的保护下，其表层不会迅速降温固化，厚度方向上结晶固化更加可控，显著减弱了薄膜在厚度方向的分层效应，同时可以在薄膜表面设置粘合层，特别适用于柔性覆铜板的加工制备；
5、本发明提供的液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，具有设备制造简单、能耗低等优点，同时根据使用需求可以进行多种结构组合，具有较为广泛地适应性，有突出的工业化应用潜力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的五层共挤吹膜加工的结构示意图；
图2为本发明实施例制备的多层共挤液晶聚合物复合薄膜的结构示意图。
附图标记说明：
1-共挤模头；2-加热套；3～7-流道；8-共挤出流道；9-第一风环的进气口；10-第一风环下盘；11-第一风环上盘；12-第一风环扰流环；13-模芯进气孔；14-环形口模；15-膜泡；16-第二风环的进气口；17-第二风环下盘；18-第二风环上盘；19-第二风环扰流环；20-人字板；21-牵引辊；22-复合薄膜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明解决了液晶聚合物薄膜制备过程中吹胀破裂、均匀性差以及多层复合困难的问题，通过调控共挤层材料，可以获得不同结构类型、各向异性精确可调的液晶聚合物薄膜。本发明利用多层共挤吹膜技术直接获得单层或多层液晶聚合物薄膜；本发明可以对液晶聚合物薄膜的各向异性精确调控；制备的液晶聚合物薄膜的均匀性好，在厚度方向的分层不明显；本发明制备的液晶聚合物薄膜在与铜箔层压复合，制备柔性覆铜板时具有显著优势。
本发明公开了一种液晶聚合物薄膜的吹膜设备，包括：
挤出机；
共挤模头，其设置在挤出机末端，共挤模头包括若干分流道和共挤出流道，若干分流道的末端均与共挤出流道的起始端连接；所述分流道的个数大于等于5个；
第一风环，与共挤模头的口模连接；以及
第二风环，设置在第一风环上方。
在本发明的一些实施例中，每个所述分流道的前端均设有过滤结构；
在本发明的一些实施例中，所述共挤出流道与口模直径之比为0.5～50。
在本发明的一些实施例中，所述共挤模头还包括模芯，模芯为圆锥形向圆柱形过渡的结构；
在本发明的一些实施例中，所述成型设备还包括用于加热共挤模头的加热套。
在本发明的一些实施例中，所述第一风环连接有用于调节第一风环气流温度的第一控温单元；
在本发明的一些实施例中，所述第二风环连接有用于调节第二风环气流温度的第二控温单元。
在本发明的一些实施例中，所述第一风环包括第一风环扰流环；所述第一风环扰流环呈倒置的圆台型结构，该圆台型结构的倾角α1≤30°；
在本发明的一些实施例中，所述第二风环包括第二风环扰流环；所述第二风环扰流环呈倒置的圆台型结构，该圆台型结构的倾角α2≥45°。
本发明还公开了一种液晶聚合物薄膜的成型方法，采用如上所述的吹膜设备，包括：
设置挤出机的工艺参数；
将不同的物料分别通过不同的分流道输送至共挤出流道；
经过共挤出流道的物料在模芯的气流下形成膜泡；
牵引膜泡使膜泡在第一风环的气流和第二风环的气流作用下形成所述液晶聚合物薄膜。
在本发明的一些实施例中，当待加工液晶高分子材料的结晶温度Tc与膜泡的环境温度Ta的差值大于150℃时，设置第一风环的气流温度为Tc-100℃～Tc+30℃；
在本发明的一些实施例中，所述第二风环的气流温度为Tc-200℃～Tc-120℃；
在本发明的一些实施例中，形成所述膜泡的步骤中控制吹胀比为1.2至8.0；
在本发明的一些实施例中，设置所述挤出机的挤出压力为0.1至15.0Mpa。
在本发明的一些实施例中，若干分流道内设置不同的物料得到不同结构的液晶聚合物薄膜。
在本发明的一些实施例中，若干分流道至少包括依次设置的第一分流道、第二分流道、第三分流道、第四分流道和第五分流道；所述第三分流道内为液晶聚合物材料。
在本发明的一些实施例中，所述第三分流道内为液晶聚合物材料，其它分流到内均为非液晶聚合物材料；或者，
所述第三分流道内为液晶聚合物材料，第二分流道和第四分流道内至少一层为粘合剂材料；或者，
所述第三分流道内为液晶聚合物材料，第二分流道和第四分流道内至少一个为液晶聚合物材料，第一分流道和第五分流道内为粘合剂材料；或者，
所述第二分流道、第三分流道和第四分流道内均为液晶聚合物材料，第一分流道和第五分流道内至少一个为粘合剂材料。
本发明公开了一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，利用多层共挤出的方法，实现单层及多层液晶聚合物薄膜的制备，吹膜设备包括五层及五层以上共挤液晶聚合物吹膜专用模头及配套的成型、冷却系统。
多层共挤液晶聚合物吹膜专用模头的结构特征为：在模头分流道前端设有过滤结构，物料在进入共挤出流道前，可以过滤掉未充分塑化的固体颗粒；共挤出流道的长度与口模直径之比为0.5～50，保证挤出管状型胚的均匀性；
成型、冷却系统的结构包括第一风环和第二风环：从口模出口到牵引辊之间设有多级成型、冷却设备，即第一风环和第二风环，逐步实现膜泡的横向吹胀、冷却固化等，第一风环和第二风环均设有无极调速风机，能够调控气流的流速和风，所述气流的温度可以通过温控设备进行加热或冷却；所述加工吹胀比为1.2～8.0，更优选为1.2～6.5，随着吹胀比的增加，薄膜的各向异性逐渐降低，横向的物理性能逐渐提高。所述加工含液晶聚合物材料的挤出机的挤出压力为0.1～15.0MPa，更优选为0.5～10.0MPa，由于液晶聚合物熔体的粘度较低，随着挤出压力的提高，可以减少物料的反流，提高物料的挤出稳定性，但当挤出压力过于高时，会造成装置漏料，同时影响螺杆的加工寿命。
利用多层共挤出的方法，实现含液晶聚合物材料的多层共挤复合薄膜的制备，其中五层共挤复合薄膜的结构特征为IIIA/IIA/I/IIB/IIIB，I层为液晶聚合物层，IIA层、IIB层为功能层，IIIA层、IIIB层为保护层；直接剥出I层可以获得单层液晶聚合物薄膜，IIA、IIB层为液晶聚合物时，剥离IIIA、IIIB层可以获得多层共挤液晶聚合物薄膜，IIA、IIB层为粘合剂时，剥离IIIA、IIIB层可以获得具有粘合层的单层液晶聚合物薄膜；所述的单层液晶聚合物薄膜的厚度为5～200μm，多层液晶聚合物薄膜的厚度为8～500μm。
含液晶聚合物薄膜的多层共挤复合薄膜，以五层共挤为例，其结构特征在于，形成IIIA/IIA/I/IIB/IIIB的结构，I层为液晶聚合物层，IIA层、IIB层为功能层，IIIA层、IIIB层为保护层，其结构组合可以有以下选择：
a.I层为液晶聚合物层，其他层均为非液晶聚合物层，可以得到单层液晶聚合物薄膜；
b.I层为液晶聚合物层，功能层IIA层、IIB层至少一层为粘合剂材料，可以得到带有粘合层的单层液晶聚合物薄膜；
c.I层为液晶聚合物层，功能层IIA层、IIB层至少一层为液晶聚合物材料，可以得到两层或三层共挤液晶聚合物薄膜；
d.I层为液晶聚合物层，功能层IIA层、IIB层均为液晶聚合物材料，保护层IIIA层、IIIB层至少一层为粘合剂材料，可以得到带有粘合层的多层共挤液晶聚合物薄膜。
制备所述多层共挤液晶聚合物薄膜时，I层和功能层IIA层、IIB层的液晶聚合物材料可以是同一种液晶聚合物材料，也可以是不同种液晶聚合物材料；采用七层或七层以上共挤时，IIIA层、IIIB层外设置IVA层、IVB层等更多共挤出层和更多类型的结构组合；所述的单层液晶聚合物薄膜的厚度为5～200μm，多层液晶聚合物薄膜的厚度为8～500μm。
本发明中，所述的液晶聚合物材料为可以进行熔融挤出加工、熔点在200～400℃的液晶共聚酯材料；所述液晶聚合物材料可以是一种纯的液晶共聚酯材料，也可以含一种或多种液晶共聚酯材料的共混料。
在这些液晶共聚酯中，优选至少含有2-羟基-6-萘甲酸和/或对羟基苯甲酸作为重复单元的聚合物，特别优选(i)含有6-羟基-2-萘甲酸和对羟基苯甲酸的重复单元的共聚物、(ii)含有2-羟基-6-萘甲酸和对羟基苯甲酸中的至少一种芳香族羟基羧酸、含有4，4’-二羟基联苯和氢醌中的至少一种芳香族二醇、以及含有对苯二甲酸、间苯二甲酸和2，6-萘二甲酸中的至少一种芳香族二羧酸的重复单元的共聚物。
上述液晶共聚酯中，可以在不影响本发明效果的范围内添加含氟树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰胺、聚酯酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯及其改性树脂、聚烯烃等热塑性树脂；爽滑剂、抗氧化剂等各种添加剂；玻璃、陶瓷等填充剂。
本发明中，所述的粘合剂材料为烯烃共聚物或烯烃与不饱和羧酸或不饱和羧酸酐的共聚物；所述功能层和保护层的非液晶聚合物材料包括各种可以进行吹膜加工的材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/醋酸乙烯共聚物、乙烯/乙烯醇共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚(4-甲基戊烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、含氟树脂等；所述非液晶聚合物材料可以是一种前述的树脂，也可以是含一种或多种前述树脂的共混料。
本发明中，挤出成型之前将物料在真空干燥箱中进行预处理，所述预处理温度和时间根据加工物料的性质确定。
请参考图1所示，本发明实施例的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，利用多层共挤出的方法，实现单层及多层液晶聚合物薄膜的制备，吹膜设备包括五层及五层以上共挤液晶聚合物吹膜专用模头及配套的成型、冷却系统；液晶聚合物材料和保护层材料分别加入到挤出机中，经挤出机熔融塑化后进入共挤模头1，根据多层共挤复合薄膜的结构组合，不同加工物料分别进入流道3～7，物料在各自分流道中首先经过一层过滤结构，将未充分熔融的固体颗粒进行过滤，过滤结构优选为高精度过滤网，滤网的目数优选为16～100目，过滤后的熔体最终汇聚到共挤出流道8，共挤出流道的长度与口模直径之比为0.5～50，调控该比值可以调节功能性高分子材料在模头共挤阶段的厚度分配，保证物料沿周向的均匀性，这里模芯采用圆锥形向圆柱形过渡的结构，在模头高度一定的情况下有效增加了共挤出流道的长度，加热套2保证过滤后的加工物料始终处于熔融状态；多层共挤物料均匀地从环形口模14中挤出，与此同时，气流从第一风环的进气口9进入第一风环，气流经第一风环下盘10和第一风环上盘11组成的扰流通道形成均匀稳定的气流吹向膜泡15，风环连接有无极调速风机，能够调控气流的流速和风量，当待加工液晶高分子材料的结晶温度Tc与膜泡周围的环境温度Ta的差值大于150℃时，第一风环的气流的温度可以通过温控设备进行加热使液晶聚合物不会立即固化，仍处于可拉伸形变状态，温控设备即第一控温单元连接在第一风环进气口9和无极调速风机中间，通过控制第一控温单元中加热元件的加热功率实现对风机产生的气流进行加热，被加热的气流的温度为Tc-100℃～Tc+30℃，随着气流温度的增加，膜泡的可变形性提高，但如果温度过高，膜泡的强度降低会发生坍缩难以进行吹胀，第一风环扰流环12的结构使得气流吹向膜泡15之后快速的向膜泡四周散去，减弱膜泡15周围向上的气流，在支撑起膜泡成型的同时降低对横向吹胀的影响，这里第一风环扰流环12的倾角α1≤30°；吹胀气流从模芯进气孔13进入膜泡15内部使膜泡15产生横向吹胀，模头正上方的牵引辊21对膜泡15进行纵向牵引，膜泡15牵引至位于第一风环正上方的第二风环处，冷却气流从第二风环的进气口16进入第二风环，冷却气流经第二风环下盘17和第二风环上盘18组成的扰流通道形成均匀稳定的气流吹向膜泡15，第二风环进风口16和无极调速风机中间设置有第二控温单元，通过控制第二控温单元中加热元件的加热功率实现对风机产生的气流温度的控制，第二风环的冷却气流的温度为Tc-200℃～Tc-120℃，随着气流温度的降低，膜泡的冷却效果提高，但如果温度过低，会造成多层共挤层之间的冷却不均匀，发生褶皱、分层等缺陷，第二风环扰流环19的结构使得吹胀后的膜泡逐步冷却，第二风环扰流环19的倾角α2≥45°，冷却固化后的膜泡经人字板20进入牵引辊21，从而得到含液晶聚合物的多层共挤复合薄膜22；最终得到的多层共挤复合薄膜22的结构如图2所示。
以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。
下述实施例中使用的化学药品和原料均为市售所得或通过公知的制备方法自制得到。
以下实施例中的性能测试具体如下：
剥离强度
用制备出的液晶高分子基板制出宽度5mm的剥离试验片，在室温条件下，从边缘将液晶高分子薄膜与金属层的结合面揭开，用双面胶带将液晶高分子薄膜层固定在平板上，以50mm/min的速度朝90°方向剥离金属层，用数显推拉力计记录剥离负荷，剥离长度大于50mm，根据剥离过程中负荷的平均值计算剥离强度。
力学性能及厚度
本发明使用万能试验机测试薄膜的力学性能，参照GB/T 1040.3-2006方法进行测试。本发明使用机械接触式测厚仪测试薄膜厚度，参照ASTM D645方法进行测试。
实施例1
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备粘合层的单层液晶聚合物薄膜。多层共挤复合薄膜的结构组合为：IIIA(聚乙烯)/IIA(粘合剂)/I(液晶聚合物)/IIB(粘合剂)/IIIB(聚乙烯)；液晶聚合物材料为对羟基苯甲酸和2-羟基-6-萘甲酸的液晶共聚酯，熔点为260℃，结晶温度Tc为215℃，粘合剂材料为乙烯/醋酸乙烯共聚物，熔点为95℃，聚乙烯为含1％开口剂的低密度聚乙烯，熔点为112℃；加工前，将液晶聚合物材料在真空干燥箱中进行干燥预处理，干燥温度为130℃，干燥时间为5小时。预处理之后的液晶聚合物材料、乙烯/醋酸乙烯共聚物和聚乙烯材料加入到上述实施例提供的吹膜设备中。液晶聚合物所在的挤出机的挤出压力范围为0.6～3.0MPa，调节成型、冷却系统的风环，第一风环出风温度为245℃，第二风环出风温度为50℃，使得膜泡在吹胀比为5.0时达到稳定；最终剥离表层的聚乙烯保护层，得到总厚度约为60μm两面带有粘合层液晶聚合物薄膜，薄膜沿牵引方向的拉伸强度为235MPa，断裂伸长率为35％，垂直于牵引方向的拉伸强度为210MPa，断裂伸长率为33％，说明获得的液晶聚合物薄膜具有优异的力学性能。
实施例2
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备多层液晶聚合物薄膜，本实施例与实施例1的不同之处在于，挤出压力范围为0.1～2.5MPa，第一风环出风温度为200℃，第二风环出风温度为50℃，膜泡的吹胀比为1.2，最终得到总厚度约为90μm两面带有粘合层液晶聚合物薄膜，薄膜沿牵引方向的拉伸强度为327MPa，断裂伸长率为21％，垂直于牵引方向的拉伸强度为189MPa，断裂伸长率为25％，说明获得的液晶聚合物薄膜具有优异的力学性能。
实施例3
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备多层液晶聚合物薄膜，本实施例与实施例1的不同之处在于，膜泡的吹胀比为8，最终得到总厚度约为35μm两面带有粘合层液晶聚合物薄膜，薄膜沿牵引方向的拉伸强度为227MPa，断裂伸长率为36％，垂直于牵引方向的拉伸强度为219MPa，断裂伸长率为35％，说明获得的液晶聚合物薄膜具有优异的力学性能。
实施例4
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备多层液晶聚合物薄膜。多层共挤复合薄膜的结构组合为：IIIA(聚乙烯)/IIA(聚乙烯)/I(液晶聚合物)/IIB(聚乙烯)/IIIB(聚乙烯)；液晶聚合物材料为对羟基苯甲酸和2-羟基-6-萘甲酸的液晶共聚酯，熔点为280℃，结晶温度Tc为234℃，聚乙烯为含1％开口剂的低密度聚乙烯，第一风环出风温度为250℃，第二风环出风温度为80℃，熔点为112℃；加工前，将液晶聚合物材料在真空干燥箱中进行干燥预处理，干燥温度为150℃，干燥时间为5小时。预处理之后的液晶聚合物材料和聚乙烯材料加入到上述实施例提供的吹膜设备中。液晶聚合物所在的挤出机的挤出压力范围为0.5～5.0MPa，调节成型、冷却系统的风环，使得膜泡在吹胀比为4.5时达到稳定；最终剥离表层的聚乙烯保护层，得到厚度约为25μm的单层液晶聚合物薄膜，将得到的液晶聚合物薄膜与厚度为18μm的铜箔在温度为285℃，压力为4MPa的条件下热压3min，制备得到覆铜层压板，测试层压板的粘结强度为0.85N/mm。
实施例5
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备多层液晶聚合物薄膜。多层共挤复合薄膜的结构组合为：IIIA(聚乙烯)/IIA(低熔点液晶聚合物)/I(高熔点液晶聚合物)/IIB(低熔点液晶聚合物)/IIIB(聚乙烯)；高熔点的液晶聚合物材料为对羟基苯甲酸、联苯二酚以及对苯二甲酸的液晶共聚酯，熔点为320℃，结晶温度Tc1为283℃，低熔点的液晶聚合物材料为对羟基苯甲酸和2-羟基-6-萘甲酸的液晶共聚酯，熔点为280℃，结晶温度Tc2为234℃，聚乙烯为含1％开口剂的低密度聚乙烯，熔点为112℃；加工前，将液晶聚合物材料分别在真空干燥箱中进行干燥预处理，高熔点的液晶聚合物干燥温度为180℃，低熔点的液晶聚合物干燥温度为150℃，干燥时间均为5小时。预处理之后的液晶聚合物材料和聚乙烯材料加入到上述实施例提供的吹膜设备中。液晶聚合物所在的挤出机的挤出压力范围为6.0～10.0MPa，调节成型、冷却系统的风环，第一风环出风温度为290℃，第二风环出风温度为100℃，使得膜泡在吹胀比为3.0时达到稳定；最终剥离表层的聚乙烯保护层，得到总厚度约为80μm三层共挤液晶聚合物薄膜。
实施例6
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备多层液晶聚合物薄膜，本实施例与实施例5的不同之处在于，挤出压力范围为8.0～15.0MPa，第一风环出风温度为305℃，第二风环出风温度为100℃，吹胀比为8.0，总厚度约为55μm三层共挤液晶聚合物薄膜。
实施例7
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备多层液晶聚合物薄膜，本实施例与实施例5的不同之处在于，挤出压力范围为0.5～5.0MPa，吹胀比为4.5，总厚度约为70μm三层共挤液晶聚合物薄膜。将得到的液晶聚合物薄膜与厚度为18μm的铜箔在温度为295℃，压力为4MPa的条件下热压3min，制备得到覆铜层压板，测试层压板的粘结强度为0.93N/mm。
对比例1
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备多层共挤液晶聚合物薄膜，本对比例与实施例5的不同之处在于，只有第一风环工作，第二风环停止工作；在液晶聚合物薄膜吹膜加工过程中观察到，膜泡在进入牵引辊之前已经在表面出现微小褶皱，虽然膜泡的吹胀比仍然可以达到3，但是膜泡的稳定性较差，容易发生拉伸共振、颤动等现象，最终得到的液晶聚合物薄膜表面的褶皱明显，取获得的三层共挤液晶聚合物薄膜裁剪为宽度为5mm的长条状，将其放置到液氮中30s，然后进行脆断获得薄膜的断面，表面喷金处理后在加速电压为2kV的条件下进行观察，观察到薄膜厚度方向上出现了显著的分层。
对比例2
利用上述具体实施方式中提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，制备多层共挤液晶聚合物薄膜，本对比例与实施例5的不同之处在于，只有第二风环工作，第一风环停止工作；从口模中挤出的多层聚合物型胚迅速冷却固化，吹胀比在到达1.2时膜泡即发生了破裂难以进行继续横向吹胀，且膜泡纵向牵引时发生严重的左右摆动。
通过对比例1和对比例2可以看出，第一风环的作用主要在于提高多层聚合物型胚的可拉伸形变的能力，在横向吹胀阶段，气流在支撑起膜泡的同时又不会影响横向吹胀，使膜泡在获得大吹胀的同时具有优异的吹膜稳定性；第二风环的作用在于实现对成型后膜泡的逐步、可控冷却，防止因不同共挤层材料的成型收缩率不同产生的褶皱以及减弱液晶聚合物迅速固化产生分层的皮芯结构；第一风环和第二风环的协同作用，可以获得特定吹胀比、薄膜性能优异的液晶聚合物薄膜，薄膜的各向异性可以通过吹胀比、牵引比、第一风环的气流温度和流量进行可控调节。
综上所述，本发明提供的一种液晶聚合物薄膜的成型方法及吹膜设备，可以得到力学性能优异、各向异性低的单层或多层液晶聚合物薄膜，同时根据不同的使用需求可以对液晶聚合物薄膜的各向异性进行可控调节；所述的多层液晶聚合物薄膜与铜箔热压复合时具有很高的粘结强度，对于工业化制备高频多层柔性覆铜板具有重要意义。
本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。
需要说明的是，尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。
特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。所有这些组合和/或结合均在本发明的保护范围。因此，本发明的范围不仅由所附权利要求来进行确定，还应由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (10)

1.一种液晶聚合物薄膜的吹膜设备，包括：
挤出机；
共挤模头，其设置在挤出机末端，共挤模头包括若干分流道和共挤出流道，若干分流道的末端均与共挤出流道的起始端连接；所述分流道的个数大于等于5个；
第一风环，与共挤模头的口模连接；以及
第二风环，设置在第一风环上方。
2.根据权利要求1所述的吹膜设备，其特征在于，
每个所述分流道的前端均设有过滤结构；
所述共挤出流道与口模直径之比为0.5～50。
3.根据权利要求1所述的吹膜设备，其特征在于，
所述共挤模头还包括模芯，模芯为圆锥形向圆柱形过渡的结构；
所述成型设备还包括用于加热共挤模头的加热套。
4.根据权利要求1所述的吹膜设备，其特征在于，
所述第一风环连接有用于调节第一风环气流温度的第一控温单元；
所述第二风环连接有用于调节第二风环气流温度的第二控温单元。
5.根据权利要求1所述的吹膜设备，其特征在于，
所述第一风环包括第一风环扰流环；所述第一风环扰流环呈倒置的圆台型结构，该圆台型结构的倾角α1≤30°；
所述第二风环包括第二风环扰流环；所述第二风环扰流环呈倒置的圆台型结构，该圆台型结构的倾角α2≥45°。
6.一种液晶聚合物薄膜的成型方法，采用如权利要求1至5任一项所述的吹膜设备，包括：
设置挤出机的工艺参数；
将不同的物料分别通过不同的分流道输送至共挤出流道；
经过共挤出流道的物料在模芯的气流下形成膜泡；
牵引膜泡使膜泡在第一风环的气流和第二风环的气流作用下形成所述液晶聚合物薄膜。
7.根据权利要求6所述的成型方法，其特征在于，
当待加工液晶高分子材料的结晶温度Tc与膜泡的环境温度Ta的差值大于150℃时，设置第一风环的气流温度为Tc-100℃～Tc+30℃；
所述第二风环的气流温度为Tc-200℃～Tc-120℃；
形成所述膜泡的步骤中控制吹胀比为1.2至8.0；
设置所述挤出机的挤出压力为0.1至15.0Mpa。
8.根据权利要求6所述的成型方法，其特征在于，
若干分流道内设置不同的物料得到不同结构的液晶聚合物薄膜。
9.根据权利要求6所述的成型方法，其特征在于，
若干分流道至少包括依次设置的第一分流道、第二分流道、第三分流道、第四分流道和第五分流道；所述第三分流道内为液晶聚合物材料。
10.根据权利要求9所述的成型方法，其特征在于，
所述第三分流道内为液晶聚合物材料，其它分流到内均为非液晶聚合物材料；或者，
所述第三分流道内为液晶聚合物材料，第二分流道和第四分流道内至少一层为粘合剂材料；或者，
所述第三分流道内为液晶聚合物材料，第二分流道和第四分流道内至少一个为液晶聚合物材料，第一分流道和第五分流道内为粘合剂材料；或者，
所述第二分流道、第三分流道和第四分流道内均为液晶聚合物材料，第一分流道和第五分流道内至少一个为粘合剂材料。
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