CN114619609A - 一种高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜及其制备方法 - Google Patents

一种高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜及其制备方法 Download PDF

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金辉乐
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Abstract

本发明公开了一种高透光低雾度的乙烯‑四氟乙烯共聚物膜的制备方法,其特征在于:其通过流延膜挤出工艺进行制备,其工艺控制参数为:挤出机的挤出速率6Hz,挤出机的料筒的温度为250‑330℃,成型辊运行速度4‑7m/min,牵引运行速度4‑10m/min,拉伸比:10‑35;平衡比:1.05‑1.10,电磁成型辊表面采用镀硬铬、特氟龙、陶瓷或硅橡胶设置,电磁成型辊的辊筒表面硬度:HRC>=62;电磁成型辊直径265‑290mm×600‑800mm;电磁成型辊温度为80‑150℃。本发明的优点是在提高ETFE薄膜的透明度同时保证了良好的平整性、优异的耐高温性、尺寸稳定性、介电特性、阻燃性以及化学稳定性。该膜广泛应用于新能源、半导体电子、薄膜建筑、电子电气、航天航空等领域。

Description

一种高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及乙烯-四氟乙烯共聚物膜,具体是指一种高透光低雾度的乙烯- 四氟乙烯共聚物膜及其制备方法。
背景技术
乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)是一种氟塑料,它在保持了PTFE良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时,耐辐射和机械性能有很大程度的改善,拉伸强度可达到50MPa,接近聚四氟乙烯的2倍。ETFE膜材料是无织物基材的透明膜材料,其延伸率可达420%~440%。ETFE膜材料的透光光谱与玻璃相近(俗称为软玻璃)。其性能优异,具有良好的化学稳定性能与防腐蚀性能,耐候性能极佳。质量轻,只有同等大小玻璃的1%;韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化学腐蚀性强,熔融温度高达200℃;具有良好的声学性能。自清洁功能使表面不易沾污,且雨水冲刷即可带走沾污的少量污物,清洁周期大约为5年。
ETFE薄膜在新能源、半导体电子、薄膜建筑、电子电气、航天航空等领域有广泛的用途。尤其是开发透光低雾度ETFE膜更是市场亟待解决的技术问题。本发明人在研究中发现,制备高透光低雾度ETFE膜的关键工艺在于原料的加热温度,防止催化剂残留引起二次聚合和局部温度过高爆聚甚至碳化。基于此研究,本申请提出本申请的创新方案。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足,而提供一种高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜及其制备方法。
为实现上述目的,本发明的第一个方面是提供一种高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜的制备方法,其技术方案是一种高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜的制备方法,其特征在于:其通过流延膜挤出工艺进行制备,其工艺控制参数为:挤出机的挤出速率6Hz,挤出机的料筒的温度为250-330℃,成型辊运行速度4-7m/min,牵引运行速度4-10m/min,拉伸比:10-35;平衡比: 1.05-1.10,电磁成型辊表面采用镀硬铬、特氟龙、陶瓷或硅橡胶设置,电磁成型辊的辊筒表面硬度:HRC>=62;电磁成型辊直径265-290mm×600-800mm;电磁成型辊温度为80-150℃。
本发明的公开一种如所述制备方法所制备的高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜。
本发明人改进的工艺能够让原料达到熔融温度,而采用电磁成型辊进行冷却成型能防止温度过高导致爆聚,在保障抗拉强度的同时,ETFE膜产品的透光度较好,雾度较低,有利于产品的应用。
具体请参阅本发明的实施例和实验数据。
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要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一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1是实施例1的XRD图;
图2是实施例2的XRD图;
图3实施例1的透明度和雾度图;
图4实施例2的透明度和雾度图;
图5实施例3的透明度和雾度图;
图6实施例4的透明度和雾度图;
图7本发明的流延膜挤出工艺的设备原理图。
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,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图6所示ETFE薄膜的挤压流延成型装置,包括下料系统1,下料系统上方安装物料烘干机,下料系统的输出端连接挤出机2,所述的挤出机2设置加热系统,该加热系统将挤出机的料段分成四个温度区;挤出机出口连接滤网3,滤网连接模头4,模头出料口为模口5,模口处连接有用于挤压成膜的压轴6,压轴的后端设置有至少四道电磁成型辊7,电磁成型辊7的后端连接有用于实时检测薄膜不同位点的厚度的在线测厚仪9,在线测厚仪9后方是支撑架10,支撑架10连接展平辊11,薄膜先通过支撑架10再经过展平辊11,导辊12及分切处对薄膜进行分切,牵引辊13将膜导向张力辊14,薄膜再通过展平辊15进行展平,通过除静电仪16进行除静电,相连接的摩擦辊17与收卷辊18进行产品最终的收卷。
流延法ETFE薄膜制备是一种经物料混合、蒸发、干燥、切割等工艺之后可以得到所需成品的薄膜制备技术。下面提供具体的制备实施例。
实施例1
工艺条件:膜口加工温度为280℃,循环油温度280℃,挤出速率6Hz,牵引运行速度5m/min。螺杆直径25;拉伸比:15;平衡比:1.05;
电磁成型辊表面采用特殊材质镀硬铬,辊筒表面硬度:HRC>=62;辊筒可水平,垂直移动;直径290mm×700mm;电机功率:1.5KW;电磁成型辊温度为 100℃。1#电磁成型辊运行速度4.00m/min,2#电磁成型辊运行速度4.32m/min, 3#电磁成型辊运行速度4.12m/min,4#电磁成型辊运行速度4.12m/min,牵引运行速度5.20m/min。电磁成型辊筒不同摆放位置,温度为100℃,辊筒表面均使用镀硬铬,辊筒表面硬度:HRC>=62,提高薄膜质量,电机功率:1.5KW。电磁成型辊1#:直径Φ290mm×宽度600mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊2#:直径Φ290mm×宽度700mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊3#:直径Φ290mm×宽度800mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊4#:直径Φ290mm×宽度700mm,辊筒可水平,垂直移动。
该ETFE薄膜产品厚度为45μm,宽度为500mm,表面光亮,无褶皱,无异杂点。性能如表1所示。
实施例2
工艺条件:膜口加工温度为290℃,循环油温度290℃,挤出速率6Hz,牵引运行速度7.80m/min。螺杆直径25;拉伸比:15;平衡比:1.05;
电磁成型辊表面采用特殊材质镀硬铬,辊筒表面硬度:HRC>=62;辊筒可水平,垂直移动;直径290mm×700mm;电机功率:1.5KW;电磁成型辊温度为 100℃。1#电磁成型辊运行速度6.00m/min,2#电磁成型辊运行速度6.48m/min, 3#电磁成型辊运行速度6.18m/min,4#电磁成型辊运行速度6.18m/min,牵引运行速度7.80m/min。电磁成型辊筒不同摆放位置,温度为100℃,辊筒表面均使用镀硬铬,辊筒表面硬度:HRC>=62,提高薄膜质量,电机功率:1.5KW。电磁成型辊1#:直径Φ290mm×宽度600mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊2#:直径Φ290mm×宽度700mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊3#:直径Φ290mm×宽度800mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊4#:直径Φ290mm×宽度700mm,辊筒可水平,垂直移动。
该ETFE薄膜产品厚度为40μm,宽度为500mm,表面光亮,无褶皱,无异杂点。性能如表1所示。
实施例3
工艺条件:膜口加工温度为300℃,循环油温度300℃,挤出速率6Hz,牵引运行速度7.80m/min。螺杆直径25;拉伸比:15;平衡比:1.05;
电磁成型辊表面采用特殊材质特氟龙,辊筒表面硬度:HRC>=62;辊筒可水平,垂直移动;直径290mm×700mm;电机功率:1.5KW;电磁成型辊温度为 100℃。1#电磁成型辊运行速度6.00m/min,2#电磁成型辊运行速度6.48m/min, 3#电磁成型辊运行速度6.18m/min,4#电磁成型辊运行速度6.18m/min,牵引运行速度7.80m/min。电磁成型辊筒不同摆放位置,温度为100℃,辊筒表面均使用镀硬铬,辊筒表面硬度:HRC>=62,提高薄膜质量,电机功率:1.5KW。电磁成型辊1#:直径Φ290mm×宽度600mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊2#:直径Φ290mm×宽度700mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊3#:直径Φ290mm×宽度800mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊4#:直径Φ290mm×宽度700mm,辊筒可水平,垂直移动。
该ETFE薄膜产品厚度为40μm,宽度为500mm,表面光亮,无褶皱,无异杂点。性能如表1所示。
实施例4
工艺条件:膜口加工温度为320℃,循环油温度320℃,挤出速率6Hz,牵引运行速度7.80m/min。螺杆直径25;拉伸比:15;平衡比:1.05;
电磁成型辊表面采用特殊材质特氟龙,辊筒表面硬度:HRC>=62;辊筒可水平,垂直移动;直径290mm×700mm;电机功率:1.5KW;电磁成型辊温度为 100℃。1#电磁成型辊运行速度6.00m/min,2#电磁成型辊运行速度6.48m/min, 3#电磁成型辊运行速度6.18m/min,4#电磁成型辊运行速度6.18m/min,牵引运行速度7.80m/min。电磁成型辊筒不同摆放位置,温度为100℃,辊筒表面均使用镀硬铬,辊筒表面硬度:HRC>=62,提高薄膜质量,电机功率:1.5KW。电磁成型辊1#:直径Φ290mm×宽度600mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊2#:直径Φ290mm×宽度700mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊3#:直径Φ290mm×宽度800mm,辊筒可水平,垂直移动;电磁成型辊4#:直径Φ290mm×宽度700mm,辊筒可水平,垂直移动。
该ETFE薄膜产品厚度为40μm,宽度为500mm,表面光亮,无褶皱,无异杂点。性能如表1所示。
表1是上述实施例1-4的ETFE薄膜的性能。
Figure BDA0003513175500000061
综上所述,由上述实施例可以看出,本发明所述的制备方法可以通过改变原材料的加工方法保障ETFE膜的高透光低雾度,能较好地应用到医疗包装、建筑薄膜、太阳能背光板、LED封装等,可以和进口产品相媲美。
本发明中提到一种乙烯-四氟乙烯共聚物膜,由X射线衍射法测定得到的衍射强度曲线中,在2θ=20°附近具有峰面积S20,在2θ=19°附近具有峰面积 S19。在2θ=17°附近具有峰面积S17,由下式(1)求出的结晶度为50~75%,由下式(2)求出的准结晶层的比例为10~20%。结晶度(%)=(S19+S20) /(S17+S19+S20)×100(1)准晶体层的比例(%)=S20/(S17+S19+S20) ×100(2)。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜的制备方法,其特征在于:其通过流延膜挤出工艺进行制备,其工艺控制参数为:挤出机的挤出速率6Hz,挤出机的料筒的温度为250-330℃,成型辊运行速度4-7m/min,牵引运行速度4-10m/min,拉伸比:10-35;平衡比:1.05-1.10,电磁成型辊表面采用镀硬铬、特氟龙、陶瓷或硅橡胶设置,电磁成型辊的辊筒表面硬度:HRC>=62;电磁成型辊直径265-290mm×600-800mm;电磁成型辊温度为80-150℃。
2.一种如权利要求1所述制备方法所制备的高透光低雾度的乙烯-四氟乙烯共聚物膜。
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