CN114701103A - 一种etfe薄膜的挤压流延成型装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ETFE薄膜的挤压流延成型装置及其制备方法，该制备方法运行在ETFE薄膜的挤压流延成型装置，其制备的参数为：挤出机挤出频率为3‑8Hz，一区加热280‑295℃，二区加热285‑300℃，三区加热300‑310℃，四区加热300‑320℃；拉伸比：5‑30；平衡比：1.05‑1.10，成型的薄膜在与电磁成型辊接触的过程中，1#电磁成型辊的表面温度高于薄膜的共聚物的结晶温度且低于薄膜共聚物的熔点，然后通过2#电磁成型辊、3#电磁成型辊和4#电磁成型辊后将薄膜共聚物从电磁成型辊上剥离。本发明该方案所制备的ETFE薄膜具有优异的光学和力学性能，广泛应用于太阳能电池背光板薄膜，半导体封装，建筑膜等具有良好的前景。
Description
技术领域
本发明涉及ETFE薄膜的制备领域，具体是指一种ETFE薄膜的挤压流延成型装置及其制备方法。
背景技术
ETFE膜材料是无织物基材的透明膜材料，其延伸率可达420％～570％。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260℃；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。
现有技术中，ETFE膜一般是通过流延膜工艺进行制备，然而，在实际操作中，由于对流延工艺中成型辊的工艺参数控制不佳，导致薄膜均一性和稳定性存在缺陷。因此，有必要对此进行改进。
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ETFE薄膜的挤压流延成型装置及其制备方法，该方案所制备的ETFE薄膜具有优异的光学和力学性能，广泛应用于太阳能电池背光板薄膜，半导体封装，建筑膜等具有良好的前景。
为实现上述目的，本发明的第一个方面是提供一种ETFE薄膜的挤压流延成型装置，包括下料系统，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，所述的挤出机设置加热系统，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，滤网连接模头，模头出料口为模口，模口处连接有用于挤压成膜的压轴，压轴的后端设置有至少四道电磁成型辊，电磁成型辊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，在线测厚仪后方是支撑架，支撑架连接展平辊，薄膜先通过支撑架再经过展平辊，导辊及分切处对薄膜进行分切，牵引辊将膜导向张力辊，薄膜再通过展平辊进行展平，通过除静电仪进行除静电，相连接的摩擦辊与收卷辊进行产品最终的收卷。
本发明的第二个方面是提供所述的一种ETFE薄膜的制备方法，该制备方法运行在权利要求1所述的ETFE薄膜的挤压流延成型装置，所述的四个温度区包括有一区、二区、三区和四区；所述的四道电磁成型辊分别为1#电磁成型辊、2#电磁成型辊、3#电磁成型辊和4#电磁成型辊，
其制备的参数为：挤出机挤出频率为3-8Hz，一区加热280-295℃，二区加热285-300℃，三区加热300-310℃，四区加热300-320℃，1#电磁成型辊运行速度4-7m/min，2#电磁成型辊运行速度4-7m/min，3#电磁成型辊运行速度4-7m/min，4#电磁成型辊运行速度4-7m/min，牵引运行速度5-9m/min，挤出机的螺杆直径30mm；拉伸比：5-30；平衡比：1.05-1.10，成型的薄膜在与电磁成型辊接触的过程中，1#电磁成型辊的表面温度高于薄膜的共聚物的结晶温度且低于薄膜共聚物的熔点，然后通过2#电磁成型辊、3#电磁成型辊和4#电磁成型辊后将薄膜共聚物从电磁成型辊上剥离。
进一步设置是所述的1#电磁成型辊为：Φ265-290mm×600-800mm；使用镀硬铬，电机功率：1.5KW；辊筒表面硬度：HRC>＝62；辊筒可水平，垂直移动；所述的2#电磁成型辊：Φ265-290mm×600-800mm，所述的3#电磁成型辊：Φ265-290mm×600-800mm，；所述4#电磁成型辊：Φ265-290mm×600-800mm，辊筒表面硬度：HRC>＝62；辊筒可水平，垂直移动，所述的四道电磁成型辊温度均为80℃。
进一步设置是所述的薄膜共聚物为具有四氟乙烯单元、乙烯单元和基于四氟乙烯和乙烯以外的单体的第三单元的共聚物。该第三单元指全氟正丙基乙烯基醚(PPVE)。
本发明的创新优点是：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，在与电磁成型辊接触的过程中，表面温度高于共聚物的结晶温度且低于共聚物的熔点，使第一冷却材料与该装置接触预定的时间，然后通过第二，三，四电磁成型辊(同时作为冷却装置)后将共聚物从装置上剥离，并且在剥离后的预定时间内剥离。
本发明的目的是提供一种多用途ETFE薄膜及其工艺制造方法，该膜具有表面光滑、透明、平整不起皱、柔软性好；耐高温、透光率大、阻燃性好、膨胀系数小；密度、宽度、厚度均一、抗污性强；屏蔽性能好、介电常数低、通讯频率衰减低；广泛应用于太阳能电池背光ETFE膜，建筑ETFE膜和半导体封装ETFE膜，性能指标优于目前市场同类产品，具有很强的市场竞争力。
附图说明
图1本发明的ETFE薄膜的挤压流延成型装置的原理图。
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1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。
本发明提供了一种多用途ETFE薄膜及其工艺制造方法，所述的ETFE膜熔融指数为6-20，挤出机1挤出频率为3-8Hz，工艺条件为加工温度为280-320℃，料筒一区21加热280-295℃，二区22加热285-300℃，三区23加热300-310℃，四区24加热300-320℃，1#电磁成型辊71运行速度4-7m/min，2#电磁成型辊72运行速度4-7m/min，3#电磁成型辊73运行速度4-7m/min，4#电磁成型辊74运行速度4-7m/min，牵引运行速度5-9m/min。螺杆直径30mm；拉伸比：5-30；平衡比：1.05-1.10。
ETFE生产过程需要洁净的车间，环境温度和湿度对于膜的成型有一定影响。
ETFE原料在生产之前需要经过12小时的烘干，并且离开烘箱之后必须马上进入设备的料筒。
本发明还提供了上述的ETFE薄膜及其工艺制造方法，包含以下步骤：
步骤1，运行车间除尘系统，预热制作薄膜设备，卫生清洁，ETFE原料烘干12小时；
步骤2，将烘干好的ETFE原料加入制作薄膜设备的料筒，经过高温烘干，熔融，流延挤出符合性能的ETFE，经过电磁成型辊冷却，除静电，再检测，收卷，得到最终产品。
上述的ETFE薄膜的制备方法，其中步骤2包含：
步骤2.1，将ETFE原料加入到制作薄膜设备，加热至280-350℃，流延挤出，通过特殊模头成型薄膜；
步骤2.2，薄膜通过80℃的四个电磁成型辊进行冷却；
上述的ETFE薄膜的制备方法，在所述步骤2.2中，薄膜会经过4个电磁辊进行冷却，电磁成型辊筒不同摆放位置，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Φ265×宽度600mm，辊筒可水平，垂直移动；电磁成型辊2#：直径Φ265-290mm×宽度600-800mm，辊筒可水平，垂直移动；电磁成型辊3#：直径Φ265-290mm×宽度600-800mm，辊筒可水平，垂直移动；电磁成型辊4#：直径Φ265-290mm×宽度600-800mm，辊筒可水平，垂直移动。
上述的ETFE薄膜的制备方法，在所述步骤2.3中，薄膜通过导辊后要进行分切，边料进行收集；
上述生产ETFE薄膜工艺条件要求严格，操作人员专业，原材料优质，才能生产高品质ETFE薄膜。
本发明制备不同厚度、均一、稳定、高品质的高透光、高强度ETFE薄膜，光学、力学优异，广泛应用于太阳能电池背光板薄膜，半导体封装，建筑膜等具有良好的前景。
下面提供优选的实施例：
实施例1
车间温度为20℃，湿度为55％。ETFE熔融指数为11.2，挤出机挤出频率为3.5Hz，工艺条件为料筒一区加热280℃，二区加热290℃，三区加热300℃，四区加热320℃，1#电磁成型辊运行速度4.60m/min，2#电磁成型辊运行速度4.97m/min，3#电磁成型辊运行速度4.74m/min，4#电磁成型辊运行速度4.74m/min，牵引运行速度5.98m/min。电磁成型辊筒不同摆放位置，温度为80℃，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。螺杆直径30mm；拉伸比：5-30；平衡比：1.05-1.10。
步骤1，运行车间除尘系统，预热制作薄膜设备，卫生清洁，ETFE原料烘干12小时；
步骤2，通过80℃的电磁成型辊冷却；
步骤3，通过导辊进行除静电后收卷，最后检测完进行产品收集，得到所述的ETFE薄膜；
该ETFE薄膜产品厚度为50μm，宽度为500mm，颜色透明光亮，性能为表1所示。
实施例2
车间温度为24℃，湿度为39％。ETFE熔融指数为8.6，挤出机挤出频率为3.0Hz，工艺条件为料筒一区加热280℃，二区加热290℃，三区加热300℃，四区加热320℃，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80℃，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。螺杆直径30mm；拉伸比：5-30；平衡比：1.05-1.10。
步骤1，运行车间除尘系统，预热制作薄膜设备，卫生清洁，ETFE原料烘干12小时；
步骤2，通过80℃的电磁成型辊冷却；
步骤3，通过导辊进行除静电后收卷，最后检测完进行产品收集，得到所述的ETFE薄膜；
该ETFE薄膜产品厚度为40μm，宽度为500mm，颜色透明光亮，性能为表1所示。
实施例3
车间温度为24℃，湿度为39％。ETFE熔融指数为11.2，挤出机挤出频率为3.5Hz，工艺条件为料筒一区加热280℃，二区加热290℃，三区加热300℃，四区加热320℃，1#电磁成型辊运行速度4.60m/min，2#电磁成型辊运行速度4.97m/min，3#电磁成型辊运行速度4.74m/min，4#电磁成型辊运行速度4.74m/min，牵引运行速度5.98m/min。电磁成型辊筒不同摆放位置，温度为80℃，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#：Φ290mm×宽度700mm，辊筒可水平，垂直移动。螺杆直径30mm；拉伸比：5-30；平衡比：1.05-1.10。
步骤1，运行车间除尘系统，预热制作薄膜设备，卫生清洁，ETFE原料烘干12小时；
步骤2，通过80℃的电磁成型辊冷却；
步骤3，通过导辊进行除静电后收卷，最后检测完进行产品收集，得到所述的ETFE薄膜；
该ETFE薄膜产品厚度为50μm，宽度为500mm，颜色透明光亮，性能为表1所示。
实施例4
车间温度为25℃，湿度为43％。ETFE熔融指数为11.2，挤出机挤出频率为6.0Hz，工艺条件为料筒一区加热280℃，二区加热290℃，三区加热310℃，四区加热320℃，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80℃，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。螺杆直径30mm；拉伸比：5-30；平衡比：1.05-1.10。
步骤1，运行车间除尘系统，预热制作薄膜设备，卫生清洁，ETFE原料烘干12小时；
步骤2，通过80℃的电磁成型辊冷却；
步骤3，检测之后通在线测厚，并通过导辊进行除静电后收卷，最后检测完进行产品收集，得到所述的ETFE薄膜；
该ETFE薄膜产品厚度为50μm，宽度为500mm，颜色透明光亮，性能为表1所示。
实施例5
车间温度为25℃，湿度为35％。ETFE熔融指数为11.2，挤出机挤出频率为5.0Hz，工艺条件为料筒一区加热290℃，二区加热300℃，三区加热310℃，四区加热315℃，1#电磁成型辊运行速度6.20m/min，2#电磁成型辊运行速度6.70m/min，3#电磁成型辊运行速度6.39m/min，4#电磁成型辊运行速度6.39m/min，牵引运行速度8.06m/min。电磁成型辊筒不同摆放位置，温度为80℃，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。螺杆直径30mm；拉伸比：5-30；平衡比：1.05-1.10。
步骤1，运行车间除尘系统，预热制作薄膜设备，卫生清洁，ETFE原料烘干12小时；步骤2，通过80℃的电磁成型辊冷却；
步骤3，通过导辊进行除静电后收卷，最后检测完进行产品收集，得到所述的ETFE薄膜；
该ETFE薄膜产品厚度为35μm，宽度为500mm，颜色透明光亮，性能为表1所示。
表一是上述实施例1-5的ETFE薄膜的性能。
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 (4)
1.一种ETFE薄膜的挤压流延成型装置，其特征在于：包括下料系统，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，所述的挤出机设置加热系统，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，滤网连接模头，模头出料口为模口，模口处连接有用于挤压成膜的压轴，压轴的后端设置有至少四道电磁成型辊，电磁成型辊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，在线测厚仪后方是支撑架，支撑架连接展平辊，薄膜先通过支撑架再经过展平辊，导辊及分切处对薄膜进行分切，牵引辊将膜导向张力辊，薄膜再通过展平辊进行展平，通过除静电仪进行除静电，相连接的摩擦辊与收卷辊进行产品最终的收卷。
2.根据权利要求1所述的一种ETFE薄膜的制备方法，其特征在于：该制备方法运行在权利要求1所述的ETFE薄膜的挤压流延成型装置，所述的四个温度区包括有一区、二区、三区和四区；所述的四道电磁成型辊分别为1#电磁成型辊、2#电磁成型辊、3#电磁成型辊和4#电磁成型辊，其制备的参数为：挤出机挤出频率为3-8Hz，一区加热280-295℃，二区加热285-300℃，三区加热300-310℃，四区加热300-320℃，1#电磁成型辊运行速度4-7m/min，2#电磁成型辊运行速度4-7m/min，3#电磁成型辊运行速度4-7m/min，4#电磁成型辊运行速度4-7m/min，牵引运行速度5-9m/min；拉伸比：5-30；平衡比：1.05-1.10，成型的薄膜在与电磁成型辊接触的过程中，1#电磁成型辊的表面温度高于薄膜的共聚物的结晶温度且低于薄膜共聚物的熔点，然后通过2#电磁成型辊、3#电磁成型辊和4#电磁成型辊后将薄膜共聚物从电磁成型辊上剥离。
3.根据要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的1#电磁成型辊为：Φ265-290mm×600-800mm；使用镀硬铬，电机功率：1.5KW；辊筒表面硬度：HRC>＝62；辊筒可水平，垂直移动；所述的2#电磁成型辊：Φ265-290mm×600-800mm，所述的3#电磁成型辊：Φ265-290mm×600-800mm；所述4#电磁成型辊：Φ265-290mm×600-800mm，辊筒表面硬度：HRC>＝62；辊筒可水平，垂直移动，所述的四道电磁成型辊温度均为80℃。
4.根据要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的薄膜共聚物为具有四氟乙烯单元、乙烯单元和基于四氟乙烯和乙烯以外的单体的第三单元的共聚物。
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