CN220638662U - 氮气保护的etfe挤出流延薄膜生产装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,包括驱动组件,所述驱动组件连接挤出机,所述驱动组件和挤出机安装于支架上,所述挤出机前端连接料斗和氮气组件,所述挤出机后端连接过滤器,所述过滤器连接熔体泵,所述熔体泵连接流延薄膜模具,所述流延薄膜模具下方设有冷却辊。本装置根据乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)加工温度高、易于热分解的问题所采用的特殊镍合金钢制螺杆和机筒具有稳定性的作用,辅助氮气保护,挤出物透明清澈、无晶点、无黄点、无烟气和积瘤存在。

Description

氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置
技术领域
本实用新型涉及聚合物加工成型技术领域,具体涉及氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置。
背景技术
挤出流延薄膜加工加工是一种将热塑性塑料经挤出机熔融塑化,通过流延薄膜机头成膜再经冷却辊筒成膜的生产技术。已经应用于聚乙烯、聚丙烯、PET、PBT、PMMA、PPS、PEEK等热塑性塑料。工艺路线成熟、生产装备配置越来越先进,单机产量大、薄膜线速度快。但是在用于可熔融挤出的热塑性氟塑料时,遇到了与一般流延挤出生产线不一样的问题。一是挤出温度高、二是酸性腐蚀大。
乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE,F-40)是一种可熔融挤出加工的含氟高分子材料,ETFE是最强韧的氟塑料,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。ETFE薄膜耐低温性好,暴露于-200℃-150℃的温度中也不发脆。ETFE薄膜的透明度高,可达95%。ETFE薄膜的使用始于上世纪90年代,主要作为农业温室的覆盖材料、各种建筑物的棚顶篷膜,如运动场看台、建筑物棚顶、养殖大棚、生态园大棚、娱乐场、餐厅篷盖、娱乐厅、停车场、展览馆和博物馆的顶棚等。英国新千年应典工程之一的“伊甸园”由4座穹顶状建筑连接组成的全球最大温室,顶棚有ETFE制成的透明盖板,其质量只有相同面积玻璃质量的1%,透明薄片可以回收利用,并具有良好的保温性。北京水立方顶棚,也采用ETFE薄膜。在应用于大棚薄膜的时候,ETFE具有强度高、透明度高、耐低温、耐高温、耐针穿刺、阻燃的特点,而且表面能低,不沾灰尘,可以自洁免维护保养,寿命可达30年以上。ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准,燃烧时也不会滴落.
ETFE加工温度一般在300-330℃,在挤出流延薄膜时温度在330-350℃,由于ETFE含有氟元素,在高温时容易分解放出氢氟酸,产生自催化分解,腐蚀螺杆和机筒以及模具,所以氟塑料加工设备需要采用耐酸性好的镍基合金钢材料,此外,氟塑料加工温度高达300-350℃,没有任何稳定剂可以添加。所以在高温下聚合物分子的稳定性下降、氟原子从聚合物链上脱落,形成氟离子和氟分子,聚合物链存在有不稳定部位,易于在氧气的助力下分子链断裂降解、或被氧化形成羰基和羧基。由此产生的聚合物薄膜黄色指数上升,影响其外观和使用性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,包括驱动组件,所述驱动组件连接挤出机,所述驱动组件和挤出机安装于支架上,所述挤出机前端连接料斗和氮气组件,所述挤出机后端连接过滤器,所述过滤器连接熔体泵,所述熔体泵连接流延薄膜模具,所述流延薄膜模具下方设有冷却辊。
优选地,所述氮气组件包括气体增压泵,所述气体增压泵通过管道连接氮气供应装置。
优选地,所述驱动组件包括驱动电机,所述驱动电机的输出端连接驱动轮,所述驱动轮通过驱动皮带连接从动轮,所述从动轮连接减速箱。
优选地,所述挤出机包括挤出机机筒和螺杆,所述螺杆位于挤出机机筒内部,端部连接减速箱,所述挤出机机筒前端设有进料口和注气口,后端设有出料口,所述进料口连接料斗,所述注气口通过管道连接气体增压泵,所述出料口连接过滤器。
优选地,所述挤出机采用多段结构,每段挤出机外侧安装有温度控制组件。
优选地,所述挤出机机筒和螺杆均为镍基合金钢材质,所述熔体泵为镍基合金钢材质。
氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产方法,具体包括以下内容:
(1)将挤出机、过滤器、熔体泵、流延薄膜模具和冷却辊进行加温,到达设定温度后保温30分钟,开启主机及熔体泵;
(2)通过料斗添加原料,低速运行,待到模具口出料时,提高螺杆转速;
(3)观察塑化质量,微调至正常后,移动冷却辊到模具下方,开启冷却辊进行后续的牵引和收卷。
优选地,所述(1)中挤出机通过温度控制组件进行6段加温,每段温度分别为:1段:240-260℃;2段:280-290℃;3段:290-310℃;4段:310-330℃;5段:330-340℃;6段:330-350℃。
优选地,所述(1)中过滤器温度:330-340℃;熔体泵温度:330-340℃,流延薄膜模具温度:330-350℃;冷却辊采用导热油控温,温度:80-180℃。
优选地,所述(3)中微调至正常为薄膜表面光滑平整,流延薄膜的厚度为:25-300μm;宽度:1800mm;线速度5-60m/min。
本实用新型的技术效果和优点:本装置根据乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)加工温度高、易于热分解的问题所采用的特殊镍合金钢制螺杆和机筒具有稳定性的作用,辅助氮气保护,挤出物透明清澈、无晶点、无黄点、无烟气和积瘤存在;挤出装置中引入镍基合金的熔体泵,增加了塑化熔体向模体内输送料量的稳定性,有效提高了薄膜厚度的稳定性,保障了产品质量;冷却定型装置的冷却定型辊选用80-180℃的热油控温,可达到冷却效果。薄膜透明度高;实现了流延薄膜的连续挤出加工成型,具有可持续生产的能力。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中,1.挤出机;2.支架;3.料斗;4.挤出机机筒;5.过滤器;6.熔体泵;7.流延薄膜模具;8.冷却辊;9.气体增压泵;10.氮气供应装置;11.驱动电机;12.驱动轮;13.驱动皮带;14.从动轮;15.减速箱;16.螺杆;17.温度控制组件。
具体实施方式
为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型,在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接或是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以两个元件内部的连通。
实施例
如图1所示氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,包括驱动电机11,驱动电机11为变频电机,驱动电机11的输出端连接驱动轮12,驱动轮12通过驱动皮带13连接从动轮14,从动轮14连接减速箱15,减速箱15连接驱动挤出机1;驱动电机11、减速箱15和挤出机1安装于支架2上,挤出机1前端连接料斗3和氮气组件,挤出机1后端连接过滤器5,过滤器5连接熔体泵6,熔体泵6连接流延薄膜模具7,流延薄膜模具7下方设有冷却辊8;
其中熔体泵6的材质:镍基合金GH131,容量:150CC/r,转速:6-60rpm;泵前压力:最小2MPa,最大10MPa,泵后压力:不大于20MPa。
流延薄膜模具7为专用模具,可以根据乙烯/四氟乙烯共聚物的流变特性,采用计算机模拟流场分析,确定模具的流道设计,保证在模具出口处具有相同的流动速度和薄膜厚度。模具出口间隙由薄膜测厚仪反馈数据给模具上的膨胀螺丝,自动调整对应点的模具出口狭缝厚度,保证在横幅方向上厚度偏差小于±3%。
冷却辊8采用导热油控温,温度范围80-180℃,辊筒表面温度偏差±2℃,真空罩吸附和风刀冷却。
氮气组件包括气体增压泵9,气体增压泵9通过管道将氮气供应装置10中的氮气注入到挤出机1中,驱离挤出机1内部空气、特别是氧气,形成惰性环境,保护了聚合物分子链的稳定性;其中氮气注入的压力0.1MPa,流量为2.0Nm3/h;氮气供应装置10可为高压氮气瓶或在线氮气发生器等。
挤出机1直径为120mm,其包括挤出机机筒4和螺杆16,螺杆16位于挤出机机筒4内部,螺杆16端部连接减速箱15,螺杆16为镍基合金GH131的突变型结晶型螺杆;
挤出机机筒4为内衬镍基合金GH131材质,其前端设有进料口和注气口,后端设有出料口;进料口用于连接料斗3,并通过料斗3加入乙烯/四氟乙烯共聚物原料;注气口通过管道连接气体增压泵9,加压注入氮气;出料口连接过滤器5,使处理后的原料进入到过滤器5。
另外,挤出机1采用多段结构,每段挤出机外侧安装有温度控制组件17,通过温度控制组件17可以控制每段挤出机的温度。
氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产方法,具体包括以下内容:
(1)将挤出机1、过滤器5、流延薄膜模具7和冷却辊8进行加温,到达设定温度后保温30分钟,开启主机及熔体泵6;其中,挤出机1通过温度控制组件17进行6段加温、熔体泵6及流延薄膜模具7温度设置要求如下:
挤出机1段温度范围为:240-260℃,本实施例选用240℃;
挤出机2段温度范围为:280-290℃,本实施例选用280℃;
挤出机3段温度范围为:290-310℃,本实施例选用310℃;
挤出机4段温度范围为:310-330℃,本实施例选用330℃;
挤出机5段温度范围为:330-340℃,本实施例选用330℃;
挤出机6段温度范围为:330-350℃,本实施例选用335℃;
过滤器5温度范围为:330-340℃,本实施例选用330℃;
熔体泵6泵体温度范围为:330-340℃,本实施例选用330℃;
流延薄膜模具7范围为:330-350℃,本实施例选用340℃;
冷却辊8温度范围为:80-180℃,本实施例选用120℃;
(2)通过料斗3添加熔体流动指数为9.1g/10min的乙烯/四氟乙烯共聚物,低速运行,待到流延薄膜模具7的模具口出料时,提高螺杆16转速到30rpm;
(3)将主机调至正常工作状态,熔体泵调整转速,使泵前压力达到2MPa左右,观察塑化质量,待薄膜表面光滑平整,流延薄膜的厚度为:100μm左右;宽度:1800mm;线速度为5-60m/min,移动冷却辊8到流延薄膜模具7下方,开启冷却辊8进行后续的牵引和收卷。
本实施例中氮气保护的挤出流延薄膜产品检测数据见表一。
表一
最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,包括驱动组件,所述驱动组件连接挤出机,所述驱动组件和挤出机安装于支架上,其特征在于:所述挤出机前端连接料斗和氮气组件,所述挤出机后端连接过滤器,所述过滤器连接熔体泵,所述熔体泵连接流延薄膜模具,所述流延薄膜模具下方设有冷却辊。
2.根据权利要求1所述的氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,其特征在于:所述氮气组件包括气体增压泵,所述气体增压泵通过管道连接氮气供应装置。
3.根据权利要求2所述的氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,其特征在于:所述驱动组件包括驱动电机,所述驱动电机的输出端连接驱动轮,所述驱动轮通过驱动皮带连接从动轮,所述从动轮连接减速箱。
4.根据权利要求3所述的氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,其特征在于:所述挤出机包括挤出机机筒和螺杆,所述螺杆位于挤出机机筒内部,端部连接减速箱,所述挤出机机筒前端设有进料口和注气口,后端设有出料口,所述进料口连接料斗,所述注气口通过管道连接气体增压泵,所述出料口连接过滤器。
5.根据权利要求1所述的氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,其特征在于:所述挤出机采用多段结构,每段挤出机外侧安装有温度控制组件。
6.根据权利要求4所述的氮气保护的ETFE挤出流延薄膜生产装置,其特征在于:所述挤出机机筒和螺杆均为镍基合金钢材质,所述熔体泵为镍基合金钢材质。
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