專利名稱：高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜及其凍膠生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯膜，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種具有高抗拉伸 強度的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜及其凍膠生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在目前公開的資料中，高強高模聚乙烯纖維、超高分子量聚乙烯多孔膜等均有報 道，該兩種產(chǎn)品均是采用超高分子量聚乙烯為原料制造的。例如在中國專利CN03156300. 7， “一種高強聚乙烯纖維的制造方法”中，公開了利用超高分子量聚乙烯為基礎(chǔ)材料，采用“凍 膠紡絲”法連續(xù)生產(chǎn)高強度聚乙烯纖維的方法。在歐洲專利EP1126052中，提到了一種以超 高分子量聚乙烯制造的拉伸強度大于22CN/dtex的高強度聚乙烯纖維，并說明該纖維應(yīng)用 于繩索、網(wǎng)具、防彈材料、防護手套、建筑增強纖維、頭盔等的制造。以高強度聚乙烯纖維作為原料制造的繩索、網(wǎng)具等產(chǎn)品因其具有的高拉伸強度、 高模量、低密度、耐腐蝕等優(yōu)異特點，已經(jīng)作為高端產(chǎn)品被廣泛使用。但另一方面，其高取向 的分子鏈結(jié)構(gòu)，使它們具有較差的耐彎曲疲勞度和較差的磨損性；并且由于目前的凍膠紡 絲法生產(chǎn)出的高強度聚乙烯纖維，一束絲中由多根單絲構(gòu)成，且單絲纖度一般小于10D，其 加工的繩索、網(wǎng)具在使用當(dāng)中往往由于單根或部分絲束的磨損、起毛起球，表現(xiàn)出較差的耐 磨損性，而造成繩索、網(wǎng)具的性能下降或斷裂，這些缺點已成為阻止聚乙烯纖維在工業(yè)領(lǐng)域 特別是繩索、網(wǎng)具等行業(yè)廣泛應(yīng)用的主要障礙。也有制作超高分子量聚乙烯多孔膜的方法，如中國科學(xué)院化學(xué)研究所提 出的中國專利申請《熱致相分離法制備超高分子量聚乙烯多孔膜的方法》，申請?zhí)?200610113814. 1，公開號 CN101164677A，申請日 2006. 10. 18，
公開日
2008. 04. 23。這種膜是 一種以超高分子量聚乙烯為原料制造的具有表面與內(nèi)部多微孔結(jié)構(gòu)膜，利用該膜的多微孔 結(jié)構(gòu)可作為濾材、鋰電池隔膜等使用，但多微孔結(jié)構(gòu)膜不能用于制造高性能繩索、網(wǎng)具等產(chǎn)
P
ΡΠ O對于高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，目前尚無公開的技術(shù)資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)異的抗拉伸強度、耐磨損性和耐彎曲疲勞性的 高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種工藝簡單、容易控制、能連續(xù)生產(chǎn)的高強高模 聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法。為了達到以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜， 其特征在于它由超高分子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為11. 8 41. 2cN/dtex，拉伸模 量在350 1480cN/dteX，斷裂伸長率為1. 5 3. 8% ；該超高分子量聚乙烯粘均分子量為 150 550 萬。所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間。
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所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的厚度為1 113 μ m。所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的寬度為0. 1 200cm。該高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的原料采用粘均分子量在150萬以上的聚乙烯，粘 均分子量低于150萬的聚乙烯做出的膜難以顯示優(yōu)異的抗拉強度等機械性能；然而分子量 過高，會導(dǎo)致制膜過程的困難和膜使用耐久性的降低，所以使用聚乙烯的粘均分子量最好 低于600萬；此處的粘均分子量，是指在135°C的十氫萘中測定粘度并最終推導(dǎo)出的聚乙烯 分子量。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷。所述的步驟(1)中，所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超高分子量聚乙烯重量 的5-18倍；所述添加劑為抗氧劑，加入量為超高分子量聚乙烯重量的0. 01 0. 1%。所述的步驟(2)中，所述噴膜機的模頭的噴膜口長度為10 1200cm，寬度為 0. 5 3mm，噴膜機的溫度控制在240 257°C之間。所述的步驟(3)中，所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面的距離為 0. 5 2cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行一定倍率 的氣隙牽伸，牽伸倍率在2. 5 12倍之間，冷卻水槽中冷水的溫度在10 25°C之間。所述步驟(4)中，所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率在2 5倍之間。所述步驟(5)中，在萃取過程中進行縱向拉伸，拉伸倍率在1 3倍之間；所述萃 取劑是二甲苯、二氯甲烷及碳氫類清洗劑中的一種。所述步驟(6)中，所述干燥裝置的溫度控制在40 60°C之間。所述步驟(7)中，所述多級熱拉伸裝置設(shè)1 5級，即進行1 5次熱拉伸；熱拉 伸過程中的溫度在100 160°C之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率在2 9倍之 間。在步驟(4)、(5)之間，或步驟(5)、(6)之間，或步驟(6)、(7)之間，或在步驟(7) 過程中，可根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω邚姼吣＞垡蚁┛估瓗钅さ膶挾鹊囊?，對膜進行縱向 裁切成多條窄的高強高模聚乙烯帶狀膜，這種窄的高強高模聚乙烯帶狀膜，也叫膜裂纖維
5或扁絲，高強高模聚乙烯帶狀膜的長度也可以根據(jù)需要在卷繞時控制。在上述方法制備高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的過程中，膜的縱向被充分拉伸，分 子鏈高度取向和結(jié)晶，形成了多層互傳網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，大分子鏈在保持了縱向高度取向以獲得 高拉伸強度的同時，分子鏈之間互相纏結(jié)，基本消除了在纖維中易發(fā)生的原纖化現(xiàn)象不易 撕裂；膜的橫向則會有不同程度的收縮或者膜重疊現(xiàn)象的發(fā)生。因此，單根高強高模聚乙烯 帶狀膜的線密度較大，單根抗拉力大，從而賦予了高強高模聚乙烯帶狀膜優(yōu)異的耐磨損性 能和耐彎曲疲勞性。本發(fā)明的有益效果在于強度高、抗腐蝕性強、密度低、耐磨性和耐彎曲疲勞性優(yōu) 異，同時生產(chǎn)工藝簡單、容易控制，能夠連續(xù)生產(chǎn)；適用于制造工業(yè)或民用的各種繩索或線 纜，特別是長期使用的連接纜繩，例如下錨用的繩索和系船索等；也適用于制造各類網(wǎng)具， 如漁網(wǎng)、網(wǎng)箱；也可用于電線電纜、設(shè)備容器、輸油輸氣管線等的增強用包覆膜；也可用于 制作防彈、防刺用復(fù)合材料。
具體實施例方式實施例1 一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為150萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為ll.ScN/dtex，拉伸模量在350cN/dteX，斷裂伸長率為 3. 3% ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為:113μ m ；其寬度為:200cm。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超 高分子量聚乙烯重量的5倍；所述添加劑為抗氧劑1010，加入量為超高分子量聚乙烯重量 的 0. 05% ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為1200cm，寬度為3mm，噴膜機的溫度為240°C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為0. 5cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行10 倍的氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水溫度為10°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為2倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中進行縱向拉 伸，拉伸倍率在1. 5倍；所述萃取劑是二甲苯；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為40°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞
6成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)2級，即進行2次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為3. 2倍。實施例2:一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為300萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為25cN/dteX，拉伸模量在813cN/dteX，斷裂伸長率為 3. 1% ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為37μπι ；其寬度為50cm。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超 高分子量聚乙烯重量的5倍；所述添加劑為抗氧劑1076，加入量為超高分子量聚乙烯重量 的 0. 01% ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為800cm，寬度為2mm，噴膜機的溫度為248°C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為1cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行5倍的 氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水的溫度為15°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為2. 5倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中無縱向拉伸； 所述萃取劑是二氯甲烷；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為47°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)5級，即進行5次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為9倍。實施例3:一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為400萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為27cN/dteX，拉伸模量在694cN/dteX，斷裂伸長率為 3. 8% ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為18μ m ；其寬度為20cm。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超 高分子量聚乙烯重量的10倍；所述添加劑為抗氧劑1035，加入量為超高分子量聚乙烯重量 的 0. 08% ；
(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為500cm，寬度為2mm，噴膜機的溫度為251°C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為1. 5cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行2. 5 倍的氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水溫度為19°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為2倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中進行縱向拉 伸，拉伸倍率為3倍；所述萃取劑是碳氫清洗劑；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為46°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)4級，即進行4次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為6倍。實施例4:一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為450萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為37. 8cN/dteX，拉伸模量在1209cN/dteX，斷裂伸長率 為3. ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為3μπι;其寬度為4cm。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超 高分子量聚乙烯重量的10倍；所述添加劑為抗氧劑1010，加入量為超高分子量聚乙烯重量 的 0. 05% ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為200cm，寬度為1mm，噴膜機的溫度為252°C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為1. 5cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行4倍 的氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水溫度為19°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為3. 5倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中進行縱向拉 伸，拉伸倍率為2倍；所述萃取劑是二氯甲烷；
(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為50°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)3級，即進行3次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為4倍。實施例5:—種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為450萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為31.8cN/dteX，拉伸模量在860cN/dteX，斷裂伸長率為 3. 7% ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為2μ m ；其寬度為3cm。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超 高分子量聚乙烯重量的11倍；所述添加劑為抗氧劑1076，加入量為超高分子量聚乙烯重量 的 0. 1 % ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為50cm，寬度為0. 5mm,噴膜機的溫度為252°C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為1. 8cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行6倍 的氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水溫度為22°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為3倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中進行縱向拉 伸，拉伸倍率為1. 5倍；所述萃取劑是二氯甲烷；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為55°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)3級，即進行3次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為3. 5倍。實施例6 一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為550萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為41. 2cN/dteX，拉伸模量在1178cN/dteX，斷裂伸長率 為3. 5% ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為1 μ m ；其寬度為0. Icm0上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超
9高分子量聚乙烯重量的10倍；所述添加劑為抗氧劑1035，加入量為超高分子量聚乙烯重量 的 0. 05% ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為200cm，寬度為1mm，噴膜機的溫度為252°C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為1. 5cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行8倍 的氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水溫度為19°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為5倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中未進行拉伸； 所述萃取劑是二氯甲烷；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為60°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)2級，即進行2次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為2. 5倍。實施例7 一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為400萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為36. 75cN/dteX，拉伸模量在1286cN/dteX，斷裂伸長率 為2.8% ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為2μπι;其寬度為15cm。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超 高分子量聚乙烯重量的12倍；所述添加劑為抗氧劑，加入量為超高分子量聚乙烯重量的 0. 1% ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為400cm，寬度為1mm，噴膜機的溫度為248°C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為1cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行5倍的 氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水溫度為15°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為3. 5倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中進行縱向拉 伸，拉伸倍率為2倍；所述萃取劑是二氯甲烷；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為48°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)3級，即進行3次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為3. 5倍。實施例8:一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為400萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為39. 6cN/dteX，拉伸模量在1480cN/dteX，斷裂伸長率 為2. 6% ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為1. 5 μ m ；其寬度為1. 3cm。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超 高分子量聚乙烯重量的12倍；所述添加劑為抗氧劑，加入量為超高分子量聚乙烯重量的 0. 02% ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為100cm，寬度為1. 5mm，噴膜機的溫度為251 °C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為1. 5cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行4. 5 倍的氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水溫度為25°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于
0.5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為3. 5倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中進行縱向拉 伸，拉伸倍率為2倍；所述萃取劑是碳氫清洗劑；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為55°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)2級，即進行2次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為4. 2倍。實施例9 一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由粘均分子量為150萬超高分 子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為IScN/dtex，拉伸模量在970cN/dteX，斷裂伸長率為
1.5% ；其熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間；其厚度為:1· 2 μ m ；其寬度為0. 3cm。上述高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟 連續(xù)制造完成
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(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在 線高剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超 高分子量聚乙烯重量的10倍；所述添加劑為抗氧劑，加入量為超高分子量聚乙烯重量的 0. 02% ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠 出的溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；所述噴膜機的模頭的 噴膜口長度為20cm，寬度為1. 5mm,噴膜機的溫度為242°C ；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明 或半透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面 的距離為2cm，通過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行10倍 的氣隙牽伸，冷卻水槽中冷水溫度為10°C ；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于 0. 5% ；所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率為4倍；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中 的溶劑去除；在萃取過程產(chǎn)生的混合液經(jīng)分離回收，重復(fù)利用；在萃取過程中進行縱向拉 伸，拉伸倍率為2倍；所述萃取劑是碳氫清洗劑；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜； 所述干燥裝置的溫度為45°C ；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞 成卷；所述多級熱拉伸裝置設(shè)2級，即進行2次熱拉伸；熱拉伸過程中的溫度在100 160°C 之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率為2倍。在所有的實施例中，在步驟(4)、(5)之間，或步驟(5)、(6)之間，或步驟(6)、(7) 之間，或在步驟(7)過程中，可根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω邚姼吣＞垡蚁┛估瓗钅さ膶挾鹊?要求，對膜進行縱向裁切成多條窄的高強高模聚乙烯帶狀膜，這種窄的高強高模聚乙烯帶 狀膜，也叫膜裂纖維或扁絲，高強高模聚乙烯帶狀膜的長度也可以根據(jù)需要在卷繞時控制。
權(quán)利要求
一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于它由超高分子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為11.8～41.2cN/dtex，拉伸模量在350～1480cN/dtex，斷裂伸長率為1.5～3.8％；該超高分子量聚乙烯粘均分子量為150～550萬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于所述的高強高模 聚乙烯抗拉帶狀膜的熔融溫度區(qū)間在145 155°C之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于所述的高強 高模聚乙烯抗拉帶狀膜的厚度為1 113 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜，其特征在于所述的 高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的寬度為0. 1 200cm。
5.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特 征在于它包括以下步驟連續(xù)制造完成(1)、將超高分子量聚乙烯粉料、溶劑和添加劑按比例分別進行計量，并輸送至在線高 剪切乳化機進行混合均化，形成均一的懸濁液；所述溶劑為礦物油，溶劑的加入量為超高 分子量聚乙烯重量的5 18倍；所述添加劑為抗氧劑，加入量為超高分子量聚乙烯重量的 0. 01 0. ；(2)、將該懸濁液物料直接喂入雙螺桿擠出機進行溶解、擠出，雙螺桿擠出機中擠出的 溶液被送至熔體過濾器，后喂入計量泵，再從噴膜機的模頭擠出；(3)、從噴膜機的模頭擠出的熔體膜迅速進入冷卻水槽進行冷卻，形成固態(tài)不透明或半 透明的凍膠態(tài)的薄膜，并經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)出；(4)、將所得薄膜經(jīng)預(yù)拉伸裝置進行在線縱向預(yù)拉伸，使薄膜中溶劑的含量低于0.5% ；(5)、經(jīng)縱向預(yù)拉伸的薄膜進入密閉逆向萃取裝置，溶劑與萃取劑置換，凍膠膜中的溶 劑去除；(6)、去除溶劑的薄膜在密閉狀態(tài)下進入干燥裝置進行干燥，形成干態(tài)帶狀薄膜；(7)、將干態(tài)帶狀薄膜進入多級熱拉伸裝置進行熱拉伸定型，成為成品并最終卷繞成卷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于 所述的步驟(2)中，所述噴膜機的模頭的噴膜口長度為10 1200cm，寬度為0. 5 3mm，噴 膜機的溫度控制在240 257°C之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于 所述的步驟(3)中，所述噴膜機的模頭的噴膜口與冷卻水槽的水面的距離為0.5 2cm，通 過控制設(shè)置在冷卻水槽底部導(dǎo)輥的速度，對由模頭噴出的薄膜進行一定倍率的氣隙牽伸， 牽伸倍率在2. 5 12倍之間，冷卻水槽中冷水的溫度在10 25°C之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于 所述步驟⑷中，所述薄膜的在線縱向預(yù)拉伸的倍率在2 5倍之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于 所述步驟(5)中，在萃取過程中進行縱向拉伸，拉伸倍率在1 3倍之間；所述萃取劑是二 甲苯、二氯甲烷及碳氫類清洗劑中的一種；所述步驟(6)中，所述干燥裝置的溫度控制在 40 60°C之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜的凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟(7)中，所述多級熱拉伸裝置設(shè)1 5級，即進行1 5次熱拉伸；熱拉伸過程中 的溫度在100 160°C之間，并逐級升高；熱拉伸過程的總拉伸倍率在2 9倍之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜及其凍膠生產(chǎn)方法，其特征在于它由超高分子量聚乙烯制成，其縱向拉伸強度為11.8～41.2cN/dtex，拉伸模量在350～1480cN/dtex，斷裂伸長率為1.5～3.8％；該超高分子量聚乙烯粘均分子量為150～550萬。該高強高模聚乙烯抗拉帶狀膜及其凍膠生產(chǎn)方法，強度高、抗腐蝕性強、密度低、耐磨性和耐彎曲疲勞性優(yōu)異，同時生產(chǎn)工藝簡單、容易控制，能夠連續(xù)生產(chǎn)；適用于制造工業(yè)或民用的各種繩索或線纜，特別是長期使用的連接纜繩，例如下錨用的繩索和系船索等；也適用于制造各類網(wǎng)具，如漁網(wǎng)、網(wǎng)箱；也可用于電線電纜、設(shè)備容器、輸油輸氣管線等的增強用包覆膜；也可用于制作防彈、防刺用復(fù)合材料。
文檔編號B29D7/01GK101914234SQ20101023923
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
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