[发明专利]高强高模聚乙烯膜及其连续固态挤出超拉伸的生产方法

说明书

本发明公开了一种高强高模聚乙烯膜及其连续固态挤出超拉伸的生产方法，其特征在于：它由粘均分子量在100~600万范围内的超高分子量聚乙烯制成；其拉伸强度在6.6~30cN/dtex，拉伸模量在220~1350cN/dtex，断裂伸长率为1.2%~3%。该高强高模聚乙烯膜及其连续固态挤出超拉伸的生产方法，强度高、抗腐蚀性强、密度低、耐磨性和耐弯曲疲劳性优异，生产工艺简单、容易控制，能够连续生产；经超拉伸前或后的切割，也可制成高强高模聚乙烯膜裂纤维或扁丝，广泛用于绳索、网具、防弹防刺装具、管道或线缆增强包覆、建筑增强材料、复合材料等使用领域。

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯膜及其生产方法，属于新材料技术领域，具体的说是一种高强高模聚乙烯膜及其连续固态挤出超拉伸的生产方法。

背景技术

目前，具有高抗拉伸性能的高强高模聚乙烯膜、膜裂纤维等，为获得应有的高抗拉性能均采用100万以上的超高分子量聚乙烯为原料。然而，由于超高分子量聚乙烯熔融后，其分子链之间易形成互缠结网络结构，使其不能像普通的聚合物一样进行熔融法加工制品，而一般采用溶剂溶解进行加工。如美国专利US5503791中，公开了一种将超高分子量聚乙烯溶解于溶剂，然后经冷却、去除溶剂、拉伸等步骤制备聚乙烯膜的生产方法。在中国专利CN101164677A中，公开了一种超高分子量聚乙烯多孔膜及其热致相分离的生产方法，其也是首先将超高分子量聚乙烯与溶剂混合溶解后再挤出进行相分离。

但采用溶剂的生产方法，需要在后续步骤中再利用另一种萃取或蒸发将其从产品中去除，工艺复杂、成本高、且生产用溶剂易污染环境。

在专利WO2009/132990A1中，公开了一种以超高分子量聚乙烯粉末为原料，将其以20～50Mpa压力、100～130℃温度下在一规则的模具(如圆盘状)中压制成型制备出一种分子链解缠绕的料块，后经切割、拉伸制备膜的方法，制备出的膜用于防弹与复合材料，该方法为一种模压成型，二次拉伸成型技术，该法虽较易实现但生产效率颇低，且易发生氧化降解。

专利WO2010/079174A2专利中，公开了一种以重均分子量在50万以上的超高分子量聚乙烯为原料，在熔点以下10℃内经模具注塑成型，然后经双向热拉伸制备聚乙烯膜的方法，该膜可作为过滤膜、包装膜等使用。

综上所述，目前聚乙烯膜的抗拉强度较低，耐磨性能较差，不适合在绳索、网具、防弹防刺装具、管道或线缆增强包覆、建筑增强材料、复合材料等领域中使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有强度高、抗腐蚀性强、密度低、耐磨性和优异的耐弯曲疲劳性能的高强高模聚乙烯膜。

本发明的另一个目的在于提供一种工艺简单、能连续化工业生产的高强高模聚乙烯膜的连续固态挤出超拉伸的生产方法。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该高强高模聚乙烯膜，其特征在于：它由粘均分子量在100～600万范围内的超高分子量聚乙烯制成；其拉伸强度在6.6～30cN/dtex以上，拉伸模量在220～1350cN/dtex以上，断裂伸长率为1.2％～3％。

所述的高强高模聚乙烯膜，经熔点仪测定，其熔融温度区间在145～155℃之间。

所述的高强高模聚乙烯膜，其厚度为0.01～1mm；宽度为0.5～375mm。

该高强高模聚乙烯膜的原料采用粘均分子量在100万以上的聚乙烯，粘均分子量低于100万的聚乙烯做出的膜难以显示优异的抗拉强度等机械性能；然而分子量过高，会导致制膜过程的困难，所以使用聚乙烯的粘均分子量最好不高于600万；此处的粘均分子量，是指在135℃的十氢萘中测定粘度并最终推导出的聚乙烯分子量。

上述高强高模聚乙烯膜的连续固态挤出超拉伸的生产方法，其特征在于：它包括以下步骤连续制造完成：

(1)、制备分子链解缠绕的初生膜：