CN113524825A - 一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺 - Google Patents

一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺。该工艺利用多层共挤氟树脂吹塑双向拉伸，使多层复合薄膜内分子结构横向与纵向呈现有序排列，从而进一步的提高复合薄膜横向与纵向力学性能、复合薄膜气体阻隔性、复合薄膜耐磨性和化学稳定性，且利用多样对比检验，从而检验出性能更加均匀的氟树脂薄膜，用于红外热气球的试验，利用多层薄膜结构的优势加入定量的二氧化钛或氟树脂镀铝，使的氟树脂最外层具有高强度抗老化性及耐紫外性能，从而进行紫外线的阻隔，防止快速老化，其不仅可以用作红外热气球中，也可作为临近空间飞艇的阻隔层。

Description

一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺
技术领域
本发明涉及红外热气球技术领域，具体为一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺。
背景技术
现有的热气球是一个比空气轻，上半部是一个大气球状，下半部是吊篮的飞行器，气球的内部加热空气，这样相对与外部冷空气具有更低的密度，作为浮力来使整体发生位移；吊篮可以携带乘客和热源。
现有技术主要在热气球的阻氦层等关键部位需要用到氟树脂及多种复合膜等原料进行工艺制备，其中复合膜可分为LLDPE的多层复合薄膜和特种PET等，使其制备得到的氦气或氢气阻隔薄膜等，从而形成LLDPE或特种PET单层，其利用多层或单层薄膜阻隔氦气原理，为薄膜内部细微结构的曲折通道阻隔气体分子。
但是其在实际生产制备时，仍旧存在一些缺点，如：薄膜现有结构材料耐高低温老化性能差，LLDPE耐高低温范围在-65℃-110℃左右；经过高低温循环后，材料发生老化，力学性能下降或是材料性能失效；气体阻隔性能下降或失效，薄膜耐紫外老化性能差，紫外老化后，材料力学、热封、气体阻隔性能均下降或失效。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，解决了现有薄膜耐紫外老化性能差，紫外老化后，材料力学、热封、气体阻隔性能均下降或失效的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，包括下述步骤：
(1)计量：将聚乙烯树脂和酸改性聚烯烃合成物等原辅材料，人工倒入料斗中，按照一定比例自动计量称重，其中原辅料可分为尼龙、聚乙烯、酸改性聚烯烃合成物、氟树脂等，其结构均为颗粒状，且粒径较大，不会产生粉尘颗粒物。
(2)螺杆挤出塑化：将计量后的氟树脂颗粒经多层膜挤出设备自带的螺杆挤出机加热下，剪切塑化为流体，使其达到熔融状态，温度在210～350℃，在此过程中会产生挤出废气G1，且废气G1中包括TRVOC、非甲烷总烃、氨等分子，使得氟树脂等原材料呈树脂颗粒状。
(3)定型：当氟树脂在高温熔融下塑化成流体后，利用挤出机内部挤出吹塑的机械力作用，从而对流体进行吹塑纵向拉伸，同时利用空气压缩，对其吹胀进行横向拉伸，在纵向和横向同时拉伸时，使得氟树脂复合膜形成薄膜，再利用多个挤出机共挤，将多层氟树脂薄膜挤压挤出，使其在一个机头挤出；在挤出过后，通过挤出机中的风机和机头的冷却环进行多层薄膜的冷却加工，再利用挤出机对其进行自动牵引、拉伸、定型、收卷后，从而制成多层薄膜，此外在氟树脂薄膜充分加入的定量氧化钛，在薄膜中形成气泡线，从而能抑制氟树脂的劣化，波长360nm以下的紫外线的透射率低，且具有优异的耐热性、耐候性。
(4)剖开展平收卷：当氟树脂多层薄膜定型挤出后，利用挤出机中的多辊轴进行收卷，将其收卷到切边设备中，然后将辊轴上的薄膜平整到切边台面中，利用切边设备对其进行裁边，使其能够等量切边，将多层薄膜切边完成后，利用展平机对裁边好的薄膜进行展平收卷。
(5)检验：在氟树脂多层薄膜定型后，先取部分薄膜样品进行裁剪，其样品长度范围约为4m至5m，进行检验，将样品裁切为等量多份，将每份样品分别进行检验，检验步骤如；第一步，取一块薄膜放至高低温环境箱内进行检验，从而观察其耐温情况；第二步，取一块薄膜经气体渗透仪检验其气体渗透性能；第三步，取一块薄膜进行紫外老化试验，老化后的样品在经电子拉伸试验机检验老化后的薄膜力学性能，经气体渗透仪检验老化后的薄膜气体渗透性能；第四步，然后按照标准制样经电子拉伸试验机对薄膜进行力学试验检测；第五步，取一块薄膜经实验用覆膜机进行试验，检验其粘合性能，其采用PUR胶水，在不低于80℃熔融后，利用刮板涂敷在薄膜上，利用覆膜机进行连续压合；第六步，取一块薄膜，经薄膜热合试验机热封，检验其热封性能，将裁剪的薄膜对折，直接热封对折后的双层薄膜；热封时，采用利用设备压力不低于0.1MPa，时间不低于1s。
(8)包装入库：在检验过程不产生任何废弃物，经上述性能检测均符合相关要求后将整卷薄膜密封保存；检验后不满足相关要求薄膜的根据不同需求进行划分保存、标记，将检验后的薄膜进行分类包装，其质量满足要求的薄膜和质量不满足要求的薄膜分别贴上样签，然后将满足相关要求的薄膜包装好进入成品原料区；将不满足相关要求的薄膜贴好标签，放入成品原料区独立保存，此外将原料拆包及打包过程中产生的废包装物进行集中化以及无害化处理工作。
优选的，所述将裁剪下来的薄膜，利用贴条机热封，在90℃，压力不低于0.1MPa，时间不低于2s，热封在一起，进行薄膜气球研发。
优选的，所述将裁剪下来的复合薄膜，利用专用热封机，进行连接，进行气球试验。
优选的，所述其利用多层共挤氟树脂吹塑双向拉伸，使多层复合薄膜内分子结构横向与纵向呈现有序排列，从而提高复合薄膜横向与纵向力学性能、复合薄膜气体阻隔性、复合薄膜耐磨性和化学稳定性。
优选的，所述产生的薄膜与氟树脂薄膜进行对比检验，将满足要求的薄膜与不满足要求的薄膜进行对比，加以改进。
(三)有益效果
本发明提供了一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，具备以下有益效果：
本发明通过采用定制的多层挤出设备将氟树脂与其他树脂相结合，制备出多层共挤薄膜，利用挤出机中多种设备进行组合加工，如螺杆挤出塑化、薄膜定型、挤出吹塑、风机及冷却环冷却定型、然后进行展平收卷，从而制备出高性能多层复合氟膜，使其利用多层共挤氟树脂吹塑双向拉伸，使多层复合薄膜内分子结构横向与纵向呈现有序排列，从而进一步的提高复合薄膜横向与纵向力学性能、复合薄膜气体阻隔性、复合薄膜耐磨性和化学稳定性，且利用多样对比检验，从而检验出性能更加完成的氟树脂薄膜，用于红外热气球的试验，利用多层薄膜结构的优势加入定量的乙烯基化合物量，使的氟树脂最外层具有高强度抗老化性及耐紫外性能，从而进行紫外线的阻隔，防止快速老化，其不仅可以用作红外热气球中，也可作为临近空间飞艇的阻隔层。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，包括下述步骤：
(1)计量：将聚乙烯树脂和酸改性聚烯烃合成物等原辅材料，人工倒入料斗中，按照一定比例自动计量称重，其中原辅料可分为尼龙、聚乙烯、酸改性聚烯烃合成物、氟树脂等，其结构均为颗粒状，且粒径较大，不会产生粉尘颗粒物，且氟树脂膜包含阻隔气体分子。
(2)螺杆挤出塑化：将计量后的氟树脂颗粒经多层膜挤出设备自带的螺杆挤出机加热下，剪切塑化为流体，使其达到熔融状态，温度在240～300℃，在此过程中会产生挤出废气G1，且废气G1中包括TRVOC、非甲烷总烃、氨等分子，使得氟树脂等原材料呈树脂颗粒状。
(3)定型：当氟树脂在高温熔融下塑化成流体后，利用挤出机内部挤出吹塑的机械力作用，从而对流体进行吹塑纵向拉伸，同时利用空气压缩，对其吹胀进行横向拉伸，在纵向和横向同时拉伸时，使得氟树脂复合膜形成薄膜，再利用多个挤出机共挤，将多层氟树脂薄膜挤压挤出，使其在一个机头挤出；在挤出过后，通过挤出机中的风机和机头的冷却环进行多层薄膜的冷却加工，再利用挤出机对其进行自动牵引、拉伸、定型、收卷后，从而制成多层薄膜，此外在氟树脂薄膜充分加入的定量氧化钛，在薄膜中形成气泡线，从而能抑制氟树脂的劣化，波长360nm以下的紫外线的透射率低，且具有优异的耐热性、耐候性。
(4)剖开展平收卷：当氟树脂多层薄膜定型挤出后，利用挤出机中的多辊轴进行收卷，将其收卷到切边设备中，然后将辊轴上的薄膜平整到切边台面中，利用切边设备对其进行裁边，使其能够等量切边，将多层薄膜切边完成后，利用展平机对裁边好的薄膜进行展平收卷。
(5)检验：在氟树脂多层薄膜定型后，先取部分薄膜样品进行裁剪，其样品长度范围约为4m至5m，进行检验，将样品裁切为等量多份，将每份样品分别进行检验，检验步骤如；第一步，取一块薄膜放至高低温环境箱内进行检验，从而观察其耐温情况；第二步，取一块薄膜经气体渗透仪检验其气体渗透性能；第三步，取一块薄膜进行紫外老化试验，老化后的样品在经电子拉伸试验机检验老化后的薄膜力学性能，经气体渗透仪检验老化后的薄膜气体渗透性能；第四步，然后按照标准制样经电子拉伸试验机对薄膜进行力学试验检测；第五步，取一块薄膜经实验用覆膜机进行试验，检验其粘合性能，其采用PUR胶水，在不低于80℃熔融后，利用刮板涂敷在薄膜上，利用覆膜机进行连续压合；第六步，取一块薄膜，经薄膜热合试验机热封，检验其热封性能，将裁剪的薄膜对折，直接热封对折后的双层薄膜；热封时，采用利用设备压力不低于0.1MPa，时间不低于1s。
(8)包装入库：在检验过程不产生任何废弃物，经上述性能检测均符合相关要求后将整卷薄膜密封保存；检验后不满足相关要求薄膜的根据不同需求进行划分保存、标记，将检验后的薄膜进行分类包装，其质量满足要求的薄膜和质量不满足要求的薄膜分别贴上样签，然后将满足相关要求的薄膜包装好进入成品原料区；将不满足相关要求的薄膜贴好标签，放入成品原料区独立保存，此外将原料拆包及打包过程中产生的废包装物进行集中化以及无害化处理工作。
其中，将裁剪下来的薄膜，利用贴条机热封，在不低于90℃，压力不低于0.1MPa，时间不低于2s，热封在一起，进行薄膜气球研发，将裁剪下来的多层复合材料，利用专用织物缝纫机，进行连接，再用贴条机将缝纫线部位热封，进行气球试验，其利用多层共挤氟树脂吹塑双向拉伸，使多层复合薄膜内分子结构横向与纵向呈现有序排列，从而提高复合薄膜横向与纵向力学性能、复合薄膜气体阻隔性、复合薄膜耐磨性和化学稳定性，多层复合膜与氟树脂薄膜进行对比检验，将满足要求的薄膜与不满足要求的薄膜进行对比，加以改进。
实施例2
具体与实施例1的区别在于：在后端研发步骤中，通过对氟树脂多层薄膜的质量检验，从而保留的薄膜对比。
取20份原材料，根据实施例1步骤进行生产，在入料过程中，分10份原材料加入偏二氟乙烯树脂，其偏二氟乙烯树脂为具有偏二氟乙烯单体单元的乙烯基化合物，从而生产出多层薄膜，利用其多层薄膜与实施例1中的多层薄膜进行对比检验。
乙烯树脂(％)＝(树脂中的乙烯基化合物量(g)/0.15(g))×100
乙烯树脂比例越大，含有乙烯树脂的氟树脂之间粘接性越紧密，从而可获得更优异的抗老化性及耐紫外性能，优选为35％～70％，更优选为55％～70％，具体参照下表：
Figure BDA0003174141580000071
综上所述，采用乙烯基化合物量含量高的多层薄膜能够达到最佳性能，使其抗老化性及耐紫外性能强。
该红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，通过挤出机中多种设备进行组合加工，如螺杆挤出塑化、薄膜定型、挤出吹塑、风机及冷却环冷却定型、然后进行展平收卷，从而制备出高性能多层复合氟膜，使其在生产时具有较高的复合薄膜气体阻隔性和化学稳定性；利用多层薄膜结构的优势加入定量的乙烯基化合物量，使的氟树脂最外层具有高强度抗老化性及耐紫外性能，从而进行紫外线的阻隔，防止快速老化。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，其特征在于，包括下述步骤：
(1)计量：将聚乙烯树脂和酸改性聚烯烃合成物等原辅材料，人工倒入料斗中，按照一定比例自动计量称重，其中原辅料可分为尼龙、聚乙烯、酸改性聚烯烃合成物、氟树脂等，其结构均为颗粒状，且粒径较大，不会产生粉尘颗粒物。
(2)螺杆挤出塑化：将计量后的氟树脂颗粒经多层膜挤出设备自带的螺杆挤出机加热下，剪切塑化为流体，使其达到熔融状态，温度在210～310℃，在此过程中会产生挤出废气G1，且废气G1中包括TRVOC、非甲烷总烃、氨等分子，使得氟树脂等原材料呈树脂颗粒状。
(3)定型：当氟树脂在高温熔融下塑化成流体后，利用挤出机内部挤出吹塑的机械力作用，从而对流体进行吹塑纵向拉伸，同时利用空气压缩，对其吹胀进行横向拉伸，在纵向和横向同时拉伸时，使得氟树脂复合膜形成薄膜，再利用多个挤出机共挤，将多层氟树脂薄膜挤压挤出，使其在一个机头挤出；在挤出过后，通过挤出机中的风机和机头的冷却环进行多层薄膜的冷却加工，再利用挤出机对其进行自动牵引、拉伸、定型、收卷后，从而制成多层薄膜，此外在氟树脂薄膜充分加入的定量氧化钛，在薄膜中形成气泡线，从而能抑制氟树脂的劣化，波长360nm以下的紫外线的透射率低，且具有优异的耐热性、耐候性。
(4)剖开展平收卷：当氟树脂多层薄膜定型挤出后，利用挤出机中的多辊轴进行收卷，将其收卷到切边设备中，然后将辊轴上的薄膜平整到切边台面中，利用切边设备对其进行裁边，使其能够等量切边，将多层薄膜切边完成后，利用展平机对裁边好的薄膜进行展平收卷。
(5)检验：在氟树脂多层薄膜定型后，先取部分薄膜样品进行裁剪，其样品长度范围约为4m至5m，进行检验，将样品裁切为等量多份，将每份样品分别进行检验，检验步骤如；第一步，取一块薄膜放至高低温环境箱内进行检验，从而观察其耐温情况；第二步，取一块薄膜经气体渗透仪检验其气体渗透性能；第三步，取一块薄膜进行紫外老化试验，老化后的样品在经电子拉伸试验机检验老化后的薄膜力学性能，经气体渗透仪检验老化后的薄膜气体渗透性能；第四步，然后按照标准制样经电子拉伸试验机对薄膜进行力学试验检测；第五步，取一块薄膜经实验用覆膜机进行试验，检验其粘合性能，其采用PUR胶水，在80℃熔融后，利用刮板涂敷在薄膜上，利用覆膜机进行连续压合；第六步，取一块薄膜，经薄膜热合试验机热封，检验其热封性能，将裁剪的薄膜对折，直接热封对折后的双层薄膜；热封时，采用利用设备压力不低于0.1MPa，时间不低于1s。
(8)包装入库：在检验过程不产生任何废弃物，经上述性能检测均符合相关要求后将整卷薄膜密封保存；检验后不满足相关要求薄膜的根据不同需求进行划分保存、标记，将检验后的薄膜进行分类包装，其质量满足要求的薄膜和质量不满足要求的薄膜分别贴上样签，然后将满足相关要求的薄膜包装好进入成品原料区；将不满足相关要求的薄膜贴好标签，放入成品原料区独立保存，此外将原料拆包及打包过程中产生的废包装物进行集中化以及无害化处理工作。
2.根据权利要求1所述的一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，其特征在于：将裁剪下来的薄膜，利用贴条机热封，在不低于90℃，压力不低于0.1MPa，时间不低于2s，热封在一起，进行薄膜气球研发。
3.根据权利要求1所述的一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，其特征在于：将裁剪下来的薄膜，利用热封机(连续型或非连续型)进行热封链接形成球体，进行气球试验。
4.根据权利要求1所述的一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，其特征在于：其利用多层共挤氟树脂吹塑双向拉伸，使多层复合薄膜内分子结构横向与纵向呈现有序排列，从而提高复合薄膜横向与纵向力学性能、复合薄膜气体阻隔性、复合薄膜耐磨性和化学稳定性。
5.根据权利要求1所述的一种红外热气球用含氟树脂的多层共挤薄膜吹塑工艺，其特征在于：所述产生的薄膜与氟树脂薄膜进行对比检验，将满足要求的薄膜与不满足要求的薄膜进行对比，加以改进。
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