阅读说明：本技术 一种气体阻隔性良好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺 (Production process of fluororesin multilayer co-extrusion film with good gas barrier property ) 是由 不公告发明人 于 2021-06-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气体阻隔性良好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺,具体涉及临近空间浮空器技术领域,包括以下步骤：S1、计量：将聚乙烯树脂等原辅材料,人工倒入料斗中,按照一定比例自动计量称重；S2、螺杆挤出塑化：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。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,再通过平挤上吹设备,制备出高性能多层复合氟膜；最外层氟树脂耐高低温、耐紫外老化、耐摩擦、耐腐蚀、阻隔水；粘结层链接氟树脂与阻气层,起到良好粘结性能；阻气层采用高性能未改性(或改性)的阻隔材料；三者有机统一制备的多层复合薄膜,填补了国内对多层共挤氟树脂薄膜吹塑拉伸工艺的空白。(The invention discloses a fluororesin multilayer co-extrusion film production process with good gas barrier property, and particularly relates to the technical field of near space aerostats, which comprises the following steps: s1, metering: manually pouring raw and auxiliary materials such as polyethylene resin and the like into a hopper, and automatically metering and weighing according to a certain proportion; s2, screw extrusion plasticizing: and combining the fluororesin with other resin by adopting customized multilayer extrusion equipment to prepare the multilayer co-extruded film. According to the invention, the fluororesin and other resins are combined by adopting customized multilayer extrusion equipment, and then the high-performance multilayer composite fluorine film is prepared by flat extrusion and upward blowing equipment; the outermost fluororesin is resistant to high and low temperature, ultraviolet aging, friction, corrosion and water; the bonding layer is linked with the fluororesin and the gas barrier layer, so that good bonding performance is achieved; the gas barrier layer adopts a high-performance unmodified (or modified) barrier material; the three components are organically and uniformly prepared into the multilayer composite film, and the domestic blank of the blow molding and stretching process of the multilayer co-extrusion fluororesin film is filled.)

一种气体阻隔性良好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺

技术领域

本发明涉及临近空间浮空器技术领域，更具体地说，本发明涉及一种气 体阻隔性良好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺。

背景技术

临近空间环境大气密度低、对流换热小、太阳辐射强、臭氧浓度高，临 近空间浮空器的囊体工作环境十分苛刻，因此囊体材料是临近空间飞艇的关 键技术之一；囊体材料须具备极高的比强度，只有面密度足够小，同样容积 的囊体才可产生更大的有效浮力，而控制艇囊体积是保证临近空间浮空器工 程可行性和经济可行性的基本要求；囊体材料强度还需要足够大，以抵抗飞 艇运行过程中昼夜温差引起的囊体内外压差载荷，保证飞艇在运行过程中的 安全性；现代飞艇等浮空设备已普遍采用氦气，所以囊体材料须具备良好的密封性能，必须在有限面密度的囊体材料中集成具有良好环境适应性的氦气 密封层，保证飞艇等浮空器在长时间飞行过程中不漏气，浮力不下降；囊体 材料须包含性能优良的抗老化层，抵抗临近空间的紫外线和臭氧带来的综合 老化作用，同时需要采用隔光层，防止太阳辐射对内层材料的损伤；囊体材 料中所有的功能层需要在-80℃以下的低温环境下工作，并可抵抗接近100℃ 的昼夜温度变化，这极大限制了高分子材料的可选范围。

由于囊体表面积巨大，加工难度很高，对囊体材料的可加工性、耐损伤 特性、可维修性等提出了很高要求；因此，LLDPE的多层复合薄膜；特种PET 等材料成为浮空器囊体制作的首选材料；LLDPE为线性低密度聚乙烯，材料的 韧性比较好，但力学强度低，分子之间的力作用小，导致材料的热封、气体 阻隔等性能不佳，且加工工艺不同也会导致材料的性能有所差异，薄膜流延 和薄膜吹塑是比较常见的工艺技术，吹塑的薄膜相比流延薄膜具有一次成型 的优点，薄膜的横向和纵向的分子链或结晶排布相对规整，对薄膜的力学性 能和气体阻隔性能以及热封性能均有提高；而国内的多层共挤氟树脂薄膜吹 塑拉伸工艺处于空白阶段。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种气体阻隔性良 好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺，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，再通过平挤上吹设备，制备出高 性能多层复合氟膜，填补了国内对多层共挤氟树脂薄膜吹塑拉伸工艺的空白， 以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气体阻隔性良好的氟 树脂多层共挤薄膜生产工艺，包括以下步骤：

S1、计量：将聚乙烯树脂等原辅材料，人工倒入料斗中，按照一定比例 自动计量称重。

S2、螺杆挤出塑化：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。

S3、定型：将熔融后的树脂，经挤出机内部挤出吹塑的机械力作用而进 行纵向拉伸，同时或稍后经压缩空气吹胀进行横向拉伸，使多层复合膜吹胀 成薄膜，然后经多层膜挤出机自带的多个挤出机共挤，经由同一个机头挤出； 通过挤出机自带的风机配合位于机头的冷却环，对处于冷却线内的多层膜进 行冷却、机械自动牵引、拉伸、定型、收卷后制成多层薄膜。

S4、剖开展平收卷：经过多层膜挤出机自带的多辊轴对定型后的薄膜进 行收卷，将定型好的薄膜经过多层膜挤出机自带切边设备进行裁边，通过展 平机对裁边好的薄膜进行展平收卷。

S5、检验：多层复合膜收卷前、后各裁剪若干个约5m长的样品，进行检 验。

S6、包装入库：将检验后满足相关要求的与不满足相关要求的多层复合 薄膜贴样签，满足相关要求的薄膜包装好进入成品原料区；不满足相关要求 的的薄膜贴好标签，放入成品原料区独立保存。

在一个优选地实施方式中，所述步骤S1中投入料斗中的原辅材料包括尼 龙、聚乙烯、酸改性聚烯烃合成物、氟树脂，其均为颗粒状，粒径较大，无 粉尘颗粒物。

在一个优选地实施方式中，所述步骤S2中经计量后的树脂颗粒在特殊设 计定制的多层膜挤出设备自带的螺杆挤出机的加热下，剪切塑化为流体，使 其达到熔融状态，螺杆挤出机的温度控制在240～350℃。

在一个优选地实施方式中，所述步骤S2中树脂颗粒按照由外至内的顺序 依次为氟树脂、粘结剂、阻隔层、粘结层、氟树脂。

在一个优选地实施方式中，所述步骤S5中在若干个样品中取一块薄膜经 高低温环境箱检验其耐温情况，并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，在若干个样品中取一块薄膜经气体渗透仪检验其气体渗透 性能。

在一个优选地实施方式中，所述步骤S5中在若干个样品中取一块薄膜进 行紫外老化试验，老化后的样品再经电子拉伸试验机检验老化后的薄膜力学 性能，最后经气体渗透仪检验老化后的薄膜气体渗透性能。

在一个优选地实施方式中，所述步骤S5中在样品上取一块薄膜经实验用 覆膜机进行试验，检验其粘合性能；在样品上取一块薄膜，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，薄膜热合试验机的压力不低于0.1MPa，时间不低于1s；此过程 不产生任何废弃物)。

本发明的技术效果和优点：

1、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，再通过平挤上吹设备，制备出高性能多层复合氟膜；多 层复合氟膜，利用多层结构的优势，最外层氟树脂耐高低温、耐紫外老化、 耐摩擦、耐腐蚀、阻隔水；粘结层链接氟树脂与阻气层，起到良好粘结性能； 阻气层采用高性能未改性(或改性)的阻隔材料；三者有机统一制备的多层 复合薄膜，填补了国内对多层共挤氟树脂薄膜吹塑拉伸工艺的空白，同时使 氟树脂薄膜内高分子横向与纵向呈现有序排列；进一步提高了氟树脂薄膜横 向与纵向力学性能(拉伸强度、拉伸模量、断裂强度、断裂伸长率)。

2、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，再通过平挤上吹设备，制备出高性能多层复合氟膜，相 较于国内现有的薄膜制备工艺，具有无需进行裁边，废料少，设备成本低等 优点。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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

一种气体阻隔性良好的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺，包括以下步骤：

S1、计量：将聚乙烯树脂等原辅材料，人工倒入料斗中，按照一定比例 自动计量称重。

S2、螺杆挤出塑化：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。

S3、螺杆挤出塑化：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。

S4、剖开展平收卷：经过多层膜挤出机自带的多辊轴对定型后的薄膜进 行收卷，将定型好的薄膜经过多层膜挤出机自带切边设备进行裁边，通过展 平机对裁边好的薄膜进行展平收卷。

S5、检验：多层复合膜收卷前、后各裁剪若干个约5m长的样品，进行检 验。

S6、包装入库：将检验后满足相关要求的与不满足相关要求的多层复合 薄膜贴样签，满足相关要求的薄膜包装好进入成品原料区；不满足相关要求 的的薄膜贴好标签，放入成品原料区独立保存。

所述步骤S1中投入料斗中的原辅材料包括尼龙、聚乙烯、酸改性聚烯烃 合成物、氟树脂，其均为颗粒状，粒径较大，无粉尘颗粒物。

所述步骤S2中经计量后的树脂颗粒在特殊设计定制的多层膜挤出设备自 带的螺杆挤出机的加热下，剪切塑化为流体，使其达到熔融状态，螺杆挤出 机的温度控制在240～350℃。

所述步骤S2中树脂颗粒按照由外至内的顺序依次为氟树脂、粘结剂、阻 隔层、粘结层、氟树脂。

所述步骤S5中在若干个样品中取一块薄膜经高低温环境箱检验其耐温情 况，并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，在若干个 样品中取一块薄膜经气体渗透仪检验其气体渗透性能。

所述步骤S5中在若干个样品中取一块薄膜进行紫外老化试验，老化后的 样品再经电子拉伸试验机检验老化后的薄膜力学性能，最后经气体渗透仪检 验老化后的薄膜气体渗透性能。

所述步骤S5中在样品上取一块薄膜经实验用覆膜机进行试验，检验其粘 合性能；在样品上取一块薄膜，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，薄膜热合试验 机的压力不低于0.1MPa，时间不低于1s；此过程不产生任何废弃物)。

实施例2

采用国内现有的氟树脂薄膜生产工艺流程，即先做流延级的单相膜，再 后续添加双向拉伸设备做成BO氟树脂，这种分成两步制备氟树脂双向拉伸薄 膜的工艺流程。

对比例：分别按照实施例1和实施例2的工艺流程来制备多层共挤薄膜， 分三次进行制备，每次制备三卷相同尺寸的薄膜卷，每次制备完成后，均对 废料量和原料用量进行对比记录并对薄膜成品的质量进行检验，三组对比数 据如下表：

废料量	实施例1	实施例2
			第一批次	较少	较多
第二批次	较少	较多
			第三批次	较少	较多

原料用量	实施例1	实施例2
			第一批次	较多	较少
第二批次	较多	较少
			第三批次	较多	较少

薄膜质检	实施例1	实施例2
			第一批次	优良	良
第二批次	优良	良
			第三批次	优良	良

综上可知，在完全使用本发明所提供的氟树脂多层共挤薄膜生产工艺来 制备氟树脂多层共挤薄膜，能够减少原料的消耗，提高薄膜力学性能；无需 裁边，降低了废料的产生。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非 另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以 是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、 “下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对 位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。