一種聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術的製作方法

2023-09-20 16:01:05

專利名稱：一種聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術。
背景技術：
氟樹脂具有優異的耐高、低溫性，有良好的耐化學溶劑、酸鹼腐蝕性，耐大氣老化和耐應力開裂性能；具有優異的電絕緣性、自潤滑性，不粘性，不燃性和自熄性，不吸水，摩擦係數是所有塑料中最低的，且無臭、無味、無毒，已廣泛用於化工、電氣、電子及機械工業中，是工業上不可缺乏的特種工程塑料。聚氟乙烯與其他含氟聚合物一樣，具有特殊的耐化學腐蝕性、疏水性和耐磨性，特別是具有卓越的耐老化性和不粘性。聚氟乙烯作為薄膜和塗料廣泛應用於建築、裝飾、電子電路、太陽能等領域。聚氟乙烯是以一CH2CHF—為結構單元的鏈狀結晶性高分子。由於氟乙烯分子中有一個電負性很大的氟原子，結果形成偶極子，偶極子間的相互作用使得分子間的作用力增大。內聚力的增強削弱了 C-F和C-H間的鍵能，提高了聚氟乙烯的物理機械性能，同時也使聚氟乙烯的熔點升高，熱分解溫度下降，致使兩者較為接近。聚氟乙烯熔融溫度為195 210°C，分解溫度在220°C附近，兩者之間頗為接近，通常聚氟乙烯樹脂在熔融過程中就伴隨著分解。因此，聚氟乙烯樹脂一般不能採用通常熱塑性樹脂的熔融加工方法。對於聚氟乙烯薄膜的製備技術，目前僅美國杜邦公司有專利報導，專利號 US3139470,
公開日1964年6月30日。在聚氟乙烯薄膜的生產過程中，在開車、破膜和切邊等環節會產生邊角料。常規熱塑性塑料薄膜如BOPP、BOPET等的邊角料可以採用粉碎後直接進擠出機造粒得到回收利用，而聚氟乙烯薄膜由於聚氟乙烯樹脂的特殊性，即熔融溫度與分解溫度接近，採用添加潛溶劑降低熔融溫度加工製備薄膜，由於不同環節產生的邊角料所含潛溶劑的量不一樣導致邊角料狀態也不一樣，採用常規熱塑性塑料薄膜粉碎後直接進擠出機造粒將導致聚氟乙烯降解。目前還沒有一種關於聚氟乙烯邊角料回收方面的報導，因此需要開發一種聚氟乙烯邊角料回收技術填補技術空白，提高聚氟乙烯樹脂利用率。

發明內容
本發明的目的在於提供一種聚氟乙烯邊角料回收技術，能夠克服常規熱塑性塑料薄膜邊角料回收技術上的不足，不但回收工藝簡單易操作，而且消除汙染、降低生產成本、 提高聚氟乙烯樹脂利用率。為達到發明目的本發明採用的技術方案是 一種聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，按照如下步驟進行
(1)將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成碎片；
(2)將所述碎片與潛溶劑攪拌成混合均勻漿料，所述潛溶劑選自N，N-二甲基甲醯胺 (DMF)、N，N-二甲基乙醯胺(DMAC)、γ-丁內酯、鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、碳酸丙烯酯、硝酸乙烯酯和異佛爾酮中的一種或多種的組合；
(3)將漿料直接流延製備聚氟乙烯薄膜或者返回至聚氟乙烯薄膜生產過程，與聚氟乙烯樹脂混合均勻後經雙向拉伸製備聚氟乙烯薄膜。本發明所述將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成碎片，將碎片粉碎的越小越好，這樣有利於下一步驟與潛溶劑攪拌成混合均勻的漿料，從生產效率方面考慮，碎片面積優選為小於等於IcmX lcm。對於粉碎設備，本發明沒有特別要求，本行業常用的粉碎設備均可使用。本發明所述潛溶劑優選為N，N- 二甲基甲醯胺(DMF)和/或Y - 丁內酯。本發明步驟(2 )所述碎片與潛溶劑質量配比以能夠攪拌成均勻漿料即可，優選為 1:1 1:20。本發明步驟(2)所述攪拌溫度以能夠攪拌成均勻漿料即可，優選為60 150°C。本發明步驟(2)所述攪拌時間以能夠攪拌成均勻漿料即可，優選為1 60分鐘。本發明步驟(3)所述將漿料直接流延製備聚氟乙烯薄膜包括如下步驟將漿料通過加熱模頭流延在運轉的加熱鋼帶上，鋼帶溫度控制在60 150°C，在鋼帶上逐步脫除潛溶劑，潛溶劑脫除時間為2 20分鐘，再經過170 190°C高溫定型即得到PVF流延薄膜， PVF流延薄膜厚度為20 200微米。本發明步驟(3)所述漿料與聚氟乙烯樹脂混合均勻後經雙向拉伸製備聚氟乙烯薄膜包括如下步驟
(1)漿料、聚氟乙烯樹脂、潛溶劑按比例在室溫下混合均勻，得到粘度為l.Ocpa 1.2cpa的配料，所述聚氟乙烯樹脂分子量彡1000000，分子量分布為1. 1 4. 0 ；潛溶劑為N，N-二甲基甲醯胺(DMF)、N，N-二甲基乙醯胺(DMAC)、Y - 丁內酯、鄰苯二甲酸二甲酯 (DMP)、碳酸丙烯酯、硝酸乙烯酯和異佛爾酮中的一種或多種的組合；以重量份計，漿料為 100份，聚氟乙烯樹脂為100份，潛溶劑為20 200份；
(2)配料經過漿料泵定量輸送到雙螺杆擠出機漏鬥，經雙螺杆擠出機及模頭鑄片，鑄片經冷轂冷卻定型，所述冷轂溫度為20 90°C ；
(3)來自步驟(2)的鑄片在拉伸輥筒上進行縱向拉伸，拉伸溫度在80°C 130°C範圍， 縱向拉伸倍數控制在1 8倍；
(4)在橫拉機上進行橫向拉伸，所述拉伸溫度在80°C 140°C範圍，橫向拉伸倍數控制在1 8倍；
(5)150°C 170°C負壓抽排脫揮，冷凝收集揮發組分；控制在170°C 190°C溫度範圍進行定型，定型後的雙向拉伸聚氟乙烯薄膜經過電暈處理，電暈後的薄膜經過分切得到成品薄膜。在上述雙向拉伸製備聚氟乙烯薄膜工藝中，還可以根據需要添加增塑劑、填料和染料。所述增塑劑優選為鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)、鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二庚酯(DHP)或鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)的一種或幾種的混合。所述填料優選為鈦白粉(Ti02)、碳酸鈣(CaC03)、二氧化矽(SiO2)或碳黑(C)中的一種或幾種的混合。上述冷轂溫度優選為30 V 40°C，縱向拉伸溫度優選在80°C 100°C，縱向拉伸倍數優選為4 8倍，橫向拉伸溫度優選為100°C 130°C，橫向拉伸倍數優選為5 8倍。與現有技術相比，本發明具有以下優點(1)解決了聚氟乙烯薄膜邊角料不能採用常規方法即加熱熔融回收技術回收的難題， 因為聚氟乙烯熔融溫度與熱分解溫度接近，熔融過程伴隨分解；
(2)通過將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成碎片後與潛溶劑混合成漿料，能夠直接流延製備聚氟乙烯薄膜或者返回至聚氟乙烯薄膜生產過程，與聚氟乙烯樹脂混合均勻後經雙向拉伸製備聚氟乙烯薄膜；
(3)回收工藝操作簡單，可有效利用PVF樹脂，消除三廢，降低生產成本。
具體實施例方式下面結合具體實施例來對本發明進行進一步說明，但並不將本發明局限於這些具體實施方式
。本領域技術人員應該認識到，本發明涵蓋了權利要求書範圍內所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。
實施例1
將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成粒徑1釐米左右碎片，再與N，N-二甲基甲醯胺按1 :20 配比在80°C下攪拌10分鐘得到混合均勻漿料，該漿料通過熔體泵輸入模頭，通過模頭間隙流延在運轉的130°C加熱鋼帶上，溶劑脫除時間5分鐘，在鋼帶上逐步脫除潛溶劑，再經過 170°C高溫定型即得到厚度為30微米PVF流延薄膜。
實施例2
將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成粒徑1釐米左右碎片，再與Y-丁內酯按1 :20配比在 130°C下攪拌10分鐘得到混合均勻漿料，該漿料通過熔體泵輸入模頭，通過模頭間隙流延在運轉的150°C加熱鋼帶上，在鋼帶上逐步脫除潛溶劑，溶劑脫除時間8分鐘，再經過180°C 高溫定型即得到厚度為30微米PVF流延薄膜。 實施例3
將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成粒徑1釐米左右碎片，再與N，N-二甲基甲醯胺按1 :6配比在80°C下攪拌10分鐘得到混合均勻漿料，該漿料與聚氟乙烯樹脂、N, N- 二甲基甲醯胺按1 :1 :1混合均勻後進入雙螺杆擠出機、模頭擠出鑄片，鑄片經冷轂在40°C冷卻定型；再通過拉伸輥筒上進行縱向拉伸，縱向拉伸4倍，拉伸溫度100°C，在橫拉機上進行橫向拉伸， 所述橫向拉伸4倍，拉伸溫度130°C ；170°C負壓抽排再接冷凝管收集，脫除薄膜上殘留的潛溶劑，收集揮發組分(主要是潛溶劑)，控制在190°C溫度範圍進行定型得到雙向拉伸聚氟乙烯薄膜。消除薄膜內應力，提高薄膜尺寸熱穩定性；定型後的雙向拉伸聚氟乙烯薄膜經過電暈處理(380伏、20kHz)，處理薄膜表面能為52達因，電暈後的薄膜經過分切得到成品薄膜。 實施例4
將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成粒徑1釐米左右碎片，再與Y-丁內酯按1 :6配比在 130°C下攪拌10分鐘得到混合均勻漿料，該漿料與聚氟乙烯樹脂、γ-丁內酯按1 :1 :1混合均勻後進入雙螺杆擠出機、模頭擠出鑄片，鑄片經冷轂在40°C冷卻定型；再通過拉伸輥筒上進行縱向拉伸，縱向拉伸4倍，拉伸溫度100°C，在橫拉機上進行橫向拉伸，所述橫向拉伸 4倍，拉伸溫度130°C ； 170°C負壓抽排再接冷凝管收集，脫除薄膜上殘留的潛溶劑，收集揮發組分(主要是潛溶劑)，控制在190°C溫度範圍進行定型得到雙向拉伸聚氟乙烯薄膜。消除薄膜內應力，提高薄膜尺寸熱穩定性；定型後的雙向拉伸聚氟乙烯薄膜經過電暈處理(380 伏、20kHz)，處理薄膜表面能為52達因，電暈後的薄膜經過分切得到成品薄膜。 實施例5
將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成粒徑1釐米左右碎片，再與N，N-二甲基乙醯胺(DMAC)按 1 :20配比在90°C下攪拌10分鐘得到混合均勻漿料，該漿料通過熔體泵輸入模頭，通過模頭間隙流延在運轉的140°C加熱鋼帶上，在鋼帶上逐步脫除潛溶劑，溶劑脫除時間3分鐘，再經過170°C高溫定型即得到厚度為30微米PVF流延薄膜。 實施例6
將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成粒徑1釐米左右碎片，再與鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)按 1 20配比在150°C下攪拌10分鐘得到混合均勻漿料，該漿料通過熔體泵輸入模頭，通過模頭間隙流延在運轉的150°C加熱鋼帶上，在鋼帶上逐步脫除潛溶劑，溶劑脫除時間10分鐘， 再經過190°C高溫定型即得到厚度為30微米PVF流延薄膜。
薄膜性能表
權利要求
1.一種聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於按照如下步驟進行(1)將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成碎片；(2)將所述碎片與潛溶劑攪拌成混合均勻漿料，所述潛溶劑選自N，N-二甲基甲醯胺(DMF)、N，N-二甲基乙醯胺(DMAC)、γ-丁內酯、鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、碳酸丙烯酯、硝酸乙烯酯和異佛爾酮中的一種或多種的組合；(3)將漿料直接流延製備聚氟乙烯薄膜或者返回至聚氟乙烯薄膜生產過程，與聚氟乙烯樹脂混合均勻後經雙向拉伸製備聚氟乙烯薄膜。
2.按照權利要求1所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於步驟(1)中所述碎片面積小於等於IcmX lcm。
3.按照權利要求1所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於所述潛溶劑選自N，N-二甲基甲醯胺(DMF)和/或Y-丁內酯。
4.按照權利要求1所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於所述步驟(2)所述碎片與潛溶劑質量配比為1:1 1:20。
5.按照權利要求1所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於步驟(2)中攪拌溫度為60 150°C。
6.按照權利要求1所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於所述步驟(2)中攪拌時間為1 60分鐘。
7.按照權利要求1所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於所述步驟(3)中將漿料直接流延製備聚氟乙烯薄膜包括如下步驟將漿料通過加熱模頭流延在運轉的加熱鋼帶上，加熱鋼帶溫度控制在60 150°C，在鋼帶上逐步脫除潛溶劑，潛溶劑脫除時間為 2 20分鐘，再經過170 190°C高溫定型即得到PVF流延薄膜，PVF流延薄膜厚度為20 200微米。
8.按照權利要求1所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於所述步驟(3)中漿料與聚氟乙烯樹脂混合均勻後經雙向拉伸製備聚氟乙烯薄膜包括如下步驟(1)漿料、聚氟乙烯樹脂、潛溶劑按比例在室溫下混合均勻，得到粘度為l.Ocpa 1. 2cpa的配料，所述聚氟乙烯樹脂分子量彡1000000，分子量分布為1. 1 4. 0 ；潛溶劑為N，N-二甲基甲醯胺(DMF)、隊^二甲基乙醯胺(0獻0、Y-丁內酯、鄰苯二甲酸二甲酯 (DMP)、碳酸丙烯酯、硝酸乙烯酯和異佛爾酮中的一種或多種的組合；以重量份計，漿料為 100份，聚氟乙烯樹脂為100份，潛溶劑為20 200份；(2)配料經過漿料泵定量輸送到雙螺杆擠出機漏鬥，經雙螺杆擠出機及模頭鑄片，鑄片經冷轂冷卻定型，所述冷轂溫度為20 90°C ；(3)來自步驟(2)的鑄片在拉伸輥筒上進行縱向拉伸，拉伸溫度在80°C 130°C範圍， 縱向拉伸倍數控制在1 8倍；(4)在橫拉機上進行橫向拉伸，所述拉伸溫度在80°C 140°C範圍，橫向拉伸倍數控制在1 8倍；(5)150°C 170°C負壓抽排脫揮，冷凝收集揮發組分；控制在170°C 190°C溫度範圍進行定型，定型後的雙向拉伸聚氟乙烯薄膜經過電暈處理，電暈後的薄膜經過分切得到成品薄膜。
9.按照權利要求8所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於步驟(1)中添加增塑劑、填料和染料中的一種或多種，所述增塑劑為選自鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)、鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二庚酯(DHP)或鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)中的一種或幾種的混合，所述填料為選自鈦白粉(Ti02)、碳酸鈣(CaCO3)、二氧化矽(SiO2)或碳黑(C)中的一種或幾種的混合。
10.按照權利要求8所述的聚氟乙烯薄膜邊角料回收技術，其特徵在於步驟(2)中冷轂溫度為30°C 40°C，步驟(3)中拉伸溫度為80°C 100°C、縱向拉伸倍數為4 8倍，步驟(4)中拉伸溫度為100°C 130°C，橫向拉伸倍數為5 8倍。
全文摘要
本發明提供了一種PVF薄膜邊角料回收技術，按照如下步驟進行(1)將聚氟乙烯薄膜邊角料粉碎成碎片；(2)將所述碎片與潛溶劑攪拌成混合均勻漿料；(3)將漿料直接流延製備聚氟乙烯薄膜或者返回至聚氟乙烯薄膜生產過程，與聚氟乙烯樹脂混合均勻後經雙向拉伸製備聚氟乙烯薄膜。本發明所述回收技術克服了常規熱塑性塑料薄膜邊角料回收技術上的不足，不但回收工藝簡單易操作，而且消除汙染，降低了生產成本。經本發明回收技術製備的PVF薄膜邊角料完全可以用於PVF薄膜生產，製備的PVF薄膜與雙向拉伸法製備的PVF薄膜性能一致。
文檔編號B29C47/92GK102380918SQ20101053943
公開日2012年3月21日 申請日期2010年11月11日 優先權日2010年9月3日
發明者張昱喆, 張羽標, 張豔中, 陳偉, 馬培良 申請人:中化藍天集團有限公司, 浙江藍天環保高科技股份有限公司