一种聚合物板材及其连续化生产方法与流程

本发明涉及高分子材料，尤其是一种聚合物板材及其连续化生产方法。

背景技术：

1、pp自增强材料通过对pp进行共混改性，极大地提升了常规pp的强度、刚度等优异性能；通常先将pp树脂熔融制备成薄膜、挤出拉丝成纤维，由纤维编织成纤维织物，再将薄膜和纤维织物层叠进行热压，形成pp自增强板。

2、现有技术中，通常采用平板压片机进行层层反复热压，实现复合再复合的多层结构形式，其为间歇式的生产模式，工序多、复杂，设备投入高、维护成本高，人工成本占比也较大。

3、采用压片机平板热压成型的形式，还不利于产品排气，膜与膜之间叠层时会残留空气，热压时难以排出，尤其是膜在受热后会互相粘结，切断了空气横向外排的路径，并且产品越厚、长宽尺寸越大，热压后产品中存在的物理气泡情况会越严重。

4、在重复热压的过程中，由于生产不连续，需要重复地升温、降温，耗时相当长；在成型后，还会出现内部分层现象，影响使用。

5、因此，对于现有pp自增强材料而言，目前的成型方式不利于大规模的批量生产，亦限制了其在各领域的推广应用。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种结构合理的聚合物板材及其连续化生产方法，从而实现聚合物板材的连续化生产，大幅提升了生产效率，并有效保证了复合芯层内层间的粘结效果，极大地利于批量生产，利于应用扩展。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种聚合物板材，包括复合芯层，所述复合芯层包括多层未拉伸聚丙烯薄膜，相邻未拉伸聚丙烯薄膜之间层设双向拉伸聚丙烯薄膜，构成交替叠层结构；还包括织物层；所述未拉伸聚丙烯薄膜表面粗糙或是开设有内凹气道。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述未拉伸聚丙烯薄膜和双向拉伸聚丙烯薄膜均为单层结构；所述未拉伸聚丙烯薄膜采用无规共聚聚丙烯，双向拉伸聚丙烯薄膜采用等规聚丙烯，未拉伸聚丙烯薄膜的熔点低于双向拉伸聚丙烯薄膜的熔点。

6、经由流延机流延成型未拉伸聚丙烯薄膜，未拉伸聚丙烯薄膜的厚度为0.01-0.02mm；经由挤出机挤出成型双向拉伸聚丙烯薄膜，双向拉伸聚丙烯薄膜的厚度为0.02-0.03mm。

7、所述未拉伸聚丙烯薄膜的熔点为155-160℃，分子量为6-8万，熔体流动速率在5-8g/10min；所述双向拉伸聚丙烯薄膜的等规度在95-99％之间，熔点为168-172℃，分子量8-10万，熔体流动速率在1-4g/10min。

8、所述内凹气道沿着未拉伸聚丙烯薄膜长度方向贯通。

9、所述复合芯层内至少层设有一层织物层，织物层两侧贴合聚丙烯薄膜；所述织物层为聚丙烯纤维织物、聚丙烯包覆聚酯纤维织物、聚丙烯包覆尼龙纤维织物中的一种，织物层采用平纹或是斜纹的编织结构，织物层的纤维结构为圆丝，规格500-2000d，牵伸倍率6-8倍。

10、所述复合芯层为30层以上的叠层结构，复合芯层一侧依次层设有粘结层、外层一，复合芯层另一侧层设有外层二；所述外层一为双向拉伸聚酯薄膜或是双向拉伸尼龙薄膜，外层二5为聚酯针织布。

11、一种聚合物板材的连续化生产方法，连续化生产方法包括如下工序：自动放卷、预压、点焊、预热、辊压、裁切；

12、自动放卷工序中，按板材的上下铺层顺序依次将各层卷膜放置于各个放卷辊上，上下两个放卷辊对称布设构成一组放卷辊组，沿着生产方向水平有序排列多组放卷辊组；位于生产方向最前端的放卷辊组上的卷膜构成板材的上下两侧表面最外层，后方相邻放卷辊组上的卷膜构成次外层，以此类推，位于生产方向后端的放卷辊组上的卷膜构成板材中部层；

13、板材中的复合芯层层数在30层以上；

14、预压采用上下对称布设的预压贴合辊，预压贴合时层间经由内凹气道排气。

15、作为上述技术方案的进一步改进：

16、单组放卷辊组的结构为：包括上下对称布设的、放置卷材的卷筒，卷材引出端均配设有静电辊刷；上下两组卷材相向向前贴合引出，贴合处设置张紧牵引装置；

17、所述放卷辊组的使用数量由构成板材的层数决定。

18、点焊工序中，由点焊设备在预压后的板材叠层长度方向的两边边缘间隔打点构成焊点；所述焊点距边缘3-5mm。

19、前后设置有两次预热工序，包括由衔接于放卷辊组后端的预热烘道一进行预热，和点焊后由预热烘道二进行预热；

20、辊压采用连续辊压设备，连续辊压设备包括有沿长度方向线性贴合的上下两组钢带；沿着连续辊压设备长度方向上设置四段控温控热区间，依次为：预热预压段、加热加压段、保温保压段、冷却保压段，在保温保压段达到最高温度，控制在168±1℃。

21、所述预热预压段温度控制为120-150℃，压力为0.5-1mpa；加热加压段温度为150-168℃，压力为1-2mpa；保温保压段温度为168±1℃，压力1-2mpa；冷却保压段温度为60-90℃，压力1-2mpa，层叠的膜材流经四个区段的总时长为3-15min。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、本发明结构紧凑、合理，由未拉伸聚丙烯薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜交替层叠构成复合芯层，通过未拉伸聚丙烯薄膜的表面设置，表面粗糙或者开设内凹气道，还可以层设织物层来改善聚丙烯极差的缺口冲击性能；结合自动放卷、连续辊压，实现聚合物板材的连续化生产，并能够在成型过程中有效实现排气，减少甚至避免气泡的形成，大幅提升了生产效率，利于批量生产和应用扩展；

24、本发明还包括如下优点：

25、引入水平顺序排布的放卷辊组实现卷材的自动放卷，方便于空间布设，能够根据板材层数的变化快速调整投入生产的放卷辊组数量，便于更换、替换、切换、备用，能够单独控制，便于保证放卷张力的调整和均匀化；水平排布的生产形式尤其适用于大直径卷料的自动放卷使用，有效助力于板材连续化生产的实现；

26、通过未拉伸聚丙烯薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜的厚度设定，均为单层结构，结合温度控制，有效保证了复合芯层内层间的粘结效果，有效解决现有分层脱离现象；

27、通过织物布独特的经纬编织结构能极大提高聚丙烯极差的缺口冲击强度；织物布独特的孔眼结构，也提供了更好的气体排出通道，使排气能力进一步提高，利于排气。

技术特征：

1.一种聚合物板材，包括复合芯层(4)，其特征在于：所述复合芯层(4)包括多层未拉伸聚丙烯薄膜(4a)，相邻未拉伸聚丙烯薄膜(4a)之间层设双向拉伸聚丙烯薄膜(4b)，构成交替叠层结构；还包括织物层(4c)；所述未拉伸聚丙烯薄膜(4a)表面粗糙或是开设有内凹气道(4a1)。

2.如权利要求1所述的一种聚合物板材，其特征在于：所述未拉伸聚丙烯薄膜(4a)和双向拉伸聚丙烯薄膜(4b)均为单层结构；所述未拉伸聚丙烯薄膜(4a)采用无规共聚聚丙烯，双向拉伸聚丙烯薄膜(4b)采用等规聚丙烯，未拉伸聚丙烯薄膜(4a)的熔点低于双向拉伸聚丙烯薄膜(4b)的熔点。

3.如权利要求2所述的一种聚合物板材，其特征在于：经由流延机流延成型未拉伸聚丙烯薄膜(4a)，未拉伸聚丙烯薄膜(4a)的厚度为0.01-0.02mm；经由挤出机挤出成型双向拉伸聚丙烯薄膜(4b)，双向拉伸聚丙烯薄膜(4b)的厚度为0.02-0.03mm。

4.如权利要求2所述的一种聚合物板材，其特征在于：所述未拉伸聚丙烯薄膜(4a)的熔点为155-160℃，分子量为6-8万，熔体流动速率在5-8g/10min；所述双向拉伸聚丙烯薄膜(4b)的等规度在95-99％之间，熔点为168-172℃，分子量8-10万，熔体流动速率在1-4g/10min。

5.如权利要求1所述的一种聚合物板材，其特征在于：所述内凹气道(4a1)沿着未拉伸聚丙烯薄膜(4a)长度方向贯通。

6.如权利要求1所述的一种聚合物板材，其特征在于：所述复合芯层(4)内至少层设有一层织物层(4c)，织物层(4c)两侧贴合聚丙烯薄膜(4a)；所述织物层(4c)为聚丙烯纤维织物、聚丙烯包覆聚酯纤维织物、聚丙烯包覆尼龙纤维织物中的一种，织物层(4c)采用平纹或是斜纹的编织结构，织物层(4c)的纤维结构为圆丝，规格500-2000d，牵伸倍率6-8倍。

7.如权利要求1所述的一种聚合物板材，其特征在于：所述复合芯层(4)为30层以上的叠层结构，复合芯层(4)一侧依次层设有粘结层(2)、外层一(1)，复合芯层(4)另一侧层设有外层二(5)；所述外层一(1)为双向拉伸聚酯薄膜或是双向拉伸尼龙薄膜，外层二(5)为聚酯针织布。

8.一种聚合物板材的连续化生产方法，其特征在于：连续化生产方法包括如下工序：自动放卷、预压、点焊、预热、辊压、裁切；

9.如权利要求8所述的一种聚合物板材的连续化生产方法，其特征在于：单组放卷辊组(10)的结构为：包括上下对称布设的、放置卷材(13)的卷筒，卷材(13)引出端均配设有静电辊刷(12)；上下两组卷材(13)相向向前贴合引出，贴合处设置张紧牵引装置(11)；

10.如权利要求8所述的一种聚合物板材的连续化生产方法，其特征在于：点焊工序中，由点焊设备(40)在预压后的板材叠层长度方向的两边边缘间隔打点构成焊点(91)；所述焊点(91)距边缘3-5mm。

11.如权利要求8所述的一种聚合物板材的连续化生产方法，其特征在于：前后设置有两次预热工序，包括由衔接于放卷辊组(10)后端的预热烘道一(20)进行预热，和点焊后由预热烘道二(50)进行预热；

12.如权利要求11所述的一种聚合物板材的连续化生产方法，其特征在于：所述预热预压段温度控制为120-150℃，压力为0.5-1mpa；加热加压段温度为150-168℃，压力为1-2mpa；保温保压段温度为168±1℃，压力1-2mpa；冷却保压段温度为60-90℃，压力1-2mpa，层叠的膜材流经四个区段的总时长为3-15min。

技术总结本发明公开了一种聚合物板材及其连续化生产方法，聚合物板材包括复合芯层，复合芯层包括多层未拉伸聚丙烯薄膜，相邻未拉伸聚丙烯薄膜之间层设双向拉伸聚丙烯薄膜，构成交替叠层结构；还可以层设织物层来改善聚丙烯极差的缺口冲击性能；未拉伸聚丙烯薄膜表面粗糙或是开设有内凹气道；引入水平顺序排布的放卷辊组进行自动放卷，结合预热、点焊、连续辊压设备，实现聚合物板材的连续化生产，大幅提升了生产效率；还能够在成型过程中有效实现排气，并通过未拉伸聚丙烯薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜的厚度设定，结合温度控制，有效保证了复合芯层内层间的粘结效果，极大地利于批量生产，利于应用扩展。技术研发人员：史先锋,张磊,张彬受保护的技术使用者：常州碳锋复合材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4