一种零VOC气体挥发的热熔胶膜制备工艺及装置

摘要

本发明实施例公开了一种零VOC气体挥发的热熔胶膜制备工艺，将共聚类热融原料、萜烯树脂、石蜡和成核剂混合；随后进行高温聚合和敞口气化反应，和添加抗氧化剂，接着送入纺丝泵进行喷丝流料，喷覆在特氟龙网带上；喷覆有流料的特氟龙网带依次进行高温水雾喷淋、烘干、真空气体吸附操作；收卷后成型；其制备装置，包括外箱体、特氟龙网带和传动辊组，顶部连接在外箱体内顶部的支架，支架上依次设置有纺丝泵喷射模口、高温水雾喷口和表膜喷座，传动辊组上连接有若干个和支架相对应的综合控温板，传动辊组的末端设置有真空吸附辊组，减少非甲烷碳氢化合物原料使用以及精确改变膜理化性质使热熔胶膜能够实现VOC气体的零挥发。

说明书

技术领域

本发明实施例涉热熔胶膜制备技术领域，具体涉及一种零VOC气体挥发的热熔胶膜制备工艺及装置。

背景技术

热熔胶膜是将热熔胶通过压延、流延、吹膜等方式制备成易于工业化生产的膜制品。通常，热熔胶膜是由高饱和的聚烯烃材料为基材制备，为了增加热溶胶膜的粘接性能，通常会填加利于粘接的助剂。然而热溶胶膜所用的聚烯烃材料和粘接助剂多数含有极性官能团，在直接接触的高温加工条件下会产生大量有害气体，不符合汽车材料有机挥发物VOCs的相关标准。

热熔胶膜的制备工艺通常是将聚烯烃材料和助剂利用双镙杆挤出机中熔融共混，挤出造粒，最后在制膜设备中成膜，但是在熔融和挤出的过程中由于高温环境的直接加热，从而导致材料之间由于高温环境发生直接反应生成大量有毒的挥发性气体，一方面会影响加工环境，另一方面残留的挥发性物质会在产品后期的使用中受到空气的氧化等导致持续性的挥发，从而源源不断的释放有害物质。

在现有的制备工艺中无法从本质上解决上述问题，考虑到各成分是在高温的氧化环境中容易发生副反应导致产生有毒的挥发性物质，因此，在制备的过程中需要同时兼顾环境氛围和温度对产品的影响。然而在热熔胶膜的制备工程中，高温的熔融和延展是必不可少的步骤，从而导致挥发性物质不可避免的产生影响产品的环保性能。另外，反复多次的高温直接接触加热容易导致热熔胶膜的表面结构发生不可控的改变，从而影响热熔胶膜的成型效果。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种零VOC气体挥发的热熔胶膜制备工艺及装置，解决现有的热熔胶膜在制备过程中产生挥发性有毒物质的问题以及反复多次直接高温加热导致热熔胶膜表面结构发生不可控改变导致影响成型效果的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种零VOC气体挥发的热熔胶膜制备工艺，包括步骤：

S100、将共聚类热融原料和萜烯树脂进行初混，随后添加石蜡和成核剂进行充分搅拌混合；

S200、将充分搅拌混合后的原料在290℃下进行高温聚合，接着经过60min的敞口气化反应，得到中间原料；

S300、在氮气氛围下向中间原料添加抗氧化剂，搅拌混合获得成型原料；

S400、将成型原料送入纺丝泵进行喷丝流料，喷覆在特氟龙网带上；

S500、对喷覆有流料的特氟龙网带依次进行高温水雾喷淋、烘干、真空气体吸附操作，再进行收卷，实现热融胶膜的成型。

作为本发明的一种优选方案，在S100中，还包括质量分数为5～6％的纳米碳管共聚体，所述纳米碳管共聚体在所述敞口气化反应起始1～20min的时间内加入纳米碳管共聚体并搅拌使其充分混合。

作为本发明的一种优选方案，在S400中，所述纺丝泵在所述特氟龙网带的表面受外力干涉产生应力波的持续传输状态下，对所述特氟龙网带的表面进行持续的喷丝流料。

作为本发明的一种优选方案，在喷丝流料的同时，向特氟龙网点上形成的热熔胶层表面同步涂覆加入了封闭剂的含氟聚合物。

本发明提供了一种零VOC气体挥发的热熔胶膜制备装置，包括外箱体、特氟龙网带，以及设置在外箱体内的传动辊组，所述特氟龙网带因重力在传动辊组上自然下垂而形成的缝隙中对应设置有顶部连接在外箱体内顶部的支架，从特氟龙网带传输方向上的多个所述支架依次设置有纺丝泵喷射模口和高温水雾喷口，所述纺丝泵喷射模口的底部支架上设置有表膜喷座，所述传动辊组上连接有若干个和支架相对应的用于对特氟龙网带上的热熔胶膜在传输路径上进行烘干和环境控温的综合控温板，所述传动辊组沿传输方向的末端设置有用于吸附最终成型的热熔胶膜表面空气的真空吸附辊组。

作为本发明的一种优选方案，所述传动辊组包括进行传动导向和向特氟龙网带背侧面均匀间歇性进行气体喷射的中空下压辊，以及位于中空下压辊上部的表面包覆有离型纸的上压辊，所述综合控温板连接在中空下压辊的底部。

作为本发明的一种优选方案，所述中空下压辊表面轴向对称设置有多个拥有独立供气腔室的喷射缝，所述中空下压辊的一端设置有连接外置供气源的气滑环接口。

作为本发明的一种优选方案，所述真空吸附辊组包括对特氟龙网带上热熔胶膜背侧面进行空气吸附的第一负压辊以及对特氟龙网带上的热熔胶膜表面进行接触式空气吸附的第二负压辊，所述第一负压辊表面设置有薄硅胶层，所述第一负压辊和第二负压辊均配合设置有两个从动辊，所述第一负压辊、第二负压辊的表面设置有截面呈等腰梯形的吸气缝，所述所述第一负压辊、第二负压辊通过设置在其一端的气滑环接口连接外置供气源的进气端。

作为本发明的一种优选方案，所述综合控温板包括内部设置有电阻丝的制热板和半导体制冷板，所述半导体制冷板与制热板之间设置有气流腔，所述气流腔的内壁上设置有隔温层，所述半导体制冷板的两端表面设置有进入气流腔的吸流槽缝。

作为本发明的一种优选方案，所述表膜喷座上至少设置有两条用于喷射加入了封闭剂的含氟聚合物的涂覆缝，所述表膜喷座与特氟龙网带之间的夹角为10°～15°，且相邻所述涂覆缝之间的间距为0.5cm～1cm。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明在制备过程中加入抗氧化剂等减少热熔胶膜有毒成分的挥发，于此同时在制备过程中通过建立保护环境，并利用热熔胶膜的流延性，通过非接触性的应力控制和控温成型，使得热熔胶膜表面结构性能发生可控性的改变，在传动辊组形成气幕时利用热气流对热熔胶膜进行烘干，避免后期成型产品在高温作用下再次发生结构性变化生成挥发性物质，提高产品的品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中提供的热熔胶膜制备装置的结构示意图；

图2为本发明实施方式中中空下压辊的结构示意图；

图3为本发明实施方式中综合控温板的结构示意图；

图4为本发明实施方式中第一负压辊或第二负压辊的结构示意图。

图中：

1-外箱体；2-传动辊组；3-硅胶薄层；4-支架；5-特氟龙网带；6-纺丝泵喷射模口；7-高温水雾喷口；8-表膜喷座；9-综合控温板；10-真空吸附辊组；11-第一负压辊；12-第二负压辊；13-从动辊；14-吸气缝；15-制热版；16-半导体制冷板；17-气流腔；18-隔温层；19-吸流槽缝；20-覆膜缝；

201-中空下压辊；202-上压辊；203-喷射缝；204-气滑环接口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

本发明提供了一种零VOC气体挥发的热熔胶膜制备工艺，包括步骤：

S100、将共聚类热融原料和萜烯树脂进行初混，随后添加石蜡和成核剂进行充分搅拌混合；

S200、将充分搅拌混合后的原料在290℃下进行高温聚合，接着经过60min的敞口气化反应，得到中间原料；

S300、在氮气氛围下向中间原料添加抗氧化剂，搅拌混合获得成型原料；

S400、将成型原料送入纺丝泵进行喷丝流料，喷覆在特氟龙网带上；

S500、对喷覆有流料的特氟龙网带依次进行高温水雾喷淋、烘干、真空气体吸附操作，再进行收卷，实现热融胶膜的成型。

在S100中，还包括质量分数为5～6％的纳米碳管共聚体，所述纳米碳管共聚体在所述敞口气化反应起始1～20min的时间内加入纳米碳管共聚体并搅拌使其充分混合。

在S400中，所述纺丝泵在所述特氟龙网带的表面受外力干涉产生应力波的持续传输状态下，对所述特氟龙网带的表面进行持续的喷丝流料。

在喷丝流料的同时，向特氟龙网点上形成的热熔胶层表面同步涂覆加入了封闭剂的含氟聚合物。

如图1至图4所示，本发明提供了一种零VOC气体挥发的热熔胶膜制备装置，包括外箱体1、特氟龙网带5，以及设置在外箱体1内的传动辊组2，特氟龙网带5因重力在传动辊组2上自然下垂而形成的缝隙中对应设置有顶部连接在外箱体1内顶部的支架4，从特氟龙网带5传输方向上的多个支架4依次设置有纺丝泵喷射模口6和高温水雾喷口7，纺丝泵喷射模口6的底部支架4上设置有表膜喷座8，传动辊组2上连接有若干个和支架4相对应的用于对特氟龙网带上的热熔胶膜在传输路径上烘干和控温的综合控温板9，传动辊组2沿传输方向的末端设置有用于吸附最终成型的热熔胶膜表面空气的真空吸附辊组10。

如图1所示，本发明在工作时，由纺丝泵喷射模口6进行热熔胶原料的喷丝流料，而特氟龙网带5因重力在传动辊组2上自然下垂而形成类似于正弦曲线形状的传输带，并使得纺丝泵喷射模口6正对于呈正弦曲线形状的特氟龙网带的某个下降沿表面，纺丝泵喷射模口6喷射在特氟龙网带5上的热熔胶膜会由于自身重力的影响向已经喷射在特氟龙网带5的热熔胶膜进行流延，进而形成内部层层堆叠状的热熔胶膜，特氟龙网带5上的热熔胶膜随后进入连续的高温水雾喷淋和烘干，高温水雾喷淋和烘干过程分别由高温水雾喷口7和综合温控板9实现。

高温水雾喷口7通过连接外置的蒸气供气设备进行高温水雾的喷淋。

相较于传统的纺丝泵或流延机将热熔胶料直接喷射在冷却辊上不同的是，其喷射在特氟龙网带5上不需要通过冷却辊进行整形固定冷却，而现有的纺丝泵在热熔胶进入冷却辊后，冷却辊需要进行冷却控制，而热熔胶温度较高，从而使得冷却辊表面的温度无法进行精确的控制，从而无法准确的掌握成膜的效果。

优选的是，本申请中的纺丝泵喷射模口6与特氟龙网带5沿传输方向上的夹角范围为90°～120°，若纺丝泵喷射模口6正对于呈正弦曲线形状的特氟龙网带的某个上升沿表面，则纺丝泵喷射模口6与特氟龙网带5沿传输方向上的夹角范围为30°～90°。

在对于上述的热熔胶膜表面成型状态的精确控制上，本发明还设置一种用于对特氟龙网带5的背侧面进行间歇性喷射气体的传动辊组2，中传动辊组2在进行转动输送特氟龙网带的同时，对位于综合控温板9侧的特氟龙网带5进行气体喷射，在喷射的气体的外力干涉下特氟龙网带5的表面形成一定频率的表面应力波，进而传递至位于高温水雾喷淋段的特氟龙网带5上，从而利用高温水雾喷淋段喷射在特氟龙网带5的热熔胶膜表面形成的流动力以及特氟龙网带5表面应力波形成的剪切力使得位于高温水雾段特氟龙网带上的热熔胶膜表面结构性发生可控性的改变，以此来实现热熔胶膜可控成型的效果。

进一步地，本发明中的热熔胶膜通过利用高温水雾喷淋段喷射在特氟龙网带5的热熔胶膜表面形成的流动力以及特氟龙网带5表面应力波形成的剪切力使得热熔胶膜中的纳米碳管共聚体以定向排列的方式存在与热熔胶膜中，同时使得纳米碳管共聚体的分布更加均匀。

现有的无VOC热熔胶膜或者低VOC热熔胶膜在后续的使用过程中，还是会与空气中的水气以及其他有机物挥发气体发生光化学反应，而本发明中，通过加入纳米碳管共聚体进行其自身有机挥发物的吸附，并吸附空气中少量的水汽和有机挥发气体，同时配合由表膜喷座8喷射的含氟聚合物配合封闭剂在纳米碳管共聚体中的碳管微孔的扩入，实现对热熔胶膜的表面密封以及阻绝气体的进入和纳米碳管共聚体对大气环境中的水气吸附，从而有效的实现了本申请制备的热熔胶膜的零VOC挥发。

通过支架4和综合控温板9对特氟龙网带上的热熔胶膜进行重复的高温水雾喷淋和烘干步骤，以流水线的工作方式，在提高了生产效率的同时，经过连续的高温水雾喷淋以及烘干能够在热熔胶膜成型的过程中，能够避免在热熔胶膜表面已经完全固定成型的情况下，经过再次高温水雾喷淋和烘干的过程中表面结构性改变，并在高温水雾喷淋和烘干过程中，膜内产生气泡，气泡在后续的烘干操作中溢出形成膜内微孔，进而在后续的使用过程中，热熔胶膜容易吸附空气中的湿气和其他有机挥发物。

本发明中，一个中空下压辊202、综合温控板9以及带高温水雾喷口7的支架4形成一个对热熔胶膜进行高温水雾喷淋和烘干过程的处理单元，由于中空下压辊202的支撑作用下，中空下压辊202向两侧的特氟龙网带5喷射气体产生的表面应力波不会跨过中空下压辊202进行传递，使得每个处理单元的特氟龙网带5内的表面应力波的影响因素恒定。

传动辊组2包括进行传动导向和向特氟龙网带5背侧面均匀间歇性进行气体喷射的中空下压辊202，以及位于中空下压辊202上部的表面包覆有离型纸的上压辊201，综合控温板9连接在中空下压辊202的底部。

如图2所示，中空下压辊202表面轴向对称设置有多个拥有独立供气腔室的喷射缝203，这样能够通过控制阀对每个独立供气腔室的供气与否进行独立控制，中空下压辊202的一端设置有连接外置供气源的气滑环接口204，并在气体喷射缝203将要与特氟龙网带5接触时停止供气。

优选的是，本发明的中空下压辊202上的喷射缝203至少为两个，其进一步的目的，是配合综合温控板9，对外箱体1中的高温水雾和综合温控板9两侧的温度进行精准控制。

本发明的通过中空下压辊202向特氟龙网带喷射气体还包括其他方面的作用：

一、用于在特氟龙网带和综合控温板之间形成气幕，以避免综合控温板的热量直接作用在热敷龙网带上，为了迅速使得特氟龙网带烘干，往往需要在流水线工作方式上，进行高温烘干，而特氟龙网带具有一定的耐高温性，但热熔胶膜的软化点温度相对较低，所以为了防止在烘干的过程中过高的温度使得热熔胶表面结构再次变化，通过在特氟龙网带和综合控温板之间形成气幕，利用热气流对热熔胶膜进行烘干；

二、通过中空下压辊喷射的气流能够带走热熔胶膜表面的空气；

三，由于特氟龙网带和热熔胶膜的质量不同，在受到气流脉冲冲击后，两者的表面存在不同的结构应力，这样有便于后期两者的剥离。

如图3所示，为此，本发明中的综合控温板9包括内部设置有电阻丝的制热板15和半导体制冷板16，通过制热板15进行热熔胶膜进行烘干，而半导体制冷本16实现该侧的热熔胶膜一个快速固化的环境，通过半导体制冷板16，使得热熔胶膜与特氟龙网带5接触的表面快速固化，而热熔胶膜表面和热熔胶膜背侧面的固化速度不同，不同的目的是，为了使得纳米碳管共聚体在热熔胶膜的位置在经过定向排序后的高温水雾喷淋和烘干过程中不在发生变化或变化量很小，进一步地，含氟聚合物形成的膜层因烘干加热过程，表面更加光滑致密。

本发明中的中空下压辊202的喷气缝203在经过半导体制冷板16与制热板14之间设置的气流腔17，半导体制冷板16的两端表面设置有进入气流腔17的吸流槽缝19，喷射缝203喷射进入气流腔17的气流将在压强作用下迫使高温水雾喷口喷出的水汽由隙流槽缝19进入气流腔17中，进而使得气流腔17连接贯穿外箱体1的侧壁，进而带出外箱体1中多余的高温水雾。

气流腔17的内壁上设置有隔温层18，用于阻断半导体制冷板16和制热板14之间的温度穿度，隔温层18具体采用的是保温相变材料。

如图3所示，本发明中的真空吸附辊组10包括对特氟龙网带5上热熔胶膜背侧面进行空气吸附的第一负压辊11以及对特氟龙网带上的热熔胶膜表面进行接触式空气吸附的第二负压辊12，第一负压辊11表面设置有薄硅胶层3，硅胶薄层用于与特氟龙网带5接触进而变形，使得第二负压辊12能够紧密贴合热熔胶膜的背侧面，从而在热熔胶膜的背侧面实现真空吸附，第一负压辊11和第二负压辊12均配合设置有两个从动辊13；

第一负压辊11或第二负压辊12与从动辊13的轴线位于等腰三角形的三个顶点，通过两个从动辊13来增加热熔胶膜和第一负压辊11或第二负压辊13的接触面积，从而提高真空吸附效果。

第一负压辊11、第二负压辊12的表面设置有截面呈等腰梯形的吸气缝14，第一负压辊11、第二负压辊12通过设置在其一端的气滑环接口204连接外置供气源的进气端。

表膜喷座8上至少设置有两条用于喷射加入了封闭剂的含氟聚合物的涂覆缝20，表膜喷座8与特氟龙网带之间的夹角为10°～15°，通过表膜喷座8的接触距离，进一步的实现表膜喷座8对含氟聚合物形成的膜层的整形，且相邻涂覆缝20之间的间距为0.5cm～1cm。

进一步地，本发明中的传动辊组2两侧存在一定的高度差，高度差在3～5mm，使得喷淋在热熔胶膜表面的水雾能够单一方向的流动，避免特氟龙网带因重力在多个传动辊组2上自然下垂而形成的缝隙的底部堆积。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。