CN103832029B - 一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法，该聚酯薄膜由上表层、芯层和下表层构成，其中芯层的组份为聚酯，上、下表层均由80～100%wt聚酯母料和0～20%wt聚酯组成，其中聚酯母料是由轻质碳酸钙和聚酯组成，其中轻质碳酸钙的浓度为4900～5100ppm。制成的聚酯薄膜的总厚度为2~5μm，薄膜的纵、横向热收缩为0.5%~1%、相对电容率为2.9~3.4、体积电阻率为10¹⁴~10¹⁶Ω·m、直流击穿电压为2.0~2.7kV，具有厚度薄，绝缘性良好，电气强度高，特别合适直流的电气工业用薄膜。

Description

一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚酯薄膜技术领域，具体涉及一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制成厚片，再经双向拉伸制成的薄膜材料。其机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好，是常用的阻透性复合薄膜基材之一，常用做蒸煮包装的外层材料。聚酯薄膜发展至现在，其具有相对绝缘性多用于电气工业上，由于聚酯电工薄膜有很多优良的特性，如：无极性、绝缘阻抗高、频率特性优异、介质损耗小等，特别适合在直流领域的电容器、电气绝缘、电子产品包装等领域应用。

但随着电子工业的向小型化微型化的发展，电工薄膜也在朝着超薄化发展，由于薄膜越薄其生产越难，且生产出超薄型的薄膜会降低其绝缘性、电气性能，从而影响其在电容器、电子产品包装等电气工业上应用。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜。

本发明为实现其目的所采取的技术方案为：一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜，该聚酯薄膜由上表层、芯层和下表层构成，其中芯层的组份为聚酯，所述聚酯薄膜的总厚度为2~5μm，薄膜的纵、横向热收缩为0.5%~1%、相对电容率为2.9~3.4、体积电阻率为10¹⁴~10¹⁶Ω·m、直流击穿电压为2.0~2.7kV；

所述上、下表层均由80～100%wt聚酯母料和0～20%wt聚酯组成；

所述聚酯母料是由轻质碳酸钙和聚酯组成，其中轻质碳酸钙的浓度为4900～5100ppm。

进一步，所述轻质碳酸钙粒径为1.2～20μm。

进一步，所述聚酯为电工级PET、电工级PEN或电工级PBT。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述电气工业用双向拉伸聚酯薄膜的方法，步骤如下：

a、聚酯在160～170℃的温度下在流化床中进行干燥结晶，然后在干燥塔以150～165℃温度干燥4～6小时得干燥原料；

b、将上述干燥原料在主挤出机中加热成熔融状态，经过滤得到作为芯层的主挤熔体；

按配比将聚酯母料和聚酯干燥原料置于两台辅助挤出机中，经过熔融、抽真空处理后再过滤除去原料中的水份与杂质分别得到作为上表层和下表层的辅挤熔体；

将主挤熔体与两辅挤熔体在三层模头中于温度为275～280℃进行汇合挤出；然后经过激冷辊形静电吸附成铸片，其中静电吸附电压为7.5～9.0kV、电流为6-8mA、静电丝牵引速度为10±1mm/mim、激冷辊温度为25～30℃；

c、将铸片放入纵向拉伸机中依次进行预热、纵向拉伸、热定型；所述预热温度为48～95℃、纵向拉伸温度为101～106℃、热定型温度为20～25℃；

d、将纵向拉伸后的薄膜放入横向拉伸机中，依次进行预热、横向拉伸、热定型，其中预热温度为95～98℃、横向拉伸温度为101～107℃、热定型温度为180～235℃；

e、将横向拉伸后的薄膜进入牵引系统，经展平、测厚后进行收卷，收卷后的薄膜经过分切、包装制成成品。

本发明的聚酯薄膜采用三层结构，并在薄膜的上、下表层中添加含有轻质碳酸钙的聚酯母料，不仅提高了薄膜的绝缘性能和电气性能，且降低了薄膜的生产成本，同时提供了薄膜生产时的稳定性。另外，本发明的聚酯薄膜采用纵、横向拉伸机进行拉伸，使其厚度达到2~5μm，符合电工薄膜用的要求。

具体实施方式

以下所述的实施方案，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式的限制。凡是依据本发明的技术和方法实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术和方法方案的范围内。

实施例1

一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜由上表层、芯层和下表层构成，其制备方法如下：

（1）将电工级PET在160℃的温度下在流化床中进行干燥结晶，然后在干燥塔以150℃温度干燥6小时得干燥原料；

（2）将（1）中干燥原料在主挤出机中加热成熔融状态，经过滤得到作为芯层的主挤熔体；

（3）将粒径为1.2μm轻质碳酸钙和（1）干燥原料组成轻质碳酸钙的浓度为4900ppm的聚酯母料；

（4）将（3）中聚酯母料80%wt和（1）干燥原料20%wt置于两台辅助挤出机中，经过熔融、抽真空处理后再过滤除去原料中的水份与杂质分别得到作为上表层和下表层的辅挤熔体；

（5）将主挤熔体与两辅挤熔体在三层模头中于温度为275℃进行汇合挤出；然后经过激冷辊形静电吸附成铸片，其中静电吸附电压为7.5kV、电流为6mA、静电丝牵引速度为10±1mm/mim、激冷辊温度为25℃；

（6）将铸片放入纵向拉伸机中依次进行预热、纵向拉伸、热定型；所述预热温度为48℃、纵向拉伸温度为101℃、热定型温度为20℃；

（7）将纵向拉伸后的薄膜放入横向拉伸机中，依次进行预热、横向拉伸、热定型，其中预热温度为95℃、横向拉伸温度为101℃、热定型温度为180℃；

（8）将横向拉伸后的薄膜进入牵引系统，经展平、测厚后进行收卷，收卷后的薄膜经过分切、包装制成成品；制得的聚酯薄膜总厚度为2μm，薄膜的纵、横向热收缩为0.5%、相对电容率为2.9、体积电阻率为10¹⁴Ω·m、直流击穿电压为2.0kV。

实施例2

一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜由上表层、芯层和下表层构成，其制备方法如下：

（1）将电工级PEN在170℃的温度下在流化床中进行干燥结晶，然后在干燥塔以165℃温度干燥4小时得干燥原料；

（2）将（1）中干燥原料在主挤出机中加热成熔融状态，经过滤得到作为芯层的主挤熔体；

（3）将粒径为20μm轻质碳酸钙和（1）干燥原料组成轻质碳酸钙的浓度为5100ppm的聚酯母料；

（4）将（3）中聚酯母料100%wt置于两台辅助挤出机中，经过熔融、抽真空处理后再过滤除去原料中的水份与杂质分别得到作为上表层和下表层的辅挤熔体；

（5）将主挤熔体与两辅挤熔体在三层模头中于温度为280℃进行汇合挤出；然后经过激冷辊形静电吸附成铸片，其中静电吸附电压为9.0kV、电流为6-8mA、静电丝牵引速度为10±1mm/mim、激冷辊温度为30℃；

（6）将铸片放入纵向拉伸机中依次进行预热、纵向拉伸、热定型；所述预热温度为95℃、纵向拉伸温度为106℃、热定型温度为25℃；

（7）将纵向拉伸后的薄膜放入横向拉伸机中，依次进行预热、横向拉伸、热定型，其中预热温度为98℃、横向拉伸温度为107℃、热定型温度为235℃；

（8）将横向拉伸后的薄膜进入牵引系统，经展平、测厚后进行收卷，收卷后的薄膜经过分切、包装制成成品；制得的聚酯薄膜总厚度为5μm，薄膜的纵、横向热收缩为1%、相对电容率为3.4、体积电阻率为10¹⁶Ω·m、直流击穿电压为2.7kV。

实施例3

一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜由上表层、芯层和下表层构成，其制备方法如下：

（1）将电工级PBT在165℃的温度下在流化床中进行干燥结晶，然后在干燥塔以160℃温度干燥5小时得干燥原料；

（2）将（1）中干燥原料在主挤出机中加热成熔融状态，经过滤得到作为芯层的主挤熔体；

（3）将粒径为10μm轻质碳酸钙和（1）干燥原料组成轻质碳酸钙的浓度为5000ppm的聚酯母料；

（4）将（3）中聚酯母料90%wt和（1）干燥原料10%wt置于两台辅助挤出机中，经过熔融、抽真空处理后再过滤除去原料中的水份与杂质分别得到作为上表层和下表层的辅挤熔体；

（5）将主挤熔体与两辅挤熔体在三层模头中于温度为275℃进行汇合挤出；然后经过激冷辊形静电吸附成铸片，其中静电吸附电压为8.0kV、电流为7mA、静电丝牵引速度为10±1mm/mim、激冷辊温度为28℃；

（6）将铸片放入纵向拉伸机中依次进行预热、纵向拉伸、热定型；所述预热温度为60℃、纵向拉伸温度为104℃、热定型温度为22℃；

（7）将纵向拉伸后的薄膜放入横向拉伸机中，依次进行预热、横向拉伸、热定型，其中预热温度为96℃、横向拉伸温度为105℃、热定型温度为200℃；

（8）将横向拉伸后的薄膜进入牵引系统，经展平、测厚后进行收卷，收卷后的薄膜经过分切、包装制成成品；制得的聚酯薄膜总厚度为4μm，薄膜的纵、横向热收缩为0.8%、相对电容率为3、体积电阻率为10¹⁵Ω·m、直流击穿电压为2.3kV。

Claims (4)

1.一种电气工业用双向拉伸聚酯薄膜，该聚酯薄膜由上表层、芯层和下表层构成，其中芯层的组份为聚酯，其特征在于：所述聚酯薄膜的总厚度为2~5μm，薄膜的纵、横向热收缩为0.5%~1%、相对电容率为2.9~3.4、体积电阻率为10¹⁴~10¹⁶Ω·m、直流击穿电压为2.0~2.7kV；

所述上、下表层均由80～100%wt聚酯母料和0～20%wt聚酯组成；

所述聚酯母料是由轻质碳酸钙和聚酯组成，其中轻质碳酸钙的浓度为4900～5100ppm。

2.根据权利要求1所述的电气工业用双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述轻质碳酸钙粒径为1.2～20μm。

3.根据权利要求1所述的电气工业用双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述聚酯为电工级PET、电工级PEN或电工级PBT。

4.一种制备如权利要求1-3任一项所述的电气工业用双向拉伸聚酯薄膜的方法，其特征在于：步骤如下：

a、聚酯在160～170℃的温度下在流化床中进行干燥结晶，然后在干燥塔以150～165℃温度干燥4～6小时得干燥原料；

b、将上述干燥原料在主挤出机中加热成熔融状态，经过滤得到作为芯层的主挤熔体；

按配比将聚酯母料和聚酯干燥原料置于两台辅助挤出机中，经过熔融、抽真空处理后再过滤除去原料中的水份与杂质分别得到作为上表层和下表层的辅挤熔体；

将主挤熔体与两辅挤熔体在三层模头中于温度为275～280℃进行汇合挤出；然后经过激冷辊形静电吸附成铸片，其中静电吸附电压为7.5～9.0kV、电流为6-8mA、静电丝牵引速度为10±1mm/mim、激冷辊温度为25～30℃；

c、将铸片放入纵向拉伸机中依次进行预热、纵向拉伸、热定型；所述预热温度为48～95℃、纵向拉伸温度为101～106℃、热定型温度为20～25℃；

d、将纵向拉伸后的薄膜放入横向拉伸机中，依次进行预热、横向拉伸、热定型，其中预热温度为95～98℃、横向拉伸温度为101～107℃、热定型温度为180～235℃；

e、将横向拉伸后的薄膜进入牵引系统，经展平、测厚后进行收卷，收卷后的薄膜经过分切、包装制成成品。