CN104559084A

CN104559084A - 可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜及制作方法

Info

Publication number: CN104559084A
Application number: CN201410825194.9A
Authority: CN
Inventors: 叶蛟
Original assignee: Guangdong Huiwan Industrial Co Ltd
Current assignee: Guangdong Huiwan Industrial Co Ltd
Priority date: 2014-12-27
Filing date: 2014-12-27
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明公开了一种可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜及制备方法，采用有光PET切片和含有添加剂的PET切片为主要原料再添加少量的纳米材料混合后制成。有光PET切片与含有添加剂的PET切片的重量比为4比6；所述纳米材料的添加量为有光PET切片与含有添加剂的PET切片合计重量的1-2‰；添加剂是下列中的一种：二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土。使材料对二氧化碳、氧的透过率降为原来1／2～1／5；本发明可改进材料的透明性、颜料着色性；可提高材料的阻燃等级和提高材料的尺寸稳定性。

Description

可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜及制作方法

技术领域

本发明涉及聚酯薄膜,具体涉及一种可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜，本发明还涉及该聚酯薄膜的制作方法。

背景技术

在现有技术中，聚酯是指大分子结构中含有酯基的热塑性聚酯的简称。这里所指的聚酯其全称是聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)，它是聚酯家族中最重要的一员。聚酯树脂可以加工成型成各种瓶类容器、片材和薄膜。其中，双向拉伸聚酯薄膜(BO—PE)的综合性能优良、应用面广、产能大，广泛应用于软包装复合材料、电气绝缘材料、感光材料、装饰材料、太阳能电池的背材以及平板显示器配套用光学材料等领域。聚酯薄膜具有以下较为优良的综合性能：有很好的力学性能，其拉伸强度是PE薄膜的9倍，刚性好、挺刮、耐折；有较好的气体(氧气、二氧化碳及水汽)阻隔性，属于中等阻隔材料；有良好的光学性能，透明度好、光泽度高；使用温度范围广(一60～120℃，短时可达150）。电气绝缘性能优良，属于E级绝缘材料；无嗅、无味、无毒，可用于食品、药品的复合包装材料；耐油脂、耐一般化学品的腐蚀；聚酯可回收再生利用，属于环境友好材料。虽然，聚酯及其薄膜产品的综合性能较好，但是也存在一些下列不足之处：① 普通的聚酯薄膜不能直接进行热封合；②阻隔性能还不是太理想；③ 耐热性也不够高，长期使用温度仅为120℃ ；④ 透明度、光泽度对特殊用途的薄膜须进一步提高；⑤耐候性欠佳、不耐紫外线辐射；⑥ 不耐水解；⑦可萃取物较高；⑧ 不能满足某些特殊功能的要求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的上述缺陷，提供一种可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜；本发明还提供一种制作这种聚酯薄膜的方法。

提供一种可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜，采用有光PET切片和含有添加剂的PET切片为主要原料再添加少量的纳米材料混合后制成。

在上述可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜中，所述有光PET切片与含有添加剂的PET切片的重量比为4比6；所述纳米材料的添加量为有光PET切片与含有添加剂的PET切片合计重量的1-2‰。

在上述可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜中，所述添加剂是下列中的一种：二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土。

在上述可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜中，所述纳米材料是下列中的一种：硅酸盐、碳酸钙、SiO。、TiO 、蒙脱土；纳米级尺寸为1～100nm。

提供一种制作上述可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜的方法，包括如下步骤：

A）、配料及混合；采用有光PET切片和母料切片再加入少量纳米材料混合成原料；

B）、对有吸湿倾向的PET，在进行双向拉伸之前，先进行预结晶和干燥处理；PET的预结晶和干燥设备采用带有结晶床的填充塔，同时配有干空气制备装置，包括空压机、分子筛去湿器、加热器；预结晶和干燥温度在150—170℃，干燥时间约3．5-4 h；干燥后的PET切片中水的质量分数要求控制在50×10-6以下；

C）、熔融挤出：熔融挤出设备包括挤出机、熔体计量泵、熔体过滤器和静态混合器；

D）、将熔融挤出的原料进行铸片；

E）、对铸片片材进行纵向拉伸；

F）、再进行横向拉伸：拉伸温度比纵向拉伸温度高15—25℃，具体温度取决于薄膜的厚度和拉伸速度；

拉伸倍数：横向拉伸倍数一般为3．5—4倍。对于平衡膜，横向拉伸倍数与纵向拉伸倍数基本相同或接近；对于强化膜，纵向拉伸倍数要大于横向拉伸倍数。

G）、热定型：热定型的温度及时间：温度190—230℃，时间3—6S。

H）、冷却；

I）、将冷却后的薄膜进行牵引收卷及分切；本工序采用若干个牵引导向辊、冷却辊、展平辊、张力辊、跟踪辊及切边装置、测厚仪和电晕处理机组成。

本发明具有如下优点：采用由PEN与PET按一定比例进行混合后再加入纳米原材料生产的聚酯薄膜可以大大提高PET薄膜的阻隔性、耐热性和抗辐射等性能。使得聚酯薄膜具有很高的阻隔性能和耐热性能：利用具有特殊性能的纳米材料和独特的加工工艺，使纳米材料呈纳米尺寸均匀分散PET基体中，在薄膜生产过程中通过拉伸取向，从而使PET 薄膜呈现极优异的阻隔性能，O2、CO2、H2O透过率成倍下降，耐热性能大幅度提高，可扩大PET的应用领域；可提高材料力学性能。其弯曲模量(刚性)可提高1．5～2倍；可提高材料耐热性能。其热变形温度可提高十多度，热膨胀系数下降为原来的一半；可增加塑料材料阻隔性。使材料对二氧化碳、氧的透过率降为原来1／2～1／5；可改进材料的透明性、颜料着色性；可提高材料的阻燃等级。可提高材料的尺寸稳定性等。

具体实施方式

上述可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜的有光PET切片与含有添加剂的PET切片的重量比为4比6；所述纳米材料的添加量为有光PET切片与含有添加剂的PET切片合计重量的1-2‰。

制作方法如下：

一、先将上述原料进行配料及混合

有光PET切片和母料切片是普通PET薄膜所使用的主要原料所加入的纳米材料是下列中的一种：硅酸盐、碳酸钙、SiO。、TiO 、蒙脱土；纳米级尺寸为1～100nm。

母料切片是指含有添加剂的PET切片，添加剂有二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土等，应根据薄膜的不同用途选用相应的母料切片。

PET薄膜一般采用一定含量的含硅母料切片与有光切片配用，其作用是通过母料切片中的二氧化硅微粒在薄膜中均匀分布，以增加薄膜表面微观上的粗糙度，收卷时薄膜之间可容纳少量的空气，可防止薄膜黏连。

有光切片与母料切片通过计量混合可分为静态混合和动态混合2种，有光切片与母料切片混合均匀后进入预结晶、干燥工序。

二、结晶和干燥

对有吸湿倾向的PET，在进行双向拉伸之前，先进行预结晶和干燥处理。一是提高PET的软化点，避免它在干燥和熔融挤出过程中树脂粒子互相黏连、结块；二是去除树脂中水分，防止含有酯基的PET在熔融挤出过程中发生水解降解和产生气泡。

PET的预结晶和干燥设备一般采用带有结晶床的填充塔，同时配有干空气制备装置，包括空压机、分子筛去湿器、加热器等。

预结晶和干燥温度在150—170℃，干燥时间约3．5-4 h。干燥后的PET切片中水的质量分数要求控制在50×10-6以下。

三、熔融挤出

熔融挤出包括挤出机、熔体计量泵、熔体过滤器和静态混合器

四、铸片系统

五、纵向拉伸

六、横向拉伸

1、拉伸温度

因经过纵向拉伸的薄膜已有一定的结晶取向度，故横向拉伸温度要比纵向拉伸温度高15—25℃，具体温度取决于薄膜的厚度和拉伸速度。

2、拉伸倍数

横向拉伸倍数一般为3．5—4倍。对于平衡膜，横向拉伸倍数与纵向拉伸倍数基本相同或接近；对于强化膜，纵向拉伸倍数要大于横向拉伸倍数。

3、热定型温度及时间

在生产非收缩性薄膜时，横向拉伸后必须进行热定型处理，目的是完善其结晶取向过程，消除内应力，增加尺寸稳定性。热定型温度应该选择PET结晶速率最大的温度段，即190—230℃，热定型时间需3—6秒。

4、冷却温度

热定型后的PET薄膜还要进行热松弛处理。热松弛目的是让热定型后的薄膜在拉伸状态下有—个自动收缩的过程，最后进入冷却段风冷至100℃以下。

七、牵引收卷及分切

本工序由若干个牵引导向辊、冷却辊、展平辊、张力辊、跟踪辊及切边装置、测厚仪和电晕处理机等组成。

测厚仪：测厚仪是测量及调节薄膜厚度的重要设备，它不仅有显示薄膜厚度的功能，而且还具有自动反馈控制薄膜厚度的功能。反馈控制包括：控制模头膨胀螺栓的加热功率或温度，调节薄膜的横向厚度；控制计量泵或铸片的转速，调节薄膜的纵向厚度。在线测厚仪有多种：如B射线测厚仪、X射线测厚仪、红外线测厚仪等。

薄膜收卷：薄膜通过张力控制辊、展平辊、跟踪辊，最后完成收卷工作。收卷张力的控制包括张力的设定、张力衰减及张力补偿等，对薄膜收卷的品质影响很大。

分切机：从收卷机卸下的大膜卷，根据产品标准或用户的要求，在分切机上切成一定的规格，然后经过检验、包装即为成品。分切机的工艺参数主要是收、放卷张力，橡胶压辊结构及其压力，分切速度包括初始升速等的控制。

Claims

1.一种可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜，其特征在于：采用有光PET切片和含有添加剂的PET切片为主要原料再添加少量的纳米材料混合后制成。

2.根据权利要求1所述的可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜，其特征在于：所述有光PET切片与含有添加剂的PET切片的重量比为4比6；所述纳米材料的添加量为有光PET切片与含有添加剂的PET切片合计重量的1-2‰。

3.根据权利要求2所述的可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜，其特征在于：所述添加剂是下列中的一种：二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土。

4.根据权利要求3所述的可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜，其特征在于：所述纳米材料是下列中的一种：硅酸盐、碳酸钙、SiO、TiO 、蒙脱土；纳米级尺寸为1～100nm。

5.一种制作上述可耐高温、阻隔性能好的聚酯薄膜的方法，其特征在于；包括如下步骤：

A）配料及混合；采用有光PET切片和母料切片再加入少量纳米材料混合成原料；

B）对有吸湿倾向的PET，在进行双向拉伸之前，先进行预结晶和干燥处理；PET的预结晶和干燥设备采用带有结晶床的填充塔，同时配有干空气制备装置，包括空压机、分子筛去湿器、加热器；预结晶和干燥温度在150—170℃，干燥时间约3．5-4 h；干燥后的PET切片中水的质量分数要求控制在50×10-6以下；

C）熔融挤出：熔融挤出设备包括挤出机、熔体计量泵、熔体过滤器和静态混合器；

D）将熔融挤出的原料进行铸片；

E）对铸片片材进行纵向拉伸；

F）再进行横向拉伸：拉伸温度比纵向拉伸温度高15—25℃，具体温度取决于薄膜的厚度和拉伸速度；

拉伸倍数：横向拉伸倍数一般为3．5—4倍；对于平衡膜，横向拉伸倍数与纵向拉伸倍数基本相同或接近；对于强化膜，纵向拉伸倍数要大于横向拉伸倍数；

G）热定型：热定型的温度及时间：温度190—230℃，时间3—6S；

H）冷却

I）将冷却后薄膜进行牵引收卷及分切；本工序采用若干个牵引导向辊、冷却辊、展平辊、张力辊、跟踪辊及切边装置、测厚仪和电晕处理机组成。