CN104693704A - 一种非晶透明petg共聚酯功能薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，该多功能透明PETG薄膜能高效率屏蔽紫外线、红外线以及高能可见光-蓝光等。同时本发明还提供了该非晶透明PETG共聚酯功能薄膜的制备方法，制备方法操作方便并且产品性能稳定。本发明的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其有以下质量配比的原料制成：PETG树脂100份、紫外光吸收剂0.3～0.6份、颜料0.005～0.020份、改性金属氧化物0.5～1.0份、抗氧剂0.1～0.3份、润滑剂0.3～0.6份。

Description

一种非晶透明PETG共聚酯功能薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种透明聚酯薄膜及其制备方法，更具体地说涉及一种非晶透明PETG共聚酯功能薄膜及其制备方法。

背景技术

热塑性聚酯是由饱和的二元酸和二元醇通过缩聚反应制得的线形聚合物，根据不同种类的二元酸和二元醇，可以合成多种热塑性聚酯。商品化的热塑性聚酯主要品种有：对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)缩合聚合生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、对苯二甲酸与丙二醇缩合聚合生成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、对苯二甲酸与1,4-丁二醇缩合聚合生成聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、对苯二甲酸与1,4-环己烷二甲醇缩合聚合生成聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯(PCT)、2,6-萘二甲酸与乙二醇缩合聚合生成聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、2,6-萘二甲酸与丁二醇缩合聚合生成聚2,6-萘二甲酸丁二醇酯(PBN)，此外，采用对苯二甲酸、乙二醇、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)为原料缩合聚合得到PETG三元共聚酯，PETG三元共聚酯是一类颇具特殊用途和发展前途重要聚酯新品种。

PET是热塑性聚酯中最主要的品种，为典型的结晶聚合物。PET耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性好；电绝缘性能好、无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好；耐弱酸和有机溶剂，但不耐热水浸泡、耐碱性差。PET还具有很好的光学性能，非晶态的PET具有良好的光学透明性；另外PET具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。由于只采用对苯二甲酸与乙二醇两种单体进行缩合聚合，所以PET分子结构高度对称，具有一定的结晶能力。在PET大分子链中引人了空间位阻较大的CHDM单体单元，对树脂的结晶性能有较大的影响，能够改变PETG的冷结晶速率。当引人的CHDM单体单元超过一定数量时，会使PETG树脂结晶能力丧失，变成无定形材料。

PETG的结晶能力会随着CHDM含量的增加表现为先减小后增加的过程，在CHDM与EG的摩尔比在30/70-50/50之间时，呈现非晶状态，尤其是CHDM与EG的摩尔比为30/70，PETG的结晶能力最弱，是一种典型非晶透明共聚酯。PETG的玻璃化转变温度和耐碱性随着CHDM所含比例的增加而呈上升趋势，这主要是由于在高分子结构中引入CHDM之后，其环己基的加入使得高分子链的空间位阻加大，使整体高分子链的运动能力下降，在宏观上表现出聚合物的玻璃化转变温度随着CHDM所含比例的增加而增大、耐碱性得到改善。PET的玻璃化温度为69℃；当CHDM与EG的摩尔比为30/70，PETG的玻璃化温度为80℃；当CHDM全部取代EG时，PCT的玻璃化转变温度达到最大值，约96℃。这说明非晶得到提高PETG的耐热性较非晶PET。

PETG加工成型性较对苯二甲酸乙二醇酯有很大的改进，具有较宽的热成型性，且极易成型，可以采用传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法，同时其二次加工性能优良，可以进行常规的机加工修饰。PETG制品高度透明，抗冲击性能优异，具有很高刚度、硬度和良好的韧性，也具有良好的耐碱性。PETG已经通过美国FDA认证，可以应用于食品及个人保健用品包装、医药卫生设备与食品等领域，还可用于电子器件包装。总之，PETG共聚酯由于其所具有的独特性能而受到了市场的欢迎，应用领域在不断扩大。PETG一个突出的应用领域是制备薄膜，尤其是透明薄膜和热收缩薄膜。PETG薄膜具有无毒、无味、高强度、热收缩率高、透明性好、包装效果佳等一系列特点。PETG薄膜最大的优点是热封性能佳，其热收缩薄膜的最大收缩率可以高达70-75％，专门应用于生产高性能收缩膜。PETG已经通过美国FDA认证，可以应用于食品及个人保健用品包装、医药卫生设备与食品等领域，还可用于电子器件包装。PETG热收缩膜还符合欧盟ROHS指令和REACH法规要求，属环保类产品，可以循环回收再利用。

公开号为CN 103467888A中国专利“具有太阳光谱选择性透过的软质PVC功能薄膜及制备方法”公开了一种软透明质PVC功能薄膜及其制备方法，该功能薄膜可以高效率屏蔽太阳光谱中的紫外光，对200～400nm紫外光波段的平均抑制率高达99.8％以上，同时满足高可见光透过，在400～780nm可见光波段的平均透过率达到了76.54％。该透明软质PVC功能薄膜可以作为装饰材料、彩色印刷材料、古字画等文物材料的表面保护，使其免于太阳光谱中紫外线辐照而导致的变色、降解与破坏，延长其使用寿命，因此也扩大了软质透明PVC薄膜的应用范围。该透明软质PVC功能薄膜还存在只能有效地屏蔽紫外光的单一功能，同时可见光波段的平均透过率不高等不足。例如达到地球的太阳电磁辐射中99.9％的能量集中在紫外区、可见光区和红外区，其中紫外线(波长<400nm)约占7～8％，可见光(波长400～760nm)约占46～50％，红外线(>760nm)约占43～46％。太阳光谱中的红外线具有热辐射和发热效应，可以使被辐照物的温度升高，因此在某些特定的季节和场合(例如炎热夏季的汽车内、室内等)，需要屏蔽红外线，减少温度的上升。对于有屏蔽紫外线和红外线的透明功能薄膜而言，可以设计有效屏蔽紫外线和红外线，并使可见光透过。

此外，虽然红色、绿色发光二极管(LED)在20世纪中叶已经问世，但蓝光LED的制备技术困扰了人类30多年。1986年日本名古屋大学工作科学家赤崎勇和天野浩两人首次制成高质量的氮化镓晶体，并于1989年首次研发成功蓝光LED。从1988年起，当时在日亚化学公司工作的中村修二也开始研发蓝光二极管。与两位日本同行一样，他选择的也是氮化镓材料，但在技术路线上并不相同，1993年中村修二也研制出了蓝色发光二极管。与前者相比，中村修二发明的技术更简单，成本也更低。因为有了红、绿、蓝三原色后，近年来LED技术获得了广泛的应用。随着科技的发展，更亮、颜色更多的LED被制造出来，LED也开始被应用于电子设备的显像技术。尽管如此，由爱因斯坦提出的光量子公式可知，虽然到达地球的太阳辐射光谱中紫外光波长最短，光子能量最大；在可见光部分，蓝光是波长为400～500nm的高能量可见光，它不仅存在于太阳光中，还大量存在于电子设备的背景光源中。蓝光LED光源的波长通常控制在500nm以内，一般是450～455nm或455～460nm。研究表明一直以来认为对人类眼睛伤害最大的紫外线，其实紫外线往往都被晶状体所吸收了，并不能到达视网膜黄斑区域；蓝光可穿透晶状体到达视网膜，损伤视网膜感光细胞，加速黄斑区细胞氧化，被称为危险的可见光。由此可知，设计并开发有效屏蔽高能可见光的蓝光，并使其他部分可见光透过的透明功能薄膜是目前急需解决的问题。

综上所述，目前正在使用的透明功能PVC薄膜或PET薄膜，均只具有效屏蔽紫外线、红外线的单一功能或屏蔽紫外线/红外线双重功能和作用。因此开发一种高效率屏蔽紫外线、红外线以及高能可见光-蓝光等多功能透明PETG薄膜成为该行业的迫切需求。

发明内容：

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题与不足，提供一种非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，该多功能透明PETG薄膜能高效率屏蔽紫外线、红外线以及高能可见光-蓝光等。

同时本发明还提供了该非晶透明PETG共聚酯功能薄膜的制备方法，制备方法操作方便并且产品性能稳定。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其有以下质量配比的原料制成：

本发明的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其进一步的技术方案是所述的PETG树脂特性粘度为0.75～0.85dL g^-1，特性粘度测定方法为于25^℃下，质量比苯酚:1,1,2,2-四氯乙烷＝1:1的混合溶剂中测定；PETG树脂组成中二元醇CHDM/EG的摩尔比在30/70～50/50之间。更进一步的技术方案是所述的CHDM/EG的摩尔比优选为30/70。

本发明的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的紫外光吸收剂是二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂中的一种或其组合。

本发明的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的颜料是吸收波长在570～590nm的黄色颜料。更进一步的技术方案是所述的黄色颜料是永固黄颜料、柠檬黄颜料、耐晒黄颜料、德国赫斯特公司生产的黄色颜料811中的一种，其中优选永固黄颜料。

本发明的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的改性金属氧化物是ITO(氧化铟锡)或ATO(氧化锡锑)经过表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)改性后得到的ITO-g-MMA、ATO-g-MMA一种或其组合。

本发明的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的抗氧剂是2,5-二特丁基对苯二酚、德国科莱恩Hostanos P-EPQ中的一种或其组合。

本发明的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其进一步的技术方案还可以是所述的润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌中的一种或其组合。

本发明上述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜的制备方法，其包括有以下步骤：

金属氧化物表面接枝改性：①ITO或ATO粒子在干燥箱中于120℃条件干燥2h，按质量比ITO或ATO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ITO或ATO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；②按照质量比KH570处理过的ITO或ATO粒子：MMA：偶氮二异丁腈(AIBN)：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ITO-g-MMA或ATO-g-MMA粉末；

功能母料制备：在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、改性金属氧化物、抗氧剂、润滑剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3～5min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：1区温度210±10℃，2区温度230±10℃，3区温度250±10℃，4区温度240±10℃，5区温度230±10℃，6区温度220±10℃，7区温度210±10℃，机头温度200±10℃；

功能薄膜制备：PETG树脂先于60～80℃烘干3～6h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2～3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机制备双向拉伸PETG功能薄膜；薄膜生产控制工艺条件：采用抽真空排气双螺杆挤出机，挤出温度240～285℃、模头温度260～285℃；纵向拉伸：温度70～90℃，纵向拉伸比1.05～3倍；横向拉伸：温度75～100℃，横向拉伸比3～4.5倍。

非晶透明PETG共聚酯功能薄膜的光谱曲线测试方法利用紫外-可见-近红外分光光度计进行。具体方法是首先将样品在温度为25℃停放24h，然后设置紫外-可见-近红外分光光度计为透射模式；制备直径为25mmPETG功能薄膜放入仪器中，测试样品在波长为200～2600nm的透光率曲线。分别取紫外光波段(200-400nm)、高能可见光(蓝光)波段(400-500nm)、可见光波段(400-780nm)和近红外波段(780-2600nm)透过率数据(函数)进行积分，使用以下公式计算各特定波段的平均透过率：

$\stackrel{\&OverBar;}{T}=\frac{{\&Integral;}_{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^{{\mathrm{\&lambda;}}_2}T\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{d\&lambda;}}{{\mathrm{\&lambda;}}_2-{\mathrm{\&lambda;}}_1}$

其中表示平均透过率(％)，T(λ)指波长为λ时的透过率(％)，λ₁与λ₂是波长(nm)取值上、下限。在此，紫外光波段取λ₁＝200nm，λ₂＝400nm；高能可见光(蓝光)波段取λ₁＝400nm，λ₂＝-500nm；可见光波段取λ₁＝400nm，λ₂＝780nm；近红外波段取λ₁＝780nm，λ₂＝2600nm。

本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：

和可以结晶的PET相比，PETG结构中当CHDM与EG的摩尔比在30/70时结晶能力最弱，是一种典型非晶透明共聚酯。采用特定组成的PETG非晶透明共聚酯为基体材料制备透明功能薄膜时，其具有优异的可见光透过率；采用CHDM取代部分EG以后，前者的环己基加入使得高分子链的空间位阻加大，透明功能PETG薄膜的玻璃化转变温度和耐碱性得到改善。

在透明功能PETG薄膜中加入紫外光吸收剂可以有效吸收紫外线，尤其是加入苯并三唑类紫外光吸收剂后对200～400nm紫外光波段的吸收率较高，该功能薄膜在上述紫外光波段的平均透过率可以低至1％左右。在透明功能PETG薄膜中加入蓝色的补色，例如选择吸收波长在570～590nm特殊的黄色颜料，通过颜色色光的混合-相加混合达到过滤蓝光的效果。

金属氧化物纳米粒子对太阳光谱具有理想的选择性，在可见光区透过率高，而对近红外光却具有很好的屏蔽性能，将这种金属氧化物纳米粒子均匀分散PETG树脂中获得纳米透明隔热薄膜。氧化铟锡物(ITO)和氧化锡锑(ATO)是一类半导体材料，文献报道具有紫外光截止、可见光透过率高、红外光反射率大等特点，例如在可见光区，ATO薄膜可见光透过率可达到80％～90％，但是在红外区则有较高的反射率，大约为75％～85％，被广泛地应用于透明隔热、液晶显示、太阳能电池、防静电涂层等诸多领域。但在PETG薄膜中加入少量的ITO和ATO后，其对200～400nm紫外光波段的吸收率不明显。本发明利用在PETG功能薄膜加入ITO和ATO后对近红外光波段有效吸收的特点，利用复配苯并三唑类紫外光吸收剂达到对波长在200～400nm紫外光波段的有效吸收，实现薄膜的屏蔽紫外光和隔热功能。

这种非晶透明PETG共聚酯功能薄膜具有高效屏蔽紫外线、高能可见光-蓝光以及红外线的作用，同时较高的可见光透过率和隔热功能。在200～400nm紫外光波段的平均透过率＜0.7％(亦即对紫外光的平均抑制率高达99.3％以上)，400～500nm高能可见光(蓝光)平均透过率60.4％，400～780nm可见光波段平均透过率77.0％和780～2600nm近红外波段平均透过率60.4％(780-2600nm)。该功能薄膜的作用之一是可保护被包装物品免遭紫外光破坏，例如，可以作为装饰材料、彩色印刷材料、古字画等文物材料的表面保护，使其免于太阳光谱中紫外线辐照而导致的变色、降解与破坏，延长其使用寿命；作用之二是保护人类的眼睛免遭高能可见光-蓝光的损害，例如可以作为电子显示设备的保护膜，有效阻隔LED发出的有害蓝光；作用之三是在炎热的夏季有效避免因红外线引起的热效应，例如可以作为汽车、建筑物以及海上船舶等玻璃上的透明隔热薄膜，降低使用物内部的温度，节约能耗。

本发明的非晶透明功能薄膜主要是以CHDM与EG的摩尔比在30/70时高粘度PETG树脂为主，加入苯并三唑类紫外光吸收剂、特殊结构的颜料、经过化学接枝改性的ITO(ATO)、润滑剂复配和加工而成，重点利用苯并三唑类紫外光吸收剂的高效吸收太阳光谱中紫外线，利用吸收波长在570～590nm特殊的黄色颜料，通过颜色色光的相加混合达到过滤蓝光的效果，ITO(ATO)等金属氧化物纳米粒子对太阳光谱中近红外光吸收达到降温与隔热效应。采用本发明制备的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，可实现高效率屏蔽紫外线和过滤高能可见光中的蓝光以及通过反射太阳光谱中近红外光实现隔热，满足建筑装潢、电子显示设备、彩色印刷装饰材料和古字画文物保护等特殊使用要求的场合。

附图说明

图1为实施例1～4制备的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜在太阳光谱中的透过率曲线。

图2为实施例5～8制备的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜在太阳光谱中的透过率曲线。

图3为实施例9～11制备的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜在太阳光谱中的透过率曲线。

图4为对比例1～4制备的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜在太阳光谱中的透过率曲线。

具体实施方案

以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。

实施例1

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.80dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为30/70)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 5310.45，颜料永固黄0.005，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.2，抗氧剂Hostanos P-EPQ 0.1，乙撑双硬脂酸酰胺0.4。

制备方法：在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度210～250℃，机头温度200℃。PETG树脂先于70℃烘干4h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度240～280℃、模头温度275℃；纵向拉伸：温度70℃，纵向拉伸比1.8倍；横向拉伸：温度90℃，横向拉伸比4倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例2

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.85dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为30/70)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.5，颜料永固黄0.005，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.1，抗氧剂Hostanos P-EPQ 0.1，乙撑双硬脂酸酰胺0.3，芥酸酰胺0.3。

制备方法：在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌5min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度220～260℃，机头温度210℃。PETG树脂先于60℃烘干4h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度240～270℃、模头温度265℃；纵向拉伸：温度80℃，纵向拉伸比2倍；横向拉伸：温度100℃，横向拉伸比4.5倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例3

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.82dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为32/68)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV P 0.1，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.5，颜料永固黄0.010，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.2，抗氧剂Hostanos P-EPQ 0.1，乙撑双硬脂酸酰胺0.2，芥酸酰胺0.2，硬脂酸锌0.2。

制备方法：在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌4min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度210～260℃，机头温度210℃。PETG树脂先于80℃烘干3h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～270℃、模头温度265℃；纵向拉伸：温度85℃，纵向拉伸比2.5倍；横向拉伸：温度90℃，横向拉伸比4倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例4

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.78dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为35/65)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 5310.1，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.4，颜料永固黄0.020，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.15，抗氧剂Hostanos P-EPQ 0.15，乙撑双硬脂酸酰胺0.3，硬脂酸锌0.2。

制备方法：在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度220～250℃，机头温度205℃。PETG树脂先于80℃烘干3.5h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～280℃、模头温度270℃；纵向拉伸：温度75℃，纵向拉伸比2倍；横向拉伸：温度95℃，横向拉伸比3.5倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例5

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.80dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为40/60)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.5，颜料永固黄0.006，ATO-g-MMA 0.5，抗氧剂HostanosP-EPQ 0.25，乙撑双硬脂酸酰胺0.2，硬脂酸锌0.2。

制备方法：ATO粒子在干燥箱中于120℃条件干燥2h，按质量比ATO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ATO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；按照质量比KH570处理过的ATO粒子：MMA：AIBN：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ATO-g-MMA粉末。在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂、ATO-g-MMA，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度220～250℃，机头温度205℃。PETG树脂先于80℃烘干3.5h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～280℃、模头温度270℃；纵向拉伸：温度75℃，纵向拉伸比2倍；横向拉伸：温度95℃，横向拉伸比3.5倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例6

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.75dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为50/50)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 5310.15，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.45，颜料永固黄0.005，ITO-g-MMA 0.5，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.20，抗氧剂Hostanos P-EPQ 0.10，乙撑双硬脂酸酰胺0.2，硬脂酸锌0.1，芥酸酰胺0.2。

制备方法：ITO粒子在干燥箱中于120℃条件干燥2h，按质量比ITO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ITO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；按照质量比KH570处理过的ITO粒子：MMA：AIBN：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ITO-g-MMA粉末。在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂、ITO-g-MMA，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度210～260℃，机头温度200℃。PETG树脂先于80℃烘干4h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度240～270℃、模头温度275℃；纵向拉伸：温度70℃，纵向拉伸比1.8倍；横向拉伸：温度90℃，横向拉伸比3.5倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例7

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.85dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为30/70)100，，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.55，德国赫斯特公司黄色颜料(811)0.005，ITO-g-MMA0.5，ATO-g-MMA 0.5，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.15，抗氧剂Hostanos P-EPQ 0.15，乙撑双硬脂酸酰胺0.3，硬脂酸锌0.2。

制备方法：ITO或ATO粒子在干燥箱中于120℃条件分别干燥2h，按质量比ITO或ATO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ITO或ATO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；按照质量比KH570处理过的ITO或ATO粒子：MMA：AIBN：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃分别反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ITO-g-MMA或ATO-g-MMA粉末。在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂、ITO-g-MMA或ATO-g-MMA，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌5min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度200～250℃，机头温度210℃。PETG树脂先于60℃烘干5h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～270℃、模头温度270℃；纵向拉伸：温度85℃，纵向拉伸比2.5倍；横向拉伸：温度95℃，横向拉伸比4.0倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例8

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.82dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为33/66)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 5310.1，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.5，颜料耐晒黄0.005，ITO-g-MMA 0.4，ATO-g-MMA 0.6，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.3，乙撑双硬脂酸酰胺0.3，芥酸酰胺0.3。

制备方法：ITO或ATO粒子在干燥箱中于120℃条件分别干燥2h，按质量比ITO或ATO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ITO或ATO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；按照质量比KH570处理过的ITO或ATO粒子：MMA：AIBN：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃分别反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ITO-g-MMA或ATO-g-MMA粉末。在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂、ITO-g-MMA或ATO-g-MMA，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度200～260℃，机头温度195℃。PETG树脂先于70℃烘干4.5h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度240～280℃、模头温度275℃；纵向拉伸：温度90℃，纵向拉伸比3.0倍；横向拉伸：温度100℃，横向拉伸比4.5倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例9

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.78dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为35/65)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.5，颜料柠檬黄0.005，ITO-g-MMA 0.6，ATO-g-MMA 0.4，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.15，抗氧剂Hostanos P-EPQ 0.15，乙撑双硬脂酸酰胺0.3，硬脂酸锌0.2。

制备方法：ITO或ATO粒子在干燥箱中于120℃条件分别干燥2h，按质量比ITO或ATO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ITO或ATO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；按照质量比KH570处理过的ITO或ATO粒子：MMA：AIBN：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃分别反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ITO-g-MMA或ATO-g-MMA粉末。在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂、ITO-g-MMA或ATO-g-MMA，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌5min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度200～255℃，机头温度205℃。PETG树脂先于75℃烘干3.5h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度240～260℃、模头温度265℃；纵向拉伸：温度80℃，纵向拉伸比2.5倍；横向拉伸：温度90℃，横向拉伸比3.8倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例10

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.83dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为36/64)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 5310.1，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.4，颜料永固黄0.005，ITO-g-MMA 0.5，ATO-g-MMA 0.5，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.10，抗氧剂HostanosP-EPQ 0.20，芥酸酰胺0.3，硬脂酸锌0.2。

制备方法：ITO或ATO粒子在干燥箱中于120℃条件分别干燥2h，按质量比ITO或ATO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ITO或ATO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；按照质量比KH570处理过的ITO或ATO粒子：MMA：AIBN：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃分别反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ITO-g-MMA或ATO-g-MMA粉末。在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂、ITO-g-MMA或ATO-g-MMA，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌4min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度210～250℃，机头温度205℃。PETG树脂先于80℃烘干3.5h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度240～275℃、模头温度265℃；纵向拉伸：温度80℃，纵向拉伸比1.5倍；横向拉伸：温度95℃，横向拉伸比3.5倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

实施例11

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.81dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为30/70)100，，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 3260.4，颜料永固黄0.005，ITO-g-MMA 1.0，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.20，抗氧剂Hostanos P-EPQ 0.10，乙撑双硬脂酸酰胺0.,2，芥酸酰胺0.2，硬脂酸锌0.2。

制备方法：ITO粒子在干燥箱中于120℃条件干燥2h，按质量比ITO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ITO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；按照质量比KH570处理过的ITO粒子：MMA：AIBN：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ITO-g-MMA粉末。在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、抗氧剂、润滑剂、ITO-g-MMA，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌5min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：机筒温度210～250℃，机头温度195℃。PETG树脂先于70℃烘干6h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～275℃、模头温度270℃；纵向拉伸：温度75℃，纵向拉伸比2.0倍；横向拉伸：温度95℃，横向拉伸比3.6倍得到双向拉伸PETG功能薄膜。

对比例1

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.75dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为30/70)100，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.2，硬脂酸锌0.3。

制备方法：PETG树脂先于80℃烘干3h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按配方称取PETG树脂、抗氧剂和硬脂酸锌加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～275℃、模头温度275℃；纵向拉伸：温度80℃，纵向拉伸比1.5倍；横向拉伸：温度90℃，横向拉伸比3.5倍得到双向拉伸PETG薄膜。

对比例2

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.75dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为30/70)100，二苯甲酮类紫外光吸收剂UV 5310.45，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.2，硬脂酸锌0.3。

制备方法：PETG树脂先于80℃烘干3h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按配方称取PETG树脂、紫外光吸收剂、抗氧剂和硬脂酸锌加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～275℃、模头温度275℃；纵向拉伸：温度80℃，纵向拉伸比1.5倍；横向拉伸：温度90℃，横向拉伸比3.5倍得到双向拉伸PETG薄膜。

对比例3

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.75dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为30/70)100，苯并三唑类紫外光吸收剂UV P 0.5，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.2，硬脂酸锌0.3。

制备方法：PETG树脂先于80℃烘干3h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按配方称取PETG树脂、紫外光吸收剂、抗氧剂和硬脂酸锌加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～275℃、模头温度275℃；纵向拉伸：温度80℃，纵向拉伸比1.5倍；横向拉伸：温度90℃，横向拉伸比3.5倍得到双向拉伸PETG薄膜。

对比例4

原料质量配比为：PETG树脂(特性粘度0.75dL g^-1，CHDM/EG的摩尔比为30/70)100，颜料永固黄0.005，抗氧剂2,5-二特丁基对苯二酚0.2，硬脂酸锌0.3。

制备方法：PETG树脂先于80℃烘干3h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按配方称取PETG树脂、颜料永固黄、抗氧剂和硬脂酸锌加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机。薄膜生产控制工艺条件：挤出温度250～275℃、模头温度275℃；纵向拉伸：温度80℃，纵向拉伸比1.5倍；横向拉伸：温度90℃，横向拉伸比3.5倍得到双向拉伸PETG薄膜。

表1 非晶透明PETG共聚酯功能薄膜紫外光-可见光-近红外光谱特性

Claims (10)

1.一种非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于有以下质量配比的原料制成：

2.根据权利要求1所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于所述的PETG树脂特性粘度为0.75～0.85dL g^-1，特性粘度测定方法为于25℃下，质量比苯酚:1,1,2,2-四氯乙烷＝1:1的混合溶剂中测定；PETG树脂组成中二元醇CHDM/EG的摩尔比在30/70～50/50之间。

3.根据权利要求2所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于所述的CHDM/EG的摩尔比为30/70。

4.根据权利要求1所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于所述的紫外光吸收剂是二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂中的一种或其组合。

5.根据权利要求1所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于所述的颜料是吸收波长在570～590nm的黄色颜料。

6.根据权利要求5所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于所述的黄色颜料是永固黄颜料、柠檬黄颜料、耐晒黄颜料、德国赫斯特公司生产的黄色颜料811中的一种，其中优选永固黄颜料。

7.根据权利要求1所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于所述的改性金属氧化物是ITO或ATO经过表面接枝甲基丙烯酸甲酯改性后得到的ITO-g-MMA、ATO-g-MMA一种或其组合。

8.根据权利要求1所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于所述的抗氧剂是2,5-二特丁基对苯二酚、德国科莱恩Hostanos P-EPQ中的一种或其组合。

9.根据权利要求1所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜，其特征在于所述的润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌中的一种或其组合。

10.如权利要求1～9任一所述的非晶透明PETG共聚酯功能薄膜的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：

金属氧化物表面接枝改性：①ITO或ATO粒子在干燥箱中于120℃条件干燥2h，按质量比ITO或ATO：硅烷偶联剂KH570：二甲苯＝100：5：2500加入带搅拌装置的反应釜中在氮气气氛保护下升温到至90℃后反应3h，反应结束后，将得到的ITO或ATO用丙酮洗涤过滤3次，真空干燥12h；②按照质量比KH570处理过的ITO或ATO粒子：MMA：偶氮二异丁腈：甲苯＝100：400：16：3000的比例加入反应釜中，于氮气气氛保护下升温至90℃反应3h；反应结束后，经过离心、过滤、真空干燥12h后得到ITO-g-MMA或ATO-g-MMA粉末；

功能母料制备：在高速混合机中投入非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方中的10份PETG树脂以及全部紫外光吸收剂、颜料、改性金属氧化物、抗氧剂、润滑剂，控制混合机的转速在500rpm以下的低速条件下搅拌3～5min排料至双螺杆挤出机；物料经过双螺杆挤出机的强剪切作用使配方中的助剂在PETG树脂基体中分散均匀，最后由切粒机得到功能母料，其中双螺杆挤出机造粒成型控制条件：1区温度210±10℃，2区温度230±10℃，3区温度250±10℃，4区温度240±10℃，5区温度230±10℃，6区温度220±10℃，7区温度210±10℃，机头温度200±10℃；

功能薄膜制备：PETG树脂先于60～80℃烘干3～6h，烘干后水分含量控制在100ppm以下，按非晶透明PETG共聚酯功能薄膜配方称取90份PETG树脂、含10份PETG树脂功能母料加入高速混合机中在转速500rpm以下的低速条件下搅拌2～3min，启动转速在1000rpm以上高速条件混合2min后排料至挤出机制备双向拉伸PETG功能薄膜；薄膜生产控制工艺条件：采用抽真空排气双螺杆挤出机，挤出温度240～285℃、模头温度260～285℃；纵向拉伸：温度70～90℃，纵向拉伸比1.05～3倍；横向拉伸：温度75～100℃，横向拉伸比3～4.5倍。