CN105504249A - 一种耐水解含氟共聚酯树脂、耐水解含氟共聚酯复合基膜及其制备方法 - Google Patents
一种耐水解含氟共聚酯树脂、耐水解含氟共聚酯复合基膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种耐水解含氟共聚酯树脂、耐水解含氟共聚酯复合基膜及其制备方法,耐水解含氟共聚酯树脂的分子量为14000~25000;采用二元甲酸和乙二醇制备耐水解含氟共聚酯树脂,再将耐水解含氟共聚酯树脂与PET树脂按质量比为10~200:100分别通过挤出机熔融,经树脂熔融分配器分层共挤挤出、复合铸片、纵向拉伸、横向拉伸、热定型、冷却、收卷,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜。本发明耐水解含氟共聚酯复合基膜厚度为100μm~300μm,特别适用于离型膜、太阳能光伏电池背板材料的制造,性能良好,实用性强。
Description
技术领域
本发明属于以聚酯为主体的共聚物树脂及其层状产品的制备,涉及一种耐水解含氟共聚酯树脂、耐水解含氟共聚酯复合基膜及其制备方法。本发明耐水解含氟共聚酯树脂、耐水解含氟共聚酯复合基膜特别适用于离型膜、太阳能光伏电池背板材料的制造。
背景技术
众所周知,PET(是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称)双轴拉伸聚酯薄膜具有优异的机械性能、化学性能及光学性能,但分子链存在大量的酯键容易发生水解,使薄膜特性粘度降低,导致薄膜力学性能大幅下降,尤其对作为太阳能背板基膜要求使用25年的寿命是远远不够的。因此,对共聚酯的耐水解和表面性能的研究就显得十分重要。
现有技术中,对以PET聚酯(即:聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂为主体材料的太阳能电池背板基膜的耐水解性能提高的研究主要集中在四个方面:一是,中国专利公开CN101983432A,系通过采用碳化二亚胺化合物与聚酯混合来提高PET薄膜的耐水解性能,但是这种方式的薄膜制造和应用中,要释放出异氰酸酯和其他粘膜刺激性或有害的副产物和降解产物;二是,中国专利公开CN101899198A在薄膜中加入基于环氧化的脂肪酸酯的水解稳定剂和一定量的环氧化的脂肪酸甘油酯来提高PET薄膜的耐水解性能,由于环氧化的脂肪酸酯的水解稳定剂在薄膜生产中会有少量凝胶产生,一方面会影响薄膜外观;另一方面凝胶会产生应力集中,制膜过程易破膜;三是,日本专利JP2002-026354通过使用高分子量PET树脂来提高PET薄膜耐水解性,这种方式对提高PET薄膜耐水解性能有一定的提高,但在薄膜制造过程中,由于PET分子量高,薄膜拉伸困难,横向拉伸容易脱夹,薄膜破膜率大;四是,日本专利JP2009—045888:采用PEN与PET共混来提高PET膜的耐水解性,PET/PEN共混体系PEN含量在20%~80%,体系不结晶,影响薄膜物理机械性能,薄膜收缩率较大,如果PEN含量低于20%,则对PET的耐水解性能基本没有提高;如果PEN含量高于80%,则制膜困难,用现行PET拉膜装置,很难实现拉膜。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足,提供一种耐水解含氟共聚酯树脂、耐水解含氟共聚酯复合基膜及其制备方法。本发明采用在PET树脂原位聚合中,将疏水性含氟苯二甲酸接到以PET链段为主体的共聚酯树脂分子主链中,以达到其共聚酯、复合基膜耐水解的目的。
本发明的内容是:一种耐水解含氟共聚酯树脂,其特征是:该耐水解含氟共聚酯树脂的分子结构通式为:
式中:其中:m为60~90,n为10~30,m、n、X和Y均为整数;
所述耐水解含氟共聚酯树脂的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g、熔程为240℃~252℃,分子量为14000~25000;
所述耐水解含氟共聚酯树脂的制备方法是:将1000mol二元甲酸和1050mol~1200mol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230℃~250℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢)泄压,加入(催化剂)0.13mol~0.23mol三氧化二锑、(稳定剂)0.025mol~0.036mol磷酸三苯酯,搅拌15min~20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280℃~290℃进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N2(氮气)出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂;
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=750~900:100~250的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物。
本发明的另一内容是:一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,其特征是:所述耐水解含氟共聚酯复合基膜由A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)和B层的PET薄膜(简称:B层)复合组成,其层状结构为A/B两层,厚度为100μm~300μm,A层耐水解含氟共聚酯薄膜与B层PET薄膜的质量比为10~200:100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率为0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将10~200质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A255℃~280℃、挤出机B270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃~25℃下冷鼓上铸片,再经2.7~3.3倍纵向拉伸、2.8~3.4倍横向拉伸,在190℃~230℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
本发明的另一内容是:一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,其特征是:所述耐水解含氟共聚酯复合基膜由由B层的PET薄膜(简称:B层)和复合在B层的PET薄膜两面的A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)组成,其层状结构为A/B/A三层两种,厚度为100μm~300μm,A层的耐水解含氟共聚酯薄膜与B层的PET薄膜的质量比为10~200:100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率为0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将10~200质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A255℃~280℃、挤出机B270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃~25℃下冷鼓上铸片,再经2.7~3.3倍纵向拉伸、2.8~3.4倍横向拉伸,在190℃~230℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
本发明的另一内容是:一种耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法,其特征是步骤为:
a、制备耐水解含氟共聚酯树脂:
先将1000mol二元甲酸和1050mol~1200mol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230℃~250℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢)泄压,加入(催化剂)0.13mol~0.23mol三氧化二锑、(稳定剂)0.025mol~0.036mol磷酸三苯酯,搅拌15min~20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280℃~290℃进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N2(氮气)出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂,备用;
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=750~900:100~250的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物;
b、制备耐水解含氟共聚酯复合基膜:
将步骤a制备的耐水解含氟共聚酯树脂与PET树脂按质量比为10~200:100分别备料,并分别通过挤出机A于温度255℃~280℃、挤出机B于温度270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在温度15℃~25℃下冷鼓上复合铸片,复合铸片再在温度70℃~80℃下经2.7~3.3倍纵向拉伸、然后经1s~5s冷却至温度45℃~60℃,再在温度110℃~130℃下进行2.8~3.4倍横向拉伸,经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区,其中第一区温度为200℃~210℃、第二区为210℃~215℃、第三区为215℃~220℃、第四区为215℃~220℃、第五区为225℃~230℃、第六区为190℃~200℃,薄膜热定型时间为8s~120s;经过热定型区的薄膜再经温度60℃~70℃、时间6s~20s和室温下两个阶段的冷却,收卷,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法中:所述制得的耐水解含氟共聚酯复合基膜的厚度为100μm~300μm,耐水解性能为:在121℃(高温)蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH(RH为RelativeHumidity,即相对湿度)测试环境下,水蒸气透过率0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h。
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法中:所述制得的耐水解含氟共聚酯复合基膜可以为A/B两层层状结构或A/B/A三层层状结构。
与现有技术相比,本发明具有下列特点和有益效果:
(1)本发明耐水解含氟共聚酯复合基膜材料的结构采用A/B两层或A/B/A三层结构,即一层是具有疏水功能的耐水解层;另一层是具有一般常规功能的PET层;疏水功能的耐水解层是采用PET原位聚合中,将一部分具有疏水功能含氟苯二甲酸采用原位聚合方式,将带有疏水基团的重复单元接到PET分子链上,从而制成具有疏水功能的以PET链段为主体的含氟共聚酯树脂;
(2)本发明耐水解含氟共聚酯复合基膜,其核心关键点是将疏水基团接到以PET链段为主体的含氟共聚酯树脂分子链上,利用疏水基团的疏水功能,从而提高耐水解的功效,使薄膜PCT老化时间(测试条件:121℃、100%RH)从目前40h~60h提高到60h~96h;
(3)本发明耐水解含氟共聚酯复合基膜的另一个功能,是利用以PET链段为主体的含氟共聚酯树脂分子链中含疏水基团的功能,从而达到提高其薄膜的阻水性能,使薄膜水蒸气透过率(测试条件:38℃、90%RH)从目前1.5g/m2·24h~2.0g/m2·24h降低至0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h;
(4)本发明耐水解含氟共聚酯复合基膜,通过以PET链段为主体的含氟共聚酯树脂分子链中含疏水基团的功能,使耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能大幅提高;本发明的耐水解含氟共聚酯复合基膜在121℃、2MPa高温蒸煮60h~96h后,断裂伸长率保持在25%~50%;
(5)本发明产品制备工艺简单,容易操作,产品性能良好,实用性强。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
第一部分耐水解含氟共聚酯树脂的制备
基本工艺与原料:
先将1000mol二元甲酸按摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=750~900:100~250配料;再将1050mol~1200mol乙二醇备料,一起加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度(温度A)升至230℃~250℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢)泄压,加入催化剂0.13mol~0.23mol三氧化二锑、稳定剂0.025mol~0.036mol磷酸三苯酯,搅拌15min~20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280℃~290℃(温度B)进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N2出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂,备用;
所述含氟苯二甲酸是指4-氟邻苯二甲酸(1#)、4,5-二氟邻苯二甲酸(2#)、3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸(3#)一种或二种任意组合;
实施例1-1~1-8工艺参数、材料及用量等情况见下表1:
表1:实施例选取的工艺参数、材料及用量表
第二部分耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备
基本工艺与原料:
将上述实施例中制备的耐水解含氟共聚酯树脂与PET树脂按质量比为10~200:100分别备料,并分别通过挤出机A255℃~280℃、挤出机B270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃~25℃下冷鼓上复合铸片,复合铸片再在70℃~80℃下经2.7~3.3倍纵向拉伸、然后经1s~5s冷却至45℃~60℃,再在110℃~130℃下进行2.8~3.4倍横向拉伸,经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区,其中第一区为200℃~210℃、第二区为210℃~215℃、第三区为215℃~220℃、第四区为215℃~220℃、第五区为225℃~230℃、第六区为190℃~200℃,薄膜热定型时间为8s~120s;经过热定型区的薄膜再经60℃~70℃、6s~20s和室温下两个阶段的冷却,收卷,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂;
实施例2-1~2-8工艺参数、材料及用量等情况见下表1:
表2::实施例选取的工艺参数、材料及用量表
第三部分耐水解含氟共聚酯树脂和复合基膜的质量性能表
表3:耐水解含氟共聚酯树脂质量性能表
表4:耐水解含氟共聚酯复合基膜的质量性能表
实施例3:
一种耐水解含氟共聚酯树脂,该耐水解含氟共聚酯树脂的分子结构通式为:
式中:其中:m为60~90,n为10~30,m、n、X和Y均为整数;
所述耐水解含氟共聚酯树脂的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g、熔程为240℃~252℃,分子量为14000~25000;
所述耐水解含氟共聚酯树脂的制备方法是:将1000mol二元甲酸和1050mol~1200mol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230℃~250℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢)泄压,加入(催化剂)0.13mol~0.23mol三氧化二锑、(稳定剂)0.025mol~0.036mol磷酸三苯酯,搅拌15min~20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280℃~290℃进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N2(氮气)出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂;
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=750~900:100~250的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物。
实施例4:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,由A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)和B层的PET薄膜(简称:B层)复合组成,其层状结构为A/B两层,厚度为100μm,A层耐水解含氟共聚酯薄膜与B层PET薄膜的质量比为10:100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将10质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A255℃、挤出机B270℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃下冷鼓上铸片,再经2.7倍纵向拉伸、2.8倍横向拉伸,在190℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例5:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,由A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)和B层的PET薄膜(简称:B层)复合组成,其层状结构为A/B两层,厚度为300μm,A层耐水解含氟共聚酯薄膜与B层PET薄膜的质量比为200:100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将00质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A280℃、挤出机B290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在25℃下冷鼓上铸片,再经3.3倍纵向拉伸、3.4倍横向拉伸,在230℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例6:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,由A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)和B层的PET薄膜(简称:B层)复合组成,其层状结构为A/B两层,厚度为200μm,A层耐水解含氟共聚酯薄膜与B层PET薄膜的质量比为105:100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将105质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A270℃、挤出机B280℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在20℃下冷鼓上铸片,再经3倍纵向拉伸、3.1倍横向拉伸,在210℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例7~12:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,由A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)和B层的PET薄膜(简称:B层)复合组成,其层状结构为A/B两层,厚度为100μm~300μm(实施例7~12的厚度分别为:130μm、180μm、210μm、240μm、260μm、270μm),A层耐水解含氟共聚酯薄膜与B层PET薄膜的质量比为10~200(实施例7~12分别为:30、60、90、120、150、180):100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将10~200(实施例7~12分别为:30、60、90、120、150、180)质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A255℃~280℃、挤出机B270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃~25℃下冷鼓上铸片,再经2.7~3.3(实施例7~12分别为:2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3)倍纵向拉伸、2.8~3.4(实施例7~12分别为:2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3)倍横向拉伸,在190℃~230℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例13:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,由由B层的PET薄膜(简称:B层)和复合在B层的PET薄膜两面的A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)组成,其层状结构为A/B/A三层两种,厚度为100μm,A层的耐水解含氟共聚酯薄膜与B层的PET薄膜的质量比为10:100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将10质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A255℃、挤出机B270℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃下冷鼓上铸片,再经2.7倍纵向拉伸、2.8倍横向拉伸,在190℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例14:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,由由B层的PET薄膜(简称:B层)和复合在B层的PET薄膜两面的A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)组成,其层状结构为A/B/A三层两种,厚度为300μm,A层的耐水解含氟共聚酯薄膜与B层的PET薄膜的质量比为200:100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将200质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A280℃、挤出机B290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在25℃下冷鼓上铸片,再经3.3倍纵向拉伸、3.4倍横向拉伸,在230℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例15:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,由由B层的PET薄膜(简称:B层)和复合在B层的PET薄膜两面的A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)组成,其层状结构为A/B/A三层两种,厚度为200μm,A层的耐水解含氟共聚酯薄膜与B层的PET薄膜的质量比为105:100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将105质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A270℃、挤出机B280℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在20℃下冷鼓上铸片,再经3倍纵向拉伸、3.1倍横向拉伸,在210℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例16~21:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,由由B层的PET薄膜(简称:B层)和复合在B层的PET薄膜两面的A层的耐水解含氟共聚酯薄膜(简称:A层)组成,其层状结构为A/B/A三层两种,厚度为100μm~300μm(实施例16~21的厚度分别为:130μm、180μm、210μm、240μm、260μm、270μm),A层的耐水解含氟共聚酯薄膜与B层的PET薄膜的质量比为10~200(实施例16~21分别为:30、60、90、120、150、180):100,所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的耐水解性能为:在121℃蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将10~200(实施例16~21分别为:30、60、90、120、150、180)质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A255℃~280℃、挤出机B270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃~25℃下冷鼓上铸片,再经2.7~3.3(实施例16~21分别为:2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3)倍纵向拉伸、2.8~3.4(实施例16~21分别为:2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3)倍横向拉伸,在190℃~230℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例22:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法,步骤为:
a、制备耐水解含氟共聚酯树脂:
先将1000mol二元甲酸和1130mol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至240℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢)泄压,加入(催化剂)0.18mol三氧化二锑、(稳定剂)0.03mol磷酸三苯酯,搅拌18min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至285℃进行缩聚,缩聚时间3.5h,充入N2(氮气)出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂,备用;
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=830:170的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物;
b、制备耐水解含氟共聚酯复合基膜:
将步骤a制备的耐水解含氟共聚酯树脂与PET树脂按质量比为105:100分别备料,并分别通过挤出机A于温度2570℃、挤出机B于温度280℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在温度20℃下冷鼓上复合铸片,复合铸片再在温度75℃下经3倍纵向拉伸、然后经3s冷却至温度52℃,再在温度120℃下进行3.1倍横向拉伸,经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区,其中第一区温度为205℃、第二区为212℃、第三区为218℃、第四区为218℃、第五区为228℃、第六区为195℃,薄膜热定型时间为64s;经过热定型区的薄膜再经温度65℃、时间13s和室温下两个阶段的冷却,收卷,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例23:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法,步骤为:
a、制备耐水解含氟共聚酯树脂:
先将1000mol二元甲酸和1050molmol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢)泄压,加入(催化剂)0.13mol三氧化二锑、(稳定剂)0.025mol磷酸三苯酯,搅拌15min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280℃进行缩聚,缩聚时间3h,充入N2(氮气)出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂,备用;
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=800:200的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物;
b、制备耐水解含氟共聚酯复合基膜:
将步骤a制备的耐水解含氟共聚酯树脂与PET树脂按质量比为10:100分别备料,并分别通过挤出机A于温度255℃、挤出机B于温度270℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在温度15℃下冷鼓上复合铸片,复合铸片再在温度70℃下经2.7倍纵向拉伸、然后经1s冷却至温度45℃,再在温度110℃下进行2.8倍横向拉伸,经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区,其中第一区温度为200℃、第二区为210℃、第三区为215℃、第四区为215℃、第五区为225℃、第六区为190℃,薄膜热定型时间为8s;经过热定型区的薄膜再经温度60℃、时间6s和室温下两个阶段的冷却,收卷,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例24:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法,步骤为:
a、制备耐水解含氟共聚酯树脂:
先将1000mol二元甲酸和1200mol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至250℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢)泄压,加入(催化剂)0.23mol三氧化二锑、(稳定剂)0.036mol磷酸三苯酯,搅拌20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至290℃进行缩聚,缩聚时间4h,充入N2(氮气)出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂,备用;
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=750:250的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物;
b、制备耐水解含氟共聚酯复合基膜:
将步骤a制备的耐水解含氟共聚酯树脂与PET树脂按质量比为200:100分别备料,并分别通过挤出机A于温度280℃、挤出机B于温度290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在温度25℃下冷鼓上复合铸片,复合铸片再在温度80℃下经3.3倍纵向拉伸、然后经5s冷却至温度60℃,再在温度130℃下进行3.4倍横向拉伸,经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区,其中第一区温度为210℃、第二区为215℃、第三区为220℃、第四区为220℃、第五区为230℃、第六区为200℃,薄膜热定型时间为120s;经过热定型区的薄膜再经温度70℃、时间20s和室温下两个阶段的冷却,收卷,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
实施例25~31:
一种耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法,步骤为:
a、制备耐水解含氟共聚酯树脂:
先将1000mol二元甲酸和1050mol~1200mol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230℃~250℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢)泄压,加入(催化剂)0.13mol~0.23mol三氧化二锑、(稳定剂)0.025mol~0.036mol磷酸三苯酯,搅拌15min~20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280℃~290℃进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N2(氮气)出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂,备用;实施例25~31中的各组分的具体摩尔(mol)用量见下表:
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=750~900:100~250的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;实施例25~31中的各组分的具体摩尔(mol)用量见下表:
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物;
b、制备耐水解含氟共聚酯复合基膜:
将步骤a制备的耐水解含氟共聚酯树脂与PET树脂按质量比为10~200(实施例25~31分别为:30、60、90、120、150、180、190):100分别备料,并分别通过挤出机A于温度255℃~280℃、挤出机B于温度270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在温度15℃~25℃下冷鼓上复合铸片,复合铸片再在温度70℃~80℃下经2.7~3.3(实施例25~31分别为:2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3)倍纵向拉伸、然后经1s~5s冷却至温度45℃~60℃,再在温度110℃~130℃下进行2.8~3.4(实施例25~31分别为:2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4)倍横向拉伸,经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区,其中第一区温度为200℃~210℃、第二区为210℃~215℃、第三区为215℃~220℃、第四区为215℃~220℃、第五区为225℃~230℃、第六区为190℃~200℃,薄膜热定型时间为8s~120s;经过热定型区的薄膜再经温度60℃~70℃、时间6s~20s和室温下两个阶段的冷却,收卷,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜;
所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
所述制得的耐水解含氟共聚酯复合基膜的厚度为100μm~300μm(实施例25~31的厚度分别为:130μm、180μm、210μm、240μm、260μm、270μm、285μm),耐水解性能为:在121℃(高温)蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38℃,90%RH(RH为RelativeHumidity,即相对湿度)测试环境下,水蒸气透过率在0.9g/m2·24h~1.3g/m2·24h范围中。
上述实施例22~31中:所述制得的耐水解含氟共聚酯复合基膜可以为A/B两层层状结构或A/B/A三层层状结构。
上述实施例中:所采用的百分比例中,未特别注明的,均为质量(重量)百分比例或本领域技术人员公知的百分比例;所采用的比例中,未特别注明的,均为质量(重量)比例;所述重量份可以均是克或千克。
上述实施例中:各步骤中的工艺参数(温度、时间、浓度等)和各组分用量数值等为范围的,任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术,所述原材料均为市售产品。
本发明不限于上述实施例,本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (6)
1.一种耐水解含氟共聚酯树脂,其特征是:该耐水解含氟共聚酯树脂的分子结构通式为:
式中:其中:m为60~90,n为10~30,m、n、X和Y均为整数;
所述耐水解含氟共聚酯树脂的分子量为14000~25000;
所述耐水解含氟共聚酯树脂的制备方法是:将1000mol二元甲酸和1050mol~1200mol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230℃~250℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始泄压,加入0.13mol~0.23mol三氧化二锑、0.025mol~0.036mol磷酸三苯酯,搅拌15min~20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280℃~290℃进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N2出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂;
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=750~900:100~250的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物。
2.一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,其特征是:所述耐水解含氟共聚酯复合基膜由A层的耐水解含氟共聚酯薄膜和B层的PET薄膜复合组成,厚度为100μm~300μm,A层耐水解含氟共聚酯薄膜与B层PET薄膜的质量比为10~200:100;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将10~200质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A255℃~280℃、挤出机B270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃~25℃下冷鼓上铸片,再经2.7~3.3倍纵向拉伸、2.8~3.4倍横向拉伸,在190℃~230℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜。
3.一种耐水解含氟共聚酯复合基膜,其特征是:所述耐水解含氟共聚酯复合基膜由由B层的PET薄膜和复合在B层的PET薄膜两面的A层的耐水解含氟共聚酯薄膜组成,厚度为100μm~300μm,A层的耐水解含氟共聚酯薄膜与B层的PET薄膜的质量比为10~200:100;
所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法是:将10~200质量份A层耐水解含氟共聚酯薄膜用的耐水解含氟共聚酯树脂和100质量份B层PET薄膜用的PET树脂分别通过挤出机A255℃~280℃、挤出机B270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在15℃~25℃下冷鼓上铸片,再经2.7~3.3倍纵向拉伸、2.8~3.4倍横向拉伸,在190℃~230℃下热定型,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜。
4.一种耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法,其特征是步骤为:
a、制备耐水解含氟共聚酯树脂:
先将1000mol二元甲酸和1050mol~1200mol乙二醇加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230℃~250℃,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始泄压,加入0.13mol~0.23mol三氧化二锑、0.025mol~0.036mol磷酸三苯酯,搅拌15min~20min,接着开始抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280℃~290℃进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N2(氮气)出料,即制得耐水解含氟共聚酯树脂,备用;
所述二元甲酸由摩尔比为对苯二甲酸:含氟苯二甲酸=750~900:100~250的对苯二甲酸与含氟苯二甲酸混合组成;
所述含氟苯二甲酸是4-氟邻苯二甲酸、4,5-二氟邻苯二甲酸、以及3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸中的一种或两种的混合物;
b、制备耐水解含氟共聚酯复合基膜:
将步骤a制备的耐水解含氟共聚酯树脂与PET树脂按质量比为10~200:100分别备料,并分别通过挤出机A于温度255℃~280℃、挤出机B于温度270℃~290℃下熔融后,经树脂熔融分配器分层共挤挤出,在温度15℃~25℃下冷鼓上复合铸片,复合铸片再在温度70℃~80℃下经2.7~3.3倍纵向拉伸、然后经1s~5s冷却至温度45℃~60℃,再在温度110℃~130℃下进行2.8~3.4倍横向拉伸,经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区,其中第一区温度为200℃~210℃、第二区为210℃~215℃、第三区为215℃~220℃、第四区为215℃~220℃、第五区为225℃~230℃、第六区为190℃~200℃,薄膜热定型时间为8s~120s;经过热定型区的薄膜再经温度60℃~70℃、时间6s~20s和室温下两个阶段的冷却,收卷,即制得耐水解含氟共聚酯复合基膜。
5.按权利要求4所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法,其特征是:所述制得的耐水解含氟共聚酯复合基膜的厚度为100μm~300μm。
6.按权利要求4或5所述耐水解含氟共聚酯复合基膜的制备方法,其特征是:所述制得的耐水解含氟共聚酯复合基膜为A/B两层层状结构或A/B/A三层层状结构。
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CN106008940A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-12 | 江苏双星彩塑新材料股份有限公司 | 一种太阳能电池背板及用于该背板的膜用聚酯的制备方法 |
CN108461565A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-08-28 | 浙江帝恒实业有限公司 | 一种耐候性太阳能电池背板及其制备方法 |
CN113072699A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-07-06 | 东莞市华盈新材料有限公司 | 一种低吸湿性pa10t及其合成方法 |
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- 2016-01-22 CN CN201610046151.XA patent/CN105504249B/zh active Active
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