CN105924905B - 一种聚酯薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚酯薄膜，其原料组分按质量百分比计如下：抗紫外线特性母料10~20%、低雾度膜级专用聚酯光料65~75%、低雾度膜级专用母料5~25%。本发明通过加入抗紫外线特性母粒，使该聚酯薄膜具有紫外线吸收能力强，挥发性低的特点，确保其具有良好持久的抗紫外效果。同时本发明通过独特的聚酯薄膜表面预处理工艺，结合低雾度膜级专用光料和母料，使该聚酯薄膜具有低雾度、高透光性和良好的膜面外观以及收卷性能，成品率高，充分满足后加工的需要。本发明制备出的聚酯薄膜具有雾度低于1.5%、透光率大于88%、对380nm紫外线阻隔率>98%的优异性能。

Description

一种聚酯薄膜
技术领域
本发明涉及材料领域，特别涉及一种聚酯薄膜。
背景技术
紫外线对人体的皮肤有强烈的损伤，长时间的照射会大大增加诱发皮肤癌的几率；同时，紫外线对汽车内饰、建筑装饰、太阳能背板和光伏发电组件有强烈的老化作用，大大降低其使用寿命。随着人类在社会生产活动中对防紫外线的要求越来越高，开发出具有高效防紫外线双向拉伸聚酯薄膜的需求将急剧上升。但目前还没有一种材料或膜在不影响透光性能、透明度和清晰度的情况下，能达到真正高效防紫外线的效果。对此，加入紫外线吸收剂来增强双向拉伸聚酯薄膜的抗紫外线性能后，若能在保持良好透明度和透光性的前提下真正实现高效防紫外线，将能取代传统防紫外线技术，在汽车、建筑玻璃窗专用膜、太阳能背板膜、光伏发电等领域中大面积推广和普及，前景不可估量。
现有技术中，汽车或建筑玻璃窗如要达到98%以上太阳光紫外线的阻隔率，通常需要通过安装金属镀膜玻璃或涂敷隔热涂料的方式来实现。但是，金属镀膜玻璃价格昂贵，对可见光的反射率太高，容易造成光污染；另一方面，玻璃上涂敷隔热涂料难以控制其均匀性和疵点，可见光的透光率较差。因此越来越多的厂家采用视窗玻璃贴抗紫外线薄膜的方式来实现抗紫外线效果。抗紫外线聚酯薄膜所使用的抗紫外线剂分为无机和有机两大类，无机抗紫外线剂制备技术成熟、使用效果好、应用最广泛的是纳米TiO2、ZnO等，但是明显缺点是产品的雾度大，透光率低（小于82%），无法应用于高端窗膜、汽车贴膜中。现在常用的抗紫外线薄膜的生产方式是在透明聚酯薄膜基础上涂布抗紫外线涂覆液，此种方法对涂布的精密性、均匀性以及涂布效果均要求较高，且成品率难以控制。
因此，开发出具有低雾度、良好的透光性、卓越的抗紫外线效果、良好的加工性能，同时其制备工艺简单的聚酯薄膜以满足市场需求，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种聚酯薄膜。
本发明所采取的技术方案是：一种聚酯薄膜，其原料组分按质量百分比计如下：
抗紫外线特性母料 10~20%；
低雾度膜级专用聚酯光料 65~75%；
低雾度膜级专用母料 5~25%。
具体地，上述低雾度膜级专用聚酯光料和低雾度膜级专用母料这两种原料均可采用市售的方式所得，基于市售存在多种相类似的原料且不同供应商所提供的同种原料亦存在差异，本发明不再给出相关的制备方法，但对其特殊组分作出了限定。
作为上述方案的进一步改进，所述抗紫外线特性母料中有效添加剂含量占抗紫外线特性母粒总质量的0.5~3%。
其中，所述有效添加剂由如下原料组分按质量百分比计组成：
有机紫外线吸收剂 75~86%；
光稳定剂 8~15%；
抗氧化剂 5~12%。
作为上述方案的进一步改进，所述有机紫外线吸收剂选自含氧基二苯甲酮及其卤代或磺化衍生物、含羟基或苯基苯并三氮唑类中的至少一种。
二苯甲酮衍生物作为有机紫外线吸收剂，这类分子中的羰基与羟基能产生分子内氢键，构成一个螯合环，当分子受紫外线照射时吸收能量，分子热振动加剧，分子内氢键破坏，螯合环开环，将紫外线光能转化为热能释放。此外，分子中的羰基还会被吸收的紫外线的能量所激发，产生异构现象，生成烯醇式结构，从而也消耗掉一部分能量。由于二苯甲酮的光致互变使光能转为热能，消耗了吸收的能量而恢复到初始分子结构，因此，长时间使用不会影响其性能。
苯并三唑类化合物的紫外线吸收机理与二苯甲酮类相似，它的结构中存在着分子内氢键螯合环（由羟基与三唑基上的氮所构成），当吸收紫外线后，氢键断裂或形成光致互变异构体，将有害的紫外线变为无害的热能而释放。
本发明具体限定了有机紫外线吸收剂的选用，是利用其能够强烈吸收可见光中的有害的紫外辐射，并将有害的光能转化为无害的热能形式释放的特性，同时其化学稳定性和热稳定性优异，加工过程不会分解，变色，能够有效地保持聚酯薄膜良好的透光性。
另外，抗紫外线特性母料的制备方法除原料组分及配比外，可用常规制备母粒的工艺流程制备所得，因此本发明不作详细阐述。同时，所述光稳定剂和抗氧化剂可为用于聚脂薄膜行业的常规助剂。
作为上述方案的进一步改进，所述低雾度膜级专用母料中含有质量百分比为0.08~0.1%的二氧化硅。
作为上述方案的进一步改进，所述二氧化硅表面经过有机处理，其粒径控制在1.5~2.5μm范围内。
特别地，二氧化硅表面经过有机处理，可减少二氧化硅粒子之间的凝聚现象，改善二氧化硅粒子分散性，使得聚酯薄膜在低雾度的情况下仍能保持良好的收卷效果。
一种如上所述的聚酯薄膜的制备工艺包括如下步骤：
（1）制备厚片：将低雾度膜级专用母料、低雾度膜级专用聚酯光料、抗紫外线特性母料按原料组分质量百分比计加入到混料机中混合，经结晶干燥后由螺杆挤出机熔融挤出，到达模头处经过滤器过滤杂质后挤出成厚片；
（2）纵向拉伸：上述挤出厚片经过冷鼓冷却，由纵拉机进行纵向拉伸，在纵向拉伸机出口处进行涂覆预处理，得半成品；
（3）横向拉伸：上述半成品经横拉机横向拉伸，得成品；
（4）收卷包装。
作为上述方案的进一步改进，步骤（2）所述涂覆预处理，其中所用预处理涂料为PET树脂涂料，其含有有机高岭土、碳酸钙、硫酸钡、石灰石、二氧化硅中至少一种有效成分，同时其有效成分含量占预处理涂料质量的0.01~0.50%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过加入抗紫外线特性母粒，使该聚酯薄膜具有紫外线吸收能力强，挥发性低的特点，确保其具有良好持久的抗紫外效果。同时本发明通过独特的聚酯薄膜表面预处理工艺，结合低雾度膜级专用光料和母料，使该聚酯薄膜具有低雾度、高透光性和良好的膜面外观以及收卷性能，成品率高，充分满足后加工的需要。本发明制备出的聚酯薄膜具有雾度低于1.5%、透光率大于88%、对380nm紫外线阻隔率>98%的优异性能。
（2）本发明制备工艺简单，生产成本低，有利于大规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品。
实施例1
一种聚酯薄膜，其原料组分按质量百分比计如下：
有效添加剂含量为0.5%的抗紫外线特性母料 20%；
低雾度膜级专用聚酯光料 68%；
含有0.08%二氧化硅的低雾度膜级专用母料 12%。
其中，有效添加剂由如下原料组分按质量百分比计组成：
有机紫外线吸收剂 75%；
光稳定剂 15%；
抗氧化剂 10%。
所述有机紫外线吸收剂为含氧基二苯甲酮类有机紫外线吸收剂和含苯基苯并三氮唑类有机紫外线吸收剂的混合物。
所述二氧化硅为表面经有机处理且其粒径在1.5~2.5μm范围内的二氧化硅。
一种所述的聚酯薄膜的制备工艺包括如下步骤：
（1）制备厚片：将含有0.08%二氧化硅的低雾度膜级专用母料、低雾度膜级专用聚酯光料、有效添加剂含量为0.5%的抗紫外线特性母料按原料组分质量百分比计加入到混料机中混合，经结晶干燥后由螺杆挤出机熔融挤出，到达模头处经过滤器过滤杂质后挤出成厚片；
（2）纵向拉伸：上述挤出厚片经过冷鼓冷却，由纵拉机进行纵向拉伸，在纵向拉伸机出口处进行涂覆预处理，其中所用预处理涂料为PET树脂涂料，其含有有机高岭土、碳酸钙、硫酸钡、石灰石、二氧化硅中至少一种有效成分，同时其有效成分含量占预处理涂料质量的0.05%，涂覆预处理后得半成品；
（3）横向拉伸：上述半成品经横拉机横向拉伸，得成品；
（4）收卷包装。
实施例2
一种聚酯薄膜，其原料组分按质量百分比计如下：
有效添加剂含量为1.5%的抗紫外线特性母料 10%；
低雾度膜级专用聚酯光料 75%；
含有0.1%二氧化硅的低雾度膜级专用母料 15%。
其中，有效添加剂由如下原料组分按质量百分比计组成：
有机紫外线吸收剂 85%；
光稳定剂 8%；
抗氧化剂 7%。
所述有机紫外线吸收剂为含氧基二苯甲酮磺化衍生物有机紫外线吸收剂。
所述二氧化硅为表面经有机处理且其粒径在1.5~2.5μm范围内的二氧化硅。
一种聚酯薄膜的制备工艺包括如下步骤：
（1）制备厚片：将含有0.1%二氧化硅的低雾度膜级专用母料、低雾度膜级专用聚酯光料、有效添加剂含量为1.5%的抗紫外线特性母料按原料组分质量百分比计加入到混料机中混合，经结晶干燥后由螺杆挤出机熔融挤出，到达模头处经过滤器过滤杂质后挤出成厚片；
（2）纵向拉伸：上述挤出厚片经过冷鼓冷却，由纵拉机进行纵向拉伸，在纵向拉伸机出口处进行涂覆预处理，其中所用预处理涂料为PET树脂涂料，其含有有机高岭土、碳酸钙、硫酸钡、石灰石、二氧化硅中至少一种有效成分，同时其有效成分含量占预处理涂料质量的0.45%，涂覆预处理后得半成品；
（3）横向拉伸：上述半成品经横拉机横向拉伸，得成品；
（4）收卷包装。
实施例3
一种聚酯薄膜，其原料组分按质量百分比计如下：
有效添加剂含量为3%的抗紫外线特性母料 15%；
低雾度膜级专用聚酯光料 65%；
含有0.1%二氧化硅的低雾度膜级专用母料 20%。
其中，有效添加剂由如下原料组分按质量百分比计组成：
有机紫外线吸收剂 80%；
光稳定剂 8%；
抗氧化剂 12%。
所述有机紫外线吸收剂为含羟基苯并三氮唑类有机紫外线吸收剂
所述二氧化硅为表面经有机处理且其粒径在1.5~2.5μm范围内的二氧化硅。
一种所述的聚酯薄膜的制备工艺包括如下步骤：
（1）制备厚片：将含有0.1%二氧化硅的低雾度膜级专用母料、低雾度膜级专用聚酯光料、抗有效添加剂含量为3%的抗紫外线特性母料按原料组分质量百分比计加入到混料机中混合，经结晶干燥后由螺杆挤出机熔融挤出，到达模头处经过滤器过滤杂质后挤出成厚片；
（2）纵向拉伸：上述挤出厚片经过冷鼓冷却，由纵拉机进行纵向拉伸，在纵向拉伸机出口处进行涂覆预处理，其中所用预处理涂料为PET树脂涂料，其含有有机高岭土、碳酸钙、硫酸钡、石灰石、二氧化硅中至少一种有效成分，同时其有效成分含量占预处理涂料质量的0.2%，涂覆预处理后得半成品；
（3）横向拉伸：上述半成品经横拉机横向拉伸，得成品；
（4）收卷包装。
实施例4：性能测试
将实施例1~3制备得到的聚酯薄膜进行力学性能测试，其力学性能测试均符合国家标准GB16958-2008。
将实施例1~3制备得到的聚酯薄膜进行光学性能测试，其光学性能测试符合ASTMD1003要求，且测得本申请制备出的聚酯薄膜具有雾度低于1.5%、透光率大于88%、对380nm紫外线阻隔率>98%的优异性能。

Claims (3)

1.一种聚酯薄膜，其特征在于：原料组分按质量百分比计如下：
抗紫外线特性母料 10-20%；
低雾度膜级专用聚酯光料 65-75%；
低雾度膜级专用母料 5-25%；
其中，所述抗紫外线特性母料中有效添加剂含量占抗紫外线特性母粒总质量的0.5-3%；
其中，所述有效添加剂由如下原料组分按质量百分比计组成：
有机紫外线吸收剂 75-86%；
光稳定剂 8-15%；
抗氧化剂 5-12%；
其中，所述有机紫外线吸收剂选自含氧基二苯甲酮及其卤代或磺化衍生物、含羟基或苯基苯并三氮唑类中的至少一种；
其中，所述的低雾度膜级专用母料中含有质量百分比为0.08-0.1%的二氧化硅；
其中，所述的二氧化硅表面经过有机处理，其粒径控制在1.5-2.5μm范围内；
并且，上述聚酯薄膜的制备工艺包括如下步骤：
（1）制备厚片：将低雾度膜级专用母料、低雾度膜级专用聚酯光料、抗紫外线特性母料按原料组分质量百分比计加入到混料机中混合，经结晶干燥后由螺杆挤出机熔融挤出，到达模头处经过滤器过滤杂质后挤出成厚片；
（2）纵向拉伸：上述挤出厚片经过冷鼓冷却，由纵拉机进行纵向拉伸，在纵向拉伸机出口处进行涂覆预处理，得半成品；
（3）横向拉伸：上述半成品经横拉机横向拉伸，得成品；
（4）收卷包装；
其中，步骤（2）所述涂覆预处理，其中所用预处理涂料为PET树脂涂料，其含有有机高岭土、碳酸钙、硫酸钡、石灰石、二氧化硅中至少一种有效成分，同时其有效成分含量占预处理涂料质量的0.01-0.50%。
2.一种如权利1所述的聚酯薄膜的制备方法，其特征在于制备工艺包括如下步骤：
（1）制备厚片：将低雾度膜级专用母料、低雾度膜级专用聚酯光料、抗紫外线特性母料按原料组分质量百分比计加入到混料机中混合，经结晶干燥后由螺杆挤出机熔融挤出，到达模头处经过滤器过滤杂质后挤出成厚片；
（2）纵向拉伸：上述挤出厚片经过冷鼓冷却，由纵拉机进行纵向拉伸，在纵向拉伸机出口处进行涂覆预处理，得半成品；
（3）横向拉伸：上述半成品经横拉机横向拉伸，得成品；
（4）收卷包装。
3.根据权利要求2所述的一种聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述涂覆预处理，其中所用预处理涂料为PET树脂涂料，其含有有机高岭土、碳酸钙、硫酸钡、石灰石、二氧化硅中至少一种有效成分，同时其有效成分含量占预处理涂料质量的0.01-0.50%。
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