CN106183270A - 复合层聚酯薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合层聚酯薄膜，其结构具有ABC型三层复合结构，其中所述A层为上表层，是PTT/PET聚酯层，由PTT切片和PET切片共混熔融挤出，所述B层为芯层，包括如下组分：50％～70％的PET切片，30％～50％的PET在造粒；所述C层为下表层，包括如下组分：95％～98％的PET切片，2％～5％的无机粒子。本发明的聚酯复合膜能够大幅度提高包装薄膜的阻隔性能，阻燃性能，透明性，还具有优异的热封性能和力学性能，并且安全无毒，对环境友好。

Description

复合层聚酯薄膜
技术领域
本发明涉及一种薄膜。更具体地说，本发明涉及一种复合聚酯薄膜。
背景技术
双拉聚酯薄膜(BOPET)是以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料，采用熔融挤出法制成厚片，在经过双向拉伸工艺制得薄膜，其具有综合力学性能优良，价格低廉等优点，成为目前广泛使用的高分子薄膜材料。但BOPET薄膜也存在一些不足之处：阻隔性还不是太理想，耐热性也不够高，透明度、光泽度对特殊用途的薄膜来讲须进一步提高，不能满足某些特殊功能的要求，如阻燃、抗静电等。随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益改善，对包装材料的要求也越来越高。例如，要求有高阻隔性、高耐热性、高透光率、高光泽度、低雾度、抗紫外线辐射、阻燃、可热封，符合食品卫生的要求等等。显然，普通的PET薄膜已不能满足这些要求，因此须根据不同的使用要求，从不同的角度来生产PET薄膜。
发明内容
针对上述不足之处，本发明的目的在于提供一种高阻隔、阻燃的聚酯复合薄膜及其制备方法，这种高阻隔阻燃自熄的聚酯复合膜能够大幅度提高包装薄膜的阻隔性能，阻燃性能，透明性，还具有优异的热封性能和力学性能，并且安全无毒，对环境友好。
本发明的技术方案如下：
一种复合层聚酯薄膜，其结构具有ABC型三层复合结构，
A层为上表层，所述A层为PTT/PET聚酯层，所述PTT/PET聚酯层是由PTT切片和PET切片共混熔融挤出，其中PET切片的质量含量为80％～90％，PTT切片的质量含量为10％～20％；
B层为芯层，所述B层包括以下重量百分比的组分：50％～70％的PET切片，30％～50％的PET在造粒；
C层为下表层，所述C层包括以下重量百分比的组分：95％～98％的PET切片，2％～5％的无机粒子。
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)与PET同属于聚酯家族，PTT与PET在分子构象上只相差一个碳原子，但是晶态结构却存在较大差异。PTT在聚对苯二甲酸单元之间存在着3个亚甲基，这种化学结构中奇数个亚甲基单元会在大分子链之间产生“奇碳效应”，使苯环不能与3个亚甲基处于同一平面，临近两个碳基的斥力不能呈180°平面排列，只能以空间120°错开排列，由此使得PTT大分子链形成螺旋状排列，分子中处于螺旋状态的亚甲基单元可在小范围内旋转，这使PTT分子在外在的微小应力瞬时做出反应并立即发生形变，这种高度压缩的分子构型使PTT具有突出的内在回复性。PTT分子中亚甲基呈螺旋排列方式，其晶格堆积密度比PET疏松很多，因此相比PET而言，PTT具有较好的透明度、耐热性、加工性。其中PTT的质量含量为10％～20％。由于PTT的熔点和加工温度都相对高，从共混加工难易程度、共混物熔点以及成本上综合考虑PTT的含量不易过高。
目前具有阻燃性的添加剂大多采用含卤化合物，这种含卤素的阻燃剂在燃烧时生产的烟雾中含有腐蚀性的卤化氢及其致癌物，不符合环保的要求。因此要求采用无卤阻燃材料的呼声日趋高涨。若使用一般氢氧化铝、氢氧化镁无机阻燃剂时因添加量太大，会使材料力学性能受到较大影响，通过选择具有阻燃性的无机粒子，可以有效的提高薄膜的阻燃自熄性。
优选是的是，所述复合薄膜厚度为15～125μm，上、下表层的厚度均为2～30μm。
优选的是，所述无机粒子选自二氧化硅，碳酸钙，醋酸镁，蒙脱土中的一种或其组合，优选蒙脱土。
蒙脱土是我国副产的一类天然黏土矿物。它是一种层状硅酸盐，其结构：片层为纳米尺度，包含3个亚层，在2个硅氧四面体亚层中间夹含一个铝氧八面体亚层，亚层之间通过共用氧原子以共价键连接，结合及其牢固。蒙脱土能进一步与单体或聚合物熔体反应，在单体聚合或聚合物熔体混合的过程中，剥离为纳米尺度的结构片层，均匀分散到聚合物基体中，从而形成纳米塑料。纳米塑料中含蒙脱土量较少，通常质量分数为2％～5％，其刚性、强度、耐热性等性能大幅提高。
优选的是，所述无机粒子的粒径范围为5～100纳米。无机粒子尺寸小于可见光波长，纳米聚酯薄膜具有高的光泽和良好的透明度，同时粒径为纳米级的无机粒子能够提高膜的硬度。当无机粒子的粒径小于5纳米时，会提高聚酯膜与辊之间的摩擦，增加聚酯膜的划伤；当无机粒子的粒径大于100纳米时，会增加聚酯膜的雾度，降低透明度。
优选的是，所述PET聚酯切片采用特性粘度为0.6～0.8dl/g的聚酯。由于这种聚酯熔点低，结晶度小，有助于提高热封性，避免由于熔点高结晶性强难于热封。
优选的是，还包括抗刮层，所述抗刮层涂覆于所述上表面层的上表面。所述的抗刮层通过在线涂布的方式涂覆与聚酯薄膜上表面层的上表面。在线涂布处理工序在薄膜厚片纵向拉伸之后及横向拉伸之前进行，膜片通过涂布机时将膜片压在涂布辊上进行涂布，涂布辊将槽液中的涂布液带至膜片表面。
优选的是，所述抗刮层由以下质量百分含量的组分组成：30％的聚氨酯六丙烯酸脂、20％聚乙二醇、35％1-4环己烷二甲醇，10％1-羟基环己基苯基甲酮、5％环甲基硅氧烷组成。
优选的是，所述抗刮层厚度为0.02～0.08μm。
优选的是，所述抗刮层在波段为280～350nm紫外光照射条件下固化，固化时间为4～10S。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)上层采用PET/PTT共混共挤，从而大幅度的提高了薄膜的气体阻隔性及热尺寸稳定性；PTT和PET同属于聚酯家族，分子构象上且仅相差一个碳原子，可任意有效的使PET和PTT混合均匀，从而改善所获的薄膜的力学性能；
(2)下层采用无机纳米粒子，一是可以提高所得复合薄膜的表面滑爽度，有利于后期的收卷和应用；还可以调剂复合薄膜的结晶性，降低成本；同时，通过选择具有阻燃性的无机纳米粒子，可以有效的提高薄膜的阻燃自熄性；
(3)中层采用PET再造粒，可以降低成本。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
抗刮层溶液(涂布液)的制备：
抗刮层溶液成分为聚氨酯六丙烯酸脂、聚乙二醇、1-4环己烷二甲醇，1-羟基环己基苯基甲酮、环甲基硅氧烷。具体制备过程为：将30％的聚氨酯六丙烯酸脂、20％聚乙二醇、35％1-4环己烷二甲醇，10％1-羟基环己基苯基甲酮、5％环甲基硅氧烷在混合机中以50～100r/min的速度混合10～60min，得到该抗刮层溶液。
聚酯薄膜的加工工艺：
将所述PET切片和无机粒子、PTT和PET共混切片，PET白切片和PET在造粒混料分别经过鼓风干燥机干燥后，分别采用三个对应的双螺杆挤出机，经过三层共挤模头挤出，然后依次通过过滤、铸片、纵向拉伸、在线涂布、横向拉伸、牵引收卷、分切制得复合薄膜。
如表2所示，将以上实施例进行测试，测试内容如下，测试结果详见表2。
1、拉伸试验(拉伸强度)
试验条件：样品尺寸为210mm×15mm，样条数量10个，拉伸试验机夹具间距为100mm，用拉伸试验机分别测量拉伸强度，取平均值作为该试样的试样结果。
2、热稳定性试验(热收缩率)
试验条件：样品尺寸为10mm×10mm；温度为200℃；时间为30min。
3、气体阻隔性试验
根据GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》中所要求的压差法测定。
4、光学性能测试
试验条件：将薄膜放于M-72型球面雾度计中测试其雾度，入射光波长400nm～700nm，观察薄膜雾度的影响。
表2测试结果
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种复合层聚酯薄膜，其结构具有ABC型三层复合结构，其特征在于：
所述A层为上表层，所述A层为PTT/PET聚酯层，所述PTT/PET聚酯层是由PTT切片和PET切片共混熔融挤出，其中PET切片的质量含量为80％～90％，PTT切片的质量含量为10％～20％；
所述B层为芯层，所述B层包括如下百分比的组分：50％～70％的PET切片，30％～50％的PET在造粒；
所述C层为下表层，所述C层包括如下百分比的组分：95％～98％的PET切片，2％～5％的无机粒子。
2.如权利要求1所述的复合层聚酯薄膜，其特征在于：所述的复合层聚酯薄膜厚度为15～125μm，上、下表层的厚度均为2～30μm。
3.如权利要求1所述的复合层聚酯薄膜，其特征在于：所述无机粒子选自二氧化硅，碳酸钙，醋酸镁，蒙脱土中的一种或其组合。
4.如权利要求1所述的复合层聚酯薄膜，其特征在于：所述无机粒子的粒径范围为5～100nm。
5.如权利要求1所述的复合层聚酯薄膜，其特征在于：所述PET切片的特性粘度为0.6～0.8dl/g。
6.如权利要求1所述的复合层聚酯薄膜，其特征在于：还包括抗刮层，所述抗刮层涂覆于所述上表层A的上表面。
7.如权利要求6所述的复合层聚酯膜，其特征在于：所述抗刮层由如下质量百分含量的组分组成：30％的聚氨酯六丙烯酸脂、20％的聚乙二醇、35％的1～4环己烷二甲醇、10％的1-羟基环己基苯基甲酮、5％的环甲基硅氧烷组成。
8.如权利要求6所述的复合层聚酯薄膜，其特征在于：所述抗刮层厚度范围为0.02～0.08μm。
9.如权利要求6所述的复合层聚酯薄膜，其特征在于：所述抗刮层在波段为280～350nm紫外光照射条件下固化，固化时间为4～10s。
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