CN107379706A - 一种电子元件包装用聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电子元件包装用聚酯薄膜及其制备方法，包括基膜，所述基膜的两侧均涂布有抗静电涂布层；所述基膜的芯层为主阻燃层，芯层的上下层均为高阻隔防辐射层。本发明制备的聚酯薄膜既具有稳定、持久的抗静电功能，又具有优异的阻燃、耐热、阻隔、耐灰尘、耐紫外线辐射等性能，同时还兼具透明度高、安全性好、制作工艺简便和耐老化性能好等优点。

Description

一种电子元件包装用聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于聚酯薄膜技术领域，具体涉及一种电子元件包装用聚酯薄膜及其 制备方法。
背景技术
对产品进行包装，除了保护产品、方便运输及储存以及美观实用外，还可以 促进销售。近年来随着IT行业的迅速发展，集成电路、组件及其制品，开始大 量采用薄膜类包装材料进行包装。如果对电子产品使用容易产生静电的薄膜包 装，薄膜会因电磁感应和摩擦所产生的静电进行积累，对各种敏感电子元件、仪 器仪表产生高压放电，使其所包装的商品遭到破坏，造成极大的经济损失。因此， 具备抗静电功能成为电子元件包装材料的重要要求。
此外，电子元器件除了要求其包装材料具有一定的抗静电功能外，还应具有 阻燃、耐热、阻隔、耐灰尘、耐紫外线辐射、透明度高、安全性好等特点。而现 有的薄膜主要存在以下不足：一是现有的聚酯薄膜不具备阻燃、耐热、阻隔、耐 紫外线辐射等特点，在易燃、高温、光照和有水的恶劣运输和储存条件下，不仅 容易使包装内容物发生损坏，从而使包装材料失去其包装保护的功能；还会加快 薄膜的老化、变性，大大降低薄膜的使用寿命。二是现有抗静电薄膜多采用内部 添加抗静电剂或在薄膜表面涂布抗静电剂溶液的方式来实现抗静电性能，这类抗 静电薄膜一般存在耐热性差、成型加工时易分解，透明度不高，抗静电持久性差 等缺点。三是现有的涂布型抗静电薄膜多采用离线涂布的方法，但因其需要复卷， 工艺复杂，故生产效率低，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既具有优异持久的抗静电性能，又具备阻燃、耐 热、阻隔、耐灰尘、耐紫外线辐射、透明度高、安全性好等优点的电子元件包装 用聚酯薄膜，同时提供一种操作简单、成本低廉的聚酯薄膜制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电子元件包装用聚酯薄膜，包括基膜，所述基膜的两侧均涂布有抗静电 涂布层；所述基膜的芯层为主阻燃层，芯层的上下层均为高阻隔防辐射层。
进一步方案，所述主阻燃层是由以下材料按重量百分比组成：阻燃母料 10％-15％，膜级PET聚酯切片为余量。
进一步方案，所述高阻隔防辐射层是由以下材料按重量百分比组成：阻燃母 料10％-15％，聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)为余量。
进一步方案，所述抗静电涂层(1)通过在线涂布机将涂布液涂布在高阻隔 防辐射层外表面形成的；所述涂布液是由以组份按重量份数组备而成：
优选的，所述的聚酯类高分子粘结剂是由间苯二甲酸、己二酸、反丁烯二酸、 乙二醇、1,2-丙二醇按照摩尔比1.1：0.1：0.7：1.5：0.5缩聚而成的聚合物。
进一步方案，所述的阻燃母料是由膜级PET聚酯切片、十溴二苯乙烷、硬 脂酸镁、聚乙烯蜡、硅烷偶联剂和无机纳米材料组成的混炼物。
进一步方案，所述的无机纳米级材料为硅酸盐、碳酸钙、SiO2、TiO2、蒙脱 土中的至少一种，其粒径为10-100nm。
进一步方案，所述抗静电涂层的涂布量为0.05-0.3g/cm2，所述高阻隔防辐 射层的厚度为2-3μm，所述主阻燃层的厚度为15-20μm。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种电子元件包装用聚酯薄膜的制备 方法，其包括以下步骤：
1)将1份的水性聚苯胺、2-4份的聚酯类高分子粘结剂、0.04-0.06份的聚 异氰酸酯、0.04-0.06份的三聚氰胺、0.01-0.02份的有机硅改性聚硅氧烷、8-20 份的水和8-20份的乙醇混合并搅拌均匀，制得水性涂布液；
2)将干燥后的主阻燃层的材料阻燃母料和膜级PET聚酯切片按配比送至主 挤出机中加热成熔融状态作为芯层熔体；将高阻隔防辐射层的原料分别送至两台 辅助挤出机中，经熔融、抽真空处理后作为上下表层熔体；所得的芯层熔体和上 下表层熔体在三层模头中汇合挤出，得复合熔体；其中模头温度为280-300℃；
3)复合熔体通过静电吸附丝电离空气形成正负电荷，紧密贴附到接地的冷 辊表面而形成铸片，冷辊的温度设定为25-35℃；
4)将铸片从冷辊上剥离下来的片材，依次送入纵拉区域在90-115℃进行纵 向拉伸4.2-4.6倍后，于40-60℃定型得膜片；
5)采用在线涂布方式，用涂布机将经步骤(1)配置好的水性涂布液涂布在 膜片的两面，然后使用涂布刮刀进行刮涂，使单面涂层的湿膜厚度控制在 10-15μm；
6)将涂布后的膜片依次进入横拉区域进行横向拉伸3.5-4.0倍，经热定型、 冷却后得成品；其预热拉伸段的温度为85-120℃、热定型段的温度为 200-255℃、冷却段的温度为95-140℃。
进一步方案，所述步骤(5)中的涂布机上设有电晕处理装置，在对膜片涂 布之间先对膜片进行双面电晕处理。
本发明制备的聚酯薄膜是具有五层构造的薄膜，依次为抗静电涂层、高阻隔 防辐射层、主阻燃层、高阻隔防辐射层和抗静电涂层。主阻燃层处在芯层，可保 证基膜具有阻燃、耐热的功能，使电子元件免受明火、高温等恶劣条件影响，进 而提高对电子元件的保护功能。高阻隔防辐射层处在主阻燃层两侧，不仅可以阻 止水分和太阳光辐射对电子元件造成的损害，而且还可防止空气中的氧气、水蒸 气和光照对薄膜的侵蚀，大大延长了薄膜的使用寿命。抗静电涂层是利用在高阻 隔防辐射层外侧表层分别涂布导电性涂料来实现其抗静电性能，可保证薄膜具有 优异的抗静电效果，还具有优异的防灰尘效果；薄膜透明度高对内容物的展示效 果较好，同时耐磨损使得抗静电性能更持久。本发明制备的聚酯薄膜采用在线涂 布的方式进行抗静电层的涂布，与离线涂布相比，不需要复卷且涂层均匀而且薄， 涂布效率高、速度快。在保证薄膜高品质的同时，大大降低了生产成本。
具体实施方式
为进一步阐述本发明所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜及其制作工艺及生成的聚酯薄膜对抗氧气、抗水蒸汽、抗紫外线、阻燃等级、抗静电等效果的测试，以下 结合本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
组分配比：
抗静电涂层的原料按重量份数如下：
高阻隔防辐射层的原料按重量百分比为：11％阻燃母料及89％聚对萘二甲酸 乙二醇酯(PEN)。
主阻燃层的原料按重量百分比为：11％阻燃母料及89％膜级PET聚酯切片。
按如下生产工艺进行生产：
(1)将1份的水性聚苯胺、2份的聚酯类高分子粘结剂、0.04份的聚异氰 酸酯、0.04份的三聚氰胺、0.01份的有机硅改性聚硅氧烷、10份的水和10份的 乙醇混合并搅拌均匀，制得水性涂布液待用。
(2)将主阻燃层的原料送入流化床中干燥，干燥后按所述的重量百分比进 行配比，然后送至主挤出机中加热成熔融状态作为芯层熔体；将配比后的高阻隔 防辐射层原料分别送至两台辅助挤出机中，经熔融、抽真空处理后作为上下表层 熔体；所得的芯层熔体和两种辅挤熔体在三层模头中汇合挤出，模头温度为 300℃；
(3)从模头挤出的熔体通过静电吸附丝电离空气形成正负电荷，紧密贴附 到接地的冷辊表面而形成铸片，冷辊的温度设定为35℃，以达到骤冷熔体的目 的。
(4)将铸片从冷辊上剥离形成片材并依次进入纵拉区域110℃的预热拉伸 段和55℃的定型冷却段，拉伸倍率为4.5。
(5)涂布设备上带有电晕处理装置，可在涂布前对膜片进行双面电晕处理。 采用在线涂布方式，用涂布机将配置好的水性涂布液涂布在膜片的两面，使用涂 布刮刀进行刮涂，单面涂层的湿膜厚度控制在13μm。
(6)将涂布后的膜片依次进入横拉区域115℃的预热拉伸段和245℃的热 定型段和130℃的冷却段，拉伸倍率为3.7。
(7)步(6)所得的薄膜进入牵引系统进行展平、测厚反馈和收卷，分切后 包装成成品。
实施例2
组分配比：
抗静电涂层的原料按重量份数如下：
高阻隔防辐射层的原料按重量百分比为：13％阻燃母料及87％聚对萘二甲酸 乙二醇酯(PEN)。
主阻燃层的原料按重量百分比如下：13％阻燃母料及87％膜级PET聚酯切 片。
按如下生产工艺进行生产：
(1)将1份的水性聚苯胺、3份的聚酯类高分子粘结剂、0.05份的聚异氰 酸酯、0.05份的三聚氰胺、0.015份的有机硅改性聚硅氧烷、15份的水和15份 的乙醇混合并搅拌均匀，制得水性涂布液待用。
(2)将主阻燃层的原料送入流化床中干燥，干燥后按所述的重量百分比进 行配比，然后送至主挤出机中加热成熔融状态作为芯层熔体；将配比后的高阻隔 防辐射层原料分别送至两台辅助挤出机中，经熔融、抽真空处理后作为上下表层 熔体；所得的芯层熔体和两种辅挤熔体在三层模头中汇合挤出，模头温度为 295℃。
(3)从模头挤出的熔体通过静电吸附丝电离空气形成正负电荷，紧密贴附 到接地的冷辊表面而形成铸片，冷辊的温度设定为33℃，以达到骤冷熔体的目 的。
(4)将铸片从冷辊上剥离形成片材并依次进入纵拉区域105℃的预热拉伸 段和50℃的定型冷却段，拉伸倍率为4.3。
(5)涂布设备上带有电晕处理装置，可在涂布前对膜片进行双面电晕处理。 采用在线涂布方式，用涂布机将配置好的水性涂布液均匀涂布在膜片的两面，使 用涂布刮刀进行刮涂，单面涂层的湿膜厚度控制在12μm。
(6)将涂布后的膜片依次进入横拉区域110℃的预热拉伸段和240℃的热 定型段和125℃的冷却段，拉伸倍率为3.8。
(7)步骤(6)所得的薄膜进入牵引系统进行展平、测厚反馈和收卷，分切 后包装成成品。
实施例3
组分配比：
抗静电涂层的原料按重量份数如下：
高阻隔防辐射层的原料按重量百分比为：15％阻燃母料及85％聚对萘二甲酸 乙二醇酯(PEN)。
主阻燃层的原料按重量百分比如下：15％阻燃母料及85％膜级PET聚酯切 片。
按如下生产工艺进行生产：
(1)将1份的水性聚苯胺、4份的聚酯类高分子粘结剂、0.06份的聚异氰 酸酯、0.06份的三聚氰胺、0.02份的有机硅改性聚硅氧烷、18份的水和18份的 乙醇混合并搅拌均匀，制得水性涂布液待用。
(2)将主阻燃层的原料送入流化床中干燥，干燥后按所述的重量百分比进 行配比，然后送至主挤出机中加热成熔融状态作为芯层熔体；将配比后的高阻隔 防辐射层原料分别送至两台辅助挤出机中，经熔融、抽真空处理后作为上下表层 熔体；所得的芯层熔体和两种辅挤熔体在三层模头中汇合挤出，模头温度为 290℃。
(3)从模头挤出的熔体通过静电吸附丝电离空气形成正负电荷，紧密贴附 到接地的冷辊表面而形成铸片，冷辊的温度设定为31℃，以达到骤冷熔体的目 的。
(4)将铸片从冷辊上剥离形成片材并依次进入纵拉区域110℃的预热拉伸 段和45℃的定型冷却段，拉伸倍率为4.2。
(5)涂布设备上带有电晕处理装置，可在涂布前对膜片进行双面电晕处理。 采用在线涂布方式，用涂布机将配置好的水性涂布液均匀涂布在膜片的两面，使 用涂布刮刀进行刮涂，单面涂层的湿膜厚度控制在11μm。
(6)将涂布后的膜片依次进入横拉区域105℃的预热拉伸段和235℃的热 定型段和120℃的冷却段，拉伸倍率为3.9。
(7)步骤(6)所得的薄膜进入牵引系统进行展平、测厚反馈和收卷，分切 后包装成成品。
将上述实施例1-3所制备的薄膜分别检测其氧气透过率、水蒸汽透过率、紫 外线透过率、阻燃等级、涂层表面电阻和透光率，并与普通包装用的聚酯薄膜进 行对比，具体检测结果如表1所示，结论如下：
表1：不同实施例的薄膜性能比较
由表1可以看出，本发明实施例所制备得到的聚酯薄膜，其阻隔性能、抗紫 外线性能、阻燃性能和表面电阻相对于普通包装用的聚酯薄膜显著提高。此外， 由表1还可以看出，本发明工艺制备的聚酯薄膜透光率也较高，可提高其内容物 的展示效果。
上述实施方案，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式的限制。 凡是依据本发明的技术和方法实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化 与修饰，均仍属于本发明的技术和方法方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电子元件包装用聚酯薄膜，包括基膜，其特征在于：所述基膜的两侧均涂布有抗静电涂布层；所述基膜的芯层为主阻燃层，芯层的上下层均为高阻隔防辐射层。
2.根据权利要求1所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜，其特征在于：所述主阻燃层是由以下材料按重量百分比组成：阻燃母料10%-15%，膜级PET聚酯切片为余量。
3.根据权利要求1所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜，其特征在于：所述高阻隔防辐射层是由以下材料按重量百分比组成：阻燃母料10%-15%，聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN）为余量。
4.根据权利要求1所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜，其特征在于：所述抗静电涂层通过在线涂布机将涂布液涂布在高阻隔防辐射层外表面形成的；所述涂布液是由以组份按重量份数组备而成：
水性聚苯胺 1份；
聚酯类高分子粘结剂 2-4份；
聚异氰酸酯 0.04-0.06份；
三聚氰胺 0.04-0.06份；
有机硅改性聚硅氧烷 0.01-0.02份；
水 8-20份；
乙醇 8-20份。
5.根据权利要求4所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜，其特征在于：所述的聚酯类高分子粘结剂是由间苯二甲酸、己二酸、反丁烯二酸、乙二醇、1,2-丙二醇按照摩尔比1.1：0.1：0.7：1.5：0.5缩聚而成的聚合物。
6.根据权利要求2或3所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜，其特征在于：所述的阻燃母料是由膜级PET聚酯切片、十溴二苯乙烷、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、硅烷偶联剂和无机纳米材料组成的混炼物。
7.根据权利要求6所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜，其特征在于：所述的无机纳米级材料为硅酸盐、碳酸钙、SiO2、TiO2、蒙脱土中的至少一种，其粒径为10-100 nm。
8.根据权利要求1所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜，其特征在于：所述抗静电涂层（1）的涂布量为0.05-0.3 g/cm2，所述高阻隔防辐射层（2）的厚度为2-3 μm，所述主阻燃层（3）的厚度为15-20 μm。
9.一种如权利要求1所述的一种电子元件包装用聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将 1份的水性聚苯胺、2-4份的聚酯类高分子粘结剂、0.04-0.06份的聚异氰酸酯、0.04-0.06份的三聚氰胺、0.01-0.02份的有机硅改性聚硅氧烷、8-20份的水和8-20份的乙醇混合并搅拌均匀，制得水性涂布液；
2）将干燥后的主阻燃层的材料阻燃母料和膜级PET聚酯切片按配比送至主挤出机中加热成熔融状态作为芯层熔体；将高阻隔防辐射层的原料分别送至两台辅助挤出机中，经熔融、抽真空处理后作为上下表层熔体；所得的芯层熔体和上下表层熔体在三层模头中汇合挤出，得复合熔体；其中模头温度为280-300 ℃；
3）复合熔体通过静电吸附丝电离空气形成正负电荷，紧密贴附到接地的冷辊表面而形成铸片，冷辊的温度设定为25-35 ℃；
4）将铸片从冷辊上剥离下来的片材，依次送入纵拉区域在90-115 ℃进行纵向拉伸4.2-4.6倍后，于40-60 ℃定型得膜片；
5）采用在线涂布方式，用涂布机将经步骤（1）配置好的水性涂布液涂布在膜片的两面，然后使用涂布刮刀进行刮涂，使单面涂层的湿膜厚度控制在10-15μm；
6）将涂布后的膜片依次进入横拉区域进行横向拉伸3.5-4.0倍，经热定型、冷却后得成品；其预热拉伸段的温度为85-120 ℃、热定型段的温度为200-255 ℃、冷却段的温度为95-140 ℃。
10.根据权利9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中的涂布机上设有电晕处理装置，在对膜片涂布之间先对膜片进行双面电晕处理。
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