CN109054311B - 一种耐高温聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温聚酯薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温聚酯薄膜及其制备方法。所述薄膜包括位于上下两层的表层和位于中间的芯层，上下两层的表层成分相同，均包括重量组分：90～97％的PEN切片、0～7％的PET切片和3％的PET开口剂母料；芯层包括重量组分：50～70％的PEN切片、25～40％的PET切片和5～10％的改性蒙脱土母料；改性蒙脱土母料主要采用以下重量百分比的组分制成：10％的改性蒙脱土和90％的PET。本发明制备的耐高温聚酯薄膜具有优异的力学强度、透光率和耐热性，可应用于柔性线路板等领域。

Description

一种耐高温聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于双向拉伸聚酯薄膜生产领域，特别涉及一种耐高温聚酯薄膜及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜具有优异的力学性能、较好的弹性、耐磨性和耐冲击性，吸水率低，尺寸稳定性佳等性能，但其耐热性较差，在受高温时，热收缩率相对较大，不能满足电子产品行业特殊加工方面耐高温、低收缩的要求，薄膜容易产生变形、翘边而导致电子按键失灵的现象，因此能适用于简单的柔性印刷线路板(PCB板)，而较难应用于有零组件的柔性线路板(FPC板)。聚2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN)与PET的结构相似，由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环，所以其玻璃化转变温度、结晶温度和熔点均比PET高，其Tg比PET高约45℃，达120℃。PEN薄膜具有优异的力学性能、耐热性及对水蒸气、氧气和二氧化碳的阻隔性能，近十年来引起工业界和学术界的极大关注，但PEN价格高，大量应用受到限制。而PET价格低廉，如果把PET和PEN混合起来制备兼有两者优点的聚酯共混物，既能有效降低PEN薄膜成本，又能保证在薄膜在加工时耐受短时高温而不变形，特别适合作为柔性线路板FPC的基材。
在双向拉伸薄膜生产线上，将PEN/PET共混挤出，薄膜机械性能、熔融温度未能比PET有所提高，反而有所下降，同时由于熔融时发生的酯交换反应，扰乱了分子链规整排列从而降低了结晶度，最终导致薄膜性能未有提升，因此，不能通过简单共混挤出得到高耐热聚酯薄膜。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种耐高温聚酯薄膜及其制备方法，经多层共挤工艺制备三层复合薄膜，并利用改性蒙脱土纳米插层法有效提高芯层PEN/PET共混物的耐热性，制备的薄膜同时具有优异的力学性能、透光率并且在高温下具有低热收缩率，具有优异的耐热性，可应用于柔性线路板等领域。
本发明采用的技术方案是：
一、一种耐高温聚酯薄膜：
所述薄膜包括位于上下两层的表层和位于中间的芯层，共三层结构，第一层和第三层为表层，第二层为芯层；上下两层的表层成分相同，均包括以下重量百分比的组分：90～97％的PEN切片、0～7％的PET切片和3％的PET开口剂母料；芯层包括以下重量百分比的组分：50～70％的PEN切片、25～40％的PET切片和5～10％的改性蒙脱土母料；所述的改性蒙脱土母料主要采用以下重量百分比的组分制成：10％的改性蒙脱土和90％的PET。
本发明特殊地在聚酯薄膜制备原料中添加改性蒙脱土母料，而不是一般蒙脱土母料，制成了性能优良的耐高温聚酯薄膜。
所述的耐高温聚酯薄膜的总厚度为25～50μm，单个表层厚度为2～4μm，芯层厚度为21～42μm。
PEN/PET在挤出机中熔融共混会发生酯交换反应，且随挤出时间、挤出温度升高，酯交换反应程度越大。由于PEN玻璃化转变温度高于PET，薄膜中PEN含量升高，能够提高薄膜的玻璃化转变温度，进而提升薄膜的耐热性，减少热收缩率。
表层中PEN含量应较高，采用90～97％，能够使得表层不容易与芯层发生剥离，且保持薄膜优良耐热性。若表层中PEN含量超过97％，容易与芯层发生剥离，不利于薄膜的正常生产；若表层中PEN含量低于90％，薄膜耐热性变差。
芯层中PEN含量不低于50％，PEN含量越低于50％，芯层热收缩率高，与表层热收缩率相差较大，且芯层与表层相容性变差，容易在使用过程中发生薄膜剥离的现象，同时薄膜透明度降低，限制透明柔性薄膜的应用领域。芯层中PEN含量提高，薄膜玻璃化温度升高，耐热性能提高，同时也导致薄膜成本提高。
所述的改性蒙脱土是由十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇-4000或者聚乙二醇-10000的有机改性剂改性制备而成。
所述的PET开口剂母料主要采用以下重量百分比的组分：3％的二氧化硅和97％的PET。
所述的改性蒙脱土采用以下方式制备：将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在高速搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵或聚乙二醇-4000或聚乙二醇-10000，80℃下搅拌2小时；接着将反应溶液进行真空抽滤，用蒸馏水洗涤3次；然后所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到改性蒙脱土。
天然的钠基蒙脱土因其层间吸附大量的无机离子，与有机化合物或聚合物相容性比较差，若不进行有机改性处理，蒙脱土片层颗粒在基体树脂中的分散性较差，容易团聚，不能发挥蒙脱土的优良作用。本发明对钠基蒙脱土的有机改性处理可使蒙脱土与有机聚合物之间有良好的亲和性。长链季铵盐如十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵用来改性蒙脱土，会使蒙脱土的层间距变大，这样有机聚合物可以比较容易插层到蒙脱土层间，蒙脱土在聚合物中可得到良好的分散，而且蒙脱土的加入起到异相成核作用，促进了PET、PEN的晶核形成，改善PET、PEN的结晶性能。
聚乙二醇分子结构中的羟基，与蒙脱土之间具有较好的亲和性，聚乙二醇分子链能有效插层进入蒙脱土片层并导致层间距增大。同时，聚乙二醇与聚酯具有良好的相容性。在双螺杆的剪切力作用下，利用聚乙二醇改性蒙脱土作为添加剂，聚酯分子链可以实现对改性蒙脱土层间的插层，形成聚酯/蒙脱土纳米复合材料。聚乙二醇改性后蒙脱土作为添加剂时，能有效提高三层复合膜之间的剥离强度。
本发明发现改性蒙脱土含量在0.5～1.0％时，可以有效改善PET/PEN芯层的结晶能力，提高结晶速率，从而提高薄膜的机械性能和耐热性。改性蒙脱土含量超过1.0％时，薄膜透明度降低，雾度升高，材料成本增加。改性蒙脱土含量超过3.0％时，改性蒙脱土纳米微粒与聚酯分子链之间较强的界面作用在一定程度上阻碍了分子链段运动，限制了晶体生长速率，导致结晶完善程度较差，结晶度、力学强度均降低。改性蒙脱土含量不足0.5％时，薄膜结晶度低，耐热性能提升不够明显。
二、一种耐高温聚酯薄膜的制备方法，包含以下步骤：
1)薄膜经多层共挤工艺制备而成，包括主双螺杆挤出机和辅双螺杆挤出机，利用两台双螺杆挤出机分别熔融挤出聚酯并在模头处复合，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层；在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比添加PEN切片、PET切片和改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃；在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃；
2)将薄膜依次进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。
所述步骤1)中，主双螺杆挤出机的加料口按照以下重量百分比添加：50～70％的PEN切片、25～40％的PET切片和5～10％的改性蒙脱土母料；辅双螺杆挤出机的加料口按照以下重量百分比添加：90～97％的PEN切片、0～7％的PET切片和3％的PET开口剂母料。
所述步骤2)中，先纵向拉伸，再横向拉伸：纵向拉伸温度为115～120℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为145～149℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为230～232℃。
所述的改性蒙脱土母料为聚乙二醇-4000改性蒙脱土母料、聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料、十八烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土母料或十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土母料；
所述的改性蒙脱土母料通过熔融共混插层法采用以下方式制备：将结晶干燥的PET切片与改性蒙脱土按重量比9：1比例在高速搅拌机中均匀混合，然后经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒制成；
所述的改性蒙脱土采用以下方式制备：将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在高速搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵或聚乙二醇-4000或聚乙二醇-10000，80℃下搅拌2小时；接着将反应溶液进行真空抽滤后，用蒸馏水洗涤3次；然后所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到改性蒙脱土。
本发明的有益效果是：
由于纯PEN薄膜价格较贵，耐热薄膜产品较难推广，本发明制备原料中减少了PEN含量，利用多层共挤工艺制备表层以PEN为主，芯层PEN/PET共混的高耐热薄膜，有效降低了原料成本。
通过蒙脱土插层法提高薄膜芯层的结晶度、耐热性和机械强度，降低热收缩率，同时，复合薄膜之间不易发生剥离。与传统的耐热薄膜相比，本发明的高耐热薄膜制备的薄膜在具有优良的力学性能的同时，还耐热温度更高，收缩率更低，可耐热200℃，收缩率低至1％，可应用于FPC板的基膜。
附图说明
图1是本发明耐高温聚酯薄膜的结构示意图。
图中1为上表层，2为芯层，3为下表层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明的实施例如下：
实施例1
1)制备聚乙二醇-4000改性蒙脱土；
将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在高速搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的聚乙二醇-4000，80℃下搅拌2小时。将反应溶液进行真空抽滤后，用蒸馏水洗涤3次。所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到聚乙二醇-4000改性蒙脱土。
2)制备聚乙二醇-4000改性蒙脱土母料；
将结晶干燥的PET切片与改性蒙脱土按重量比9：1比例在高速搅拌机中均匀混合，然后经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒。
3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比50:40:10添加PEN切片、PET切片和聚乙二醇-4000改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比90:7:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为115℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为145℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为230℃。薄膜厚度为50μm，其中芯层厚度为42μm，单个表层厚度4μm。
实施例2
1)制备聚乙二醇-4000改性蒙脱土；
具体实施方式同实施例1。
2)制备聚乙二醇-4000改性蒙脱土母料；
具体实施方式同实施例1。
3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比60:30:10添加PEN切片、PET切片和聚乙二醇-4000改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比94:3:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为117℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为147℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为231℃。薄膜厚度为38μm，其中芯层厚度为32μm，单个表层厚度3μm。
实施例3
1)制备聚乙二醇-4000改性蒙脱土；
具体实施方式同实施例1。
2)制备聚乙二醇-4000改性蒙脱土母料；
具体实施方式同实施例1。
3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比70:25:5添加PEN切片、PET切片和聚乙二醇-4000改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比97:0:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为120℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为149℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为232℃。薄膜厚度为25μm，其中芯层厚度为21μm，单个表层厚度2μm。
实施例4
1)制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土；
将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在高速搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的聚乙二醇-10000，80℃下搅拌2小时。将反应溶液进行真空抽滤后，用蒸馏水洗涤3次。所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到聚乙二醇-10000改性蒙脱土。
2)制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料；
将结晶干燥的PET切片与改性蒙脱土按9：1比例在高速搅拌机中均匀混合，然后经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒。
3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比50:40:10添加PEN切片、PET切片和聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比90:7:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为115℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为145℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为230℃。薄膜厚度为50μm，其中芯层厚度为42μm，单个表层厚度4μm。
实施例5
1)制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土；
具体实施方式同实施例4。
2)制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料；
具体实施方式同实施例4。
3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比60:30:10添加PEN切片、PET切片和聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比94:3:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为117℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为147℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为231℃。薄膜厚度为38μm，其中芯层厚度为32μm，单个表层厚度3μm。
实施例6
1)制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土；
具体实施方式同实施例4。
2)制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料；
具体实施方式同实施例4。
3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比70:25:5添加PEN切片、PET切片和聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比97:0:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为120℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为149℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为232℃。薄膜厚度为25μm，其中芯层厚度为21μm，单个表层厚度2μm。
实施例7
1)制备十八烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土；
将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在高速搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的十八烷基三甲基氯化铵，80℃下搅拌2小时。将反应溶液进行真空抽滤后，用蒸馏水洗涤3次。所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到十八烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土。
2)制备十八烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土母料；将结晶干燥的PET切片与改性蒙脱土按9：1比例在高速搅拌机中均匀混合，然后经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒。
3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比60:30:10添加PEN切片、PET切片和十八烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比94:3:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为117℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为147℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为231℃。薄膜厚度为38μm，其中芯层厚度为32μm，单个表层厚度3μm。
实施例8
1)制备十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土；
将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在高速搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的十六烷基三甲基溴化铵，80℃下搅拌2小时。将反应溶液进行真空抽滤后，用蒸馏水洗涤3次。所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土。
2)制备十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土母料；将结晶干燥的PET切片与改性蒙脱土按9：1比例在高速搅拌机中均匀混合，然后经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒。3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比60:30:10添加PEN切片、PET切片和十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比94:3:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型后收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为117℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为147℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为231℃。薄膜厚度为38μm，其中芯层厚度为32μm，单个表层厚度3μm。
比较例1
1)制备蒙脱土母料；
将结晶干燥的PET切片与钠基蒙脱土按9：1比例在高速搅拌机中均匀混合，然后经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒。
2)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比60:30:10添加PEN切片、PET切片和蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比94:3:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
3)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为117℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为147℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为231℃。薄膜厚度为38μm，其中芯层厚度为32μm，单个表层厚度3μm。
比较例2
1)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比60:40添加PEN切片、PET切片，挤出温度设定区间为282～285℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比90:7:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
2)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为117℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为147℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为231℃。薄膜厚度为38μm，其中芯层厚度为32μm，单个表层厚度3μm。
比较例3
1)制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土；
将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在高速搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的聚乙二醇-10000，80℃下搅拌2小时。将反应溶液进行真空抽滤后，用蒸馏水洗涤3次。所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到聚乙二醇-10000改性蒙脱土。
2)制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料；
通过熔融共混插层法制备聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料。将结晶干燥的PET切片与改性蒙脱土按9：1比例在高速搅拌机中均匀混合，然后经双螺杆挤出机熔融共混挤出、造粒。
3)薄膜经多层共挤工艺制备，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层。在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比30:60:10添加PEN切片、PET切片和聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为280～283℃，在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比90:7:3添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃。
4)将薄膜进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷，得到三层复合的耐高温聚酯薄膜。纵向拉伸温度为117℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为147℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为231℃。薄膜厚度为38μm，其中芯层厚度为32μm，单个表层厚度3μm。
实施例和比较例的实验方案汇总至表1。
表1
Figure BDA0001739671980000101
根据实施例1-8和比较例1-3的方法所制得的耐高温薄膜的物理性能测试结果如表2。
表2
Figure BDA0001739671980000102
Figure BDA0001739671980000111
高耐热薄膜在使用过程中，会接触瞬时高温而发生热收缩，高耐热薄膜的在190℃下10分钟的热收缩率要在2％以内。由于横向热收缩率可以通过对工艺参数调节，有效控制横向热收缩率，所以，纵向热收缩率是高耐热薄膜的关键指标。
上述实施结果可见，本发明制成的薄膜在150℃进行热缩率测试，纵向收缩率可以控制到0.5％以下；在190、200℃下进行热缩率测试，收缩率可以控制在1％左右，本发明制成的薄膜在纵向收缩率上优异的耐热性。
因此由表2可见，实施例1-8薄膜具有较高的力学性能、透光率，并且具有高耐热性和低收缩率。由实施例1-6中可看出，随薄膜中PEN含量增加，薄膜的刚性变大，耐热性能更好，收缩率更低。蒙脱土改性剂对薄膜的热性能有一定影响，其中聚乙二醇-4000改性蒙脱土对薄膜热性能提升具有较突出的作用。
三个比较例中，薄膜在190℃下10分钟纵向热收缩率均超过2％，导致产品无法使用。同时还存在其他明显缺陷，比较例1中由于没有对蒙脱土进行有机改性，使得蒙脱土在薄膜中团聚作用明显，产品测试过程中，过滤器发生严重堵塞，导致生产不顺，薄膜表面出现质量缺陷，严重影响薄膜的使用。比较例3中芯层PEN含量较少，薄膜透明度下降至79.4％，雾度升至56.9％，同时三层薄膜之间容易发生剥离，限制薄膜的应用。
从以上数据可以看到，按实施例方法制备的薄膜具有优良的透光率、力学强度、高耐热性和低收缩率，三层薄膜之间不易发生剥离现象，其技术效果显著突出。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种耐高温聚酯薄膜，其特征在于：所述薄膜包括位于上下两层的表层和位于中间的芯层；上下两层的表层成分相同，均包括以下重量百分比的组分：90～97％的PEN切片、0～7％的PET切片和3％的PET开口剂母料；芯层包括以下重量百分比的组分：50～70％的PEN切片、25～40％的PET切片和5～10％的改性蒙脱土母料；所述的改性蒙脱土母料主要采用以下重量百分比的组分制成：10％的改性蒙脱土和90％的PET；
所述的改性蒙脱土是由十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇-4000或者聚乙二醇-10000的有机改性剂改性制备而成；
所述的PET开口剂母料主要采用以下重量百分比的组分：3％的二氧化硅和97％的PET。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温聚酯薄膜，其特征在于：
所述的改性蒙脱土采用以下方式制备：将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵或聚乙二醇-4000或聚乙二醇-10000，80℃下搅拌2小时；接着将反应溶液进行真空抽滤，用蒸馏水洗涤3次；然后所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到改性蒙脱土。
3.一种耐高温聚酯薄膜的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
1)薄膜经多层共挤工艺制备而成，利用两台双螺杆挤出机分别熔融挤出聚酯并在模头处复合，由辅双螺杆挤出机挤出的薄膜作为表层，由主双螺杆挤出机的薄膜作为芯层；在主双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比添加PEN切片、PET切片和改性蒙脱土母料，挤出温度设定区间为282～285℃；在辅双螺杆挤出机的加料口上按重量百分比添加PEN切片、PET切片和PET开口剂母料，挤出温度设定区间为285～288℃；
2)将薄膜依次进行铸片、双向拉伸和热定型并收卷得到三层复合的耐高温聚酯薄膜；
所述步骤1)中，主双螺杆挤出机的加料口按照以下重量百分比添加：50～70％的PEN切片、25～40％的PET切片和5～10％的改性蒙脱土母料；辅双螺杆挤出机的加料口按照以下重量百分比添加：90～97％的PEN切片、0～7％的PET切片和3％的PET开口剂母料；
所述的改性蒙脱土母料为聚乙二醇-4000改性蒙脱土母料、聚乙二醇-10000改性蒙脱土母料、十八烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土母料或十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土母料；
所述的改性蒙脱土母料采用以下方式制备：将结晶干燥的PET切片与改性蒙脱土按重量比9：1比例均匀混合，然后经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒制成；
所述的PET开口剂母料主要采用以下重量百分比的组分：3％的二氧化硅和97％的PET。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：
所述步骤2)中，先纵向拉伸，再横向拉伸：纵向拉伸温度为115～120℃，纵向拉伸比例为3.5；横向拉伸温度为145～149℃，横向拉伸比例为3.0～3.2；热定型温度为230～232℃。
5.根据权利要求3所述的一种耐高温聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：
所述的改性蒙脱土采用以下方式制备：将钠基蒙脱土按5％比例加入水/乙醇混合溶液中，在搅拌机作用下分散成悬浊液，加入钠基蒙脱土质量8％的十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵或聚乙二醇-4000或聚乙二醇-10000，80℃下搅拌2小时；接着将反应溶液进行真空抽滤后，用蒸馏水洗涤3次；然后所得产物在120℃下干燥10小时后，将产物研磨粉碎并过180目分子筛，得到改性蒙脱土。
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