CN109796732B - 一种高透光率高雾度聚酯扩散母料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高透光率高雾度聚酯扩散母料及其制备方法,包括如下组分及重量百分比:PMMA/有机硅复合微球10‑15,饱和聚酯树脂85‑90;其中,所述PMMA/有机硅复合微球包括如下原料合成:有机硅单体共混物、所述甲基丙烯酸甲酯、所述乙烯基三氯硅烷的摩尔比为3:6:1;所述有机硅单体共混物为CnH2n+1‑SiCH3(OCH3)2、CN‑SiCH3(OCH3)2、NH2‑SiCH3(OCH3)2按照摩尔比例1:1:1共混;所述CnH2n+1‑SiCH3(OCH3)2的n为15~20。采用熔融共混挤出造粒制备扩散母料,从而内添加至薄膜中,可实现直接共挤法制备扩散薄膜或片材,从而取代涂布法,推动国内聚酯扩散薄膜及片材的发展。
Description
技术领域
本发明涉及功能性高分子材料领域,尤其涉及一种高透光率高雾度聚酯扩散母料及其制备方法。
背景技术
BOPET光扩散膜主要应用于LCD模组的背光源部分。光线透过以PET作为基材的扩散层,会与折射率相异的介质中穿过,使得光发生许多折射、反射与散射的现象,可修正光线成均匀面光源以达到光学扩散的效果。在背光源结构中主要起到修正扩散角度的作用,会使光辐射面积增大,但是降低了单位面积的光强度,即减低辉度。发光光源经扩散材料扩散后,能变成面积更大,均匀度较好,色度稳定的二次光源。具有扩散光线的作用,即光线在其表面会发生散射,将光线柔和均匀的散播出来;多数扩散膜的基本结构是在透明基材上如PET两面涂光扩散颗粒。
光扩散薄膜能将点、线光源发出来的光转化为线、面光源,光线的扩散角大,光线透过后能达到匀光的效果。
影响光扩散性能最关键的因素就是光扩散粒子。粒子数量、粒径及其分布、折光率等具有较大的影响。光扩散粒子必须同时满足三个条件:一是粒子与基体材料合适的折射率差异,太大或者太小都不行;二是粒子对于透过的光线应无吸收或少吸收,以提高薄膜的透光率;三是粒径尺寸及其分布满足一定的要求,且与薄膜厚度相匹配,不同厚度的薄膜粒子粒径及其分布有差异。
传统的光扩散粒子主要为无机粒子,如SiO2、TiO2、CaCO3、BASO4等。无机粒子对光线具有较强的吸收,导致薄膜的透光率不高。无机粒子与树脂相容性差,需要经过表面处理或加入分散剂,来解决粒子的分散问题。
有机光扩散粒子的粒径及其分布具有较好的可控性,且与树脂相容性更好,合适的折射率差异使得薄膜具有更高的透光率。目前主要采用的有机扩散粒子为:PMMA、PS、有机硅微球。其特点是高球形率,粒径及其分布可控,其中PMMA和PS理论上加入PET体系最适于做扩散粒子的,因相容性好,并且扩散粒子与树脂载体折光率差异较为合适,具有更好的光学性能,但是由于耐温性差,不适于PET聚酯加工体系。而有机硅由于折射率与PET相差过大,制备的薄膜透光率不高,不适于制备高端扩散薄膜。
江苏工业学院[一种光扩散薄膜用光扩散剂母料及其制备方法](ZL201019026143.9)提供了一种光扩散薄膜的光扩散剂母料及其制备方法,光扩散剂由不同折光指数和粒径大小的有机聚合物交联微球复配而成,制备的薄膜具有高透光率、高雾度,且具有出色的耐热性和尺寸稳定性,适用于液晶显示器背光模块中的光扩散膜。该申请选用了目前能够工业化的聚合物微球作为光扩散剂,但是聚酯熔融温度在255-260℃,实际加工温度比熔融温度高10-20℃,实际加工温度大于270℃。这两类扩散剂实际上使用时,耐温性差,由于聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯两种聚合物本身耐温性不好,如聚甲基丙烯酸甲酯的热分解温度为270℃,即使改变交联度也无法提高二者的热分解温度。因此这两类光扩散剂并不适用于聚酯体系。在实际加工过程中光扩散剂氧化、降解导致扩散剂微粒变形、颜色变黄,还易导致聚酯树脂降解。从实施例来看,为了防止光扩散剂降解引起光学性能的损失,加入了大量的分散剂(这是在薄膜加工中所不允许的),同时添加20%以上的光扩散剂,来弥补因降解、变形导致的粒子损失。
绵阳龙华薄膜有限公司[光学扩散薄膜](ZL201110033404.7)公开了一种聚碳酸酯光学扩散薄膜,采用聚碳酸酯为本体,薄膜上、下表面设置有突起结构,扩散薄膜由聚碳酸酯与抗静电剂(烷基苯磺酸-烷基磷盐)、抗紫外吸收剂(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)、抗氧化剂(双2,4-二叔丁基苯基季戊四醇二亚磷酸酯)中的一种或几种混合。申请中仅描述了突起结构,并未对突起结构的物质、实现方式作出具体说明。根据目前薄膜加工过程的实际情况结合科学原理,若该突起结构为添加剂,目前难以实现添加剂在薄膜表面的定点分布。因此,该突起结构只能借助外在机械物理方式,通过压辊或其他机械辅助形成。主要缺点就是机械的维护困难(一旦某个微小结构点出现问题或污渍都会影响整个生产过程和薄膜质量),机械成本高,生产产品单一。
母料的光扩散可以分为表面扩散和体内扩散。
表面扩散的方法主要有:1、采用丝网印刷或是辊压工艺、激光刻蚀等物理机械手段,将薄膜表面支撑粗糙的表面来使光线发生散射,利用漫反射原理来达到光扩散的效果,该方法机械成本投入及机械维护成本过高,目前尚未广泛推广;2、采用涂布法,这是目前主要的生产方式,将光扩散粒子与丙烯酸树脂混合胡涂覆在透明基膜表面,该工艺复杂,成本高,表面一旦成型,无法修改,表面均匀性控制也较难,且存在环境污染等问题。综上,表面扩散都需要额外添加设备,制备的扩散薄膜调整薄膜参数操作更为复杂。
体内扩散主要是添加扩散母料,无需添加新设备,成本低,通过调节添加量、添加方式(芯层、两表层)等,即可改变扩散膜的透光率、雾度等光学参数,制备多级别的扩散膜。扩散母料的制备有原位聚合法和共混挤出法两种方法。原位聚合法是将扩散粒子在分散在PET单体溶液,然后进行原位聚合,但是该方法扩散粒子含量受限,增加添加量则影响聚合过程的顺利进行。现阶段原位聚合法主要优点是扩散剂微粒易于分散,其主要缺点是产品结构单一,有效含量低(<3%,提高含量不利于聚合),微粒经研磨后粒径分布过宽,有效光扩散粒子数量减少,因而制备的扩散薄膜光学性能不如涂布法。由于工艺复杂,成本很高,溶剂回收困难,易造成环境污染,难以推广。而且现有原位聚合法所使用的扩散剂主要为无机二氧化硅,虽然可耐温,但是粒型无规,导致扩散效率差、透光率不好,不能实现高透光率高雾度的要求。
BOPET双向拉伸聚酯扩散薄膜通常有两种制备方法,涂布法和共挤法。现有的聚酯光扩散膜主流方式为涂布法,是一种表面扩散,即在高透明BOPET薄膜表面涂覆含有光扩散剂微粒以及合成树脂的粘结剂,合成树脂固化后将光扩散剂颗粒与固化树脂在BOPET薄膜表面形成光扩散层。光线透过光扩散层,通过光扩散剂微粒的散射作用,形成光扩散的雾化效果。涂布法制备的扩散薄膜同时具备高透光率和高雾度,光学性能好,主要缺点是在工艺复杂,且存在溶剂回收等问题,生产过程中易造成环境污染,成本高。目前高端涂布扩散膜为日韩等发达国家所垄断,国内通过涂布法制备的BOPET光扩散膜性能一般。
共挤法是在薄膜生产过程中将扩散母料加入表层,直接挤出拉伸得到BOPET扩散薄膜,兼具表面扩散和体内扩散的优点。该方法工艺简单,成本低,安全环保。通过双螺杆熔融共混挤出造粒法制备聚酯扩散母料,工艺简单,可控性强,具有广阔的市场前景。但是,目前市面上的光扩散母料普遍无法在共挤法的加工条件下保持稳定,该方法仅在少量文献和专利中有报道,并未形成市场产品。通过共挤法,将扩散母料与基体树脂共混后加入扩散层进行共挤挤出,该方法简单,适宜产业化标准生产,具有广阔的市场前景。因此一个关键的产业技术难题就是光扩散母料的制备。
发明内容
本发明的目的在于,解决目前主流的涂布法生产聚酯扩散薄膜存在的成本高,且易造成空气、水等环境污染等问题。本发明专利的母料是提供一种简易的方法制备扩散母料,推动共挤法制备扩散薄膜,从而取代涂布法,推动国内扩散薄膜的发展。
为实现上述目的,采用下列方案:
一种高透光率高雾度聚酯扩散母料,包括如下组分及重量百分比:
PMMA/有机硅复合微球 10-15,
饱和聚酯树脂 85-90;
所述PMMA/有机硅复合微球包括如下原料及摩尔比合成:
有机硅单体共混物 3
甲基丙烯酸甲酯 6
乙烯基三氯硅烷 1;
其中,所述有机硅单体共混物为CnH2n+1-SiCH3(OCH3)2、CN-SiCH3(OCH3)2、NH2-SiCH3(OCH3)2按照摩尔比例1:1:1共混;所述CnH2n+1-SiCH3(OCH3)2的n为15~20。
有机硅单体,其通式为X-SiCH3(OCH3)2,采用了三类不同单体,其X基团不同,赋予其不同的性能。X1为长链烷基,碳链长度为15-20,长链烷基含量及甲基丙烯酸甲酯的含量共同影响扩散微球的折光系数,从而影响薄膜的扩散效果;X2为氨基、X3为氰基,可以与PET链上的羧基进行反应,接枝在微球上的PET链可增加微球与聚酯的相容性,同时作为微交联点,有效防止聚酯加工后粘度大幅下降的问题。
将PMMA/有机硅复合微球作为一种新型扩散剂,是一种具有交联结构的复合微球。目前市面上的PMMA类光扩散剂的分解温度一般在250℃左右,只能以涂布的方式做表面扩散,而不能进行体内扩散的内添加。本发明选用的乙烯基三氯硅烷的化学式为CH2=CH-SiCl3,水解后有三个羟基,使得采用共聚的PMMA/有机硅氧烷存在部分交联梯形结构,提高了耐热性,其分解温度高达500℃以上,达到了熔融挤出共混加工的基本条件,使其能够通过共挤法做为内添加母料进行体内扩散。
有机硅单体共混物上含有活性基团,可与聚酯链段中的羧基和羟基发生反应,形成轻度交联,增强分子间作用力和熔体强度,减少聚酯加工过程热降解。而有机硅单体共混物不发生交联的部分为疏水链段,使合成的PMMA/有机硅复合微球吸湿性非常小,因此也可以降低体系的含湿率,避免聚酯在加工过程中的水解而引起粘度下降。
同时聚合物甲基丙烯酸甲酯链段结构里还含有酯基,可增加其与饱和聚酯树脂的相容性。与聚酯相容性良好,有助于微球均匀分布在薄膜中,可有效提高光扩散效率,使微球在少量添加的情况下就能提高薄膜整体的光扩散性能。常用的表面扩散涂布法是在表面均匀的涂上一层,覆盖面积广。那么体内扩散的内添加要获得相同或者更好的效果,就需要扩散粒子在薄膜中均匀的分散,其分散性好了,还可提高效率,降低扩散粒子的添加量,节省薄膜厂家原料成本。
通过共聚的方式,PMMA/有机硅复合微球具有高光通量,以保证薄膜的高透光率。通过调节X基团的选择比例,以及有机硅单体共混物、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三氯硅烷三者的配比,可以调整折光系数,以寻找与聚酯载体合适的折光系数差值。折光系数和光通量、耐热性主要受有机硅和聚甲基丙烯酸甲酯的比例的影响。经过实验测试发现,当有机硅单体共混物、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三氯硅烷的摩尔比为3:6:1时,且X1、X2、X3按照摩尔比1:1:1共混,生成的PMMA/有机硅复合微球的折光系数在1.4-1.5之间,特别是折光系数在1.43-1.49的部分,与聚酯的折光系数(一般为1.6-1.64)达到最适差异,使其具有较好的扩散效果,雾度高;同时这区间的折光系数也可保证足够的光通量,即良好的透光率和光效率,可提高背光源的利用率,减少背光源数量,一定程度也可减弱光源热量对薄膜光老化的速率。
当有机硅单体共混物、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三氯硅烷的摩尔比为3:6:1时,且X1、X2、X3按照摩尔比1:1:1共混,此时PMMA/有机硅复合微球的折光系数和光通量、耐热性达到最优,以此为原料制备的扩散母料性质最好。
优选的,所述PMMA/有机硅复合微球的制备方法如下:(1)在真空密闭并通入氮气保护的环境下,在反应液中加入有机硅单体共混物、引发剂Ⅰ,水解至透明;(2)然后加入甲基丙烯酸甲酯单体和乙烯基三氯硅烷共混物,以及引发剂Ⅱ、催化剂、封端剂,制备PMMA/有机硅复合微球。
PMMA/有机硅复合微球的合成过程分为如下两个阶段。
阶段(1)先制备的是低聚的线性有机硅,有机硅单体在水解的同时缩聚,反应如下:
水解反应:
有机硅单体缩聚反应:
阶段(2)在阶段(1)的基础上加入乙烯基三氯硅烷继续反应,引入乙烯基,可以与甲基丙烯酸甲酯反应,制备共聚物,同时由于乙烯基三氯硅烷水解后有三个羟基,形成部分梯形结构和局部交联,扩大了共聚物的分子量。反应如下:
水解反应:
部分梯形结构形成:
由于加入了具有两个化学反应位点的有机硅单体和三个化学反应位点的乙烯基三氯硅烷,局部形成部分梯形结构,使其具备很好的耐温性,分子链呈一定刚性,熔点很高,避免加热时不到熔融就分解。相比于现有技术的PMMA微球的分解温度在220~250℃之间,PMMA/有机硅共聚物微球的分解温度可以达到500℃以上,避免了微球在聚酯加工过程中未达到加工温度就先分解。
PMMA/有机硅共聚物形成:
采用两步溶胶-凝胶法制备PMMA/有机硅复合微球。其益处在于:第一,相比于常用的PMMA微球,改善其耐热性能;相比于传统的有机硅氧烷PMSQ,其折光率更适合聚酯体系。第二,通过改善有机硅氧烷的结构,其分子链末端引入的氨基或乙烯基等活性结构,这种结构可以与聚酯末端未封端的羧基进行反应,作为交联点,提高聚酯的粘度,极大程度改善聚酯的加工性能。聚酯母料加工性能得到大幅度改善,通过共混熔融加工后,其黏度几乎没有下降。第三,聚酯薄膜,特别是PET在加工过程中对水分敏感。在热、剪切的条件下,水分含量的增加直接导致PET粘度的大幅度下降,而PMMA易吸湿。在复合微球增加了疏水基团,长链疏水基团可以改善微粒的吸湿性,尽量避免水分对PET加工性能的影响。
优选的,所述高透光率高雾度聚酯扩散母料的粘度为0.6以上。
本发明的母料,由于其结构设计,母料粘度可达0.6以上。在高添加的情况下仍可以保证其良好的成膜性和加工稳定性。虽然在母料制备过程中会经历一次熔融造粒,但是其粘度依然能保持良好。
优选的,所述PMMA/有机硅复合微球的分解温度为500℃以上。
现有微球不耐高温,无法经过双螺杆熔融共混挤出。本发明设计的PMMA/有机硅复合微球的分解温度为500℃以上,是运用熔融共混法生产母料和直接挤出制备扩散薄膜的基础。
优选的,所述PMMA/有机硅复合微球的折光系数为1.43-1.49。
聚酯,特别是PET树脂聚酯,折光系数一般为1.6-1.64。本发明设计的PMMA/有机硅复合微球折光系数为1.43-1.49,与PET树脂聚酯有一定差异,保证其雾度和扩散性,以及高透光率。
优选的,所述PMMA/有机硅复合微球的粒径为3-8μm。
3-8μm的PMMA/有机硅复合微球尺寸即能保证薄膜的光滑、不易刮伤,又不会在生过程中团聚,是最适宜的尺寸,具有如下几点好处:
①微球粒径过小虽然透光率高,但是雾度会降低;而微球粒径过大,则透光率会受影响,3-8μm的微球粒径可保证其高透光率和高雾度。
②微球上的酯基结构与3-8μm的粒径相配合,在聚酯薄膜内部形成了多分散颗粒,使得光在薄膜内部发生多次折射和反射,扩散效果更均匀,雾度更高。
③光扩散膜表层厚度一般在3-5μm,多分散3-8μm的粒径使得粒子在容易嵌在薄膜中,也在其表面有一定突出。这样具有面扩散和体扩散双重效果,扩散效率高。且不易脱落出粉,避免污染牵引辊而影响薄膜表观质量。
优选的,所述反应液包括纯水、乙醇、NH3·H2O,其摩尔比为10:1:1;所述引发剂Ⅰ为环四硅氧烷,所述引发剂Ⅱ为过氧化二苯甲酰,所述催化剂为钛酸二乙酯,所述封端剂为三甲基硅烷;所述引发剂Ⅰ、所述引发剂Ⅱ、所述催化剂、所述封端剂的添加量为所述有机硅单体共混物添加量的千分之一至千分之五。
一水合氨的引入能为反应提供一个弱碱性的条件,在使其在乙醇的作用下更容易因为链引发而水解。同时,NH3·H2O的浓度比例对于微球的形貌有较大的影响,提高NH3·H2O浓度,会提高催化反应速率,造成微球的成核数量增加,微球平均尺寸减小。当纯水、乙醇、NH3·H2O的摩尔比为10:1:1时,可以控制微球的尺寸在3-8μm。
引发剂Ⅰ、引发剂Ⅱ、催化剂、封端剂在反应中是必不可少的辅助存在,仅需少量的投入就能起作用。但若是过多投入则会影响反应整体的进行。实验证明,其总体投入量为单体总量千分之一至千分之五最为适宜。
优选的,所述PMMA/有机硅复合微球的制备过程保持真空压力为-0.10MPa,采用机械搅拌,搅拌速率1000-1500r/min,反应温度100-110℃,阶段(1)反应时间为1h,阶段(2)反应时间为4h。
阶段(1)中,有机硅进行水解缩聚反应,该反应比较迅速,一般半小时后缩聚产物粒径就已经稳定,但为了能够反应充分,所以设置反应时间为1h。阶段(2)是一个复杂的反应过程,包括水解、交联、聚合等多种反应同步进行,需要综合调配反应时间以确保能合成高质量的复合微球。实验证明,当阶段(2)反应时间为4h时复合微球的交联程度最高,耐热性能最好。
优选的,所述饱和聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯。选用不同的载体树脂能使母料适用于不同的聚酯薄膜制备或流延片材。这里选用聚对苯二甲酸乙二醇酯做载体主要适用于BOPET薄膜或流延PET片材。
一种上述高透光率高雾度聚酯扩散母料的制备方法,包括以下步骤:将饱和聚酯树脂使用电子精密失重称经挤出机的主喂料口加入,充分加热熔融,将PMMA/有机硅复合微球按比例通过精密失重称由侧喂料口加入,侧喂料口位于模头后方的第二节加热块,两者经双螺杆挤出机充分熔融共混后,将熔体挤出,挤出机生产温度控制在260-280℃、电流控制在440-460A,挤出机转数控制在420-430r/min,各加热区间温度控制在260-280℃,熔体挤出后经水下切粒,冷却、干燥后制成母料成品。
本发明采用的是熔融共混挤出法的体内扩散。由于熔融挤出法温度较高,粒子含量添加量高,需要解决粒子分散、PET黏度控制及耐温性。本发明的PMMA/有机硅复合微球由于存在部分梯形结构,使其具备很好的耐温性,分子链呈一定刚性,熔点很高,适合使用熔融挤出法制备母料。通过侧喂料的方式,经高精度电子失重称来添加复配助剂,并采用高密度滤网和全程网压监控等工艺设计,有效解决了分散性难的生产工艺关键技术问题。实际应用证明,研制成功的产品具有非常好的分散性。
应用本发明具有以下优点:
本发明所述扩散母料选用PMMA/有机硅复合微球为扩散剂,聚酯树脂为载体,通过熔融共混挤出法制备聚酯扩散母料。本发明聚酯扩散母料采用PMMA/有机硅复合微球为扩散剂,结合PMMA和有机硅微球的优点,避免PMMA不耐温、有机硅和树脂相容性差、不易分散、折光系数不匹配等缺点。在合成时通过调节PMMA和各个有机硅单体的合成比例控制复合微球的折光系数,硅氧、梯形结构赋予微球高耐温性,使其能适用于共挤法进行内扩散。氨基、氰基的引入可以与PET链上的羧基进行反应,接枝在微球上的PET链可增加微球与聚酯的相容性,同时作为微交联点,有效防止聚酯加工后粘度大幅下降的问题。本发明合成的复合微球在聚酯薄膜中有更好的分散性和扩散效率,能同时具有面扩散和体扩散双重效果。采用本专利产品制备的聚酯薄膜具有较高的雾度和透光率,且生产工艺简单、成本低、良品率高,具有很好的经济效益和市场前景。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
PMMA/有机硅复合微球的制备:在真空密闭并通入氮气保护的环境下,保持真空压力为-0.10Mpa。使用机械搅拌不停地搅拌反应液,保持搅拌速率1000-1500r/min。加入有机硅单体X-SiCH3(OCH3)2共混物、引发剂Ⅰ环四硅氧烷,水解至透明,然后加入甲基丙烯酸甲酯单体和乙烯基三氯硅烷共混物,以及引发剂Ⅱ过氧化二苯甲酰、催化剂钛酸乙二酯、封端剂三甲基硅烷,保持反应温度100-110℃,反应5h,制备PMMA/有机硅复合微球。
其中,有机硅单体的X基团为长链烷基、氨基或氰基,摩尔比例为1:1:1。长链烷基的碳链长度为15~20。有机硅单体共混物、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三氯硅烷的摩尔比为3:6:1。反应液包括纯水、乙醇、NH3·H2O,其摩尔比为10:1:1。引发剂Ⅰ环四硅氧烷、引发剂Ⅱ过氧化二苯甲酰、催化剂钛酸乙二酯添加量、封端剂三甲基硅烷为单体总量千分之一至千分之五。
最终制备的PMMA/有机硅复合微球折光系数在1.4-1.5之间,精选1.43-1.49,分解温度为500℃以上,粒径分布3-8μm,D50为6μm。
实施例2
运用实施例1制备的PMMA/有机硅复合微球,制备高透光率高雾度聚酯扩散母料,母料重量百分配比如下:
PMMA/有机硅复合微球 10,
聚对苯二甲酸乙二醇酯 90。
母料制备过程如下:
将聚对苯二甲酸乙二醇酯使用电子精密失重称经挤出机的主喂料口加入,充分加热熔融,将PMMA/有机硅复合微球按比例通过精密失重称由侧喂料口加入,侧喂料口位于模头后方的第二节加热块,两者经双螺杆挤出机充分熔融共混后,将熔体挤出,挤出机生产温度控制在260-280℃、电流控制在440-460A,挤出机转数控制在420-430r/min,各加热区间温度控制在260-280℃,熔体挤出后经水下切粒,冷却、干燥后制成母料成品。
实施例3
运用实施例1制备的PMMA/有机硅复合微球,制备高透光率高雾度聚酯扩散母料,母料重量百分配比如下:
PMMA/有机硅复合微球 13,
聚对苯二甲酸乙二醇酯 87。
母料制备过程如下:
将聚对苯二甲酸乙二醇酯使用电子精密失重称经挤出机的主喂料口加入,充分加热熔融,将PMMA/有机硅复合微球按比例通过精密失重称由侧喂料口加入,侧喂料口位于模头后方的第二节加热块,两者经双螺杆挤出机充分熔融共混后,将熔体挤出,挤出机生产温度控制在260-280℃、电流控制在440-460A,挤出机转数控制在420-430r/min,各加热区间温度控制在260-280℃,熔体挤出后经水下切粒,冷却、干燥后制成母料成品。
实施例4
运用实施例1制备的PMMA/有机硅复合微球,制备高透光率高雾度聚酯扩散母料,母料重量百分配比如下:
PMMA/有机硅复合微球 15,
聚对苯二甲酸乙二醇酯 85。
母料制备过程如下:
将聚对苯二甲酸乙二醇酯使用电子精密失重称经挤出机的主喂料口加入,充分加热熔融,将PMMA/有机硅复合微球按比例通过精密失重称由侧喂料口加入,侧喂料口位于模头后方的第二节加热块,两者经双螺杆挤出机充分熔融共混后,将熔体挤出,挤出机生产温度控制在260-280℃、电流控制在440-460A,挤出机转数控制在420-430r/min,各加热区间温度控制在260-280℃,熔体挤出后经水下切粒,冷却、干燥后制成母料成品。
实施例5
运用本发明的母料(以实施例2为例)与高粘度(特性粘度>0.65)聚对苯二甲酸乙二醇酯,通过共挤法制备BOPET薄膜,设置一组空白对照(不添加母料),以及市售产品,进行实验对照,其结果如下:
其中,实施例2的有效成分指PMMA/有机硅复合微球。
从上表可以看出,本发明母料相比于空白PET,其粘度并未降低,反而有一定程度的增加,而市场同类产品其粘度大幅降低,不利于母料和树脂的均匀混合及扩散粒子的分散;其次本发明母料的扩散粒子的有效含量远高于市场同类产品,是其3-5倍,母料的添加量降低了70-90%。有效含量的增多能使表面更粗糙,有利于摩擦系数降低,有利于提高其生产效率。对比薄膜可以发现,运用了本发明母料的薄膜,其良品率非常高,且具有非常优异的扩散性能,在较低的母料添加量情况下,就能同时达到高透光率与低光泽度、高雾度,还具有较低的摩擦系数,赋予薄膜光滑舒适的手感。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,包括如下组分及重量百分比:
PMMA/有机硅复合微球 10-15,
饱和聚酯树脂 85-90;
所述PMMA/有机硅复合微球包括如下原料及摩尔比合成:
有机硅单体共混物 3
甲基丙烯酸甲酯 6
乙烯基三氯硅烷 1;
其中,所述有机硅单体共混物为CnH2n+1-SiCH3(OCH3)2、CN-SiCH3(OCH3)2、NH2-SiCH3(OCH3)2按照摩尔比例1:1:1共混;所述CnH2n+1-SiCH3(OCH3)2的n为15~20。
2.根据权利要求1所述高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,所述PMMA/有机硅复合微球的制备方法如下:(1)在真空密闭并通入氮气保护的环境下,在反应液中加入所述有机硅单体共混物、引发剂Ⅰ,水解至透明;(2)然后加入所述甲基丙烯酸甲酯单体和所述乙烯基三氯硅烷共混物,以及引发剂Ⅱ、催化剂、封端剂,制备PMMA/有机硅复合微球。
3.根据权利要求1所述高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,所述高透光率高雾度聚酯扩散母料的粘度为0.6以上。
4.根据权利要求2所述高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,所述PMMA/有机硅复合微球的分解温度为500℃以上。
5.根据权利要求2所述高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,所述PMMA/有机硅复合微球的折光系数为1.43-1.49。
6.根据权利要求2所述高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,所述PMMA/有机硅复合微球的粒径为3-8μm。
7.根据权利要求2所述高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,所述反应液包括纯水、乙醇、NH3·H2O,其摩尔比为10:1:1;所述引发剂Ⅰ为环四硅氧烷,所述引发剂Ⅱ为过氧化二苯甲酰,所述催化剂为钛酸二乙酯,所述封端剂为三甲基硅烷;所述引发剂Ⅰ、所述引发剂Ⅱ、所述催化剂、所述封端剂的添加量为所述有机硅单体共混物添加量的千分之一至千分之五。
8.根据权利要求2或4~7任一项所述高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,所述PMMA/有机硅复合微球的制备过程保持真空压力为-0.10MPa,采用机械搅拌,搅拌速率1000-1500r/min,反应温度100-110℃,阶段(1)反应时间为1h,阶段(2)反应时间为4h。
9.根据权利要求1所述高透光率高雾度聚酯扩散母料,其特征在于,所述饱和聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
10.一种根据权利要求1所述高透光率高雾度聚酯扩散母料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将饱和聚酯树脂使用电子精密失重称经挤出机的主喂料口加入,充分加热熔融,将PMMA/有机硅复合微球按比例通过精密失重称由侧喂料口加入,侧喂料口位于模头后方的第二节加热块,两者经双螺杆挤出机充分熔融共混后,将熔体挤出,挤出机生产温度控制在260-280℃、电流控制在440-460A,挤出机转数控制在420-430r/min,各加热区间温度控制在260-280℃,熔体挤出后经水下切粒,冷却、干燥后制成母料成品。
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