CN110509640A - 新型聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型聚酯薄膜，其中所述的薄膜包括基材层，所述的基材层的至少一侧设置表层，所述的基材层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述的表层包括组分：19.7～99.95wt.％聚对苯二甲酸1,4‑环己烷二甲醇酯，0～80wt.％聚对苯二甲酸乙二醇酯，以及0.05～0.3wt.％的二氧化硅抗粘连剂。本发明还提供了该聚酯薄膜的制备方法。采用了该发明中的新型聚酯薄膜及其制备方法，具有较低的水蒸气透过率和优异的抗水解性能等，且对环境友好，工艺简单，成本低廉等优点。

Description

新型聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚酯薄膜技术领域，尤其涉及一种新型低水蒸气透过率和优异抗水解性能的聚酯薄膜。
背景技术
在现有技术中，聚酯是指大分子结构中含有酯基的热塑性聚酯的简称，聚酯树脂可以加工成型各种瓶类容器、片材和薄膜。其中，双向拉伸的聚酯薄膜(BOPET)的综合性能优良，应用面广、产能大，广泛应用于软包装复合材料、电气绝缘材料、感光材料、装饰材料、太阳能电池的背板以及平板显示器配套用光学材料等领域。双向拉伸的聚酯薄膜(BOPET)有很好的力学性能，其拉伸强度约为PE膜的9倍，约为PC膜、尼龙膜的3倍，冲击强度是聚丙烯薄膜的3～5倍，有较好的气体(氧气、二氧化碳和水汽)阻隔性，属于中等阻隔材料。
虽然，聚酯及其薄膜产品的综合性能好，但是也有一些不足限制了其更广泛的应用，如阻隔性能还不是太理想，在湿热环境下的耐水解性能比较差等。
因此，为提升双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)的阻水性和抗水解性能成为国内外研究的热点，已有专利报道的是采用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，这是因为PEN的化学结构与PET相似，不同之处是分子链中由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环。萘环结构使PEN比PET具有更高的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能。但由于PEN原料的价格比较高，导致聚酯薄膜的成本明显增加，另PEN的玻璃化转变温度在120℃以上，对双向拉伸的工艺温度要求比较高，能耗较大等由于生产成本的增加限制了其广泛应用。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种新型聚酯树脂，该聚酯树脂具有较低的吸水率和优异的水汽阻隔性能，经过双轴取向拉伸后的聚酯薄膜，具有较低的水蒸汽透过率和优异的抗水解性能等。
为了实现上述目的，本发明提供的新型聚酯薄膜具体如下：
所述的薄膜包括基材层，所述的基材层的至少一侧设置表层，所述的基材层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述的表层包括组分：19.7～99.95wt.％聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯，0～80wt.％聚对苯二甲酸乙二醇酯，以及0.05～0.3wt.％的二氧化硅抗粘连剂。
表层树脂为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)，PCT是半结晶的耐高温工程塑料用热塑性聚酯树脂，在高温下仍能长时间保持有效的强度和韧性，吸湿率低，在潮湿环境下尺寸稳定性好；与PET相比主要是由于PET中的乙二醇被1，4-环己烷二甲醇(CHDM)所取代，打乱了分子间排列的规整性，导致结晶性能下降，加上极性的下降，故对极性的水分子来说阻隔性明显增强。
作为本发明的基材层的聚酯，使用热塑性聚酯，优选使用热塑性芳香族聚酯，作为该芳香族聚酯，可使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯。它们可以是均聚物，也可以是共聚物，还可以是几种聚合物的混合物。
优选地，由于聚对苯二甲酸乙二醇酯作为膜的特性良好，且价格低廉，作为基材层的聚酯组合物。
较佳地，所述的薄膜经双轴取向拉伸。
较佳地，所述的基材层的上下层分别设置上表层和下表层。
本发明还提供了一种所述的聚酯薄膜的制备方法，其主要特点是，所述的制备方法包括以下步骤：
步骤(1)：基材层原料进入挤出机塑化成溶体，溶体再经过过滤器过滤、计量泵计量、主过滤器过滤，而后进入三流道三层模头；
步骤(2)：表层的原料按照配方比例混合后，进入对应的双螺杆或单螺杆挤出机塑化成溶体，并经过双螺杆挤出机的抽真空作用排除水汽和低聚物，再分别经过滤器、计量泵计量、主过滤器过滤，而后分别进入三流道三层模头；
步骤(3)：步骤(1)和(2)中形成的三层熔体经三流道模头汇合后流出，由静电吸附丝压在急冷辊的表面，经急冷辊急速冷却形成铸片，铸片依次经纵向和横向拉伸形成薄膜；
步骤(4)：步骤(3)拉伸后的薄膜经定型、冷却后，经测厚仪测厚、膜边切边等工序，最好进行收卷、分切即得成品。
采用了该发明中的新型聚酯薄膜及其制备方法，具有较低的水蒸气透过率和优异的抗水解性能等，且对环境友好，工艺简单，成本低廉等优点。
附图说明
图1为本发明的高抗水解的聚酯薄膜光伏背板的结构示意图。
附图标记
B 基材层
A1 上表层
A2 下表层
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
如图1所示，本发明提供一种新型聚酯薄膜，薄膜包括基材层B，所述的基材层B的的上下侧设置上表层A1和下表层A2，所述的基材层B包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述的表层包括组分：19.7～99.95wt.％聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯，0～80wt.％聚对苯二甲酸乙二醇酯，以及0.05～0.3wt.％的二氧化硅抗粘连剂。
实施例1
本实施例中上表层A1或下表层A2的具体组分含量如下：
聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯为19.7wt.％，聚对苯二甲酸乙二醇酯为80wt.％，二氧化硅抗粘连剂为0.3wt.％。
基材层B由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
聚酯薄膜的制备方法包括如下步骤：
步骤(1)：基材层B原料进入挤出机塑化成溶体，溶体再经过过滤器过滤、计量泵计量、主过滤器过滤，而后进入三流道三层模头；
步骤(2)：表层的原料按照配方比例混合后，进入对应的双螺杆挤出机塑化成溶体，并经过双螺杆挤出机的抽真空作用排除水汽和低聚物，再分别经过滤器、计量泵计量、主过滤器过滤，而后分别进入三流道三层模头；
步骤(3)：步骤(1)和(2)中形成的三层熔体经三流道模头汇合后流出，由静电吸附丝压在急冷辊的表面，经急冷辊急速冷却形成铸片，铸片依次经纵向和横向拉伸形成薄膜；
步骤(4)：步骤(3)拉伸后的薄膜经定型、冷却后，经测厚仪测厚、膜边切边等工序，最好进行收卷、分切即得成品。
按照上述原料配比和工艺条件生产处总厚度为150μm的聚酯薄膜，表层A的厚度各为15μm，基材层B的厚度为120μm。
实施例2
本实施例中上表层A1或下表层A2的具体组分含量如下：
聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯为49.95wt.％，聚对苯二甲酸乙二醇酯为50wt.％，二氧化硅抗粘连剂为0.05wt.％。
基材层B由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
聚酯薄膜的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例中上表层A1或下表层A2的具体组分含量如下：
聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯为79.95wt.％，聚对苯二甲酸乙二醇酯为20wt.％，二氧化硅抗粘连剂为0.05wt.％。
基材层B由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
聚酯薄膜的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例中上表层A1或下表层A2的具体组分含量如下：
聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯为89.95wt.％，聚对苯二甲酸乙二醇酯为10wt.％，二氧化硅抗粘连剂为0.05wt.％。
基材层B由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
聚酯薄膜的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本本实施例中上表层A1或下表层A2的具体组分含量如下：
聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯为99.95wt.％，二氧化硅抗粘连剂为0.05wt.％。
基材层B由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
聚酯薄膜的制备方法与实施例1相同。
比较例1
本比较例中上表层A1或下表层A2与基材层B采用聚对苯二甲酸乙二醇酯，具体组分含量如下：上表层A1或下表层A2中聚对苯二甲酸乙二醇酯为99.95wt.％，二氧化硅抗粘连剂为0.05wt.％。基材层B由100重量％聚对苯二甲酸乙二醇酯构成，聚酯薄膜的制备方法与实施例1相同。
压力蒸煮老化试验(PCT)
按照蒸煮老化试验测试标准要求，测试样品在温度121℃和湿度100％条件下48h和96h后的断裂伸长率保持率。
测试结果如表一：
表一压力蒸煮实验后断裂伸长率保持率数据对比表
水蒸汽透过率
按照电解法测试，测试条件为38℃，90％RH，测试结果如表二：
表二不同样品的水蒸汽透过率数据对比表
通过以上数据可以看出，随表层聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯含量的增加，聚酯薄膜的耐压力蒸煮老化试验后的断裂伸长率保持率会增加，即抗水解性能增强，水蒸汽透过率明显降低。
总之，除了本发明列举的实施例，其他厚度、配方的产品，如50μm，100μm，200μm，250μm，300μm等规格的聚酯薄膜，只要按照行业知识调整相关工艺即可。采用了该发明中的新型聚酯薄膜，水蒸汽透过率低、高温高湿环境下抗水解性能优异、对环境友好、工艺简单、成本低廉等优点。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (4)

1.一种新型聚酯薄膜，其特征在于：所述的薄膜包括基材层，所述的基材层的至少一侧设置表层，所述的基材层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述的表层包括组分：19.7～99.95wt.％聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯，0～80wt.％聚对苯二甲酸乙二醇酯，以及0.05～0.3wt.％的二氧化硅抗粘连剂。
2.根据权利要求1所述的新型聚酯薄膜，其特征在于，所述的薄膜经双轴取向拉伸。
3.根据权利要求1所述的新型聚酯薄膜，其特征在于，所述的基材层的上下层分别设置上表层和下表层。
4.一种权利要求1至3中任一项所述的新型聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)基材层原料进入挤出机塑化成溶体，溶体再经过过滤器过滤、计量泵计量、主过滤器过滤，而后进入三流道三层模头；
(2)将表层的原料按照配方比例混合后，进入对应的双螺杆或单螺杆挤出机塑化成溶体，并经过螺杆挤出机的抽真空作用排除水汽和低聚物，再分别经过滤器、计量泵计量、主过滤器过滤，而后分别进入三流道三层模头；
(3)将所述的步骤(1)和(2)中形成的熔体经三流道模头汇合后流出，由静电吸附丝压在急冷辊的表面，经急冷辊急速冷却形成铸片，铸片依次经纵向和横向拉伸形成薄膜；
(4)拉伸后的薄膜经定型、冷却后，经测厚仪测厚、膜边切边、收卷、分切，即得所述的新型聚酯薄膜。
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