CN111286161A - 一种抗紫外光聚酯薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成，且抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒。本申请中的紫外光吸收剂复配母粒的制备原料包括聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂。紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的搭配使用，能够进一步吸收转化紫外光，达到抗紫外光、耐老化及耐热的效果。本申请中的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为4‑350μm，紫外光吸收率≥98％、可见光透光率≥88％、雾度≤1.5％，具有良好的透光性。

Description

一种抗紫外光聚酯薄膜

技术领域

本发明涉及聚酯薄膜技术领域，尤其涉及一种抗紫外光聚酯薄膜。

背景技术

聚酯薄膜(PET，Polyethylene terephthalate)是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制备成厚片，再经过双向拉伸制备成的薄膜材料。聚酯薄膜具有无色透明、硬度及韧性高、耐穿刺、耐摩擦、耐高温和低温、耐化学药品等性能，广泛应用于玻璃钢、建材、印刷以及医药卫生等行业。

紫外光长期照射会对人体皮肤有强烈损伤，这会大大增加罹患皮肤癌的几率。基于此，聚酯薄膜逐步倾向于抗紫外光的方向发展。然而，紫外光是导致聚酯材料降解的因素之一。若聚酯薄膜长期暴露在户外环境中，则聚酯薄膜会吸收紫外光的能量，该能量会引发自动氧化反应，导致其发生老化降解，从而使得聚酯薄膜的外观和力学性能降低。对于聚酯材料，最为敏感的紫外光波长为325nm，且在紫外光照射下随着辐照时间的增加，聚酯材料的力学性能逐渐变差。另外，近年来紫外光的辐射量逐年增加，同时紫外光趋于短波化，对聚酯材料的服役性能造成严重的威胁。

为降低紫外光的辐射，无机型紫外光吸收剂技术发展成熟，是有效的光屏蔽剂。无机型紫外光吸收剂的原理主要是通过对紫外光的反射、散射或物理吸收把紫外光的能量以原来的形式或以热量的形式释放到周围环境中，从而达到屏蔽紫外光的效果。目前，无机型紫外光吸收剂主要包括无机粒子和金属氧化物，如炭黑、二氧化钛、活性氧化锌、三氧化二铝等。采用无机型紫外光吸收剂制备抗紫外光聚酯薄膜的方法主要包括挤出生产或涂布生产。对于挤出生产，当在聚酯薄膜中添加无机型紫外光吸收剂时，所制备出的聚酯薄膜透明度低，无法用于透明制品。对于涂布生产，主要是在透明聚酯薄膜外部涂布抗紫外光涂布液。涂布抗紫外光涂布液的制备方法存在涂布不均匀、易产生白点的缺点，成品品质难以控制。

发明内容

本发明提供一种抗紫外光聚酯薄膜，以解决现有抗紫外光聚酯薄膜透明度低的问题。

本发明提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成。压合形成的抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒，即抗紫外光聚酯薄膜为ABA型结构，也就是抗紫外光聚酯薄膜的A层为紫外光吸收剂复配母粒。较为优选地，抗紫外光聚酯薄膜各层的厚度比例为5％-10％、80％-90％、5％-10％。

在本申请中，紫外光吸收剂复配母粒的制备原料包括聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂。其中，紫外光吸收剂的质量为紫外光吸收剂复配母粒总质量的0.5-10％；紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的质量比为(6-8)：(1-2)：(1-2)。

具体的，聚酯切片为聚合生产得到的聚酯原料，一般加工为4*5*2mm左右的片状颗粒。紫外光吸收剂为一种光稳定剂，能够吸收阳光或荧光光源中的紫外线部分，而本身不发生变化。紫外光吸收剂按照结构可以分为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等，本申请中的紫外光吸收剂选自邻苯二甲酮类紫外光吸收剂、水杨酸酯类紫外光吸收剂、邻羟基苯并三唑类紫外光吸收剂和三嗪类紫外光吸收剂中的一种。三嗪类紫外光吸收剂具有吸收性能高效、耐高温、分散性好的特点，因而本申请中优先选用三嗪类紫外光吸收剂作为制备紫外光吸收剂复配母粒的原料，进而使得抗紫外光聚酯薄膜具有抗紫外光及耐热的效果。较为优选地，三嗪类紫外光吸收剂包括2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2基)-5-[(己基)氧基]-苯酚。

光稳定剂能够屏蔽或吸收紫外线能量，猝灭单线态氧以及将氢过氧化物分解为非活性物质的功能，使高分子聚合物在光的辐射下，排除或减缓化学反应的可能性，阻止或延迟光老化过程，从而使得高分子聚合物的使用寿命延长。基于此，本申请中选用光稳定剂作为制备紫外光吸收剂复配母粒的原料。本申请中的光稳定剂包括受阻胺型光稳定剂，较为优选地，该受阻胺型光稳定剂选用聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1,3,5,-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}。

抗氧化剂通过捕捉过氧自由基来阻止或抑制链引发反应和链增长反应，从而终止自由基链式反应，达到防止氧化的目的。本申请中的抗氧化剂选用酚系抗氧化剂或磷系抗氧化剂。较为优选地，酚系抗氧化剂包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)；磷系抗氧化剂包括三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

本申请中的抗紫外光聚酯薄膜的抗紫外光原理为：三嗪环上的N与邻-OH形成开环与闭环的氢键螯合环，进而把吸收的光能转换成热能或荧光等的次级辐射而消散出去，材料本身并不因吸收紫外光而发生变化，且所转化的能量对聚酯大分子无害。紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的搭配使用，能够进一步吸收转化紫外光，达到抗紫外光、耐老化及耐热的效果。

本申请中，紫外光吸收剂复配母粒可以通过挤出共混法或聚合法生产制备。挤出共混法具有工艺简单、设备投资小、制备的母粒中紫外光吸收剂含量高等优点，因而本申请中优先选用挤出共混法制备紫外光吸收剂复配母粒，该方法具体包括：

将聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂按照比例称量，将称量后的上述原料放入喂入双螺杆挤出机中。经过双螺杆挤出机的共混剪切分散后得到紫外光吸收剂复配母粒。

本申请中，按照上述方法、原料配比以及原料选用制备紫外光吸收剂复配母粒后，通过挤出压合的方式将聚酯和紫外光吸收剂复配母粒制备成抗紫外光聚酯薄膜。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为4-350μm，紫外光吸收率≥98％、可见光透光率≥88％、雾度≤1.5％，具有良好的透光性。

为验证本申请提供的抗紫外光聚酯薄膜在紫外光长时间照射后仍具有良好的力学性能，本申请还对所制备的抗紫外光聚酯薄膜以及普通聚酯薄膜进行力学性能对比测试。具体的，抗紫外光聚酯薄膜和普通聚酯薄膜分别测试力学性能。将抗紫外光聚酯薄膜和普通聚酯薄膜在光照强度相同的紫外光下照射300h后，分别检测抗紫外光聚酯薄膜和普通聚酯薄膜的力学性能。分别对比抗紫外光聚酯薄膜和普通聚酯薄膜紫外光照射前后的力学性能的变化，得出对比结果。该对比结果为：经过300h紫外光照射后，相比于照射前的力学性能，抗紫外光聚酯薄膜紫外光照射后的力学性能仍保持在94％以上；而普通聚酯薄膜紫外光照射后的力学性能保持在41.6％左右。由此可见，本申请提供的抗紫外光聚酯薄膜在紫外光长时间照射后仍具有良好的力学性能。

较为优选地，当紫外光吸收剂的质量为紫外光吸收剂复配母粒总质量的3.0％时，所制备的抗紫外光聚酯薄膜的抗紫外老化效果最好，其力学性能仍保持在95.6％。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成，且抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒。本申请中的紫外光吸收剂复配母粒的制备原料包括聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂。本申请中，三嗪环上的N与邻-OH形成开环与闭环的氢键螯合环，进而把吸收的光能转换成热能或荧光等的次级辐射而消散出去，材料本身并不因吸收紫外光而发生变化，且所转化的能量对聚酯大分子无害。紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的搭配使用，能够进一步吸收转化紫外光，达到抗紫外光、耐老化及耐热的效果。本申请中的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为4-350μm，紫外光吸收率≥98％、可见光透光率≥88％、雾度≤1.5％，具有良好的透光性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

具体实施方式

实施例1

本申请实施例提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成，且抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为4μm，各层的厚度比例为9％、82％、9％。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的紫外光吸收率为98％、可见光透光率为88％、雾度为1.5％。

本申请实施例中的紫外光吸收剂复配母粒由聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂制备形成。紫外光吸收剂的质量为紫外光吸收剂复配母粒总质量的0.5％；紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的质量比为6：1：1。紫外光吸收剂选用邻羟基苯并三唑类紫外光吸收剂。光稳定剂选用受阻胺型光稳定剂。抗氧化剂选用磷系抗氧化剂。

实施例2

本申请实施例提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成，且抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为350μm，各层的厚度比例为8％、84％、8％。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的紫外光吸收率为98.5％、可见光透光率为90％、雾度为1.2％。

本申请实施例中的紫外光吸收剂复配母粒由聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂制备形成。紫外光吸收剂的质量为紫外光吸收剂复配母粒总质量的10％；紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的质量比为8：2：2。紫外光吸收剂选用三嗪类紫外光吸收剂。光稳定剂选用受阻胺型光稳定剂。抗氧化剂选用酚系抗氧化剂。

实施例3

本申请实施例提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成，且抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为300μm，各层的厚度比例为10％、80％、10％。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的紫外光吸收率为99％、可见光透光率为92％、雾度为1.1％。

本申请实施例中的紫外光吸收剂复配母粒由聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂制备形成。紫外光吸收剂的质量为紫外光吸收剂复配母粒总质量的4％；紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的质量比为7：1.5：1.5。紫外光吸收剂选用2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2基)-5-[(己基)氧基]-苯酚。光稳定剂选用聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1,3,5,-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}。抗氧化剂选用三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

实施例4

本申请实施例提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成，且抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为210μm，各层的厚度比例为6％、88％、6％。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的紫外光吸收率为99.1％、可见光透光率为94％、雾度为1.1％。

本申请实施例中的紫外光吸收剂复配母粒由聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂制备形成。紫外光吸收剂的质量为紫外光吸收剂复配母粒总质量的3.0％；紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的质量比为6.5：1.3：1.3。紫外光吸收剂选用2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2基)-5-[(己基)氧基]-苯酚。光稳定剂选用聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1,3,5,-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}。抗氧化剂选用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)。

实施例5

本申请实施例提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成，且抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为10μm，各层的厚度比例为5.5％、89％、5.5％。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的紫外光吸收率为98.6％、可见光透光率为89％、雾度为1.3％。

本申请实施例中的紫外光吸收剂复配母粒由聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂制备形成。紫外光吸收剂的质量为紫外光吸收剂复配母粒总质量的4.5％；紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的质量比为7.2：1.8：1.8。紫外光吸收剂选用邻苯二甲酮类紫外光吸收剂。光稳定剂选用受阻胺型光稳定剂。抗氧化剂选用磷系抗氧化剂。

实施例6

本申请实施例提供一种抗紫外光聚酯薄膜，该抗紫外光聚酯薄膜由聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成，且抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为紫外光吸收剂复配母粒。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的厚度为100μm，各层的厚度比例为5％、90％、5％。所制备的抗紫外光聚酯薄膜的紫外光吸收率为98.％、可见光透光率为89.8％、雾度为1.2％。

本申请实施例中的紫外光吸收剂复配母粒由聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂制备形成。紫外光吸收剂的质量为紫外光吸收剂复配母粒总质量的8％；紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂的质量比为7.8：1.6：1.6。紫外光吸收剂选用水杨酸酯类紫外光吸收剂。光稳定剂选用受阻胺型光稳定剂。抗氧化剂选用磷系抗氧化剂。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，聚酯和紫外光吸收剂复配母粒挤出压合形成抗紫外光聚酯薄膜；所述抗紫外光聚酯薄膜的两表面均为所述紫外光吸收剂复配母粒；所述紫外光吸收剂复配母粒的制备原料包括聚酯切片、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂。

2.根据权利要求1所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述抗紫外光聚酯薄膜的紫外光吸收率≥98％、可见光透光率≥88％、雾度≤1.5％。

3.根据权利要求1所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述紫外光吸收剂的质量为所述紫外光吸收剂复配母粒总质量的0.5-10％；所述紫外光吸收剂、所述光稳定剂和所述抗氧化剂的质量比为(6-8)：(1-2)：(1-2)。

4.根据权利要求1所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述紫外光吸收剂的质量为所述紫外光吸收剂复配母粒总质量的3.0％。

5.根据权利要求1所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述紫外光吸收剂包括邻苯二甲酮类紫外光吸收剂、水杨酸酯类紫外光吸收剂、邻羟基苯并三唑类紫外光吸收剂和三嗪类紫外光吸收剂中的一种。

6.根据权利要求5所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述三嗪类紫外光吸收剂包括2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2基)-5-[(己基)氧基]-苯酚。

7.根据权利要求1所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述光稳定剂包括受阻胺型光稳定剂；所述受阻胺型光稳定剂包括聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1,3,5,-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}。

8.根据权利要求1所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述抗氧化剂包括酚系抗氧化剂或磷系抗氧化剂。

9.根据权利要求8所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述酚系抗氧化剂包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)。

10.根据权利要求8所述的抗紫外光聚酯薄膜，其特征在于，所述磷系抗氧化剂包括三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。