CN112646139B - 一种亚光膜用聚酯及其薄膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种亚光膜用聚酯及其薄膜的制备方法，采用PTA法原位聚合制备亚光聚酯，在打浆阶段加入IPA制成IPA与PTA的混合物，再经常规酯化反应制备酯化物，酯化反应结束后加入醋酸镁，进行预缩聚及缩聚反应制得亚光膜用聚酯，经熔融挤出和双向拉伸制得亚光聚酯薄膜。与常规相同配方制备的中高亚光聚酯厚片相比，本发明的中高亚光聚酯厚片的极限拉伸倍率最高提高22％，制备的高亚聚酯薄膜的厚度降低了32％，可制备10μm以下的高亚聚酯薄膜。

Description

一种亚光膜用聚酯及其薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子化工领域，具体涉及一种亚光膜用聚酯的制备方法及亚光膜用聚酯薄膜的制备方法。
背景技术
亚光聚酯薄膜有较好的镀铝和印刷性能，主要用于高档包装、家用电器、电脑精密仪器设备等特殊高档标签的制作、室内亚光装饰材料和高档烟、酒等印刷包装、高档图书的覆膜、转移和离型等应用，使后加工产品表面更具朦胧感和艺术性，更加刺激消费者的购买欲望。对于亚光薄膜生产厂家而言，亚光薄膜的拉伸倍率越大、厚度越薄，其生产成本越低。
为达到一定的亚光效果，尤其是生产高亚薄膜时，亚光薄膜的表层和芯层均有大量的无机添加剂，添加剂的存在使亚光薄膜在后道拉伸过程中极易产生破膜现象，不仅影响了正常的生产进度，而且容易造成厚度分布不均匀，从而使亚光薄膜仅能维持在较小的拉伸倍率下进行生产，造成亚光薄膜生产成本过高，目前市场上以25μm以上的亚光薄膜为主，因拉伸倍率的限制难以稳定生产15μm以下的中高亚的亚光薄膜。
中国专利201110353645.X采用原位聚合的方式制备了亚光聚酯薄膜，但一般在制备高亚聚酯薄膜时，难以生产20μm以下的薄膜。中国专利201610979775.7和201410097852.7分别采用了改进亚光层结构和涂覆的方法制备亚光聚酯薄膜，但涂层法在制备过程中使用的易挥发性涂料等有环保隐患，且制备的亚光薄膜难以回用，从安全及成本角度不利于大规模推广。德国专利DE20001022943使用DEG、PEG/IPA制成了环烯烃亚光共聚酯，随着DEG的加入能改善亚光薄膜的拉伸性能，但是会严重影响共聚酯的热稳定性，造成熔点下降，会造成低聚物的析出，应用于食品包装等领域有安全隐患，且稳定性差难以回用。
发明内容
发明目的：本发明提出一种亚光膜用聚酯的制备方法，能够提高中高亚光聚酯厚片的拉伸倍率，可制备15μm以下低光泽度薄型亚光聚酯薄膜。
本发明的另一目的是提出基于上述亚光膜用聚酯薄膜的制备方法。
技术方案：本发明所采用的技术方案是一种亚光膜用聚酯的制备方法，采用PTA法原位聚合，在打浆阶段加入IPA制成IPA与PTA的混合物，再经常规酯化反应制备酯化物，酯化反应结束后加入醋酸镁，进行预缩聚及缩聚反应制得。
其中，所述亚光膜用聚酯中二氧化硅的含量3.0～5.0％。
其中，所述IPA在所述IPA与PTA的混合物中的比例为1.0～10.0％。
其中，所述醋酸镁的含量为0.001～0.010％。
其中，所述醋酸镁加入后搅拌3～10min。
一种基于上述亚光膜用聚酯制备薄膜的方法，将上述的亚光膜用聚酯按比例添加到三层挤出机制备亚光聚酯厚片，经双向拉伸后制得亚光薄膜。
其中，所述聚酯厚片为三层或单层。
其中，所述双向拉伸过程中厚片预热温度为111～114℃。
本发明在原位聚合过程中加入了IPA，使聚酯薄膜的结晶度下降，从而改善了聚酯薄膜的拉伸性能；酯化反应后加入了醋酸镁，改善了聚酯熔体铸片过程中的贴附性能，使薄膜的厚度均匀性变好，减少了聚酯薄膜中晶点、弱点，也能改进聚酯薄膜的拉伸性能。
有益效果：与常规相同配方制备的中高亚光聚酯厚片相比，本发明的中高亚光聚酯厚片的极限拉伸倍率提高了22％，所制备的高亚光聚酯薄膜的厚度降低了32％，可制备10μm以下的高亚聚酯薄膜，光泽度最低达到7.5。
具体实施方式
实施例1
将二氧化硅粉体与乙二醇混合、预分散、球磨，制成浓度18％的二氧化硅/乙二醇悬浮液；在20L通用聚合反应釜中加入PTA 4750g、IPA 250g、EG 3000g，乙二醇锑催化剂1.82g，上述二氧化硅/乙二醇悬浮液1285g，压力0.2～0.3Mpa、温度230～255℃下进行酯化反应；反应完毕后泄压至常压，加入醋酸镁0.2892g，搅拌5min后进行预缩聚反应；温度275℃、绝对压力100pa以下进行缩聚反应，待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥，得高亚膜用聚酯，其中二氧化硅含量为4.0％。
将上述高亚聚酯与常规有光聚酯按照1:1的比例进行共混，作为ABA三层薄膜的芯层；取高亚聚酯作为ABA三层膜的表层，经干燥、挤出制成聚酯厚片，厚度202μm；将厚片在双向拉伸机进行拉伸，厚片预热温度111℃，时间30s，拉伸速率100％*100％，最大拉伸倍率4.35*4.35，制得高亚聚酯薄膜。
实施例2
采用与实施例1相同的方法制备高亚膜用聚酯，不同的是反应釜中加入PTA4500g、IPA 500g、二氧化硅/乙二醇悬浮液964g，酯化反应完毕后泄压至常压，加入醋酸镁0.1157g，搅拌3min后进行预缩聚反应；温度285℃、绝对压力100pa以下进行缩聚反应，其中二氧化硅含量为3.0％。
采用相同的熔融挤出及双向拉伸工艺制备聚酯厚片及薄膜，厚片厚度210μm，预热温度113℃，最大拉伸倍率4.70*4.70。
实施例3
采用与实施例1相同的方法制备高亚膜用聚酯，不同的是反应釜中加入PTA4950g、IPA 50g，酯化反应完毕后泄压至常压，加入醋酸镁0.5784g，搅拌10min，其中二氧化硅含量为4.0％。
采用相同的熔融挤出及双向拉伸工艺制备聚酯厚片及薄膜，厚片厚度206μm，预热温度113℃，最大拉伸倍率3.70*3.70。
实施例4
采用与实施例1相同的方法制备高亚膜用聚酯，不同的是反应釜中加入PTA4750g、IPA 250g、二氧化硅/乙二醇悬浮液1607g，其中二氧化硅含量为5.0％.
将高亚聚酯与常规有光聚酯按照1:1的比例进行共混、干燥、挤出，制成单层高亚聚酯厚片，厚片厚度198μm；将厚片在双向拉伸机进行拉伸，预热温度114℃，最大拉伸倍率3.80*3.80。
对比例1
采用与实施例1相同的方法制备高亚膜用聚酯，不同的是反应釜中加入PTA5000g，不加入IPA，酯化反应完毕后不加入醋酸镁。
采用相同的熔融挤出及双向拉伸工艺制备聚酯厚片及薄膜，厚片厚度202μm，预热温度100℃，最大拉伸倍率3.95*3.95。
对比例2
采用与实施例2相同的方法制备高亚膜用聚酯，不同的是反应釜中加入PTA5000g，不加入IPA，酯化反应结束后不加入醋酸镁。
采用相同的熔融挤出及双向拉伸工艺制备聚酯厚片及薄膜，厚片厚度208μm，预热温度100℃，最大拉伸倍率3.85*3.85。
对比例3
采用与实施例2相同的方法制备高亚膜用聚酯，不同的是反应釜中加入PTA5000g，不加入IPA，酯化反应结束后不加入醋酸镁。
采用相同的熔融挤出及双向拉伸工艺制备聚酯厚片及薄膜，厚片厚度206μm，预热温度100℃，最大拉伸倍率3.45*3.45。
对比例4
采用与实施例4相同的方法制备高亚膜用聚酯，不同的是酯化反应结束后不加入醋酸镁。
采用相同的熔融挤出及双向拉伸工艺制备聚酯厚片及薄膜，厚片厚度198μm，预热温度100℃，最大拉伸倍率3.50*3.50。
对比例5
采用与实施例1相同的方法制备高亚膜用聚酯及薄膜，不同的是，厚片厚度203μm，预热温度120℃。
对比例6
采用与实施例1相同的方法制备高亚膜用聚酯及薄膜，不同的是，厚片厚度200μm，预热温度100℃，最大拉伸倍率3.50*3.50。
检测实施例1至4以及对比例1至6的聚酯及其薄膜的性能，结果见表1。
表1实施例1至4以及对比例1至6的聚酯及其薄膜的性能
Figure BDA0002231099840000041
从表1可以看出，加入IPA及醋酸镁时，聚酯厚片的极限拉伸倍率均有所提高，当IPA比例为10.0％、醋酸镁含量为0.0020％时，极限拉伸倍率提高了22％，薄膜厚度降低了32％，可制备10μm以下厚度的薄膜；仅加入IPA时对拉伸性能的提升不明显，表明醋酸镁和IPA对于亚光聚酯薄膜拉伸性能的提升有协同作用。当厚片预热温度过高时会导致薄膜厚度不均匀，预热温度过低导致极限拉伸倍率小，而且制备的薄膜光泽度会偏高，因此本发明的低光泽度薄膜，是共聚酯中的醋酸镁添加剂和IPA改性组分以及双向拉伸过程中预热温度共同作用的结果。

Claims (3)

1.一种亚光膜用聚酯的制备方法，其特征在于：采用PTA法原位聚合制备亚光聚酯，在打浆阶段加入IPA制成IPA与PTA的混合物，再经常规酯化反应制备酯化物，酯化反应结束后加入醋酸镁，进行预缩聚及缩聚反应制得；
所述IPA在所述IPA与PTA的混合物中的比例为1.0～10.0%；所述的醋酸镁的含量为0.001～0.010%；
所述亚光膜用聚酯中二氧化硅的含量为3.0~5.0%；
将所述的亚光膜用聚酯按比例添加到三层挤出机制备亚光聚酯厚片，将厚片双向拉伸制得；所述双向拉伸过程中厚片预热温度为111～114℃。
2.根据权利要求1所述的一种亚光膜用聚酯的制备方法，其特征在于：所述醋酸镁加入后搅拌3~10min。
3.根据权利要求1所述的一种亚光膜用聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述亚光聚酯厚片为三层或单层。
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