CN114407474B - 一种高耐温润滑性聚酯基膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于光学胶离型膜的聚酯基膜技术领域，公开了一种高耐温润滑性聚酯基膜及其制备方法，所述聚酯基膜分为三层，包括上表面层、下表面层和中间层；所述上表面层和下表面层均为A层；所述中间层为B层；所述A层按重量份计包括90~99份的嵌段共聚酯和1~10份的有机润滑粒子；所述B层按重量份计包括60~80份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和20~40份的耐热聚酯。本发明可以增加聚酯基膜表层的柔性和润滑性，减少聚酯与聚酯之间、聚酯与辊面之间的接触面积，解决其在生产过程中基膜与辊面接触引起表面划伤，并且聚酯基膜具有较高的强度和耐高温性。

Description

一种高耐温润滑性聚酯基膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及用于光学胶离型膜的聚酯基膜技术领域，尤其涉及一种高耐温润滑性聚酯基膜及其制备方法。
背景技术
光学胶离型膜是重要的触屏原材料之一，具有高清澈度、高透光性、全光穿透率大于99％、高粘着力、耐高温和抗紫外线等优点，被广泛使用在智能手机、手写电脑、触屏多媒体机等领域。光学胶离型膜包含基材膜和离型层，其中的基材膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料(简称PET)、双向拉伸聚丙烯薄膜塑料(简称BOPP)、聚乙烯塑料(简称PE)、碳酸酯塑料(简称PC)、聚苯乙烯塑料(简称PS)、聚丙烯塑料(简称PP)等作为材料制备得到。
聚酯基膜常被用作光学胶离型膜的基材膜，其通常是以聚酯切片为主要原料，经熔融挤出得到厚片，再经过纵向和横向拉伸、热定型后收卷得到薄膜制片。由于聚酯基膜在生产过程中的收卷、分切，以及后续的包装、运输、使用中会由于基膜之间的相互粘连而出现许多问题，通常会在聚酯基膜的表层加入一定量的抗粘连粒子。目前聚酯中的抗粘连粒子主要为无机抗粘连粒子，一般选用二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、云母、高岭土中的一种或多种。目前通过凝胶法合成的二氧化硅因为价格便宜、抗粘效果好而成为现阶段抗粘连粒子的首选，例如，公开号为CN110228260A的中国发明专利公开了一种高延伸柔性聚酯基膜，为三层结构或单层结构，所述三层结构或单层结构的各层原料组成为：聚酯共聚物5～30wt％、聚对苯二甲酸乙二醇酯69.4～94 .95wt％、二氧化硅抗粘连剂0.05～0.6wt％，虽然该发明克服了目前市场双向拉伸聚酯基膜在延伸性和柔性方面的不足，但是二氧化硅的硬度很高，容易划伤基膜的膜面，在生产对光泽度、透明度以及外观要求较高的高端聚酯基膜的时候会造成很大影响。
另一方面，在对聚酯基膜进行涂布等再加工过程时，普通聚酯基膜较低的耐温性会导致在受热后产生形变。为了提高基膜的耐温性则需要降低基膜在纵向和横向的热收缩，传统的方法是增加基膜的热定型时间，但同时会带来基膜纵向和横向强度的降低，不利于后续的加工和使用。
发明内容
为了解决在光学胶离型膜、片状多层陶瓷电容器离型膜等高端聚酯基膜生产过程中，由于基膜与辊面接触引起的表面划伤以及基膜耐温性不足的问题，本发明提供了一种高耐温润滑性聚酯基膜及其制备方法，其具有相对于普通聚酯基膜更低的表面粗糙度，而且表面光滑无划伤，同时也有着更高的弹性模量和更好的热稳定性，满足各种高端聚酯基膜后续加工及使用的需求。
本发明的具体技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种高耐温润滑性聚酯基膜，所述聚酯基膜分为三层，包括上表面层、下表面层和中间层；所述上表面层和下表面层均为A层；所述中间层为B层；所述A层按重量份计包括90~99份的嵌段共聚酯和1~10份的有机润滑粒子；所述B层按重量份计包括60~80份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和20~40份的耐热聚酯；所述嵌段共聚酯包括硬链段和软链段；所述硬链段为水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述软链段为聚乙二醇或聚丙二醇与对苯二甲酸反应形成的聚醚酯中的一种或两种；所述有机润滑粒子为聚甲基丙烯酸甲酯、硅氧烷、聚四氟乙烯中的一种或多种。
为解决聚酯基膜的表面划伤和耐温性不足的问题，在表面层（A层）引入润滑粒子，利用润滑粒子相对较低的软化温度，实现增滑的功能，可以有效减少聚酯基材与聚酯基材之间、聚酯基材与辊面之间的接触面积，减少表层的摩擦以及在膜面产生的划伤。除此之外，通过共聚等方式对聚酯本身的结构进行改性，可以在不影响相容性的情况下对聚酯的性能进行调控。嵌段共聚酯中柔性的软链段组分可以提高聚酯的流动性，一方面赋予了聚酯更好的加工性能，具有更好的流动性，另一方面也降低表层的刚性，增加表层的柔性，在与辊面接触的时候不易发生划伤。而加入具有刚性结构的硬链段可以赋予聚酯更高的强度，硬链段中利用水滑石进行改性能够进一步提高刚性和强度，并且利用水滑石对聚对苯二甲酸乙二醇酯改性可提高聚酯基膜的耐高温性。
在中间层（B层）中加入耐热聚酯，相对于传统的聚酯原料，耐热聚酯具有更多的刚性结构，相应的会有更高的强度，在进行拉伸的过程中，在同样的拉伸倍率下得到的基膜具有更高的弹性模量和拉伸强度。相应的，也可以在保持基膜具有足够的强度下，更好的对基膜进行热定型，降低基膜的热收缩率，提高基膜的耐温性。而且，得益于耐热聚酯较高的玻璃化转变温度，基膜在后续的热加工和使用过程中都有很好的热稳定性。因此，在聚酯基膜中同时加入柔性和刚性的组分能够兼顾加工和性能的要求。
作为优选，所述A层的厚度为聚酯基膜厚度的5~15%；所述嵌段共聚酯的分子量为20000~30000，特性粘度为0.60~0.65 dL/g；所述硬链段和软链段的质量比为50~80：20~50；所述有机润滑粒子的粒径为0.5~5μm。
作为优选，所述B层的厚度为聚酯基膜厚度的70~90%；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为20000~30000，特性粘度为0.64~0.68 dL/g；所述耐热聚酯的分子量为30000~50000，特性粘度为0.75~0.80 dL/g。
作为优选，所述耐热聚酯为聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或两种；所述耐热聚酯的玻璃化转变温度不低于100 ℃。
作为优选，所述水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在水滑石水溶液中加入乙二醇和硬脂酸钠后进行阴离子插层反应，反应后加入乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将对苯二甲酸和乙二醇进行预聚反应，在温度为220~250℃反应1~3h，加入反应物、小分子醛、聚乙烯醇和三烷基均苯三甲酰胺进行再聚合反应，在温度为190~230℃反应0.5~2h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
水滑石具有耐高温性，将其加入到聚对苯二甲酸乙二醇酯中时，还可改善聚合物的强度、韧性，但由于其表面羟基和不饱和残键的存在，表现出很强的亲水性，与聚对苯二甲酸乙二醇酯间的相容性和分散性较差。而水滑石作为一种层状化合物，层间阴离子具有可交换性，使其与硬脂酸钠发生层间阴离子交换反应，乙二醇作为层间溶胀剂，促进硬脂酸大分子进入层间，硬脂酸钠不仅可以增加水滑石的疏水性，还能够提高聚合物的润滑性。之后加入的乙二胺四乙酸则是对水滑石表面的改性，在对水滑石的金属离子发生耦合作用的同时，其羧基能够参与后续的聚合反应，进一步提高水滑石与聚合物间的相容性。
对苯二甲酸和乙二醇进行预聚反应，先形成较为规整的对苯二甲酸乙二醇酯分子链，再加入反应物、小分子醛、聚乙烯醇和三烷基均苯三甲酰胺进行共聚交联，形成稳定的网络结构。因水滑石会增强聚合物的刚性，而聚对苯二甲酸乙二醇酯作为嵌段共聚物中的硬链段已具备较高的刚性，最终会影响加工性能，使其交联共聚是为了在硬链段内形成软硬链段，其中的聚乙烯醇为软段、三烷基均苯三甲酰胺为硬段，平衡软硬链段，达到较佳的加工性能和强度。将得到的水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯与软链段共聚得到嵌段共聚物，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中的功能性基团还能提高与软链段间的反应效率和结合性。
作为优选，所述水滑石水溶液的浓度为0.01~0.05g/mL；所述水滑石的粒径为不大于15μm；所述阴离子插层反应的条件为130~160℃反应4~7h；所述水滑石、硬脂酸钠和对苯二甲酸的质量比为0.06~0.1：0.03~0.1：1；所述对苯二甲酸、乙二醇、小分子醛、聚乙烯醇和三烷基均苯三甲酰胺的质量比为1：0.5~0.8：0.05~0.1：0.2~0.5：0.05~0.3；所述小分子醛为甲醛、乙醛或乙二醛；所述聚乙烯醇的分子量为1.7*104~1.0*105；所述三烷基均苯三甲酰胺中的烷基为线性无支链碳链，碳原子个数为3~9个。
水滑石的粒径和浓度越大则不利于其形成较好的分散，层间阴离子反应的效率也会越差。物质间的质量比是用于平衡软硬链段以及交联造成粘度过大间的关系，使得具备较好的热稳定性和力学性能。聚乙烯醇的分子量会影响交联聚合程度，粘度过大还会导致加工性能较差。三烷基均苯三甲酰胺中的苯基会增加聚合物分子链的刚性，线性支链则可增加柔性分子链段，提高聚合过程中的可加工性。
第二方面，本发明还提供了一种包括上述高耐温润滑性聚酯基膜的制备方法，包括如下步骤：
S1：将A层和B层的各组分经称量后分别混合，以A层为上表面层和下表面层，以B层为中间层，经过三层共挤、模内复合得到预制膜；
S2：将预制膜依次经过预热、纵向拉伸、再预热、横向拉伸、定型、冷却后，得到拉伸膜；
S3：将拉伸膜再经后处理并收卷得到聚酯基膜。
本发明的高耐温润滑性聚酯基膜通过三层共挤的方式制备。首先将A层嵌段共聚酯与润滑粒子，B层所用聚对苯二甲酸乙二醇酯与耐热聚酯分别混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融于三歧管模内复合后铸片，先纵拉预热进行纵向拉伸，再横拉预热后进行横向拉伸，以提高聚酯基膜的层间结合性和耐温性，之后经牵引、测厚、电晕等后处理后收卷得到聚酯基膜。
作为优选，S1中，所述三层共挤的挤出温度为260~280 ℃；S2中，所述预热温度为60~95 ℃，纵向拉伸温度为100~120 ℃，纵向拉伸比为3.0~3.8；所述再预热温度为100~120℃，横向拉伸温度为120~140 ℃，横向拉伸比为3.0~4.0；所述定型温度为220~240 ℃；所述冷却温度为30~50 ℃。
作为优选，所述聚酯基膜的厚度为40~150μm，表面粗糙度Ra值为10~30 nm；所述聚酯基膜的纵向和横向的弹性模量为4000~4500 MPa；所述聚酯基膜在150 ℃，30分钟下的纵向热收缩为0.6~0.9%，横向热收缩为0.1~0.25%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）在表面层（A层）加入有机润滑粒子，增加表层的柔性和润滑性，减少聚酯与聚酯之间、聚酯与辊面之间的接触面积，解决传统聚酯基膜在生产过程中基膜与辊面接触引起表面划伤；
（2）嵌段共聚酯中软链段可进一步增加柔性，而硬链段采用水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯提高其耐高温性，同时改善聚合物的刚性、硬度和加工性能；
（3）在中间层（B层）加入了耐热聚酯，增加了中间层的强度，使得在相同加工条件下得到的基膜具有更高的弹性模量和更低的热收缩率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
高耐温润滑性聚酯基膜分为三层，包括上表面层（A层）、中间层（B层）和下表面层（A层）。A层按重量份计包括90~99份的嵌段共聚酯和1~10份的有机润滑粒子，A层的厚度为聚酯基膜厚度的5~15%。B层按重量份计包括60~80份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和20~40份的耐热聚酯，B层的厚度为聚酯基膜厚度的70~90%。
A层中，嵌段共聚酯包括硬链段和软链段，硬链段为水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，软链段为聚乙二醇或聚丙二醇与对苯二甲酸反应形成的聚醚酯中的一种或两种，硬链段和软链段的质量比为50~80：20~50，所共聚得到嵌段共聚酯的分子量为20000~30000，特性粘度为0.60~0.65 dL/g；有机润滑粒子为聚甲基丙烯酸甲酯、硅氧烷、聚四氟乙烯中的一种或多种，粒径为0.5~5 μm。
其中，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.01~0.05g/mL的水滑石水溶液中加入乙二醇和硬脂酸钠后，在130~160℃的温度下反应4~7h，之后加入乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将对苯二甲酸和乙二醇先进行预聚反应，在220~250℃的温度下反应1~3h，加入反应物、小分子醛、聚乙烯醇和三烷基均苯三甲酰胺进行再聚合反应，在190~230℃的温度下反应0.5~2h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。其中，水滑石的粒径为不大于15μm；水滑石、硬脂酸钠和对苯二甲酸的质量比为0.06~0.1：0.03~0.1：1；对苯二甲酸、乙二醇、小分子醛、聚乙烯醇和三烷基均苯三甲酰胺的质量比为1：0.5~0.8：0.05~0.1：0.2~0.5：0.05~0.3；小分子醛为甲醛、乙醛或乙二醛；聚乙烯醇的分子量为1.7*104~1.0*105；三烷基均苯三甲酰胺中的烷基为线性无支链碳链，碳原子个数为3~9个。
B层中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为20000~30000，特性粘度为0.64~0.68dL/g；耐热聚酯为聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或两种。耐热聚酯的分子量为30000~50000，特性粘度为0.75~0.80 dL/g，玻璃化转变温度不低于100 ℃。
上述高耐温润滑性聚酯基膜的制备方法包括如下步骤：
S1：将A层的各组分经称量后进入混合料仓中进行混合，之后投入第一双螺杆挤出机内；将B层的各组分经称量后进入混合料仓中进行混合，之后投入第二双螺杆挤出机内；设定第一双螺杆挤出机和第二双螺杆挤出机的挤出量比为1：8~10，调整第一双螺杆挤出机和第二双螺杆挤出机的挤出温度为260~280℃，分别熔融后过滤，以第一双螺杆挤出机挤出物料作为上表面层和下表面层，以第二双螺杆挤出机挤出物料作为中间层，经过三层共挤、模内复合得到三层复合的预制膜；
S2：将预制膜在60~95℃的温度下预热，在100~120 ℃的温度下进行纵向拉伸，纵向拉伸比为3.0~3.8；之后再在100~120 ℃的温度下预热，在120~140 ℃的温度下进行横向拉伸，横向拉伸比为3.0~4.0；接着在220~240 ℃的温度下进行定型，再经过30~50 ℃的温度冷却后，得到拉伸膜；
S3：将拉伸膜再经牵引、测厚、电晕后，收卷得到聚酯基膜；所得聚酯基膜的厚度为40~150μm，表面粗糙度Ra值为10~30 nm；所述聚酯基膜的纵向和横向的弹性模量为4000~4500 MPa；所述聚酯基膜在150 ℃，30分钟下的纵向热收缩为0.6~0.9%，横向热收缩为0.1~0.25%。
实施例1
高耐温润滑性聚酯基膜分为三层，包括上表面层（A层）、中间层（B层）和下表面层（A层）。A层按重量份计包括93份的嵌段共聚酯和7份的有机润滑粒子，A层的厚度为聚酯基膜厚度的10%。B层按重量份计包括80份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和20份的耐热聚酯，B层的厚度为聚酯基膜厚度的80%。
A层中，嵌段共聚酯包括硬链段和软链段，硬链段为水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，软链段为聚乙二醇与对苯二甲酸反应形成的聚醚酯，硬链段和软链段的质量比为53：40，所共聚得到嵌段共聚酯的分子量为28000，特性粘度为0.65 dL/g；有机润滑粒子为聚甲基丙烯酸甲酯，粒径为0.5μm。
其中，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.03g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和1.5g硬脂酸钠并在145℃的温度下反应5h，水滑石水溶液为将4g粒径为10μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和30g乙二醇先进行在240℃的温度下的预聚反应2h，再加入反应物、3.5g甲醛、15g聚乙烯醇（分子量为5.5*104）和8g三己基均苯三甲酰胺并在210℃的温度下进行再聚合反应1h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
B层中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为25000，特性粘度为0.66 dL/g；耐热聚酯为聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯，分子量为40000，特性粘度为0.75 dL/g，玻璃化转变温度为120 ℃。
上述高耐温润滑性聚酯基膜的制备方法包括如下步骤：
S1：将A层的各组分经称量后进入混合料仓中进行混合，之后投入第一双螺杆挤出机内；将B层的各组分经称量后进入混合料仓中进行混合，之后投入第二双螺杆挤出机内；设定第一双螺杆挤出机和第二双螺杆挤出机的挤出量比为1：9，调整第一双螺杆挤出机和第二双螺杆挤出机的挤出温度为270℃，分别熔融后过滤，以第一双螺杆挤出机挤出物料作为上表面层和下表面层，以第二双螺杆挤出机挤出物料作为中间层，经过三层共挤、模内复合得到三层复合的预制膜；
S2：将预制膜在80℃的温度下预热，在110 ℃的温度下进行纵向拉伸，纵向拉伸比为3.0；之后再105 ℃的温度下预热，在130℃的温度下进行横向拉伸，横向拉伸比为3.0；接着在230 ℃的温度下进行定型，再经过35 ℃的温度冷却后，得到拉伸膜；
S3：将拉伸膜再经牵引、测厚、电晕后，收卷得到聚酯基膜。
实施例2
高耐温润滑性聚酯基膜分为三层，包括上表面层（A层）、中间层（B层）和下表面层（A层）。A层按重量份计包括96份的嵌段共聚酯和4份的有机润滑粒子，A层的厚度为聚酯基膜厚度的10%。B层按重量份计包括70份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和30份的耐热聚酯，B层的厚度为聚酯基膜厚度的80%。
A层中，嵌段共聚酯包括硬链段和软链段，硬链段为水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，软链段为聚乙二醇与对苯二甲酸反应形成的聚醚酯，硬链段和软链段的质量比为51：45，所共聚得到嵌段共聚酯的分子量为25000，特性粘度为0.64dL/g；有机润滑粒子为硅氧烷，粒径为0.8μm。
其中，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.03g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和1.5g硬脂酸钠并在145℃的温度下反应5h，水滑石水溶液为将4g粒径为10μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和30g乙二醇先进行在240℃的温度下的预聚反应2h，再加入反应物、3.5g甲醛、15g聚乙烯醇（分子量为5.5*104）和8g三己基均苯三甲酰胺并在210℃的温度下进行再聚合反应1h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
B层中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为28000，特性粘度为0.67 dL/g；耐热聚酯为聚萘二甲酸乙二醇酯，分子量为50000，特性粘度为0.79 dL/g，玻璃化转变温度为150℃。
上述高耐温润滑性聚酯基膜的制备方法包括如下步骤：
S1：将A层的各组分经称量后进入混合料仓中进行混合，之后投入第一双螺杆挤出机内；将B层的各组分经称量后进入混合料仓中进行混合，之后投入第二双螺杆挤出机内；设定第一双螺杆挤出机和第二双螺杆挤出机的挤出量比为1：9，调整第一双螺杆挤出机和第二双螺杆挤出机的挤出温度为270℃，分别熔融后过滤，以第一双螺杆挤出机挤出物料作为上表面层和下表面层，以第二双螺杆挤出机挤出物料作为中间层，经过三层共挤、模内复合得到三层复合的预制膜；
S2：将预制膜在80℃的温度下预热，在110 ℃的温度下进行纵向拉伸，纵向拉伸比为3.0；之后再105 ℃的温度下预热，在130℃的温度下进行横向拉伸，横向拉伸比为3.0；接着在230 ℃的温度下进行定型，再经过35 ℃的温度冷却后，得到拉伸膜；
S3：将拉伸膜再经牵引、测厚、电晕后，收卷得到聚酯基膜。
实施例3
高耐温润滑性聚酯基膜分为三层，包括上表面层（A层）、中间层（B层）和下表面层（A层）。A层按重量份计包括93份的嵌段共聚酯和7份的有机润滑粒子，A层的厚度为聚酯基膜厚度的10%。B层按重量份计包括80份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和20份的耐热聚酯，B层的厚度为聚酯基膜厚度的80%。
A层中，嵌段共聚酯包括硬链段和软链段，硬链段为水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，软链段为聚乙二醇与对苯二甲酸反应形成的聚醚酯，硬链段和软链段的质量比为53：40，所共聚得到嵌段共聚酯的分子量为28000，特性粘度为0.65 dL/g；有机润滑粒子为聚甲基丙烯酸甲酯，粒径为0.5μm。
其中，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.03g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和1.5g硬脂酸钠并在145℃的温度下反应5h，水滑石水溶液为将4g粒径为15μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和30g乙二醇先进行在240℃的温度下的预聚反应2h，再加入反应物、3.5g甲醛、15g聚乙烯醇（分子量为5.5*104）和8g三己基均苯三甲酰胺并在210℃的温度下进行再聚合反应1h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
B层中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为25000，特性粘度为0.66 dL/g；耐热聚酯为聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯，分子量为40000，特性粘度为0.75 dL/g，玻璃化转变温度为120 ℃。
上述高耐温润滑性聚酯基膜的制备方法包括如下步骤：
S1：将A层的各组分经称量后进入混合料仓中进行混合，之后投入第一双螺杆挤出机内；将B层的各组分经称量后进入混合料仓中进行混合，之后投入第二双螺杆挤出机内；设定第一双螺杆挤出机和第二双螺杆挤出机的挤出量比为1：9，调整第一双螺杆挤出机和第二双螺杆挤出机的挤出温度为280℃，分别熔融后过滤，以第一双螺杆挤出机挤出物料作为上表面层和下表面层，以第二双螺杆挤出机挤出物料作为中间层，经过三层共挤、模内复合得到三层复合的预制膜；
S2：将预制膜在85℃的温度下预热，在120 ℃的温度下进行纵向拉伸，纵向拉伸比为3.5；之后再在115 ℃的温度下预热，在130 ℃的温度下进行横向拉伸，横向拉伸比为3.5；接着在240 ℃的温度下进行定型，再经过40 ℃的温度冷却后，得到拉伸膜；
S3：将拉伸膜再经牵引、测厚、电晕后，收卷得到聚酯基膜。
实施例4
与实施例1的区别在于：水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法不同。
水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.04g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和硬脂酸钠后并在145℃的温度下反应5h，水滑石水溶液为将4.5g粒径为10μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和35g乙二醇先进行在240℃的温度下的预聚反应2h，加入反应物、4g乙醛、15g聚乙烯醇（分子量为3*104）和10g三己基均苯三甲酰胺并在210℃的温度下进行再聚合反应1h,得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例5
与实施例1的区别在于：水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法不同。
水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.03g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和1.5g硬脂酸钠并在160℃的温度下反应4h，水滑石水溶液为将4g粒径为10μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和30g乙二醇先进行在230℃的温度下的预聚反应2h，再加入反应物、3.5g甲醛、15g聚乙烯醇（分子量为5.5*104）和8g三辛基均苯三甲酰胺并在220℃的温度下进行再聚合反应1h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
对比例1
与实施例1的区别在于：将A层中的有机润滑粒子替换为二氧化硅粒子。
对比例2
与实施例1的区别在于：A层中嵌段共聚酯的硬链段为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
对比例3
与实施例1的区别在于：A层中，嵌段共聚酯中硬链段和软链段的质量比为30：70。
对比例4
与实施例1的区别在于：水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中未添加聚乙烯醇。
其中，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.03g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和1.5g硬脂酸钠并在145℃的温度下反应5h，水滑石水溶液为将4g粒径为10μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和30g乙二醇先进行在240℃的温度下的预聚反应2h，再加入反应物、3.5g甲醛和8g三己基均苯三甲酰胺并在210℃的温度下进行再聚合反应1h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
对比例5
与实施例1的区别在于：水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法中，所述聚乙烯醇的添加量超过限定范围。
其中，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.03g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和1.5g硬脂酸钠并在145℃的温度下反应5h，水滑石水溶液为将4g粒径为10μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和30g乙二醇先进行在240℃的温度下的预聚反应2h，再加入反应物、3.5g甲醛、40g聚乙烯醇（分子量为5.5*104）和8g三己基均苯三甲酰胺并在210℃的温度下进行再聚合反应1h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
对比例6
与实施例1的区别在于：水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法中，所述水滑石水溶液的浓度为0.07g/mL，粒径为30μm。
其中，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.07g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和1.5g硬脂酸钠并在145℃的温度下反应5h，水滑石水溶液为将4g粒径为30μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和30g乙二醇先进行在240℃的温度下的预聚反应2h，再加入反应物、3.5g甲醛、15g聚乙烯醇（分子量为5.5*104）和8g三己基均苯三甲酰胺并在210℃的温度下进行再聚合反应1h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
对比例7
与实施例1的区别在于：水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法中，加入的是三环己基均苯三甲酰胺。
其中，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在浓度为0.03g/mL的水滑石水溶液中加入15mL乙二醇和1.5g硬脂酸钠并在145℃的温度下反应5h，水滑石水溶液为将4g粒径为10μm的水滑石分散于水中得到的，之后加入0.4g乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将50g对苯二甲酸和30g乙二醇先进行在240℃的温度下的预聚反应2h，再加入反应物、3.5g甲醛、15g聚乙烯醇（分子量为5.5*104）和8g三环己基均苯三甲酰胺并在210℃的温度下进行再聚合反应1h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
性能测试
（1）平均厚度：使用螺旋测微器测试基膜不同位置的厚度，计算其平均值。
（2）弹性模量：采用协强CTM万能试验机进行纵向和横向弹性模量的测试，每个方向测试5个样条，计算其平均值。
（3）粗糙度：使用粗糙度测试仪，并且保持载样平台的洁净平整，对基膜样品不同位置进行粗糙度测试，并记录其Ra、Rz值。
（4）热收缩率：采用千分尺和鼓风式恒温干燥箱进行纵向和横向热收缩率的测试，测试条件为150 ℃，30分钟，每个方向测试3个样品，计算其平均值。
（5）划伤观察：由于取样过程中会产生二次划伤，聚酯基膜的划伤程度在产线刚完成基膜收卷后进行，使用强光手电筒目测观察卷样的划伤程度并记录划伤等级：0级，强光下无目测可见划伤；1级，强光下存在轻微程度目测可见划伤；2级，强光下存在严重程度目测可见划伤。
表1 聚酯基膜的性能测试结果
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从表1所示的测试结果可以得出，本发明提供的高耐温润滑性聚酯基膜能够实现表面粗糙度的调节，同时实现纵向和横向强度超过4000MPa，纵向热收缩低于0.9%，横向热收缩低于0.25%。结合实施例1和对比例1，相比于无机粒子，有机润滑粒子能够降低基膜与辊面的接触面积，减少了划伤发生的风险。结合实施例1和对比例2，硬链段为水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯能够进一步提高基膜的耐高温性，同时改善聚合物的刚性、硬度和加工性能；软链段则能够增加基膜表面的柔性，使基膜表面不易划伤，结合实施例1和对比例3，硬链段与软链段的比例对于基膜的综合性能尤为重要。而B层中的耐热聚酯则增加了中间层在拉伸后的强度，降低了基膜的热收缩率，结合本身的高玻璃化转变温度，能有效提高整体的热稳定性。
另外，结合实施例1和对比例4，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中未添加聚乙烯醇会使得刚性过大，不利于加工导致基膜层间结合性、稳定性变差，基膜表面柔性降低，增加划伤风险。相反，结合实施例1和对比例5，水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中添加的聚乙烯醇过多会使得柔性过大，基膜的强度不够，热定型效果变差。结合实施例1和对比例6，水滑石的粒径和浓度越大则不利于其形成较好的分散，层间阴离子反应的效率也会越差，分子间的结合性下降，会影响基膜的耐热性能。结合实施例1和对比例7，三环己基均苯三甲酰胺中的支链非线性会使得硬链段过多，增加聚合物分子链的刚性，增加划伤风险。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种高耐温润滑性聚酯基膜，其特征在于，所述聚酯基膜分为三层，包括上表面层、下表面层和中间层；所述上表面层和下表面层均为A层；所述中间层为B层；所述A层按重量份计包括90~99份的嵌段共聚酯和1~10份的有机润滑粒子；所述B层按重量份计包括60~80份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和20~40份的耐热聚酯；所述嵌段共聚酯包括硬链段和软链段；所述硬链段和软链段的质量比为50~80：20~50；所述硬链段为水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述软链段为聚乙二醇或聚丙二醇与对苯二甲酸反应形成的聚醚酯中的一种或两种；所述有机润滑粒子为聚甲基丙烯酸甲酯、硅氧烷、聚四氟乙烯中的一种或多种；
所述水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法包括如下步骤：
在水滑石水溶液中加入乙二醇和硬脂酸钠后进行阴离子插层反应，反应后加入乙二胺四乙酸搅拌混合，得到反应物；将对苯二甲酸和乙二醇进行预聚反应，在温度为220~250℃反应1~3h，加入反应物、小分子醛、聚乙烯醇和三烷基均苯三甲酰胺进行再聚合反应，在温度为190~230℃反应0.5~2h，得到水滑石改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；
所述水滑石水溶液的浓度为0.01~0.05g/mL；所述水滑石的粒径为不大于15μm；所述对苯二甲酸、乙二醇、小分子醛、聚乙烯醇和三烷基均苯三甲酰胺的质量比为1：0.5~0.8：0.05~0.1：0.2~0.5：0.05~0.3；所述三烷基均苯三甲酰胺中的烷基为线性无支链碳链，碳原子个数为3~9个。
2.如权利要求1所述高耐温润滑性聚酯基膜，其特征在于，所述A层的厚度为聚酯基膜厚度的5~15%；所述嵌段共聚酯的分子量为20000~30000，特性粘度为0.60~0.65 dL/g；所述有机润滑粒子的粒径为0.5~5μm。
3.如权利要求1所述高耐温润滑性聚酯基膜，其特征在于，所述B层的厚度为聚酯基膜厚度的70~90%；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量为20000~30000，特性粘度为0.64~0.68 dL/g；所述耐热聚酯的分子量为30000~50000，特性粘度为0.75~0.80 dL/g。
4.如权利要求1或3所述高耐温润滑性聚酯基膜，其特征在于，所述耐热聚酯为聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或两种；所述耐热聚酯的玻璃化转变温度不低于100 ℃。
5.如权利要求1所述高耐温润滑性聚酯基膜，其特征在于，所述阴离子插层反应的条件为130~160℃反应4~7h；所述小分子醛为甲醛、乙醛或乙二醛；所述聚乙烯醇的分子量为1.7*104~1.0*105。
6.一种如权利要求1-5任一所述高耐温润滑性聚酯基膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将A层和B层的各组分经称量后分别混合，以A层为上表面层和下表面层，以B层为中间层，经过三层共挤、模内复合得到预制膜；
S2：将预制膜依次经过预热、纵向拉伸、再预热、横向拉伸、定型、冷却后，得到拉伸膜；
S3：将拉伸膜再经后处理并收卷得到聚酯基膜。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述三层共挤的挤出温度为260~280 ℃；S2中，所述预热温度为60~95 ℃，纵向拉伸温度为100~120 ℃，纵向拉伸比为3.0~3.8；所述再预热温度为100~120 ℃，横向拉伸温度为120~140 ℃，横向拉伸比为3.0~4.0；所述定型温度为220~240 ℃；所述冷却温度为30~50 ℃。
8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯基膜的厚度为40~150μm，表面粗糙度Ra值为10~30 nm；所述聚酯基膜的纵向和横向的弹性模量为4000~4500 MPa；所述聚酯基膜在150 ℃，30分钟下的纵向热收缩为0.6~0.9%，横向热收缩为0.1~0.25%。
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