CN116063825A - 聚酯组合物及其制备方法与应用、白色反射膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚酯组合物领域,公开了一种聚酯组合物及其制备方法与应用。该聚酯组合物包括聚酯100重量份;交联马来酸酐共聚物微球8‑55重量份;助剂0.1‑15重量份;所述交联马来酸酐共聚物微球的交联度≥65%,平均粒径为500‑2000nm。该组合物中包含交联马来酸酐共聚物微球,该共聚物微球的粒径尺寸分布均匀,能够在不使用分散剂、相容剂的情况下,在聚酯基体中实现良好的分散,并且不出现团聚现象,能够避免无机粒子的尺寸及其分布都不均匀、分散性差、相容性差等缺点。将该组合物应用于白色反射薄膜中,可简化工艺流程,提高薄膜制品的光反射率。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯组合物领域,具体地,涉及一种聚酯组合物及其制备方法与应用、一种白色反射膜。
背景技术
液晶显示技术已被广泛应用,成为光电信息产业的重要组成部分。液晶显示器是一种被动性显示器件,本身不会发光,显示的图像和文字是它对背光源发出的光进行调制的结果;因此,显示器的亮度、色度、功耗等主要指标依赖于背光源的性能。液晶背光模组的主要组件分别是:光源、反射膜、导光板、扩散膜、增亮膜以及外框。其中反射膜位于背光模组的最底部,在导光板的下面,它的作用是将透过导光板漏到下面的光线反射回去,重新回到面板侧,从而使光损失降低,增大背光亮度。
反射膜的种类主要有:聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。与PP和PC相比,PET反射膜具有良好的耐温性能、延展性能、力学性能、耐候性、耐疲劳、电绝缘性和耐化学药品性等特性。目前,国内外制备反射膜的方法主要有涂覆法、多层膜法、共混法和微孔法。共混法就是将反射粒子(例如碳酸钙、硫酸镁、二氧化钛,二氧化硅,氧化锌等无机粒子)直接添加入薄膜中,直接运用挤出机进行熔融挤出、流延成膜的方法。微孔法是在薄膜内添加与基体树脂不相容的成分(无机粒子),通过熔融挤出、流延铸片、再经纵向拉伸、横向拉伸、热定型等步骤,从而在薄膜中产生孔隙,使膜白化并提高薄膜反射率的方法。薄膜中间大量微米级孔的引入,微米级孔里是空气,当光线进入薄膜,遇到微米级孔时会发生反射或折射,部分会发生全反射现象,大量的微米级孔能使光线发生多次反射,从而增大了薄膜的反射率。
CN100480305C公开了一种由共聚聚酯和无机粒子形成的组合物得到的白色的聚酯薄膜,组合物中无机粒子的比例为30-50wt%,上述薄膜在85℃下的横向和纵向热收缩率≤0.7%,150℃下的横向和纵向热收缩率≤5.0%。
CN102686653B公开了一种以PET为基体树脂,加入与PET不相容的TOPAS环烯烃聚合物和无机粒子TiO2共混成膜并拉伸形成孔隙,制得白色反射膜。
CN102362217B公开了一种可用于液晶显示装置背光单元的反射膜,它包含白色反射层和支撑层,其中白色反射层为PET和硫酸钡的组合物铸片后再经拉伸得到孔隙体积率为55-80%的薄膜,支撑层则为双轴拉伸聚酯膜。
CN103030937B公开了一种以聚酯为基材,向其中添加入无机粒子(如二氧化钛,二氧化硅或硫酸钡)和树脂(如聚偏二氟乙烯或聚二甲基硅氧烷)、相容剂、紫外吸收剂以及抗静电剂进行共混成膜,再经拉伸后制得一种单层双向拉伸白色反射聚酯薄膜。
上述方法存在的问题是,无机粒子分布不均匀,影响薄膜反射率;且薄膜容易发生破裂,制膜困难;薄膜重量大,薄膜力学性能差。要改善上述问题通常需要引入额外的分散剂、偶联剂、相容剂或者使用共聚聚酯作为基体,这又增加了工艺的复杂程度,共聚聚酯的热收缩率较高导致薄膜热尺寸稳定性差。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题,本发明提供了一种聚酯组合物及其制备方法与应用、一种白色反射膜。该组合物中包含交联马来酸酐共聚物微球,该共聚物微球的粒径尺寸分布均匀,能够在不使用分散剂、相容剂的情况下,在聚酯基体中实现良好的分散,并且不出现团聚现象,能够避免无机粒子的尺寸及其分布都不均匀、分散性差、相容性差等缺点。将该组合物应用于白色反射薄膜中,可简化工艺流程,提高薄膜制品的反射率。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种聚酯组合物,其特征在于,所述组合物包括:
聚酯100重量份;
交联马来酸酐共聚物微球8-55重量份;
助剂0.1-15重量份;
所述交联马来酸酐共聚物微球的交联度≥65%,平均粒径为500-2000nm。
本发明第二方面提供上述聚酯组合物在白色反射膜中的应用。
本发明第三方面提供上述聚酯组合物的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)将聚酯、交联马来酸酐共聚物微球和抗氧剂复合助剂进行混合,得到混合物;
(2)将所述混合物在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、切粒、烘干,得到所述聚酯组合物。
本发明第四方面提供一种白色反射膜,其特征在于,所述白色反射膜由上述聚酯组合物制得。
通过上述技术方案,本发明提供的聚酯组合物及其制备方法与应用获得以下有益的效果:
本发明提供的聚酯组合物中加入了交联马来酸酐共聚物微球,其能够在未使用分散剂和相容剂的条件下,在聚酯树脂基体中实现均匀分散,且由该组合物制得的薄膜的微孔的孔径大小均匀;能够解决现有技术中反射膜物理性能和反射率可调范围小、工艺复杂等问题,适应性广,操作简单,产品性能稳定。本发明所制备的聚酯组合物可广泛应用于白色反射膜领域。
附图说明
图1是实施例1制得的聚酯组合物样片截面的SEM照片;
图2是对比例2制得的聚酯组合物样片截面的SEM照片;
图3是对比例3制得的聚酯组合物样片截面的SEM照片。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种聚酯组合物,其特征在于,所述组合物包括:
聚酯100重量份;
交联马来酸酐共聚物微球8-55重量份;
助剂0.1-15重量份;
所述交联马来酸酐共聚物微球的交联度≥65%,平均粒径为500-2000nm。
本发明提供的聚酯组合物中加入了交联马来酸酐共聚物微球,其能够在未使用分散剂和相容剂的条件下,在聚酯树脂基体中实现均匀分散,且由该组合物制得的薄膜的微孔的孔径大小均匀;能够解决现有技术中反射膜物理性能和反射率可调范围小、工艺复杂等问题,适应性广,操作简单,产品性能稳定。本发明所制备的聚酯组合物可广泛应用于白色反射膜领域。
进一步地,所述组合物包括:
聚酯100重量份;
交联马来酸酐共聚物微球10-48重量份;
助剂0.3-12重量份。
进一步地,所述交联马来酸酐共聚物微球的交联度≥70%。
进一步地,所述交联马来酸酐共聚物微球的平均粒径为800-1700nm,优选为900-1500nm。
根据本发明,所述聚酯的熔融焓为△HmPET,所述聚酯组合物的熔融焓为△Hm组合物;
其中,△HmPET与△Hm组合物之差为8-28J/g。
本发明中,当所述聚酯的熔融焓与聚酯组合物的熔融焓之差满足上述范围时,交联马来酸酐共聚物微球能够在聚酯组合物中分布均匀,并且能够产生良好的光反射效果,没有出现因交联马来酸酐共聚物微球团聚而导致的熔融焓大幅下降的现象,由此使得由该组合物制得的光反射膜兼具优异的物理性能以及反射率。
本发明中,所述聚酯以及聚酯组合物的熔融焓采用差式扫描量热法法测得。
进一步地,△HmPET与△Hm组合物之差为10-25J/g。
根据本发明,所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的至少一种,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
根据本发明,在25℃条件下,所述聚酯的特性粘度为0.62-0.88dL/g。
根据本发明,所述聚酯的玻璃化温度为65-85℃。
根据本发明,所述聚酯的熔点为240-265℃。
根据本发明,所述聚酯的结晶温度为168-192℃。
本发明的一个具体实施方式中,所述聚酯组合物还包括选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、环戊二烯等这样的直链状、支链状或环状的聚烯烃类树脂、聚(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸类树脂、聚苯乙烯、氟类树脂和有机硅树脂中的至少一种有机颗粒。
优选地,所述聚酯组合物还包括选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、环状烯烃共聚物、聚甲基丙烯酸、有机硅树脂、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物,优选为聚丙烯、聚4甲基1戊烯和环烯烃共聚物中的至少一种有机颗粒。对于有机颗粒的用量没有特别限定,例如,以所述聚酯的用量为100份计,所述有机颗粒的用量为10-20份。
根据本发明,所述助剂包括抗氧化剂、热稳定剂、抗静电剂、抗水解剂、成核剂、阻燃剂和紫外线吸收剂中的至少一种。
根据本发明,所述抗氧化剂选自选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、丙酸十八醇酯和烷基化多酚中的至少一种。
进一步地,所述抗氧化剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧化剂1010)和(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯;或者,β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)和(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯。具体地,所述四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯或所述β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与所述(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯的重量比为1-3:1,优选为2-3:1。
根据本发明,所述热稳定剂为磷系热稳定剂,优选选自磷酸三甲酯、磷酸三苯酯和三乙基磷酸酯中的至少一种。
根据本发明,所述抗静电剂选自乙氧基化烷基胺、四烷基铵盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、聚醚酯酰胺、聚醚酰胺酰亚胺和甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物中的至少一种。
根据本发明,所述抗水解剂选自碳化二亚胺类,优选选自二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺和聚碳化二亚胺中的至少一种。
根据本发明,所述成核剂选自无机盐类成核剂、有机酸盐类成核剂、离子键聚合物类成核剂和聚酯低聚物的碱金属盐类成核剂中的至少一种。本发明中,所述无机盐类成核剂选自碳酸盐类成核剂、硅酸盐类成核剂和硫酸盐类成核剂中的至少一种;所述有机酸盐类成核剂选自一元羧酸盐类成核剂、安息香酸盐类成核剂、芳香族羟基磺酸金属盐类成核剂和有机磷化合物类成核剂中的至少一种。
根据本发明,所述阻燃剂选自溴系有机阻燃剂和/或无机阻燃剂。本发明中,所述无机阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌和二碲化钼中的至少一种。
根据本发明,所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸甲酯、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
本发明中,对于所述抗氧化剂、所述热稳定剂、所述抗静电剂、所述抗水解剂、所述成核剂、所述阻燃剂和所述紫外线吸收剂的用量,可以采用本领域中的常规用量。
根据本发明,所述交联马来酸酐共聚物微球中共聚物包含来自马来酸酐的结构单元A、来自共聚单体M的结构单元B和交联结构单元;
所述共聚物中,所述结构单元A、所述结构单元B和所述交联结构单元之间的摩尔比为100:100-120:1-40。
进一步地,所述共聚物中,所述结构单元A、所述结构单元B和所述交联结构之间的摩尔比为100:100-105:10-30。
根据本发明,所述共聚单体M选自式(1)所示的化合物、醋酸乙烯酯、碳四烯烃和碳五烯烃中的至少一种;
本发明中,所述混合碳四是指碳原子数为四个的烃类化合物(主要包括丁烯)的统称,一般地,碳四中除各种不同结构的丁烯(如反2-丁烯、顺2-丁烯、正丁烯、异丁烯)以外,还包括一定量的烷烃(如正丁烷)和可能存在的其它杂质。本发明中,所述混合碳四中,烯烃的含量为60-75重量%范围内。
本发明中,所述混合碳五是指碳原子数为五个的烃类化合物(主要包括戊烯)的统称,一般地,碳五中除各种不同结构的戊烯(如二烯烃(异戊二烯、环戊二烯、1,4-戊二烯,间戊二烯)和单烯烃(1-戊烯、2-戊烯、环戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯))以外,还包括一定量的烷烃(如正戊烷、异戊烷、环戊烷、2-甲基丁烷)、炔烃(如丁炔-2、3-戊烯-1炔)和可能存在的其它杂质。本发明中,所述混合碳五中,烯烃的含量为55-65重量%。
本发明的一个具体实施方式中,所述交联马来酸酐共聚物微球,其按照如下步骤制备:
在有机溶剂中,在引发剂的存在下,将马来酸酐、式(I)所示的共聚单体M和交联剂接触进行反应,得到所述交联马来酸酐共聚物微球;
所述共聚单体M选自式(I)所示化合物、醋酸乙烯酯、混合碳四和混合碳五中的至少一种;
其中,式I中,R为H或甲基。
本发明的一个具体实施方式中,相对于100mol的马来酸酐,共聚单体M的用量为50-150mol,更优选为75-100mol。
本发明中,对于有机溶剂的用量没有特别限制,只要能够为反应提供介质即可,优选地,相对于100mol的马来酸酐,有机溶剂的用量为50-150L,更优选为75-100L。
本发明中,所述有机溶剂可以为各种溶液聚合反应常见的溶剂,例如,所述有机溶剂包括有机酸烷基酯,也即可以为有机酸烷基酯,或有机酸烷基酯与烷烃的混合物,或有机酸烷基酯与芳香烃的混合物。其中,所述有机酸烷基酯包括但不限于:甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸苄酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸异丁酯、丁酸异戊酯、异戊酸异戊酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸异戊酯、苯乙酸甲酯和苯乙酸乙酯中的至少一种。所述烷烃包括但不限于:正己烷和/或正庚烷。所述芳香烃包括但不限于:苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。
本发明中,对于所述引发剂的用量没有特别的要求,优选地,相对于100mol的马来酸酐,所述引发剂的用量为0.05-10mol,优选为0.8-1.5mol。
本发明中,所述引发剂可以为本领域常见的用于引发马来酸酐和共聚单体(例如α-甲基苯乙烯、苯乙烯等)的聚合反应的试剂,可以为热分解型引发剂。优选情况下,所述引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化二碳酸二环己基酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。
本发明中,对于交联剂的用量没有特别的限制,优选地,相对于100mol的马来酸酐,交联剂的用量为5-30mol,更优选为10-20mol。
本发明中,交联剂可以为各种常见的两官能度以上能够进行自由基聚合的含乙烯基单体。优选情况下,所述交联剂选自二乙烯基苯和/或含有至少两个丙烯酸酯类基团的丙烯酸酯类交联剂,所述丙烯酸酯类基团的结构式为:-O-C(O)-C(R’)=CH2,R’为H或C1-C4的烷基(如甲基)。
进一步地,所述交联剂选自二乙烯基苯、丙二醇类双(甲基)丙烯酸酯(如二甲基丙烯酸-1,3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸-1,2-丙二醇酯、二丙烯酸-1,3-丙二醇酯、二丙烯酸-1,2-丙二醇酯)、乙二醇类双(甲基)丙烯酸酯(二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇双甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二缩季戊四醇五丙烯酸酯、二缩季戊四醇六丙烯酸酯和乙氧基化多官能度丙烯酸酯中的至少一种。
更进一步地,所述交联剂为二乙烯基苯。
根据本发明,所述反应的条件包括:在惰性气氛的存在下进行所述反应,反应温度为50-90℃,反应时间为3-15h,反应压力为0.1-1MPa。
进一步地,反应温度为60-70℃,反应时间为5-12h,反应压力为0.1-0.5MPa。
本发明中,将上述反应的产物(悬浮液)经分离、洗涤和干燥等后处理步骤,得到具有交联结构的马来酸酐共聚物微球。
本发明中,采用水浴和/或油浴用以提供本发明聚合所需要的热量。
本发明中,采用固液分离的方式对聚合反应得到的共聚物乳状悬浮液进行分离,以得到复合物微球。
本发明中,可以采用现有技术中常规的固液分离方式,优选地,采用离心分离。
本发明中,采用离心分离时,离心的转速为1500-5000rad/min,离心时间为5-60min。
根据本发明,所述组合物中不含有分散剂、相容剂和偶联剂。
本发明第二方面提供上述聚酯组合物在白色反射膜中的应用。
本发明第三方面提供上述聚酯组合物的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)将聚酯、交联马来酸酐共聚物微球和助剂进行混合,得到混合物;
(2)将所述混合物在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、切粒、烘干,得到所述聚酯组合物。
根据本发明,所述双螺杆挤出机的转速为80-300r/min。
根据本发明,所述双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为200-230℃、240-260℃、255-275℃、250-270℃。
本发明第四方面提供一种白色反射膜,其特征在于,所述白色反射膜由上述聚酯组合物制得。
本发明中,由上述聚酯组合物制得的白色反射膜不仅保留了聚酯组合物所具备的优异的物理性能,更重要的是,该白色反射膜具有高的光反射率,能够广泛用于光反射膜领域。
本发明中,对于白色反射膜的制备方法没有特别限定,可以按照本领域常规的制备方法制备,例如:将聚酯组合物使用长径比大于40的单螺杆挤出机在275℃下熔融后,经单层T字型模头挤出单层厚片,经过通有温度为20℃冷水的辊筒冷却至30-60℃,制成聚酯流延片。流延片在80-180℃下预热后,经2-5倍单轴拉伸得到聚酯薄膜,该聚酯薄膜进入电热通道热定型区,热定型温度为100-200℃,经过热定型区的聚酯薄膜在60-80℃冷却,最后得到平均厚度为0.1-0.3mm的白色反射聚酯薄膜。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
本发明及其实施例中的有关数据按以下测试方法获得:
1、交联马来酸酐共聚物的交联度:交联度为凝胶含量,称取2-3克聚合物微球(w1),使用中速定性滤纸包好,放入索氏提取器,使用四氢呋喃萃取24小时,聚合物干燥称重w2,通过w2/w1计算得到交联度;
2、共聚物中各结构单元的含量:对于交联马来酸酐-α-甲基苯乙烯共聚物微球,采用LC-MC分析未参与反应的单体或交联剂的用量,并根据投料量,计算得到结构单元A、结构单元B和交联结构单元的摩尔比;对于交联混合碳四-马来酸酐共聚物微球,通过X射线荧光光谱分析,测定出聚合物中的碳和氧的含量;离心分离后的清液经气相色谱分析,测定剩余的马来酸酐、交联剂含量;并综合分析结果可计算出聚合物中结构单元A、结构单元B和交联结构单元之间的摩尔比。
3、共聚物微球粒径测试方法:共聚物微球粉末经真空喷金后,在日立公司的Hitachi S4800型场发射扫描电子显微镜上进行形貌观察,电镜照片中选取500个微球,测量其直径,用数学平均法计算出微球的平均粒径;
4、特性粘数:将约10g样品置于液氮中冷却10min。去除样品后立即用粉碎机粉碎,粉碎时间不超过30s。样品全部粉碎至1mm以下。利用粉碎颗粒,按照GB/T 14190-2017中规定的方法和溶剂使用乌氏黏度计进行测定。
5、聚酯样片截面的形貌以及不相容组分的分散情况:将试样用液氮浸泡15分钟后脆断,对断面进行喷金处理,再通过日立公司的Hitachi S4800型场发射扫描电子显微镜对材料断面进行表征,得到微观形貌照片;
6、TC、Tm和△Hm:采用差示扫描量热仪对材料的熔融过程和结晶过程进行分析。具体操作为:在氮气保护下,将5-10mg样品从20℃至300℃采用三段式升降温测量方法进行测量,以热流量的变化反映材料的熔融和结晶过程,根据GB/T 19466.3-2004计算结晶温度TC、熔融温度Tm和熔融焓△Hm;
7、拉伸性能:按GB/T 1040.3-2006中规定的方法并采用美国英斯特朗公司生产的INSTRON万能拉力机进行测定。
8、反射率:按照GB/T 3979-2008中规定的方法,采用美国Hunterlab ColorQuestXE分光测试仪,在D65光源条件下,通过积分球d/8°结构测试其反射率。反射率数据为400-700nm每隔10nm波长的反射率的加权平均值,权值对应D65光源的能量分布曲线。
聚酯:PET-1,特性粘数为0.66dL/g,玻璃化温度为79.1℃,结晶温度为188.9℃,熔点为259.1℃,购自中国石化仪征化纤有限责任公司;
聚酯:PET-2,特性粘数为0.84dL/g,玻璃化温度为68.2℃,结晶温度为171.5℃,熔点为255.1℃,购自华润化学材料科技股份有限公司;
聚酯:PET-3,特性粘数为0.76dL/g,玻璃化温度为74.4℃,结晶温度为178.5℃,熔点为257.3℃,购自浙江恒逸高新材料有限公司;
实施例以及对比例所用其他原料均为市售品。
制备例1
将马来酸酐430g、α-甲基苯乙烯520g、二乙烯基苯95g、偶氮二异丁腈9g溶于4.2L乙酸异戊酯中,氮气气氛下,于0.1MPa、70℃下反应5小时。反应后的体系经离心机在5000rad/min条件下离心分离30分钟,得到交联α-甲基苯乙烯/马来酸酐聚合物微球A1,正己烷洗涤纯化、真空干燥。其中,相对于100mol的马来酸酐,α-甲基苯乙烯的用量为99.4mol,二乙烯基苯的用量为16.6mol,引发剂的用量为1.2mol。
交联马来酸酐-α-甲基苯乙烯共聚物微球A1的交联度为81%,结构单元A、结构单元B和交联结构单元之间的摩尔比为100:101:25,共聚物微球的平均粒径为1180nm。
制备例2
将马来酸酐430g、α-甲基苯乙烯515g、二乙烯基苯106g、偶氮二异丁腈9g溶于4.2L乙酸异戊酯中,氮气气氛下,于0.1MPa、70℃下反应5小时。反应后的体系经离心机在5000rad/min条件下离心分离30分钟,得到交联α-甲基苯乙烯/马来酸酐聚合物微球A2,正己烷洗涤纯化、真空干燥。其中,相对于100mol的马来酸酐,α-甲基苯乙烯的用量为99.4mol,二乙烯基苯的用量为18.6mol,引发剂的用量为1.2mol。
交联马来酸酐-α-甲基苯乙烯共聚物微球A1的交联度为84%,结构单元A、结构单元B和交联结构单元之间的摩尔比为100:101:28,共聚物微球的平均粒径为920nm。
制备例3
将马来酸酐1105g、α-甲基苯乙烯1255g、二乙烯基苯225g、偶氮二异丁腈26g溶于10L乙酸异戊酯中,氮气气氛下,于0.1MPa、70℃下反应5小时。反应后的体系经离心机在5000rad/min条件下离心分离30分钟,得到交联α-甲基苯乙烯/马来酸酐聚合物微球A3,正己烷洗涤纯化、真空干燥。其中,相对于100mol的马来酸酐,α-甲基苯乙烯的用量为94.2mol,二乙烯基苯的用量为15.3mol,引发剂的用量为1.4mol。
交联马来酸酐-α-甲基苯乙烯共聚物微球A1的交联度为72%,结构单元A、结构单元B和交联结构单元之间的摩尔比为100:102:24,共聚物微球的平均粒径为1480nm。
制备例4
混合丁烯气体组成为:反2-丁烯,40.83重量%;顺2-丁烯,18.18重量%;正丁烷,24.29重量%;正丁烯,9.52重量%;异丁烯,2.78重量%;其它,4.4重量%。将计量好的混合丁烯(马来酸酐与混合烯烃中有效组分(端烯烃)的摩尔比为1:1)通入1L含有浓度为1mol/L的马来酸酐、0.05mol/L的偶氮二异丁氰、0.2mol/L的二乙烯基苯的处于氮气气氛下的乙酸异戊酯溶液中,氮气冲压至0.5MPa的相对压力下,体系于70℃反应6小时。反应后的体系经离心机在5000rad/min条件下离心分离30分钟,得到交联混合丁烯/马来酸酐聚合物微球A4,正己烷洗涤纯化、真空干燥。其中,相对于100mol的马来酸酐,混合丁烯(有效组分)的用量为100mol,二乙烯基苯的用量为20mol,引发剂的用量为5mol。
交联混合碳四-马来酸酐共聚物微球A4的交联度为76%,结构单元A、结构单元B和交联结构单元之间的摩尔比为100:100:25,共聚物微球的平均粒径为1100nm。
制备例5
按照制备例1的方法制备离聚物微球,不同的是,二乙烯基苯的用量为190g,得到交联α-甲基苯乙烯/马来酸酐聚合物微球A5。其中,相对于100mol的马来酸酐,α-甲基苯乙烯的用量为99.4mol,二乙烯基苯的用量为33.3mol,引发剂的用量为1.2mol。
交联马来酸酐-α-甲基苯乙烯共聚物微球A5的交联度为88%,结构单元A、结构单元B和交联结构单元之间的摩尔比为100:101:31,共聚物微球的平均粒径为420nm。
实施例1
聚酯组合物的制备
将100份PET-1在140℃干燥5h,与25份交联马来酸酐共聚物微球A1、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。将聚酯组合物在265℃下熔融并压片,样片厚140-180μm。图1是聚酯组合物样片截面的SEM照片。由图1可以看出交联马来酸酐共聚物微球粒径均一,在聚酯基体中分布均匀。
实施例2
聚酯组合物的制备
将100份PET-1在140℃干燥5h,与11份交联马来酸酐共聚物微球A1、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
实施例3
聚酯组合物的制备
将100份PET-2在140℃干燥5h,与43份交联马来酸酐共聚物微球A1、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
实施例4
聚酯组合物的制备
将100份PET-3在140℃干燥5h,与25份交联马来酸酐共聚物微球A2、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
实施例5
聚酯组合物的制备
将100份PET-3在140℃干燥5h,与25份交联马来酸酐共聚物微球A3、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
实施例6
聚酯组合物的制备
将100份PET-1在140℃干燥5h,与25份交联马来酸酐共聚物微球A4、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
实施例7
聚酯组合物的制备
将100份PET-1在140℃干燥5h,与54份交联马来酸酐共聚物微球A1、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
对比例1
聚酯组合物的制备
将100份PET-1在140℃干燥5h,与5份交联马来酸酐共聚物微球A1、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
对比例2
将100份PET-1在140℃干燥5h,与25份纳米CaCO3粉末(上海缘江化工有限公司,10000目)、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。将聚酯组合物在265℃下熔融并压片,样片厚度为140-180μm。图2是聚酯组合物样片截面的SEM照片。由图2可以看出,无机粉末分布不均匀,且出现明显团聚。
对比例3
将100份PET-1在140℃干燥5h,与25份纳米BaSO4粉末(萨哈利本Blanc FixeMicro,有机包覆,d50=0.7μm)、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。将聚酯组合物在265℃下熔融并压片,样片厚度为140-180μm。图3是聚酯组合物样片截面的SEM照片。由图3可以看出,无机粉末分布不均匀,且出现明显团聚。
对比例4
将100份PET-1在140℃干燥5h,与75份交联马来酸酐共聚物微球A1、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
对比例5
将100份PET-1在140℃干燥5h,与25份马来酸酐共聚物微球A5、1份抗氧化剂、0.2份热稳定剂磷酸三甲酯在高速搅拌机内进行共混,其中抗氧化剂选用的是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧化剂1076)与(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯,二者的重量比为2:1。
将混合均匀后的粒料加入到双螺杆挤出机中进行造粒,双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为220℃、240℃、265℃、260℃,螺杆的转速为150r/min,造粒得到本发明的聚酯组合物。将聚酯组合物在140℃下烘干12h后测试聚酯组合物的性能,性能结果见表1。
表1
由表1可以看出,本发明提供的聚酯组合物与聚酯之间的熔融焓之差(△HmPET与△Hm组合物之差)满足本发明的范围,表明本发明提供的组合物能够在不使用任何偶联剂、分散剂和相容剂的情况下,提高了马来酸酐共聚物微球在基体树脂中分散的均匀性,由此使得聚酯组合物能够满足反射膜拉伸倍率以及反射率的要求。
测试例
将实施例以及对比例的聚酯组合物使用长径比大于40的单螺杆挤出机在275℃下熔融后,经单层T字型模头挤出单层厚片,经过通有温度为20℃冷水的辊筒冷却至30-60℃,制成聚酯流延片。流延片在80-180℃下预热后,经2-5倍单轴拉伸得到聚酯薄膜,该聚酯薄膜进入电热通道热定型区,热定型温度为100-200℃,经过热定型区的聚酯薄膜在60-80℃冷却,最后得到平均厚度为0.1-0.3mm的白色反射聚酯薄膜。
表2
项目 | 反射率(%) |
实施例1 | 97.3 |
实施例2 | 96.8 |
实施例3 | 96.9 |
实施例4 | 96.8 |
实施例5 | 96.7 |
实施例6 | 96.6 |
实施例7 | 96.5 |
对比例1 | 95.1 |
对比例2 | 95.3 |
对比例3 | 95.4 |
对比例4 | 95.5 |
对比例5 | 95.6 |
由表2可以看出,由本发明的聚酯组合物制得的光反射膜的反射率均大于96%,表明光反射膜在使用过程中不会出现四周暗影的问题,能够降低光损耗,显示出优异的光反射性能。由此制得的光反射膜能够用于超薄直下式背光模组。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种聚酯组合物,其特征在于,所述组合物包括:
聚酯100重量份;
交联马来酸酐共聚物微球8-55重量份;
助剂0.1-15重量份;
所述交联马来酸酐共聚物微球的交联度≥65%,平均粒径为500-2000nm。
2.根据权利要求1所述的聚酯组合物,其中,所述组合物包括:
聚酯100重量份;
交联马来酸酐共聚物微球10-48重量份;
助剂0.3-12重量份;
优选地,所述交联马来酸酐共聚物微球的交联度≥70%;
优选地,所述交联马来酸酐共聚物微球的平均粒径为800-1700nm。
3.根据权利要求1或2所述的聚酯组合物,其中,所述聚酯的熔融焓为△HmPET,所述聚酯组合物的熔融焓为△Hm组合物;
其中,△HmPET与△Hm组合物之差为8-28J/g,优选为10-25J/g。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚酯组合物,其中,所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少一种,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯;
优选地,在25℃条件下,所述聚酯的特性粘度为0.62-0.88dL/g;
优选地,所述聚酯的玻璃化温度为65-85℃;
优选地,所述聚酯的熔点为240-265℃;
优选地,所述聚酯的结晶温度为168-192℃。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的聚酯组合物,其中,所述聚酯组合物还包括选自下列组分中的至少一种:聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、环状烯烃共聚物、聚甲基丙烯酸、有机硅树脂、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种有机颗粒。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的聚酯组合物,其中,所述助剂包括抗氧化剂、热稳定剂、抗静电剂、抗水解剂、成核剂、阻燃剂和紫外线吸收剂中的至少一种。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的聚酯组合物,其中,所述抗氧化剂选自选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、丙酸十八醇酯和烷基化多酚中的至少一种;
优选地,所述热稳定剂为磷系热稳定剂,优选选自磷酸三甲酯、磷酸三苯酯和三乙基磷酸酯中的至少一种;
优选地,所述抗静电剂选自乙氧基化烷基胺、四烷基铵盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、聚醚酯酰胺、聚醚酰胺酰亚胺和甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物中的至少一种;
优选地,所述抗水解剂选自碳化二亚胺类,优选选自二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺和聚碳化二亚胺中的至少一种;
优选地,所述成核剂选自无机盐类成核剂、有机酸盐类成核剂、离子键聚合物类成核剂和聚酯低聚物的碱金属盐类成核剂中的至少一种;
优选地,所述阻燃剂选自溴系有机阻燃剂和/或无机阻燃剂;
优选地,所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸甲酯、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的聚酯组合物,其中,所述抗氧化剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯;
或者,所述抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯;
优选地,所述四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯或所述β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与所述(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯的重量比为1-3:1。
11.根据权利要求10所述的聚酯组合物,其中,相对于100mol的马来酸酐,所述共聚单体M的用量为50-150mol;所述引发剂的用量为0.05-10mol;所述交联剂的用量为5-30mol;
优选地,对于100mol的马来酸酐,所述共聚单体M的用量为75-100mol;所述引发剂的用量为0.8-1.5mol;所述交联剂的用量为10-20mol。
12.根据权利要求10或11所述的聚酯组合物,其中,所述有机溶剂包括有机酸烷基酯;
优选地,所述引发剂选自选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化二碳酸二环己基酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种;
优选地,所述交联剂选自二乙烯基苯和/或含有至少两个丙烯酸酯类基团的丙烯酸酯类交联剂;
更优选地,所述丙烯酸酯类基团的结构式为:-O-C(O)-C(R’)=CH2,R’为H或C1-C4的烷基。
13.根据权利要求10-12中任意一项所述的聚酯组合物,其中,所述交联剂选自二乙烯基苯、丙二醇类双丙烯酸酯、丙二醇类双甲基丙烯酸酯、乙二醇类双丙烯酸酯、乙二醇类双甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二缩季戊四醇五丙烯酸酯、二缩季戊四醇六丙烯酸酯和乙氧基化多官能度丙烯酸酯中的至少一种;
优选地,所述交联剂为二乙烯基苯。
14.根据权利要求10-13中任意一项所述的聚酯组合物,其中,所述第一反应的条件包括:在惰性气氛的存在下进行所述反应,反应温度为50-90℃,反应时间为3-15h,反应压力为0.1-1MPa。
15.根据权利要求1-14中任意一项所述的聚酯组合物,其中,所述组合物中不含有分散剂、相容剂和偶联剂。
16.权利要求1-15中任意一项所述的聚酯组合物在白色反射膜中的应用。
17.一种权利要求1-15中任意一项所述的聚酯组合物的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)将聚酯、交联马来酸酐共聚物微球和助剂进行混合,得到混合物;
(2)将所述混合物在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、切粒、烘干,得到所述聚酯组合物。
18.根据权利要求17所述的制备方法,其中,所述双螺杆挤出机的转速为80-300r/min;
优选地,所述双螺杆挤出机的进料段、熔融段、均化段和模头的温度分别为200-230℃、240-260℃、255-275℃、250-270℃。
19.一种白色反射膜,其特征在于,所述白色反射膜由权利要求1-15中任意一项所述的聚酯组合物制得。
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