CN117002124A - 一种高模量高透明bopet涂布基膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高模量高透明BOPET涂布基膜，由上表层、下表层和芯层构成，其特征在于，所述芯层为支撑层，其原料按重量百分比计，含有5.0～10.0％的高模母料，余量为超亮光聚酯切片；所述上表层和下表层为抗粘层，其原料按重量百分比计，含有3.0～5.0％的抗粘母料，余量为超亮光聚酯切片。本发明还公开了上述高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法。本发明制备的BOPET涂布基膜性能稳定，膜面平整、模量高、透明度高，表面粗糙度低，涂覆性好，耐温性好，可用于下游精密涂布领域。

Description

一种高模量高透明BOPET涂布基膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及BOPET薄膜技术领域，尤其涉及一种高模量高透明BOPET涂布基膜及其制备方法。
背景技术
BOPET薄膜是一种性能比较全面的包装薄膜。其透明性好，有光泽，具有良好的气密性和保香性。BOPET薄膜的机械性能优良，其强韧性是所有热塑性塑料中最好的，抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜高得多；且挺力好，尺寸稳定，适于印刷、纸袋等二次加工。BOPET薄膜还具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性。
近年来，中国BOPET薄膜产业发展迅速，特别是BOPET涂布型功能膜发展及应用不断扩展，产品附加值高，在电子、光电等领域广泛应用。然而，普通BOPET薄膜的雾度一般都在1.5％以上，透明性不好，且薄膜涂布后需经过高温烘箱，而常规BOPET薄膜的模量偏低，出烘箱后薄膜收卷起皱，不适用于高端BOPET涂布领域。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高模量高透明BOPET涂布基膜及其制备方法，制备的薄膜性能稳定，膜面平整、透明度高，弹性模量高，耐温性好。
本发明提出的一种高模量高透明BOPET涂布基膜，由上表层、下表层和芯层构成，所述芯层为支撑层，其原料按重量百分比计，含有5.0～10.0％的高模母料，余量为超亮光聚酯切片；所述上表层和下表层为抗粘层，其原料按重量百分比计，含有3.0～5.0％的抗粘母料，余量为超亮光聚酯切片；其中，上表层和下表层的原料组分含量可以相同或者不同；
所述抗粘母料的有效成分为球形硫酸钡粒子；所述球形硫酸钡粒子的平均粒径为1.5～2.0μm；所述球形硫酸钡粒子的折光指数为1.56～1.58；
所述高模母料的原料按重量百分比计，含有1.0～2.0％滑石粉、0.5～1.0％羧酸钾盐、0.5～1.0％液晶聚合物、0.1～0.5％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
优选地，所述滑石粉的粒径50～200nm。
优选地，所述羧酸钾盐为环羧丙基油酸钾、哌嗪～1,4～双二硫代羧酸钾盐、2,2～二甲基～1,3～二氧戊环～4～羧酸钾中的至少一种。
优选地，所述的液晶聚合物为美国杜邦LCP 6130LWT010。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂或其组合。
优选地，所述抗粘母料中球形硫酸钡粒子的含量为8000～10000ppm。
优选地，所述超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，b值为0.8～1.0，L值为80～82。其中b值、L值是按照GB/T 14190-2017中5.5.1的方法测试。
优选地，所述上、下表层的厚度各占薄膜总厚度的13～15％。其中，上表层、下表层的厚度可以相同或者不同。
一种所述的高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法，包括下述步骤：
S1、分别将上表层、下表层的原料加入两台不同的挤出机中，经熔融挤出制成上表层熔体和下表层熔体；将芯层的原料加入挤出机中，经熔融挤出制成芯层熔体；将上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体在三层结构模头的挤出机中汇合挤出得到膜片；
S2、将所述膜片经冷辊冷却，得铸片；
S3、将所述铸片进行纵向拉伸；所述纵向拉伸的具体步骤依次包括：一次预热、一次拉伸、一次冷却、二次预热、二次拉伸、二次冷却；
S4、将纵向拉伸后的薄膜进行横向拉伸，即得高模量高透明BOPET涂布基膜，其中横向拉伸的具体步骤依次包括：预热、拉伸、定型、冷却。
S1中，上表层、下表层的原料挤出的温度可以相同或者不同。
优选地，S3中，纵向拉伸的一次预热和二次预热的温度为50～85℃，一次拉伸和二次拉伸的温度为75～80℃，一次拉伸的倍率为1.5～1.8倍，二次拉伸的倍率为2.0～2.2倍，一次拉伸的拉伸间隙为78～80mm，二次拉伸的拉伸间隙为280～300mm。其中，一次预热和二次预热的温度可以相同或者不同，一次拉伸和二次拉伸的温度可以相同或者不同。
优选地，S4中，横向拉伸的预热温度为85～95℃，拉伸温度为100～115℃，定型温度为190～225℃，拉伸倍率3.8-4.2。
本发明的有益效果如下：
本发明提出了一种高模量高透明BOPET涂布基膜，其上、下表层原料中的超亮光聚酯切片，切片透明度高，光学性能优异；抗粘母料的有效成分为粒径为1.5～2.0μm的球形硫酸钡抗粘粒子，其与聚酯切片亲和力高，在薄膜表层不易脱落，且与聚酯切片的折光指数(25℃，1.57)相近，不影响薄膜的光学性能，在有效降低雾度的情况下，既可保证正常收放卷，又可降低薄膜表面粗糙度。芯层原料中的高模母料，有效成分中的滑石粉、羧酸钾盐，二者协同互补，起到成核剂的作用，提高成核密度、结晶速率、晶粒大小、分布均匀性等；液晶聚合物可以在薄膜中形成网状结构，亦可增加薄膜的强度及模量，最终有效提高薄膜的弹性模量至5500MPa以上，防止薄膜在涂布工艺中出烘箱后薄膜收卷起皱。本发明制备的BOPET涂布基膜性能稳定，膜面平整、透明度高，表面粗糙度低，涂覆性好，弹性模量高，可用于下游精密涂布领域。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高模量高透明BOPET涂布基膜，由上表层、下表层和芯层构成，所述芯层为支撑层，其原料按重量百分比计，含有5.0％的高模母料，余量为超亮光聚酯切片；所述上表层和下表层为抗粘层，其原料按重量百分比计，含有3.0％的抗粘母料，余量为超亮光聚酯切片；
所述抗粘母料的有效成分为球形硫酸钡粒子，球形硫酸钡粒子的平均粒径为1.5μm，折光指数为1.56，抗粘母料中球形硫酸钡粒子的含量为9000ppm；
所述高模母料的原料按重量百分比计，含有1.0％滑石粉、0.5％羧酸钾盐、0.5％液晶聚合物、0.1％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
滑石粉的粒径为50nm，羧酸钾盐为环羧丙基油酸钾，抗氧剂为受阻酚抗氧剂，液晶聚合物为美国杜邦LCP 6130LWT010。超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，b值为0.8～1.0，L值为80～82。
上表层的厚度占薄膜总厚度的15％，下表层的厚度占薄膜总厚度的15％。
一种所述的高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法，包括下述步骤：
S1、分别将上表层、下表层的原料加入两台不同的挤出机中，经熔融挤出制成上表层熔体和下表层熔体，上表层、下表层的原料挤出的温度为260～280℃；将芯层的原料加入挤出机中，经熔融挤出制成芯层熔体，芯层的原料挤出的温度为255～275℃；将上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体在三层结构模头的挤出机中汇合挤出得到膜片，汇合挤出的温度为275℃；
S2、将所述膜片经冷辊冷却，冷却温度为30℃，得铸片；
S3、将所述铸片进行纵向拉伸；纵向拉伸的具体步骤依次包括：于85～95℃下一次预热、于75℃下一次拉伸，一次拉伸的倍率为1.5倍、一次冷却、于85～95℃下二次预热、于75℃下二次拉伸，二次拉伸的倍率为2.0倍、二次冷却；其中一次拉伸的拉伸间隙为78mm，二次拉伸的拉伸间隙为280mm；一次冷却和二次冷却的温度为25℃；
S4、将纵向拉伸后的薄膜进行横向拉伸，即得高模量高透明BOPET涂布基膜，横向拉伸的具体步骤依次包括：预热、拉伸、定型、冷却，其中预热温度为85～95℃，拉伸温度为100～115℃，定型温度为190～225℃，冷却温度为25℃，横向拉伸的倍率3.8。
实施例2
一种高模量高透明BOPET涂布基膜，由上表层、下表层和芯层构成，所述芯层为支撑层，其原料按重量百分比计，含有7.0％的高模母料，余量为超亮光聚酯切片；所述上表层和下表层为抗粘层，其原料按重量百分比计，含有4.0％的抗粘母料，余量为超亮光聚酯切片；
所述抗粘母料的有效成分为球形硫酸钡粒子，球形硫酸钡粒子的平均粒径为1.8μm，折光指数为1.57，抗粘母料中球形硫酸钡粒子的含量为9000ppm；
所述高模母料的原料按重量百分比计，含有1.5％滑石粉、0.7％羧酸钾盐、0.7％液晶聚合物、0.3％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
滑石粉的粒径为100nm，羧酸钾盐为哌嗪～1,4～双二硫代羧酸钾盐，抗氧剂为受阻酚抗氧剂，液晶聚合物为美国杜邦LCP 6130LWT010。超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，b值为0.8～1.0，L值为80～82。
上表层的厚度占薄膜总厚度的14％，下表层的厚度占薄膜总厚度的14％。
一种所述的高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法，包括下述步骤：
S1、分别将上表层、下表层的原料加入两台不同的挤出机中，经熔融挤出制成上表层熔体和下表层熔体，上表层、下表层的原料挤出的温度为260～280℃；将芯层的原料加入挤出机中，经熔融挤出制成芯层熔体，芯层的原料挤出的温度为255～275℃；将上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体在三层结构模头的挤出机中汇合挤出得到膜片，汇合挤出的温度为275℃；
S2、将所述膜片经冷辊冷却，冷却温度为30℃，得铸片；
S3、将所述铸片进行纵向拉伸；纵向拉伸的具体步骤依次包括：于85～95℃下一次预热、于78℃下一次拉伸，一次拉伸的倍率为1.6倍、一次冷却、于85～95℃下二次预热、于78℃下二次拉伸，二次拉伸的倍率为2.1倍、二次冷却；其中一次拉伸的拉伸间隙是79mm，二次拉伸的拉伸间隙290mm；一次冷却和二次冷却的温度为25℃；
S4、将纵向拉伸后的薄膜进行横向拉伸，即得高模量高透明BOPET涂布基膜，横向拉伸的具体步骤依次包括：预热、拉伸、定型、冷却，其中预热温度为85～95℃，拉伸温度为100～115℃，定型温度为190～225℃，冷却温度为25℃，拉伸倍率为4.0。
实施例3
一种高模量高透明BOPET涂布基膜，由上表层、下表层和芯层构成，所述芯层为支撑层，其原料按重量百分比计，含有10.0％的高模母料，余量为超亮光聚酯切片；所述上表层和下表层为抗粘层，其原料按重量百分比计，含有5.0％的抗粘母料，余量为超亮光聚酯切片；
所述抗粘母料的有效成分为球形硫酸钡粒子，球形硫酸钡粒子的平均粒径为2μm，折光指数为1.58，抗粘母料中球形硫酸钡粒子的含量为9000ppm；
所述高模母料的原料按重量百分比计，含有2.0％滑石粉、1.0％羧酸钾盐、1.0％液晶聚合物、0.5％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
滑石粉的粒径为200nm，羧酸钾盐为2,2～二甲基～1,3～二氧戊环～4～羧酸钾，抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂，液晶聚合物为美国杜邦LCP 6130LWT010。超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，b值为0.8～1.0，L值为80～82。
上表层的厚度占薄膜总厚度的13％，下表层的厚度占薄膜总厚度的13％。
一种所述的高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法，包括下述步骤：
S1、分别将上表层、下表层的原料加入两台不同的挤出机中，经熔融挤出制成上表层熔体和下表层熔体，上表层、下表层的原料挤出的温度260～280℃；将芯层的原料加入挤出机中，经熔融挤出制成芯层熔体，芯层的原料挤出的温度255～275℃；将上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体在三层结构模头的挤出机中汇合挤出得到膜片，汇合挤出的温度为275℃；
S2、将所述膜片经冷辊冷却，冷却温度为30℃，得铸片；
S3、将所述铸片进行纵向拉伸；纵向拉伸的具体步骤依次包括：于85～95℃下一次预热、于78℃下一次拉伸，一次拉伸的倍率为1.6倍、一次冷却、于85～95℃下二次预热、于78℃下二次拉伸，二次拉伸的倍率为2.1倍、二次冷却；其中一次拉伸的拉伸间隙为80mm，二次拉伸的拉伸间隙为300mm；一次冷却和二次冷却的温度为25℃；
S4、将纵向拉伸后的薄膜进行横向拉伸，即得高模量高透明BOPET涂布基膜，横向拉伸的具体步骤依次包括：预热、拉伸、定型、冷却，其中预热温度为85～95℃，拉伸温度为100～115℃，定型温度为190～225℃，冷却温度为25℃，拉伸倍率4.2。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅为：高模母料的组分不同，对比例1的高模母料的原料按重量百分比计，含有0.5％羧酸钾盐、0.5％液晶聚合物、0.1％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
羧酸钾盐为环羧丙基油酸钾，抗氧剂为受阻酚抗氧剂，液晶聚合物为美国杜邦LCP6130LWT010。超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，b值为0.8～1.0，L值为80～82。
对比例2
对比例2与实施例1的区别仅为：高模母料的组分不同，对比例2的高模母料的原料按重量百分比计，含有1.0％滑石粉、0.5％液晶聚合物、0.1％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
滑石粉的粒径为50nm，抗氧剂为受阻酚抗氧剂，液晶聚合物为美国杜邦LCP6130LWT010。超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，b值为0.8～1.0，L值为80～82。
对比例3
对比例3与实施例1的区别仅为：高模母料的组分不同，对比例3的高模母料的原料按重量百分比计，含有1.0％滑石粉、0.5％羧酸钾盐、0.1％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
滑石粉的粒径为50nm，羧酸钾盐为环羧丙基油酸钾，抗氧剂为受阻酚抗氧剂。超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，b值为0.8～1.0，L值为80～82。
对比例4
对比例4与实施例1的区别仅为：抗粘母料的组分不同，对比例4的抗粘母料的有效成分为不规则二氧化硅粒子，不规则二氧化硅粒子的平均粒径为3μm，不规则二氧化硅粒子的有效含量为9000ppmm。
对比例5
对比例5与实施例1的区别仅为：在基膜的制备方法中，S3的纵向拉伸工艺不同。具体如下：
一种BOPET涂布基膜，由上表层、下表层和芯层构成，所述芯层为支撑层，其原料按重量百分比计，含有5.0％的高模母料，余量为超亮光聚酯切片；所述上表层和下表层为抗粘层，其原料按重量百分比计，含有3.0％的抗粘母料，余量为超亮光聚酯切片；
所述抗粘母料的有效成分为球形硫酸钡粒子，球形硫酸钡粒子的平均粒径为1.5μm，折光指数为1.56，抗粘母料中球形硫酸钡粒子的含量为9000ppm；
所述高模母料的原料按重量百分比计，含有1.0％滑石粉、0.5％羧酸钾盐、0.5％液晶聚合物、0.1％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
滑石粉的粒径为50nm，羧酸钾盐为环羧丙基油酸钾，抗氧剂为受阻酚抗氧剂，液晶聚合物为美国杜邦LCP 6130LWT010。超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，b值为0.8～1.0，L值为80～82。
上表层的厚度占薄膜总厚度的15％，下表层的厚度占薄膜总厚度的15％。
一种所述的高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法，包括下述步骤：
S1、分别将上表层、下表层的原料加入两台不同的挤出机中，经熔融挤出制成上表层熔体和下表层熔体，上表层、下表层的原料挤出的温度为260～280℃；将芯层的原料加入挤出机中，经熔融挤出制成芯层熔体，芯层的原料挤出的温度为255～275℃；将上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体在三层结构模头的挤出机中汇合挤出得到膜片，汇合挤出的温度为275℃；
S2、将所述膜片经冷辊冷却，冷却温度为30℃，得铸片；
S3、将所述铸片进行纵向拉伸；纵向拉伸的具体步骤依次包括：于90℃下预热、于105℃下拉伸，拉伸的倍率为3.8倍、于25℃下冷却；其中拉伸间隙为300mm；
S4、将纵向拉伸后的薄膜进行横向拉伸，即得高模量高透明BOPET涂布基膜，横向拉伸的具体步骤依次包括：预热、拉伸、定型、冷却，其中预热温度为85～95℃，拉伸温度为100～115℃，定型温度为190～225℃，冷却温度为25℃，横向拉伸的倍率3.8。
试验例
将实施例1～3及对比例1～5制得的基膜试样进行对比试验，检测结果如表1和表2所示：
表1实施例1～3的主要物性指标
表2对比例1～5的主要物性指标
从表1和表2的数据对比可以看出，本发明使用有效成分为球形硫酸钡抗粘粒子的抗粘母料，提高了薄膜的光学性能及降低表面粗糙度，另外芯层添加高模母料，配合纵拉拉伸工艺的调整，有效提高薄膜的弹性模量，提高了薄膜的耐温性及下游涂布加工性等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高模量高透明BOPET涂布基膜，由上表层、下表层和芯层构成，其特征在于，所述芯层为支撑层，其原料按重量百分比计，含有5.0～10.0％的高模母料，余量为超亮光聚酯切片；所述上表层和下表层为抗粘层，其原料按重量百分比计，含有3.0～5.0％的抗粘母料，余量为超亮光聚酯切片；
所述抗粘母料的有效成分为球形硫酸钡粒子；所述球形硫酸钡粒子的平均粒径为1.5～2.0μm；所述球形硫酸钡粒子的折光指数为1.56～1.58；
所述高模母料的原料按重量百分比计，含有1.0～2.0％滑石粉、0.5～1.0％羧酸钾盐、0.5～1.0％液晶聚合物、0.1～0.5％抗氧剂，余量为超亮光聚酯切片。
2.根据权利要求1所述的高模量高透明BOPET涂布基膜，其特征在于，所述滑石粉的粒径50～200nm。
3.根据权利要求1所述的高模量高透明BOPET涂布基膜，其特征在于，所述羧酸钾盐为环羧丙基油酸钾、哌嗪～1,4～双二硫代羧酸钾盐、2,2～二甲基～1,3～二氧戊环～4～羧酸钾中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高模量高透明BOPET涂布基膜，其特征在于，所述的液晶聚合物为美国杜邦LCP 6130LWT010。
5.根据权利要求1所述的高模量高透明BOPET涂布基膜，其特征在于，所述抗粘母料中球形硫酸钡粒子的含量为8000～10000ppm。
6.根据权利要求1所述的高模量高透明BOPET涂布基膜，其特征在于，所述超亮光聚酯切片的粘度为0.66～0.68dl/g，B值为0.8～1.0，L值为80～82。
7.根据权利要求1所述的高模量高透明BOPET涂布基膜，其特征在于，所述上、下表层的厚度各占薄膜总厚度的13～15％。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、分别将上表层、下表层的原料加入两台不同的挤出机中，经熔融挤出制成上表层熔体和下表层熔体；将芯层的原料加入挤出机中，经熔融挤出制成芯层熔体；将上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体在三层结构模头的挤出机中汇合挤出得到膜片；
S2、将所述膜片经冷辊冷却，得铸片；
S3、将所述铸片进行纵向拉伸；所述纵向拉伸的具体步骤依次包括：一次预热、一次拉伸、一次冷却、二次预热、二次拉伸、二次冷却；
S4、将纵向拉伸后的薄膜进行横向拉伸，即得高模量高透明BOPET涂布基膜，其中横向拉伸的具体步骤依次包括：预热、拉伸、定型、冷却。
9.根据权利要求8所述的高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法，其特征在于，S3中，纵向拉伸的一次预热和二次预热的温度为50～85℃，一次拉伸和二次拉伸的温度为75～80℃，一次拉伸的倍率为1.5～1.8倍，二次拉伸的倍率为2.0～2.2倍，一次拉伸的拉伸间隙是78～80mm，二次拉伸的拉伸间隙280～300mm。
10.根据权利要求8或9所述的高模量高透明BOPET涂布基膜的制备方法，其特征在于，S4中，横向拉伸的预热温度为85～95℃，拉伸温度为100～115℃，定型温度为190～225℃，拉伸倍率为3.8～4.2。
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