CN1631651A - 一种彩色阻燃聚酯薄膜及其生产方法 - Google Patents

一种彩色阻燃聚酯薄膜及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种阻燃聚酯薄膜，特别涉及一种彩色阻燃聚酯薄膜及其生产方法，该彩色阻燃聚酯薄膜包括(1)阻燃聚酯切片，(2)有光聚酯切片，(3)色母料，(4)添加剂，其各组分的含量(重量百分比)为：阻燃聚酯切片70～95％；有光聚酯切片0～25％；色母料0.5～3％；添加剂切片1～10％；其制备方法包括以下步骤：(1)将阻燃聚酯切片、有光聚酯切片、色母料和添加剂混合、干燥；(2)将干燥切片熔融挤出，熔体在铸片辊上冷却成厚片；(3)将冷却成的厚片预热后，纵向拉伸3.0～4.0倍；(4)将纵向拉伸后的膜片预热后，横向拉伸3.0～4.0倍；(5)将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收卷，得到氧指数大于32％的彩色阻燃聚酯薄膜，采用该方法生产的彩色阻燃聚酯薄膜厚度公差小，表观平整，热稳定性好，机械强度满足使用要求。

Description

一种彩色阻燃聚酯薄膜及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃聚酯薄膜，特别涉及一种彩色阻燃聚酯薄膜及其生产方法。
技术背景
聚酯薄膜由于优良的理化性能，被广泛用作柔性印刷电路版用基材。对于低温红外辐射加热器用基材来说，其对聚酯薄膜的要求，除了物理机械性能与柔性印刷电路版的要求相同外，还对聚酯薄膜的阻燃性能提出了一定的要求。如美国专利US4,311,749公开了一种印刷电路版用聚酯薄膜，该聚酯薄膜具有一定的阻燃性能，但该聚酯薄膜是通过对聚酯薄膜的表面进行处理，涂布上阻燃物质使其具有阻燃性能，该种薄膜存在其表面处理层容易磨损，阻燃性能逐渐变差的缺点。
目前，彩色聚酯薄膜大部分都是用染色法生产的，如美国专利US 2,833,613、US 2,938,811、US 3,034,847、US 3,958,934、US 4,065,259、US6,221,112公开了用涂布的方法在聚酯薄膜上涂布一层染料的分散液，然后在空气中干燥，得到彩色聚酯薄膜，该生产方法存在生产工艺比较复杂、能量消耗大等缺点。
发明内容
本发明的目的是，提供了一种彩色阻燃聚酯薄膜。
本发明的另一目的是，提供了彩色阻燃聚酯薄膜的生产方法，该方法解决了在染色法生产彩色聚酯薄膜中存在的生产过程复杂、颜色耐久性差、能耗高等缺点。
本发明的技术方案是：一种彩色阻燃聚酯薄膜，由阻燃聚酯切片、有光聚酯切片、色母料和添加剂组成，其各组分的含量(重量百分比)为：
        阻燃聚酯切片            70～95％
        有光聚酯切片            0～25％
        色母料                  0.5～3％
        添加剂                  1～10％
一种优选方案，其中所述的各组分的含量(重量百分比)为：
        阻燃聚酯切片            75～90％
        有光聚酯切片            5～20％
        色母料                  1～2％
        添加剂                  2～8％
一种优选方案，其中所述的阻燃聚酯切片为共聚磷系阻燃剂聚酯切片。
一种优选方案，其中所述的色母料为蓝色母料、绿色母料或红色母料，优选绿色母料。
一种优选方案，其中所述的添加剂为二氧化硅、高岭土、碳酸钙或二氧化钛，优选二氧化硅。
本发明的另一技术方案是，一种彩色阻燃聚酯薄膜的制备方法，其特征是，其制备方法包括以下步骤：
(1)将阻燃聚酯切片、有光聚酯切片、色母料和添加剂混合、干燥；
(2)将干燥切片熔融挤出，熔体在铸片辊上冷却成厚片；
(3)将冷却成的厚片预热后，纵向拉伸3.0～4.0倍；
(4)将纵向拉伸后的膜片预热后，横向拉伸3.0～4.0倍；
(5)将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收卷。
一种优选方案，其中所述的干燥温度为140℃～180℃。
一种优选方案，其中所述的干燥切片的熔融挤出温度为260℃～290℃。
一种优选方案，其中所述的薄膜热定型温度为210℃～240℃。
为了使聚酯薄膜具有一定的阻燃性能，公开的方法是通过对聚酯薄膜的表面进行处理，在其表面涂布上阻燃物质使其具有阻燃性能。本发明中，采用了阻燃聚酯切片，使生产的聚酯薄膜具有了阻燃性能，适合本发明的阻燃聚酯切片有磷酸酯类共聚型阻燃剂聚酯切片、磷酸酯类共混型阻燃剂聚酯切片、含卤磷酸酯类阻燃剂聚酯切片、有机卤化物阻燃剂聚酯切片等，优选磷酸酯类共聚型阻燃剂聚酯切片。
为了得到彩色聚酯薄膜，公开的方法是在聚酯薄膜上涂布一层染料的分散液，然后在空气中干燥，得到彩色聚酯薄膜。本发明中，通过色母料，使聚酯薄膜具有鲜艳的色彩，解决了以前染色法生产彩色聚酯薄膜，生产过程复杂、颜色耐久性差、能耗高等缺点。在本发明中，要求色母料能够耐290℃的加工温度，它可以是蓝色色母料、绿色色母料或红色色母料，优选主要成分为聚酯和酞青蓝、偶氮黄PY191、碳黑组成的绿色色母料。
本发明中，为了调整彩色阻燃聚酯薄膜的表面粗糙度，根据收卷情况，可以通过在配方中加入适量的添加剂来调整，适合本发明的添加剂可以是二氧化硅、高岭土、碳酸钙或二氧化钛，优选二氧化硅。
本发明中，为了提高彩色阻燃聚酯薄膜的强度，根据测试结果，可以通过在配方中加入适量的有光聚酯切片或高粘聚酯切片来调整，优选有光聚酯切片。
本发明的彩色阻燃聚酯薄膜由阻燃聚酯切片、有光聚酯切片、色母料和添加剂组成，其各组分的含量(重量百分比)为：
        阻燃聚酯切片            70～95％
        有光聚酯切片            0～25％
        色母料                  0.5～3％
        添加剂                  1～10％
适合本发明的一个优选配方为：
        阻燃聚酯切片            75～90％
        有光聚酯切片            5～20％
        色母料                  1～2％
        添加剂                  2～8％
目前，彩色聚酯薄膜大部分都是用染色法生产的，如美国专利US 2,833,613、US 2,938,811、US 3,034,847、US 3,958,934、US 4,065,259、US6,221,112中公开的生产方法，但是，这种生产方法存在生产工艺比较复杂、能量消耗大等缺点。
为了解决现有工艺中存在的缺点，本发明中的彩色阻燃聚酯薄膜的制备方法包括以下步骤：
(1)将阻燃聚酯切片、有光聚酯切片、色母料和添加剂混合、干燥；
(2)将干燥切片熔融挤出，熔体在铸片辊上冷却成厚片；
(3)将冷却成的厚片预热后，纵向拉伸3.0～4.0倍；
(4)将纵向拉伸后的膜片预热后，横向拉伸3.0～4.0倍；
(5)将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收卷。
在生产过程中，将阻燃聚酯切片、有光聚酯切片、色母料和添加剂按照配方中的比例加入到混料器中，混合均匀后，在140℃～180℃干燥；干燥切片经挤出机在260℃～290℃的温度下熔融挤出，聚酯熔体经模头流出到15℃～30℃的铸片辊上快速冷却成厚片；厚片进入纵向拉伸机，经预热辊预热、红外加热器加热后，在高于聚酯玻璃化温度的条件下纵向拉伸3.0～4.0倍，然后快速冷却；纵拉片进入横向拉伸机，经预热区在95℃～110℃下预热后，横向拉伸3.0～4.0倍，在210℃～240℃下热定型，冷却后经切边、测厚、中央分切、收卷，得到氧指数大于32的彩色阻燃聚酯薄膜。该彩色阻燃聚酯薄膜厚度公差小，薄膜表观平整，热稳定性好，机械强度满足使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
配方：
磷酸酯类共聚型阻燃聚酯切片                         90kg
(南京浩源聚酯切片厂)
有光聚酯切片(江苏仪征化纤厂)                       5kg
绿色色母料(广东新会彩艳化纤母料公司)               1.5kg
二氧化硅                                           3.5kg
操作：
将磷酸酯类共聚型阻燃聚酯切片90kg、有光聚酯切片5kg、绿色色母料1.5kg、二氧化硅添加剂3.5kg加入到混料器中，混合均匀后，在160℃结晶干燥；干燥切片经挤出机在270℃的温度下熔融挤出，聚酯熔体经模头流出到30℃的铸片辊上快速冷却成厚片；厚片进入纵向拉伸机，经预热辊预热、红外加热器加热后，在高于聚酯玻璃化温度的条件下纵向拉伸3.25倍，然后快速冷却；纵拉片进入横向拉伸机，经预热区在110℃下预热后，横向拉伸4倍，在230℃下热定型，冷却后经切边、测厚、中央分切、收卷，得到氧指数为37％的绿色阻燃聚酯薄膜，测其性能(见表一)。
表一：
  厚度(μm)   热定型温度(℃)       热收缩率％   拉伸强度MPa 断裂伸长率(％)
  纵向    横向   纵向   横向   纵向   横向
    75     230   1.50     0.19   164   179   106   128
氧指数：37％
实施例2
配方：
磷酸酯类共聚型阻燃聚酯切片                      76kg
(南京浩源聚酯切片厂)
有光聚酯切片(江苏仪征化纤厂)                    20kg
绿色色母料(广东新会彩艳化纤母料公司)             2kg
二氧化硅                                         2kg
操作：
将磷酸酯类共聚型阻燃聚酯切片76kg、有光聚酯切片20kg、绿色母料2kg、二氧化硅添加剂2kg加入到混料器中，混合均匀后，在140℃结晶干燥；干燥切片经挤出机在290℃的温度下熔融挤出，聚酯熔体经模头流出到20℃的铸片辊上快速冷却成厚片；厚片进入纵向拉伸机，经预热辊预热、红外加热器加热后，在高于聚酯玻璃化温度的条件下纵向拉伸3倍，然后快速冷却；纵拉片进入横向拉伸机，经预热区在110℃下预热后，横向拉伸3.4倍，在210℃下热定型，冷却后经切边、测厚、中央分切、收卷，得到氧指数为35％的绿色阻燃聚酯薄膜，测其性能(见表二)。
表二：
  厚度(μm) 纵拉比        热收缩率％   拉伸强度MPa 断裂伸长率(％)
    纵向    横向   纵向   横向   纵向   横向
  100     3.8     1.42     0.05   161   187   136   123
氧指数：35％
实施例3
配方：
磷酸酯类共聚型阻燃聚酯切片                      75kg
(南京浩源聚酯切片厂)
有光聚酯切片(江苏仪征化纤厂)                     16kg
绿色色母料(广东新会彩艳化纤母料公司)             1kg
碳酸钙                                           8kg
操作：
将磷酸酯类共聚型阻燃聚酯切片75kg、有光聚酯切片16kg、绿色母料1kg、碳酸钙添加剂8kg加入到混料器中，混合均匀后，在180℃结晶干燥；干燥切片经挤出机在260℃的温度下熔融挤出，聚酯熔体经模头流出到20℃的铸片辊上快速冷却成厚片；厚片进入纵向拉伸机，经预热辊预热、红外加热器加热后，在高于聚酯玻璃化温度的条件下纵向拉伸4倍，然后快速冷却；纵拉片进入横向拉伸机，经预热区在110℃下预热后，横向拉伸3倍，在240℃下热定型，冷却后经切边、测厚、中央分切、收卷，得到氧指数为34％的绿色阻燃聚酯薄膜，测其性能(见表三)。
表三：
厚度(μm) 纵拉比      热收缩率％   拉伸强度MPa      断裂伸长率％
   MD    TD  MD  TD    MD     TD
   90   3.3   2.34   0.52  174  182   124     120
氧指数：34％
实施例4：
含卤磷酸酯类阻燃剂聚酯切片                      81kg
(南京浩源聚酯切片厂)
有光聚酯切片(江苏仪征化纤厂)                    15kg
红色色母料(广东新会彩艳化纤母料公司)            2.5kg
二氧化钛                                        1.5kg
操作：
将含卤磷酸酯类阻燃剂聚酯切片81kg、有光聚酯切片15kg、红色母料2.5kg、二氧化钛添加剂1.5kg加入到混料器中，混合均匀后，在150℃结晶干燥；干燥切片经挤出机在265℃的温度下熔融挤出，聚酯熔体经模头流出到20℃的铸片辊上快速冷却成厚片；厚片进入纵向拉伸机，经预热辊预热、红外加热器加热后，在高于聚酯玻璃化温度的条件下纵向拉伸3.5倍，然后快速冷却；纵拉片进入横向拉伸机，经预热区在110℃下预热后，横向拉伸3.5倍，在220℃下热定型，冷却后经切边、测厚、中央分切、收卷，得到氧指数为33％的红色阻燃聚酯薄膜，测其性能(见表四)。
表四：
厚度(μm) 纵拉比   热收缩率％   拉伸强度MPa     断裂伸长率％
    MD     TD     MD     TD     MD     TD
    95     3.5     2.0     0.35     170     180     130     102
氧指数：35％
检测方法：
1.氧指数的测定
使用氧指数测定仪(型号：LFY-37，产地：山东纺织科学研究院仪器研究所)，按GB/T2406-1993塑料燃烧性能测试方法氧指数法进行测定。
2.拉伸强度、断裂伸长率的测定
按GB/T12683-1990片基与胶片拉伸强度测定方法测定。其中：样品宽15mm，夹具间距100mm，测量车速350mm/min。
3.热收缩的测定
按GB/T13541-1992第22章规定方法进行测试，测试条件：150℃，30min。

Claims (11)

1.一种彩色阻燃聚酯薄膜，由阻燃聚酯切片、有光聚酯切片、色母料和添加剂组成，其各组分的含量(重量百分比)为：
        阻燃聚酯切片          70～95％
        有光聚酯切片          0～25％
        色母料                0.5～3％
        添加剂                1～10％
2.根据权利要求1所述的彩色阻燃聚酯薄膜，其特征在于，其中所述的各组分的含量(重量百分比)为：
        阻燃聚酯切片          75～90％
        有光聚酯切片          5～20％
        色母料                1～2％
        添加剂                2～8％
3.根据权利要求1或2所述的彩色阻燃聚酯薄膜，其特征在于，其中所述的阻燃聚酯切片为共聚磷系阻燃剂聚酯切片。
4.根据权利要求1或2所述的彩色阻燃聚酯薄膜，其特征在于，其中所述的色母料为蓝色母料、绿色母料或红色母料。
5.根据权利要求4所述的彩色阻燃聚酯薄膜，其特征在于，其中所述的色母料为绿色母料。
6.根据权利要求1或2所述的彩色阻燃聚酯薄膜，其特征在于，其中所述的添加剂为二氧化硅、高岭土、碳酸钙或二氧化钛。
7.根据权利要求6所述的彩色阻燃聚酯薄膜，其特征在于，其中所述的添加剂为二氧化硅。
8.一种权利要求1或2所述的彩色阻燃聚酯薄膜的制备方法，其特征是，其制备方法包括以下步骤：
(1)将阻燃聚酯切片、有光聚酯切片、色母料和添加剂混合、干燥；
(2)将干燥切片熔融挤出，熔体在铸片辊上冷却成厚片；
(3)将冷却成的厚片预热后，纵向拉伸3.0～4.0倍；
(4)将纵向拉伸后的膜片预热后，横向拉伸3.0～4.0倍；
(5)将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收卷。
9.根据权利要求8所述的彩色阻燃聚酯薄膜的制备方法，其特征是，其中所述的干燥温度为140℃～180℃。
10.根据权利要求8所述的彩色阻燃聚酯薄膜的制备方法，其特征是，其中所述的干燥切片的熔融挤出温度为260℃～290℃。
11.根据权利要求8所述的彩色阻燃聚酯薄膜的制备方法，其特征是，其中所述的薄膜热定型温度为210℃～240℃。
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