一種低收縮率PET薄膜及其制備方法和在熱彎膜制備中的應(yīng)用與流程

文檔序號：12403284閱讀：902來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>有機(jī)化合物處理,合成應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種低收縮PET薄膜及其制備方法和在熱彎膜中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種綜合性能優(yōu)異的工程塑料，具有優(yōu)良的機(jī)械性能、剛性高、硬度大、韌性好，耐化學(xué)性好等優(yōu)點(diǎn)，然而其也具備一定的缺點(diǎn)，例如結(jié)晶速率慢，本身強(qiáng)度不足以承擔(dān)高強(qiáng)度應(yīng)用要求，成型有一定的收縮性，在實(shí)際應(yīng)用中受到一定的限制。因此，降低PET材料的收縮性是目前研究的重點(diǎn)。

CN104177787A公開了一種低收縮率高強(qiáng)度改性PET材料及其制備方法，所述該材料由包含以下重量份的組分制成：PET40-60份，玻璃纖維20-30份，礦物填料10-30份，助劑1.4-2.9份。該發(fā)明是通過成核劑的添加降低PET結(jié)晶溫度，加快其結(jié)晶速度，使PET具有高強(qiáng)度高模量，通過礦物填料的添加，增強(qiáng)其尺寸的穩(wěn)定性，降低收縮率，然而如此多的礦物填料的加入會影響膜的透明性。

因此，在本領(lǐng)域中，期望能夠得到一種既能夠具有低收縮率，又能夠保證膜的機(jī)械強(qiáng)度以及透明度的PET薄膜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低收縮PET薄膜及其制備方法和在熱彎膜中的應(yīng)用，特別是提供一種低收縮PET薄膜及其制備方法和在熱彎膜中的應(yīng)用。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種PET薄膜的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將PET聚酯切片和防粘連助劑混合，打散成顆粒，熔融混合得到物料A；

(2)將物料A進(jìn)行預(yù)結(jié)晶，干燥得到物料B；

(3)將物料B在擠出機(jī)中進(jìn)行攪拌熔融，而后擠出得到片材；

(4)步驟(3)得到的片材進(jìn)行分步拉伸或同時雙向拉伸即得到所述PET薄膜。

在本發(fā)明中，步驟(1)所述PET聚酯為由對苯二甲酸和乙二醇形成的聚酯。

優(yōu)選地，步驟(1)所述防粘連助劑為二氧化硅、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇，硫酸鈣、硫酸鎂、高嶺土、氧化鋁或氧化鈦中的任意一種或至少兩種的混合。

優(yōu)選地，步驟(1)所述防粘連助劑的用量為PET聚酯切片質(zhì)量的0.0005～8％，例如0.0005％、0.0008％、0.001％、0.0013％、0.0015％、0.0018％、0.002％、0.0025％、0.003％、0.0035％、0.004％、0.005％、0.008％、0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、6％、7％或8％，優(yōu)選為0.001～1％；當(dāng)含量小于0.0005％時，有時薄膜層與層之間的滑動性不充分，會造成刮傷、粘連的問題；當(dāng)含量大于5％時，會造成膜的透明性不充分。

優(yōu)選地，步驟(1)所述防粘連助劑的平均粒徑為0.005～5μm，例如0.005μm、0.008μm、0.01μm、0.03μm、0.05μm、0.08μm、0.1μm、0.3μm、0.5μm、0.8μm、1μm、2μm、3μm、4μm或5μm，優(yōu)選為0.05～1μm，當(dāng)平均粒徑小于0.005μm時，不能充分賦予薄膜層與層之間的滑動性，會造成刮傷、粘連的問題，或者會由于顆粒凝集，分散性變得不充分，使膜的透明性下降。當(dāng)平均粒徑大于5μm時，膜的表面粗糙度變得過粗，在薄膜成型后涂布深加工時在透光性方面會造成視覺影響。

優(yōu)選地，步驟(1)所述熔融混合的溫度為85～100℃，例如85℃、88℃、90℃、93℃、95℃、98℃或100℃。

優(yōu)選地，步驟(1)所述熔融混合的時間為1～6h，例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h。

優(yōu)選地，步驟(1)所述熔融混合在攪拌下進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述攪拌的速度為300-5000r/min，例如300r/min、500r/min、800r/min、1000r/min、1500r/min、2000r/min、2500r/min、3000r/min、3500r/min、4000r/min、4500r/min或5000r/min。

優(yōu)選地，步驟(2)所述預(yù)結(jié)晶的溫度為150～170℃，例如150℃、153℃、155℃、158℃、160℃、163℃、165℃、168℃或170℃。在該溫度下物料A進(jìn)行晶向重排布。如果預(yù)結(jié)晶的溫度過低，則其不能加快物料A的結(jié)晶，使得材料會存在較大的收縮性，而如果預(yù)結(jié)晶的速度太高，則可能會對材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，也不利于降低材料的收縮性。

優(yōu)選地，步驟(2)所述預(yù)結(jié)晶后物料的Tg為65～85℃，例如65℃、68℃、70℃、73℃、75℃、78℃、80℃、82℃或85℃。

優(yōu)選地，步驟(2)所述干燥的時間為2～5h，例如2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h。

優(yōu)選地，步驟(2)所述干燥后得到的物料B的水分含量為0.5ppm以下，例如0.5ppm、0.4ppm、0.3ppm、0.2ppm、0.1ppm、0.05ppm等。

優(yōu)選地，步驟(3)所述攪拌熔融的溫度為200～300℃，例如200℃、220℃、240℃、260℃、280℃或300℃。

優(yōu)選地，步驟(3)所述攪拌熔融時擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為100～1500r/min，例如100r/min、200r/min、300r/min、500r/min、800r/min、1000r/min、1200r/min或1500r/min。

優(yōu)選地，步驟(3)所述攪拌熔融的時間為1～6h，例如1h、1.3h、1.5h、2h、2.3h、2.5h、2.8h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h。

在本發(fā)明中，步驟(3)在擠出機(jī)中攪拌下進(jìn)行熔融的目的是進(jìn)一步將助劑在主體聚酯中徹底分散均勻。

優(yōu)選地，步驟(3)所述擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)。

優(yōu)選地，步驟(4)所述分步拉伸包括以下步驟：

A、利用拉伸機(jī)向一個方向拉伸片材；

B、向與步驟A的拉伸方向正交的方向拉伸片材；

C、在緊拉下進(jìn)行熱處理。

優(yōu)選地，步驟A所述拉伸溫度為60～130℃，例如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、120℃或130℃，優(yōu)選為85～100℃。

優(yōu)選地，步驟A所述拉伸的倍率為2.5～7.5倍，例如2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、4.5倍、5倍、5.5倍、6倍、6.5倍、7倍或7.5倍，優(yōu)選為4～6倍。

優(yōu)選地，步驟B所述拉伸的溫度為90～180℃，例如90℃、95℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或190℃。

優(yōu)選地，步驟B所述拉伸的倍率為2～8倍，例如2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、4.5倍、5倍、5.5倍、6倍、6.5倍、7倍、7.5倍或8倍，優(yōu)選為4～6倍。

在本發(fā)明中，步驟C所述緊拉是指在步驟A和步驟B中所述的彼此正交的兩個方向上進(jìn)行緊拉。

優(yōu)選地，步驟C所述熱處理的溫度為185～300℃，例如190℃、195℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃。

優(yōu)選地，優(yōu)選地，步驟C所述熱處理的時間為10-300秒，例如10秒、30秒、50秒、80秒、100秒、130秒、150秒、180秒、200秒、230秒、250秒、280秒或300秒。

優(yōu)選地，步驟(4)所述雙向拉伸為在長度方向和寬度方向同時拉伸片材，而后在緊拉狀態(tài)下進(jìn)行熱處理。

優(yōu)選地，所述雙向拉伸時的溫度為60～130℃，例如60℃、65℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或130℃，優(yōu)選85～100℃。

優(yōu)選地，所述雙向拉伸的拉伸倍率以面積倍率計為2～60倍，例如2倍、3倍、5倍、10倍、15倍、18倍、20倍、25倍、30倍、40倍、45倍、50倍、55倍或60倍，優(yōu)選為10～25倍。

優(yōu)選地，所述雙向拉伸后的熱處理的溫度為180～300℃，例如180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃。熱處理能夠進(jìn)一步增強(qiáng)材料的穩(wěn)定性，降低材料的收縮率，如果熱處理的溫度過低或過高均不利于收縮性的降低。

優(yōu)選地，所述雙向拉伸后的熱處理的時間為10-300秒，例如10秒、30秒、50秒、80秒、100秒、130秒、150秒、180秒、200秒、230秒、250秒、280秒或300秒。

另一方面，本發(fā)明提供一種如上所述的制備方法制備得到的PET薄膜，所述PET薄膜的收縮率為0.8％以下，例如0.8％、0.7％、0.6％、0.5％、0.4％、0.3％、0.2％或0.1％，優(yōu)選在0.5％以下。

優(yōu)選地，所述PET薄膜的厚度為5～500μm，例如5μm、8μm、10μm、15μm、20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。

另一方面，本發(fā)明提供如上所述的PET薄膜在熱彎膜制備中的應(yīng)用。

本發(fā)明所制備的PET薄膜可以用于制備熱彎膜。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過將PET聚酯切片和防粘連助劑混合，熔融、預(yù)結(jié)晶、再次熔融，擠出，拉伸等步驟使得PET薄膜的收縮率在0.8％以下，并且具有良好的柔韌性、高拉伸強(qiáng)度、良好耐磨性，用0000#鋼絲棉來回10000次，表面無刮花，適合用于熱彎膜制備。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。

實(shí)施例1