專利名稱：一種高阻隔聚酯薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高阻隔聚酯薄膜及其制備方法，屬于聚酯薄膜領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚酯薄膜通常為無色透明，有光澤，強(qiáng)韌性和彈性良好的薄膜，與其他塑料薄膜相比，具有相對(duì)密度大、拉伸強(qiáng)度高、延伸率適中、沖擊強(qiáng)度大、耐熱性好、透明度好，且無毒無害等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于包裝材料。隨著科技的飛速發(fā)展，聚酯薄膜由于其優(yōu)良的性能，在電容器、感光材料、音像及太陽能電池方面也得到應(yīng)用。如公開號(hào)為CN101065849A的中國發(fā)明專利所公開的“易粘合性聚酯薄膜及使用其的太陽能電池背面保護(hù)膜”，由聚酯薄膜和涂布在該聚酯薄膜一面的樹脂被膜構(gòu)成，這種太陽能電池保護(hù)膜由于其兩層結(jié)構(gòu)，制作工藝復(fù)雜，且需使用特殊的熱加工設(shè)備，制造成本高。同時(shí)，由于樹脂被膜在生產(chǎn)中需使用交聯(lián)劑和溶劑，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種對(duì)水汽和氧氣具有高阻隔性的聚酯薄膜。本發(fā)明還提供了上述高阻隔聚酯薄膜的制備方法，加工簡單。一種高阻隔聚酯薄膜，具有三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括兩層皮層及兩皮層之間的芯層。所述的芯層包括以下重量百分比的組分60 100%的PET聚酯切片(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂)，0 40%的PEN聚酯切片(聚2;6_萘二甲酸乙二醇酯)。其中PET 聚酯切片的特性粘度為0. 60 0. 65dl/g，PEN聚酯切片的特性粘度為0. 50 0. 60dl/g。所述的皮層包括以下重量百分比的組分92 98%的PEN聚酯切片、0. 2 2% 的成核劑、1 6%的成核改性劑。所述的成核劑為苯甲酸鈉、滑石粉、納米級(jí)二氧化硅、 蒙脫土、納米二氧化鈦或1 ；3-2 ；4-二亞(對(duì)甲基)芐基山梨糖醇中的一種或多種。所述的成核改性劑為聚乙二醇或亞磷酸三苯酯中的一種或多種，其中聚乙二醇優(yōu)選PEG-600、 PEG-1000、PEG-2000、PEG-5000 中的一種或多種。所述的芯層與兩層皮層的重量比為3 9 1。所述的芯層的厚度120 280 μ m,單個(gè)皮層厚度5 35 μ m。一種上述高阻隔聚酯薄膜的制備方法，包括以下步驟(1)將以下重量百分比的組分92 98%的PEN聚酯切片、0.2 2%的成核劑、 1 6%的成核改性劑放入混料機(jī)中充分混合制成皮層PEN母料；制得的皮層PEN母料在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)以60 100°C溫度下預(yù)結(jié)晶3 6h ；(2)將以下重量百分比的組分60 100%的PET聚酯切片，0 40%的PEN聚酯切片放入混料機(jī)充分混合制成芯層聚酯母料；制得的芯層聚酯母料在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)以60 100°C溫度下預(yù)結(jié)晶3 6h ；(3)將重量比為3 9 1的芯層聚酯母料和皮層PEN母料在120 170°C溫度下分別進(jìn)行干燥2 乩；
(4)將皮層PEN母料和芯層聚酯母料分別加入雙螺桿擠出機(jī)A和雙螺桿擠出機(jī)B ； 調(diào)整擠出機(jī)A主要區(qū)段溫度為275 300°C，調(diào)整擠出機(jī)B主要區(qū)段溫度為沈5 300°C。 熔融物料經(jīng)過濾后，由雙螺桿擠出機(jī)A擠出的皮層PEN母料作為皮層，由雙螺桿擠出機(jī)B擠出的芯層聚酯母料作為芯層，經(jīng)多層共擠工藝制成三層復(fù)合鑄片(厚片)；調(diào)節(jié)?？陂_度可得到不同厚度的鑄片。所述的多層共擠工藝是一種使用數(shù)臺(tái)擠出機(jī)分別供給不同的熔融料流，在一個(gè)復(fù)合模頭內(nèi)匯合共擠出得到多層復(fù)合片材的工藝技術(shù)。(5)將步驟(4)制得的三層復(fù)合鑄片在50 100°C溫度下預(yù)熱，進(jìn)入50 100°C的遠(yuǎn)紅外加熱區(qū)，用3 5m/min的線速度縱向拉伸；縱向拉伸倍率為1. 5 3. 5，得到膜片；(6)將經(jīng)過縱向拉伸得到的膜片在90 140°C溫度下預(yù)熱，再在100 160°C溫度下進(jìn)行橫向拉伸；橫向拉伸倍率為1. 5 3. 8 ；(7)將經(jīng)過橫向拉伸的膜片在200 240°C溫度條件下定型后收卷。本發(fā)明的三層復(fù)合高阻隔聚酯薄通過共擠拉伸工藝制備，其中皮層由PEN組成， 且添加一定量的成核劑和成核促進(jìn)劑。PEN的化學(xué)結(jié)構(gòu)與PET相似，不同之處在于分子鏈中 PEN由剛性更大的萘環(huán)代替了 PET中的苯環(huán)。萘環(huán)結(jié)構(gòu)使PEN比PET具有更高的物理機(jī)械性能、氣體阻隔性能、化學(xué)穩(wěn)定性及耐熱、耐紫外線、耐輻射等性能。以PEN為皮層，增強(qiáng)聚酯薄膜的氣體阻隔性能和耐候性能。同時(shí)，添加成核劑與聚乙二醇(PEG)成核促進(jìn)劑可以有效調(diào)節(jié)皮層PEN的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)皮層與芯層的結(jié)合力，保證薄膜的力學(xué)性能。與傳統(tǒng)的 PET聚酯薄膜相比，本發(fā)明的新型三層復(fù)合聚酯薄膜在保持聚酯薄膜優(yōu)良物理性能的前提下，具有更好的氣體阻隔性能、耐熱性能和耐輻射性能，可應(yīng)用于太陽能電池背材等領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖附圖標(biāo)記說明1-上皮層；2-芯層；3-下皮層。
具體實(shí)施例方式如圖1所述，本發(fā)明的高阻隔聚酯薄膜有三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，芯層與兩層皮層聚酯母料的重量比為3 9 1。皮層聚酯母料含有以下重量百分比的組分92 98%的PEN聚酯切片、0.2 2%的成核劑、1 6%的成核改性劑。其中成核劑為苯甲酸鈉、滑石粉、納米級(jí)二氧化硅、蒙脫土、納米二氧化鈦、1 ；3-2 ；4-二亞(對(duì)甲基)芐基山梨糖醇的其中的一種或多種，成核改性劑為聚乙二醇PEG-600、PEG-1000、PEG-2000、PEG-5000、亞磷酸三苯酯 (TPP)中的一種或多種。芯層聚酯母料含有以下重量百分比的組分60 100%的PET聚酯切片，0 40 %的PEN聚酯切片。本發(fā)明的三層復(fù)合高阻隔聚酯薄膜的制備方法如下(1)按重量百分比，將92 98%的PEN聚酯切片、0.2 2%的成核劑、1 6%的成核改性劑放入混料機(jī)充分混合制成皮層PEN母料，混料機(jī)的轉(zhuǎn)速> 300r/min,該皮層聚酯母料具體重量百分比如表1所示，在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)以60-100°C溫度下預(yù)結(jié)晶3 他；(2)按重量百分比，將60 100%的PET聚酯切片，0 40%的PEN聚酯切片放入混料機(jī)充分混合制成芯層聚酯母料，混料機(jī)的轉(zhuǎn)速> 300r/min,芯層聚酯母料具體重量百分比如表1所示，在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)以60 100°C溫度下預(yù)結(jié)晶3 他；(3)再將重量比為3 9 1的芯層聚酯母料和皮層PEN母料在120 170°C溫度下分別進(jìn)行干燥2 他，將水分控制在低于30ppm ；(4)將干燥后的皮層PEN母料和芯層聚酯母料分別加入雙螺桿擠出機(jī)A和B，調(diào)整擠出機(jī)A主要區(qū)段溫度為275 300°C，調(diào)整擠出機(jī)B主要區(qū)段溫度為265 300°C。熔融物料經(jīng)過濾后進(jìn)行擠出復(fù)合工藝制成三層復(fù)合鑄片，由雙螺桿擠出機(jī)A擠出的皮層PEN母料作為皮層，由雙螺桿擠出機(jī)B擠出的芯層聚酯母料作為芯層，在模頭三層口模內(nèi)疊層(復(fù)合)成皮層/芯層/皮層的三層結(jié)構(gòu)，經(jīng)?？跀D出、冷卻制成三層復(fù)合鑄片(厚片)；調(diào)節(jié)?？陂_度可得到不同厚度的鑄片。(5)厚片在50 100°C溫度下預(yù)熱，進(jìn)入100°C 50°C的遠(yuǎn)紅外加熱區(qū)，用3 5m/min的線速度進(jìn)行縱向拉伸，縱向拉伸倍率為1. 5 3. 5 ；(6)、將經(jīng)過縱向拉伸的膜片在90 140°C溫度下預(yù)熱，再在100 160°C溫度下進(jìn)行橫向拉伸，橫向拉伸倍率為1. 5 3. 8 ；(7)膜片在200 240°C溫度條件下定型后收卷。采用如表1所示的不同含量組分的皮層和芯層制備高阻隔聚酯薄膜。表權(quán)利要求
1.一種高阻隔聚酯薄膜，其特征在于包括兩層皮層及兩皮層之間的芯層，所述的芯層包括以下重量百分比的組分60 100%的PET聚酯切片，0 40%的PEN聚酯切片，所述的皮層包括以下重量百分比的組分92 98%的PEN聚酯切片、0.2 2%的成核劑、1 6%的成核改性劑；所述的芯層與兩層皮層的重量比為3 9 1。
2.如權(quán)利要求1所述的高阻隔聚酯薄膜，其特征在于所述的芯層的厚度120 280 μ m,單個(gè)皮層厚度5 35 μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的高阻隔聚酯薄膜，其特征在于所述的PET聚酯切片的特性粘度為0. 60 0. 65dl/g，所述的PEN聚酯切片的特性粘度為0. 50 0. 60dl/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻隔聚酯薄膜，其特征在于所述的成核劑為苯甲酸鈉、滑石粉、納米級(jí)二氧化硅、蒙脫土、納米二氧化鈦、1，3-2，4_二亞(對(duì)甲基)芐基山梨糖醇的其中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻隔聚酯薄膜，其特征在于所述的成核改性劑為聚乙二醇和亞磷酸三苯酯中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高阻隔聚酯薄膜，其特征在于所述的聚乙二醇為PEG-600、 PEG-1000、PEG-2000、PEG-5000 中的一種或多種。
7.—種如權(quán)利要求1所述的高阻隔聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)按重量百分比，將92 98%的PEN聚酯切片、0. 2 2 %的成核劑、1 6 %的成核改性劑放入混料機(jī)中充分混合制成皮層PEN母料；制得的皮層PEN母料在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)以 60 100°C溫度下預(yù)結(jié)晶3 6h ；(2)按重量百分比，將60 100%的PET聚酯切片，0 40%的PEN聚酯切片放入混料機(jī)充分混合制成芯層聚酯母料；制得的芯層聚酯母料在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)以60 100°C溫度下預(yù)結(jié)晶3 Mi ；(3)將重量比為3 9 1的芯層聚酯母料和皮層PEN母料在120 170°C溫度下分別進(jìn)行干燥2 乩；(4)將干燥后的皮層PEN母料和芯層聚酯母料分別加入雙螺桿擠出機(jī)A和雙螺桿擠出機(jī)B ；調(diào)整擠出機(jī)A主要區(qū)段溫度為275 300°C，調(diào)整擠出機(jī)B主要區(qū)段溫度為265 300°C;熔融物料經(jīng)過濾后，由雙螺桿擠出機(jī)A擠出的皮層PEN母料作為皮層，由雙螺桿擠出機(jī)B擠出的芯層聚酯母料作為芯層，經(jīng)擠多層共擠工藝制成三層復(fù)合鑄片；調(diào)節(jié)?？陂_度可得到不同厚度的鑄片；(5)將三層復(fù)合鑄片在50 100°C溫度下預(yù)熱，進(jìn)入50°C 100°C的遠(yuǎn)紅外加熱區(qū)，用 3 5m/min的線速度縱向拉伸，縱向拉伸倍率為1. 5 3. 5，得到膜片；(6)將經(jīng)過縱向拉伸得到的膜片在90 140°C溫度下預(yù)熱，再在100 160°C溫度下進(jìn)行橫向拉伸；橫向拉伸倍率為1. 5 3. 8 ；(7)經(jīng)橫向拉伸后的膜片在200 240°C溫度條件下定型后收卷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高阻隔聚酯薄膜，所述的薄膜為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括芯層及芯層上下的皮層，所述的芯層包括以下重量百分比的組分60～100％的PET聚酯切片，0～40％的PEN聚酯切片，所述的皮層包括以下重量百分比的組分92～98％的PEN聚酯切片、0.2～2％的成核劑、1～6％的成核改性劑。本發(fā)明還公開了一種上述高阻隔聚酯薄膜的共擠拉伸制備方法。本發(fā)明制備工藝簡單，制得的聚酯薄膜在保持聚酯薄膜優(yōu)良物理性能的前提下，具有更好的氣體阻隔性能、耐熱性能和耐輻射性能，可應(yīng)用于太陽能電池背材等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B32B27/18GK102225648SQ2011100932
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者劉勤學(xué), 劉文虎, 江黎明, 胡芳瑜, 酈聰, 顧洪林 申請(qǐng)人:江蘇裕興薄膜科技股份有限公司