改性聚酯母粒的制备方法及黑色聚酯薄膜的制备方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202510154655.2 申请日 2025-02-12
公开(公告)号 CN119859251A 公开(公告)日 2025-04-22
申请人 康辉新材料科技有限公司; 申请人类型 企业
发明人 张武日; 孟令明; 李平; 刘建; 第一发明人 张武日
权利人 康辉新材料科技有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 康辉新材料科技有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:辽宁省 城市 当前专利权人所在城市:辽宁省营口市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:辽宁省营口市仙人岛能源化工区 邮编 当前专利权人邮编:115009
主IPC国际分类 C08G63/183 所有IPC国际分类 C08G63/183B29C48/08B29C48/21B32B27/36B32B27/06B32B27/20C08J3/22C08K7/26C08K9/02C08L67/02
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 北京劲创知识产权代理有限公司 专利代理人 王闯;
摘要 本 发明 属于高分子材料技术领域,具体公开了一种改性聚酯母粒的制备方法及黑色聚酯 薄膜 的制备方法,同时还涉及其制备的黑色聚酯薄膜。所述制备方法包括步骤:将 蔗糖 溶液溶解于脱盐 水 中;将 二 氧 化 硅 粉体均匀分散至所述蔗糖浸泡液中浸泡预定时间;将浸泡预定时间后的 二氧化硅 蔗糖浸泡液,放入 蒸发 容器中完全蒸发,以获得蔗糖‑二氧化硅;将蔗糖‑二氧化硅置于加热炉中加热至设定 温度 并保温至设定时间,以使蔗糖完全 碳 化获得改性二氧化硅;进而制备改性PET聚酯母粒。获得的改性二氧化硅,可取代部分的 炭黑 材料用于薄膜表层制备,在生产全遮光黑色聚酯薄膜时,可以极大地降低芯层炭黑粉体的添加量,从而减少生产成本。
权利要求

1.一种黑色聚酯薄膜用的改性聚酯母粒的制备方法,其特征在于,包括步骤:
蔗糖溶液溶解于脱盐中,形成蔗糖浸泡液;
粉体均匀分散至所述蔗糖浸泡液中浸泡预定时间,形成二氧化硅蔗糖浸泡液;
将浸泡预定时间后的二氧化硅蔗糖浸泡液,放入蒸发容器中完全蒸发,以获得蔗糖‑二氧化硅;
将蔗糖‑二氧化硅置于加热炉中加热至设定温度并保温至设定时间,以使蔗糖完全化获得改性二氧化硅;
将改性二氧化硅研磨获得改性二氧化硅粉体,将改性二氧化硅粉体均匀分散至乙二醇溶液中,然后将分散有改性二氧化硅粉体的乙二醇溶液与对苯二甲酸混匀通过聚合反应获得用于制备黑色聚酯薄膜表层的改性PET聚酯母粒。
2.根据权利要求1所述的改性聚酯母粒的制备方法,其特征在于,
将蔗糖溶液溶解于脱盐水时,蔗糖溶液的质量为脱盐水质量的20%‑80%。
3.根据权利要求1所述的改性聚酯母粒的制备方法,其特征在于,
将二氧化硅粉体均匀分散至所述蔗糖浸泡液中浸泡24小时。
4.根据权利要求1所述的改性聚酯母粒的制备方法,其特征在于,
将蔗糖‑二氧化硅置于弗炉中加热至600℃并保温至6h,以使蔗糖完全碳化获得改性二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的改性聚酯母粒的制备方法,其特征在于,所述二氧化硅粉体通过气相法制备,粒径3.5μm。
6.一种低成本黑色聚酯薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将权利要求1‑5任一项所述的制备方法制备的改性PET聚酯母粒与第一PET聚酯切片混合混匀,以形成表层原料,形成的表层原料混合物中改性二氧化硅粉体的含量为
10000ppm,;
S2、将第二PET聚酯切片与色母粒按照(85‑95):(5‑15)的质量比进行混匀,以形成芯层原料;
S3、所述芯层原料进入主挤出机并在设定熔融温度条件下熔融为芯层熔体,所述表层原料进入辅挤出机并在设定熔融温度条件下熔融为表层熔体,芯层熔体和表层熔体分别从主挤出机和辅挤出机挤出后被输送至适配器模,且通过适配器模块内部流道后被分层,芯层熔体被分层后分配在芯层,表层熔体被分层后分配在上表层和下表层;
S4、将分配后的芯层熔体和表层熔体送入三层共挤模头,芯层熔体从三层共挤模头的中间层挤出,同时,上表层的表层熔体和下表层的表层熔体分别从三层共挤模头的上层和下层挤出,挤出三层共挤模头的熔体在设定冷却温度下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜片材;
S5、将聚酯薄膜片材预热拉伸和再加热定型后冷却至室温,以形成黑色聚酯薄膜。
7.根据权利要求6所述的低成本黑色聚酯薄膜的制备方法,其特征在于,所述主挤出机和辅挤出机的熔融温度为278℃,所述色母粒的原料包括炭黑粉体与聚对苯二甲酸乙二酯。
8.根据权利要求7所述的低成本黑色聚酯薄膜的制备方法,其特征在于:所述芯层熔体和表层熔体分别从主挤出机和辅挤出机挤出后经过各自的预过滤器、计量、精过滤器后被输送至适配器模块,挤出三层共挤模头的熔体在15℃下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜片材。
9.根据权利要求8所述的低成本黑色聚酯薄膜的制备方法,其特征在于:所述聚酯薄膜片材预热至90℃,并在90℃温度下进行纵向拉伸,纵向拉伸比为3.3,然后经过105℃预热后进行横向拉伸,横向拉伸比为3.7,并经过200℃热定型后冷却至室温,最后通过牵引收卷,制得全遮光黑色聚酯薄膜。
10.一种低成本黑色聚酯薄膜,其特征在于:通过权利要求6‑9任一项所述的低成本黑色聚酯薄膜的制备方法制得。

说明书全文

改性聚酯母粒的制备方法及黑色聚酯薄膜的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种改性聚酯母粒的制备方法及黑色聚酯薄膜的制备方法,同时还涉及其制备的黑色聚酯薄膜。

背景技术

[0002] 聚酯薄膜(BOPET)是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料,通过共挤出法制成铸片,再经过双向拉伸工艺制成薄膜材料,因其具有优异阻隔性、耐温性、透光性、高强度、等性能被广泛应用在新型包装电子电器、信息技术、光学材料、新能源、节能窗膜等各项领域。然而部分产品具备私密性,要求其包装材料完全遮光。其需要满足厚度25μm,透光率0%的标准。国内目前常规的全遮光黑色聚酯薄膜产品,可满足此标准,但价格偏高。
[0003] 目前常规的全遮光黑色聚酯薄膜产品中,包括芯层和表层,芯层采用色母粒,色母粒中黑色母常用炭黑粉体和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共混而成,因炭黑材料本身粒径小,质量轻,色母粒常用炭黑粉体的粒径通常在18‑25纳米,如满足当前全遮光黑色聚酯薄膜产品需求,其芯层要添加高浓度(>20%)炭黑材料,才能获得透光率0%的产品,由此导致BOPET黑色聚酯薄膜的成本较高。
[0004] 聚酯薄膜本身表层需要添加开口剂,开口剂的作用是防止聚酯薄膜叠加或成卷后粘连在一起,但传统开口剂为材料,但是二氧化硅材料的遮光性较比炭黑材料差许多。
[0005] 另外,当前全遮光黑色聚酯薄膜的除了成本高价格贵外,炭黑因其粒径较小,在黑色聚酯薄膜的生产和使用过程中添加量多时有析出的问题。
[0006] 基于以上问题,本发明拟提供一种改性聚酯母粒的制备方法及黑色聚酯薄膜的制备方法,以保证透光率要求的前提下,获得一种成本更低的全遮光黑色聚酯聚酯薄膜。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种改性聚酯母粒的制备方法及黑色聚酯薄膜的制备方法,同时还提供了制备的黑色聚酯薄膜。
[0008] 为达到以上目的,本发明采用以下技术方案。
[0009] 本发明一方面提供的黑色聚酯薄膜用的改性聚酯母粒的制备方法,包括步骤:
[0010] 将蔗糖溶液溶解于脱盐中,形成蔗糖浸泡液;
[0011] 将二氧化硅粉体均匀分散至所述蔗糖浸泡液中浸泡预定时间,形成二氧化硅蔗糖浸泡液;
[0012] 将浸泡预定时间后的二氧化硅蔗糖浸泡液,放入蒸发容器中完全蒸发,以获得蔗糖‑二氧化硅;
[0013] 将蔗糖‑二氧化硅置于加热炉中加热至设定温度并保温至设定时间,以使蔗糖完全化获得改性二氧化硅;
[0014] 将改性二氧化硅研磨获得改性二氧化硅粉体,将改性二氧化硅粉体均匀分散至乙二醇溶液中,然后将分散有改性二氧化硅粉体的乙二醇溶液与对苯二甲酸混匀通过聚合反应获得用于制备黑色聚酯薄膜表层的改性PET聚酯母粒。
[0015] 其中,将蔗糖溶液溶解于脱盐水时,蔗糖溶液的质量为脱盐水质量的20%‑80%。
[0016] 其中,将二氧化硅粉体均匀分散至所述蔗糖浸泡液中浸泡24小时。
[0017] 其中,将蔗糖‑二氧化硅置于弗炉中加热至600℃并保温至6h,以使蔗糖完全碳化获得改性二氧化硅。
[0018] 其中,所述二氧化硅粉体通过气相法制备,粒径3.5μm。
[0019] 本发明另一发明提供的低成本黑色聚酯薄膜的制备方法,包括以下步骤:
[0020] S1、将上述的制备方法制备的改性PET聚酯母粒与第一PET聚酯切片混合混匀,以形成表层原料,形成的表层原料混合物中改性二氧化硅粉体的含量为10000ppm,;
[0021] S2、将第二PET聚酯切片与色母粒按照(85‑95):(5‑15)的质量比进行混匀,以形成芯层原料;
[0022] S3、所述芯层原料进入主挤出机并在设定熔融温度条件下熔融为芯层熔体,所述表层原料进入辅挤出机并在设定熔融温度条件下熔融为表层熔体,芯层熔体和表层熔体分别从主挤出机和辅挤出机挤出后被输送至适配器模,且通过适配器模块内部流道后被分层,芯层熔体被分层后分配在芯层,表层熔体被分层后分配在上表层和下表层;
[0023] S4、将分配后的芯层熔体和表层熔体送入三层共挤模头,芯层熔体从三层共挤模头的中间层挤出,同时,上表层的表层熔体和下表层的表层熔体分别从三层共挤模头的上层和下层挤出,挤出三层共挤模头的熔体在设定冷却温度下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜片材;
[0024] S5、将聚酯薄膜片材预热拉伸和再加热定型后冷却至室温,以形成黑色聚酯薄膜。
[0025] 其中,所述主挤出机和辅挤出机的熔融温度为278℃,所述色母粒的原料包括炭黑粉体与聚对苯二甲酸乙二酯。
[0026] 其中,所述芯层熔体和表层熔体分别从主挤出机和辅挤出机挤出后经过各自的预过滤器、计量、精过滤器后被输送至适配器模块,挤出三层共挤模头的熔体在15℃下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜片材。
[0027] 其中,所述聚酯薄膜片材预热至90℃,并在90℃温度下进行纵向拉伸,纵向拉伸比为3.3,然后经过105℃预热后进行横向拉伸,横向拉伸比为3.7,并经过200℃热定型后冷却至室温,最后通过牵引收卷,制得全遮光黑色聚酯薄膜。
[0028] 本发明再一方面提供的低成本黑色聚酯薄膜,通过上述的低成本黑色聚酯薄膜的制备方法制得。
[0029] 本发明提供的技术方案中,将二氧化硅粉体均匀分散至所述蔗糖浸泡液中浸泡预定时间,然后蒸发获得蔗糖‑二氧化硅,之后置于加热炉中加热并保温,使蔗糖完全碳化获得改性二氧化硅,进而将分散有改性二氧化硅粉体的乙二醇溶液与对苯二甲酸混匀通过聚合反应获得改性PET聚酯母粒,用于制备黑色聚酯薄膜表层,可以有效遮光;这样,二氧化硅通过蔗糖溶液浸泡—煅烧—球磨等工序改性后,获得黑色改性二氧化硅,从而取代部分的炭黑材料,用于薄膜表层制备,在生产全遮光黑色聚酯薄膜时,可以极大地降低芯层炭黑粉体的添加量,从而减少生产成本。此外,炭黑因其粒径较小,在黑色聚酯薄膜的生产和使用过程中会发生析出问题,本发明使用改性二氧化硅取代了大量的炭黑粉体,一定程度上可以改善炭黑析出的问题。即本发明专利既降低了薄膜的生产成本,又可以改善炭黑析出问题。
[0030] 本发明选用气相法制备的二氧化硅,因其表面为多孔结构,更容易吸收较多的蔗糖溶液。
[0031] 由于提高芯层色炭黑的添加量或者使用更大粒径的炭黑材料,都会提高聚酯薄膜结晶度,导致薄膜发脆易断裂,本申请通过降低炭黑的添加量还可以提高黑色聚酯薄膜的韧性,防止薄膜发脆易断裂。附图说明
[0032] 图1为本发明低成本黑色聚酯薄膜的结构示意图。
[0033] 图2为现有技术聚酯薄膜的结构示意图。
[0034] 图中:1、二氧化硅粉体;2、炭黑粉体;3、改性二氧化硅粉体;4、表层;5、芯层。

具体实施方式

[0035] 以下对本发明的技术方案作进一步详细描述。本领域技术人员应该明了,所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
[0036] 需要说明的是,若未特别指明,以下实例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。在未进行特别说明时,本发明所用的原料均为市售常规商品,均可通过购买获得。
[0037] 本发明提供的黑色聚酯薄膜用的改性聚酯母粒的制备方法,包括步骤:
[0038] 将蔗糖溶液溶解于脱盐水中,形成蔗糖浸泡液;
[0039] 将二氧化硅粉体均匀分散至所述蔗糖浸泡液中浸泡预定时间,形成二氧化硅蔗糖浸泡液;
[0040] 将浸泡预定时间后的二氧化硅蔗糖浸泡液,放入蒸发容器中完全蒸发,以获得蔗糖‑二氧化硅;
[0041] 将蔗糖‑二氧化硅置于加热炉中加热至设定温度并保温至设定时间,以使蔗糖完全碳化获得改性二氧化硅;
[0042] 将改性二氧化硅研磨获得改性二氧化硅粉体,将改性二氧化硅粉体均匀分散至乙二醇溶液中,然后将分散有改性二氧化硅粉体的乙二醇溶液与对苯二甲酸混匀通过聚合反应获得用于制备黑色聚酯薄膜表层的改性PET聚酯母粒。
[0043] 本发明全遮光黑色聚酯薄膜的制备方法,通过对表层二氧化硅开口剂进行蔗糖浸泡—马弗炉煅烧—球磨分散—共混聚合的方式,获得一种全新的表层开口剂以满足聚酯薄膜的光学特性,从而降低材料成本。本发明从原材料改性着手,提高表层材料遮光性从而降低新层材料的添加量,以达到降低成本的目的,本发明属于聚酯薄膜技术领域,表层原料从改性、煅烧、球磨分散、聚合等工艺获得一种全新的表层开口剂,提高材料的遮光性能。
[0044] 本发明中,所述将蔗糖溶液溶解于脱盐水中,具体采用:蔗糖溶液的质量为脱盐水质量的20%‑80%。
[0045] 本发明中,将二氧化硅粉体均匀分散至所述蔗糖浸泡液中浸泡24小时。
[0046] 本发明中,将蔗糖‑二氧化硅置于马弗炉中加热至600℃并保温至6h,以使蔗糖完全碳化获得改性二氧化硅。
[0047] 本发明中,所述二氧化硅粉体通过气相法制备,粒径3.5μm,本发明中,改性二氧化硅粉体的粒径与原料二氧化硅粉体的粒径相同。
[0048] 本发明提供的低成本黑色聚酯薄膜的制备方法,包括以下步骤:
[0049] S1、将权利要求1‑5任一项所述的制备方法制备的改性PET聚酯母粒与第一PET聚酯切片混合混匀,以形成表层原料,形成的表层原料混合物中改性二氧化硅粉体的含量为10000ppm,;
[0050] S2、将第二PET聚酯切片与色母粒按照(85‑95):(5‑15)的质量比进行混匀,以形成芯层原料;
[0051] S3、所述芯层原料进入主挤出机并在设定熔融温度条件下熔融为芯层熔体,所述表层原料进入辅挤出机并在设定熔融温度条件下熔融为表层熔体,芯层熔体和表层熔体分别从主挤出机和辅挤出机挤出后被输送至适配器模块,且通过适配器模块内部流道后被分层,芯层熔体被分层后分配在芯层,表层熔体被分层后分配在上表层和下表层;
[0052] S4、将分配后的芯层熔体和表层熔体送入三层共挤模头,芯层熔体从三层共挤模头的中间层挤出,同时,上表层的表层熔体和下表层的表层熔体分别从三层共挤模头的上层和下层挤出,挤出三层共挤模头的熔体在设定冷却温度下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜片材;
[0053] S5、将聚酯薄膜片材预热拉伸和再加热定型后冷却至室温,以形成黑色聚酯薄膜。
[0054] 如图1和图2所示,本申请实施方式制备的黑色聚酯薄膜的表层4含有本申请制备的改性PET聚酯母粒,改性PET聚酯母粒含有改性二氧化硅粉体3,由图1所示,本申请黑色聚酯薄膜的芯层5中炭黑粉体2的量明显少于图2现有技术聚酯薄膜中芯层5中的炭黑粉体的量。图2中聚酯薄膜的表层中的二氧化硅粉体1为白色。
[0055] 聚酯薄膜表层添加的开口剂母粒使用的二氧化硅的粒径通常为3.5μm左右,其粒径更大,二氧化硅改性后,故添加少量的二氧化硅可以取代更多的炭黑,一次来实现降低成本的作用。
[0056] 本发明中,所述主挤出机和辅挤出机的熔融温度为278℃,所述色母粒主要为炭黑粉体与和聚对苯二甲酸乙二酯共混而成。
[0057] 本发明中,所述芯层熔体和表层熔体分别从主挤出机和辅挤出机挤出后经过各自的预过滤器计量泵、精过滤器后被输送至适配器模块,挤出三层共挤模头的熔体在15℃下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜片材。
[0058] 本发明中,所述聚酯薄膜片材预热至90℃,并在90℃温度下进行纵向拉伸,纵向拉伸比为3.3,然后经过105℃预热后进行横向拉伸,横向拉伸比为3.7,并经过200℃热定型后冷却至室温,最后通过牵引收卷,制得全遮光黑色聚酯薄膜。
[0059] 本发明提供的低成本黑色聚酯薄膜,通过上述的低成本黑色聚酯薄膜的制备方法制得。
[0060] 下面通过具体对比例和实施例进行详细说明。
[0061] 对比例1
[0062] 步骤1:将二氧化硅均匀分散至乙二醇溶液中,将乙二醇和对苯二甲酸混匀通过聚合反应获得PET聚酯母粒。
[0063] 步骤2:将步骤1中的PET聚酯母粒与PET聚酯切片按照二氧化硅粉体10000ppm的含量混合混匀。
[0064] 步骤3:将PET聚酯切片与色母粒按照质量比80:20进行混匀。
[0065] 步骤4:将步骤2准备的原料通过吸料的方式进入辅挤出机,将步骤3准备的原料通过吸料的方式进入主挤出机,并在278℃的条件下进行熔融挤出,熔体分别经过主挤出机与辅挤出机各自的预过滤器、计量泵、精过滤器后统一输送至适配器模块中,通过适配器内部流道后被分层,主挤出机熔体分配在芯层,辅挤出机熔体被分配在上下表层。
[0066] 步骤5:分配后的熔体进入三层共挤模头,芯层熔体从三层共挤模头的中间层挤出,同时,上下表层熔体分别从三层共挤模头的上下层挤出,挤出的熔体在15℃下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜的片材。
[0067] 步骤6:将步骤5得到的聚酯薄膜片材预热至90℃,并在此温度下进行纵向拉伸,纵向拉伸比为3.3,然后经过105℃预热后进行横向拉伸,横向拉伸比为3.7,并经过200℃热定型后冷却至室温,最后通过牵引收卷,制得全遮光黑色聚酯薄膜。
[0068] 制得的常规聚酯薄膜为三层复合结构,其中两个表层为常规母料加PET聚酯,芯层为色母粒加PET聚酯,常规全遮光黑色聚酯薄膜的厚度为25μm,其中芯层厚度22.5μm,上下表层厚度为1.25μm。常规全遮光黑色聚酯薄膜性能如下:
[0069]性能 指标
透光率 0%
L 39.81
a 0.16
b ‑0.96
[0070] L、a、b的含义为:L值:代表物体的明亮度,即颜色的深浅度和明亮程度。L值的范围为0‑100,数值越高表示颜色越浅,越接近白色;数值越低表示颜色越深,越接近黑色。a值:代表红绿色度。a值的范围为‑128到+128,正值表示偏红,负值表示偏绿。b值:代表黄蓝色度。b值的范围同样为‑128到+128,正值表示偏黄,负值表示偏蓝。
[0071] 实施例1
[0072] 本实施例提供了一种低成本全遮光黑色聚酯薄膜的制备方法,包括以下步骤:
[0073] 步骤1:取一个容器,将蔗糖溶液按照20%的质量占比溶解于脱盐水。
[0074] 步骤2:将二氧化硅粉体均匀的分散至步骤1配置的溶液中浸泡24h。
[0075] 步骤3:将步骤2的溶液置于蒸发皿中,将溶液完全蒸发,获得蔗糖‑二氧化硅。
[0076] 步骤4:将步骤3获得的蔗糖‑二氧化硅置于马弗炉中600℃保温6h,等待蔗糖完全碳化,获得改性二氧化硅。
[0077] 步骤5:将步骤4中的改性二氧化硅进行球磨分散,分散程度与步骤2中二氧化硅粉体粒径相同即可,获得改性二氧化硅粉体。
[0078] 步骤6:将步骤5中的改性二氧化硅粉体均匀分散至乙二醇溶液中,将乙二醇和对苯二甲酸混匀通过聚合反应获得改性PET聚酯母粒。
[0079] 步骤7:将步骤6中的改性PET聚酯母粒与PET聚酯切片按照改性二氧化硅粉体10000ppm的含量混合混匀。
[0080] 步骤8:将PET聚酯切片与色母粒按照85:15:进行混匀。
[0081] 步骤9:将步骤7准备的原料通过吸料的方式进入辅挤出机,将步骤8准备的原料通过吸料的方式进入主挤出机,并在278℃的条件下进行熔融挤出,熔体分别经过主挤出机与辅挤出机各自的预过滤器、计量泵、精过滤器后统一输送至适配器模块中,通过适配器内部流道后被分层,主挤出机熔体分配在芯层,辅挤出机熔体被分配在上下表层。
[0082] 步骤10:分配后的熔体进入三层共挤模头,芯层熔体从三层共挤模头的中间层挤出,同时,上下表层熔体分别从三层共挤模头的上下层挤出,挤出的熔体在15℃下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜的片材。
[0083] 步骤11:将步骤10得到的聚酯薄膜片材预热至90℃,并在此温度下进行纵向拉伸,纵向拉伸比为3.3,然后经过105℃预热后进行横向拉伸,横向拉伸比为3.7,并经过200℃热定型后冷却至室温,最后通过牵引收卷,制得全遮光黑色聚酯薄膜。
[0084] 制得的常规聚酯薄膜为三层复合结构,其中两个表层为改性PEI聚酯母料加PET聚酯,芯层为色母粒加PET聚酯,常规全遮光黑色聚酯薄膜的厚度为25μm,其中芯层厚度22.5μm,上下表层厚度为1.25μm。改性母粒全遮光黑色聚酯薄膜性能如下:
[0085] 性能 指标透光率 0%
L 38.99
a 0.14
b ‑0.92
[0086] 实施例2
[0087] 本实施例提供了一种低成本全遮光黑色聚酯薄膜的制备方法。
[0088] 步骤1:取一个容器,将蔗糖溶液按照50%的质量占比溶解于脱盐水。
[0089] 步骤2:将二氧化硅粉体均匀的分散至步骤1配置的溶液中浸泡24h。
[0090] 步骤3:将步骤2的溶液置于蒸发皿中,将溶液完全蒸发,获得蔗糖‑二氧化硅。
[0091] 步骤4:将步骤3获得的蔗糖‑二氧化硅置于马弗炉中600℃保温6h,等待蔗糖完全碳化,获得改性二氧化硅。
[0092] 步骤5:将步骤4中的改性二氧化硅进行球磨分散,分散程度与步骤2中二氧化硅粉体粒径相同即可,获得改性二氧化硅粉体。
[0093] 步骤6:将步骤5中的改性二氧化硅粉体均匀分散至乙二醇溶液中,将乙二醇和对苯二甲酸混匀通过聚合反应获得改性PET聚酯母粒。
[0094] 步骤7:将步骤6中的改性PET聚酯母粒与PET聚酯切片按照改性二氧化硅粉体10000ppm的含量混合混匀。
[0095] 步骤8:将PET聚酯切片与色母粒按照90:10进行混匀。
[0096] 步骤9:将步骤7准备的原料通过吸料的方式进入辅挤出机,将步骤8准备的原料通过吸料的方式进入主挤出机,并在278℃的条件下进行熔融挤出,熔体分别经过主挤出机与辅挤出机各自的预过滤器、计量泵、精过滤器后统一输送至适配器模块中,通过适配器内部流道后被分层,主挤出机熔体分配在芯层,辅挤出机熔体被分配在上下表层。
[0097] 步骤10:分配后的熔体进入三层共挤模头,芯层熔体从三层共挤模头的中间层挤出,同时,上下表层熔体分别从三层共挤模头的上下层挤出,挤出的熔体在15℃下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜的片材。
[0098] 步骤11:将步骤10得到的聚酯薄膜片材预热至90℃,并在此温度下进行纵向拉伸,纵向拉伸比为3.3,然后经过105℃预热后进行横向拉伸,横向拉伸比为3.7,并经过200℃热定型后冷却至室温,最后通过牵引收卷,制得全遮光黑色聚酯薄膜。
[0099] 制得的常规聚酯薄膜为三层复合结构,其中两个表层为改性PEI聚酯母料加PET聚酯,芯层为色母粒加PET聚酯,常规全遮光黑色聚酯薄膜的厚度为25μm,其中芯层厚度22.5μm,上下表层厚度为1.25μm。改性母粒全遮光黑色聚酯薄膜性能如下:
[0100]性能 指标
透光率 0%
L 39.32
a 0.17
b ‑0.99
[0101] 实施例3
[0102] 本实施例提供了一种低成本全遮光黑色聚酯薄膜的制备方法。
[0103] 步骤1:取一个容器,将蔗糖溶液按照80%的质量占比溶解于脱盐水。
[0104] 步骤2:将二氧化硅粉体均匀的分散至步骤1配置的溶液中浸泡24h。
[0105] 步骤3:将步骤2的溶液置于蒸发皿中,将溶液完全蒸发,获得蔗糖‑二氧化硅。
[0106] 步骤4:将步骤3获得的蔗糖‑二氧化硅置于马弗炉中600℃保温6h,等待蔗糖完全碳化,获得改性二氧化硅。
[0107] 步骤5:将步骤4中的改性二氧化硅进行球磨分散,分散程度与步骤2中二氧化硅粉体粒径相同即可,获得改性二氧化硅粉体。
[0108] 步骤6:将步骤5中的改性二氧化硅粉体均匀分散至乙二醇溶液中,将乙二醇和对苯二甲酸混匀通过聚合反应获得改性PET聚酯母粒。
[0109] 步骤7:将步骤6中的改性PET聚酯母粒与PET聚酯切片按照改性二氧化硅粉体10000ppm的含量混合混匀。
[0110] 步骤8:将PET聚酯切片与色母粒按照95:5进行混匀。
[0111] 步骤9:将步骤7准备的原料通过吸料的方式进入辅挤出机,将步骤8准备的原料通过吸料的方式进入主挤出机,并在278℃的条件下进行熔融挤出,熔体分别经过主挤出机与辅挤出机各自的预过滤器、计量泵、精过滤器后统一输送至适配器模块中,通过适配器内部流道后被分层,主挤出机熔体分配在芯层,辅挤出机熔体被分配在上下表层。
[0112] 步骤10:分配后的熔体进入三层共挤模头,芯层熔体从三层共挤模头的中间层挤出,同时,上下表层熔体分别从三层共挤模头的上下层挤出,挤出的熔体在15℃下冷却后进行流延铸片得到聚酯薄膜的片材。
[0113] 步骤11:将步骤10得到的聚酯薄膜片材预热至90℃,并在此温度下进行纵向拉伸,纵向拉伸比为3.3,然后经过105℃预热后进行横向拉伸,横向拉伸比为3.7,并经过200℃热定型后冷却至室温,最后通过牵引收卷,制得全遮光黑色聚酯薄膜。
[0114] 制得的常规聚酯薄膜为三层复合结构,其中两个表层为改性PEI聚酯母料加PET聚酯,芯层为色母粒加PET聚酯,常规全遮光黑色聚酯薄膜的厚度为25μm,其中芯层厚度22.5μm,上下表层厚度为1.25μm。改性母粒全遮光黑色聚酯薄膜性能如下:
[0115]
[0116]
[0117] 通过本申请对比例及实施例得到的聚酯薄膜性能指标列表可以看出,本申请三个实施例得到的改性母粒全遮光黑色聚酯薄膜性能与对比例得到的常规全遮光黑色聚酯薄膜性能并无很大偏差。
[0118] 然而,通过蔗糖溶液对二氧化硅的改性获得改性二氧化硅粉体,进而获得改性聚酯母粒,用作表层原料,制备黑色聚酯薄膜上表层和下表层,在保证全遮光性能的前提下,可以减少芯层原料色母粒(芯层炭黑粉体)的使用,极大地降低芯层炭黑粉体的添加量,从而减少生产成本。
[0119] 而且,通过本申请三个实施例对比,从蔗糖溶液按照20%的质量占比溶解于脱盐水,到将蔗糖溶液按照80%的质量占比溶解于脱盐水,蔗糖溶液的质量占比逐渐增大,而芯层原料中PET聚酯切片与色母粒按照质量比由85:15,可调整为95:5,色母粒的添加量逐渐减小,从而可知,蔗糖溶液的添加量越大,越可以减小色母粒(芯层炭黑粉体)的添加量,进一步减少生产成本,申请人作为规模化的生产研发企业,降本效益非常明显。
[0120] 本专利获得的全遮光聚酯薄膜可以降低10%的成本,同时减少芯层炭黑的添加量也可以极大程度的优化炭黑析出的问题。
[0121] 本申请方案具有以下优点:
[0122] 1、采用蔗糖溶液改性二氧化硅的方式,通过碳化工艺将二氧化硅由白色粉体变为黑色粉体,弥补了二氧化硅遮光效果不如炭黑的缺点。
[0123] 2、将蔗糖改性的二氧化硅粉体,应用在双向拉伸聚酯薄膜领域是当前未被发现的新工艺,改工艺操作简单,成本优势明显。
[0124] 3、本发明获得的改性母粒全遮光黑色聚酯薄膜生产成本较比常规全遮光黑色聚酯薄膜降低10%左右,优势非常明显。
[0125] 本申请采用改性‑煅烧的方式获得改性二氧化硅粉体,该粉体在生产全遮光黑色聚酯薄膜时,可以极大地降低芯层炭黑粉体的添加量,从而减少生产成本。此外,炭黑因其粒径较小,在黑色聚酯薄膜的生产和使用过程中会发生析出问题,本发明使用改性二氧化硅取代了大量的炭黑粉体,一定程度上可以改善炭黑析出的问题。本发明专利即降低了薄膜的生产成本,又可以改善炭黑析出问题,以上优点创造了更高的产品价值。
[0126] 本申请另外还可以提高黑色聚酯薄膜的韧性,防止薄膜发脆易断裂。提高芯层色炭黑的添加量,或者使用更大粒径的炭黑材料,两种方式都会对薄膜的生产成功率造成极大的影响,因炭黑材料吸热导热性好,提高添加量,会提高聚酯薄膜结晶度,导致薄膜发脆易断裂。
[0127] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
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