一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的pet薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，按重量份数，所述PET薄膜由以下原料制成：PET聚酯切片20～95份、紫外发光材料1～15份、紫外线吸收剂0.5～12份、助剂0.1～10份。本发明公开了该PET薄膜的制备方法。本发明所述的一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，可以吸收不可见的紫外光，转化为波长较长的蓝光或紫色的可见光，该功能型薄膜可以吸收波长为360nm～420nm对人体眼睛有极大伤害性的高能量短波蓝光，反射出波长为450nm以上的长波蓝色可见光，可以广泛用于制作各类隔蓝光液晶屏幕保护膜、隔紫外太阳能隔热膜等产品。
【专利说明】一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于复合薄膜【技术领域】，具体涉及一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前世面上很多隔紫外线的薄膜产品需要通过后道涂胶工序，多次深加工后才能达到吸收并转化紫外光及短波蓝光的功能，且在每道涂胶工序中由于涂布工艺的不完善、生产环境的洁净度未达标等原因，均会造成不同程度的材料浪费。
【发明内容】
[0003]发明目的:针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。
[0004]本发明的第二个目的是提供该PET薄膜的制备方法。
[0005]技术方案:为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，按重量份数，所述PET薄膜由以下原料制成:PET聚酯切片20~95份、紫外发光材料1~15份、紫外线吸收剂0.5~12份、助剂0.1~10份。所述PET聚酯切片为有光或是消光、半消光的各类PET聚酯切片。
[0006]所述PET聚酯切片为均聚酯或共聚聚酯。所述均聚酯为芳香族二元羧酸和脂肪族二元醇缩聚得到的聚酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的均聚酯，所述芳香族二元羧酸为对苯二甲酸，所述脂肪族二元醇为乙二醇。所述共聚聚酯为二元羧酸与二元醇聚合而成，所述二元羧酸为间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸等中的一种或几种混合而成，所述二元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇等中的一种或几种混合而成。
[0007]所述紫外发光材料为无机或有机紫外发光材料，所述无机紫外发光材料为3Ca3 (P04) 2.Ca (F，Cl) 2: Sb，Mn、铕激活的氧化钇(Y203: Eu)、铈、铽激活的铝酸盐(MgAl 11019: Ce, Tb)、低价铕激活的铝酸钡镁(BaMg2Al 16027: Eu)、锰激活的氟锗酸镁或锡激活的磷酸锌锶粉、YV04:Eu、Y(PV) 04:Eu、(BaSi203):Pb、〔(Ca，Zn) 3 (P04) 2:Tl〕、焦磷酸锶(Sr2P207:Eu)、镓酸镁(MgGa204:Mn)和硅酸锌(Zn2Si04:Mn)中的任意一种或几种混合而成，上述无机紫外发光材料通过砂磨工艺使其粒径分散至纳米级；或通过偶联剂将各类有机无机紫外线吸收剂偶合在无机紫外发光材料表面。经改性后的无机紫外发光材料可以在聚酯切片各个熔融阶段添加，优选在聚酯切片初融的混合阶段添加；
[0008]所述有机紫外发光材料为经接枝、镶嵌处理过的二苯乙烯联苯二磺酸钠、2，5-双-(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩、1-对磺酰氨基苯基-3-对氯苯基-2-吡唑啉、苯二甲酰亚胺中的任意一种或几种混合而成。有机紫外发光材料通过在异氰酸酯化合物、噁唑啉化合物、六甲氧基甲基三聚氰胺、碱金属等作为催化剂的催化作用下，将各类有机紫外线吸收剂与有机紫外发光材料中相匹配的树脂基团进行接枝、镶嵌处理，或将有机紫外发光材料偶合在无机紫外吸收剂上，从而做到对有机紫外发光材料进行改性。其中这种偶合是通过硅烷偶联剂偶合，因为这种偶联剂自身就有这种功能，偶合是通过它自身具有的两种基团，一种是和无机物反应的，另一种基团是和有机物反应的，通过搅拌就能进行反应。经改性后的有机紫外发光材料可以在聚酯切片各个熔融阶段添加，优选在聚酯切片初融的混合阶段添加。
[0009]所述紫外线吸收剂为有机紫外线吸收剂或无机紫外线吸收剂，有机、无机紫外吸收剂，其添加的主要目的是为了提高膜的耐候性，可以在聚酯切片熔融的任意生产工序中添加各类紫外线吸收剂。从透明性和耐久性的观点出发，优选有机紫外线吸收剂，所述有机紫外线吸收剂为2-(2’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、(2-羟基-4-甲氧苯基)苯基酮、2-[2-羟基-5-(1，I, 3，3-四甲丁基)苯基]苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二特戊基苯基)苯骈三唑中的任意一种或几种，从高效性和长久性的观点出发，优选无机紫外线吸收剂，所述无机紫外线吸收剂为纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑中的任意一种或几种混合而成。
[0010] 所述助剂为防刮伤、防粘连添加剂，防刮伤、防粘连添加剂添加的主要目的是为了在拉伸聚酯膜的生产过程中，膜层与膜层之间需要进行收卷操作，以赋予膜层与膜层之间滑动性和防止在各生产工序中发生擦伤为主要目的，以增加成型后薄膜表面的微观粗糙度，在收卷工序中保证膜层与膜层中间混入适当的空气，以确保薄膜层与层之间没有粘连。所述防刮伤、防粘连添加剂为二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡，硫酸钙、硫酸镁、高岭土、氧化铝、氧化钛中的任意一种或几种混合而成。另外，使用的颗粒的平均粒径通常为
0.005~5 μ m,优选为0.05~I μ m的范围。平均粒径小于0.05 μ m时，又是不能充分赋予滑动性，或颗粒凝集，分散性变得不充分，使膜的透明性下降。另一方面，在大于Iym时，膜的表面粗糙度变得过粗，在薄膜成型后涂布深加工时在透光性方面会造成视觉影响。另外，上述防刮伤、防粘连添加剂含量通常为聚酯薄膜的0.0005~8%，优选为0.001~1%的范围。在上述防刮伤、防粘连添加剂含量小于0.001%时，有时薄膜层与层之间的滑动性不充分，会造成刮伤、粘连的问题；另一方面，在上述防刮伤、防粘连添加剂含量大于1%添加量时，会造成膜的透明性不充分。上述防刮伤、防粘连添加剂可以在聚酯切片各个熔融阶段添加，优选在聚酯切片初融的混合阶段添加。
[0011]所述的PET薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0012]I)将上述质量份数的PET聚酯切片、紫外发光材料、紫外线吸收剂和助剂投入高速混合机中进行高速搅拌混合,再控制混合机将物料打散成颗粒状完成物料的初步熔融混合得到物料A，混合温度为85~100°C，混合时间为I~6h，搅拌速度为500~2000转/min,以达到将原材料混合均匀的目的；
[0013]2)将物料A进行预结晶和干燥操作的得到物料B，预结晶和干燥温度控制在150~170°C，干燥时间控制在2~5h，干燥后的物料B中水的质量分数控制在5*10_7以下；
[0014]3)将物料B投入双螺杆机进行进一步的熔融共混得到物料C，熔融温度控制在200~300°C，螺杆转速为100~1500r/min，搅拌时间控制在I~6h ;使紫外发光材料、紫外线吸收剂和助剂在主体聚酯中彻底分散均匀；
[0015]4)将熔融好的物料C经挤出机挤出得到片材，再进行分步拉伸片材或同时双向拉伸片材即得到可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。[0016]上述经拉伸出来的PET薄膜厚度优选为5~500 μ m之间。
[0017]所述分步拉伸包括以下步骤:第一步，利用拉伸机向一个方向上拉伸片材，所述第一步拉伸温度为60~130°C，优选为85~100’ C，第一步拉伸倍率为2.5~7.5倍，优选为4.0~6倍；第二步，向与第一阶段的拉伸方向正交的方向进行拉伸片材，所述第二步拉伸温度为90~180°C，第二步拉伸倍率为2.0~8倍，优选为4~6倍；第三步，以180~300°C的温度在紧拉下进行热处理即得到可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。
[0018]所述同时双向拉伸是以拉伸温度为60~130°C，优选85~100°C，拉伸倍率以面积倍率计为2~60倍，优选为10~25倍，在长度方向和宽度方向同时被拉伸片材，并继续在180~300°C的温度紧拉状态下进行热处理即得到可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。关于采用上述拉伸方式的同时双向拉伸装置，可采用螺旋方式，缩放方式，线性驱动方式等现有公知的拉伸方式。
[0019]有益效果:本发明所述的一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，具有紫外线激发发光并反射蓝光的功能，可以吸收不可见的紫外光，转化为波长较长的蓝光或紫色的可见光，该功能型薄膜可以吸收波长为360nm~420nm对人体眼睛有极大伤害性的高能量短波蓝光，反射出波长为450nm以上的长波蓝色可见光，利用这种特性，可以广泛用于制作各类隔蓝光液晶屏幕保护膜、隔紫外太阳能隔热膜等产品，可以有效阻挡日常生活中遇到的有害紫外光及短波蓝光对人体造成的伤害。本发明由于采用聚酯切片高温熔融后直接拉膜成型，不但可以长久有效具有防紫外线隔蓝光功能，而且其在生产使用过程中减少了各道涂胶工序，节省了大量的生产成本，因此有着广阔的市场应用前景。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体 实施方式，进一步阐述本发明。
[0021]实施例1:
[0022]一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，按重量份数，所述PET薄膜由以下原料制成=PET聚酯切片20份、紫外发光材料I份、紫外线吸收剂0.5份、助剂0.1份。
[0023]所述PET聚酯切片为均聚酯。
[0024]所述均聚酯为芳香族二元羧酸和脂肪族二元醇缩聚得到的聚酯，所述芳香族二元羧酸为对苯二甲酸，所述脂肪族二元醇为乙二醇。
[0025]所述紫外发光材料为无机紫外发光材料，所述无机紫外发光材料为3Ca3 (P04) 2.Ca (F，Cl) 2: Sb, Mn、Y203:Eu 和 MgAl 11019: Ce, Tb 混合而成。
[0026]所述紫外线吸收剂为有机紫外线吸收剂，所述有机类紫外线吸收剂为2_(2’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮混合而成。
[0027]所述助剂为防刮伤、防粘连添加剂，所述防刮伤、防粘连添加剂为二氧化硅和碳酸钙混合而成。
[0028]所述的PET薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0029]I)将上述质量份数的PET聚酯切片、紫外发光材料、紫外线吸收剂和助剂投入高速混合机中进行高速搅拌混合,再控制混合机将物料打散成颗粒状完成物料的初步熔融混合得到物料A，混合温度为85°C，混合时间为lh，搅拌速度为500转/min ；
[0030]2)将物料A进行预结晶和干燥操作的得到物料B，预结晶和干燥温度控制在150°C，干燥时间控制在2h，干燥后的物料B中水的质量分数控制在5*10_7以下；
[0031]3)将物料B投入双螺杆机进行进一步的熔融共混得到物料C，熔融温度控制在200°C，螺杆转速为100r/min，搅拌时间控制在Ih ；
[0032]4)将熔融好的物料C经挤出机挤出得到片材，再进行分步拉伸片材即得到可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。
[0033]所述分步拉伸包括以下步骤:第一步，利用拉伸机向一个方向上拉伸片材，所述第一步拉伸温度为60°C，第一步拉伸倍率为2.5倍；第二步，向与第一阶段的拉伸方向正交的方向进行拉伸片材，所述第二步拉伸温度为90°C，第二步拉伸倍率为2.0倍；第三步，以180°C的温度在紧拉下进行热处理即得到可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。
[0034]上述经拉伸出来的PET薄膜厚度为500 μ m之间。
[0035]实施例1所述的可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜进行性能测试，其结果如下:
【权利要求】
1.一种可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，其特征在于，按重量份数，所述PET薄膜由以下原料制成:PET聚酯切片20~95份、紫外发光材料I~15份、紫外线吸收剂0.5~12份、助剂0.1~10份。
2.根据权利要求1所述的可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，其特征在于，所述PET聚酯切片为均聚酯或共聚聚酯。
3.根据权利要求2所述的可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，其特征在于，所述均聚酯为芳香族二元羧酸和脂肪族二元醇缩聚得到的聚酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的均聚酯，所述芳香族二元羧酸为对苯二甲酸，所述脂肪族二元醇为乙二醇。
4.根据权利要求2所述的可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，其特征在于，所述共聚聚酯为二元羧酸与二元醇聚合而成，所述二元羧酸为间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸等中的一种或几种，所述二元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇等中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，其特征在于，所述紫外发光材料为无机或有机紫外发光材料，所述无机紫外发光材料为3Ca3 (P04) 2.Ca (F，Cl) 2: Sb, Mn、Y203:Eu、MgAl 11019: Ce, Tb、BaMg2Al 16027: Eu、锰激活的氟锗酸镁或锡激活的磷酸锌锶粉、YV04:Eu、Y (PV) 04:Eu、(BaSi203):Pb、〔(Ca，Zn)3(P04)2:Tl〕、Sr2P207:Eu、MgGa204:Mn 和 Zn2Si04:Mn 中的任意一种或几种混合而成，所述有机紫外发光材料为经接枝、镶嵌处理过的二苯乙烯联苯二磺酸钠、2，5-双-(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩、1-对磺酰氨基苯基-3-对氯苯基-2-吡唑啉、苯二甲酰亚胺中的任意一种或几种混合而成。
6.根据权利要求1所述的可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，其特征在于，所述紫外线吸收剂为有机紫外线吸收剂或无机紫外线吸收剂，所述有机类紫外线为2-(2’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、(2-羟基-4-甲氧苯基)苯基.酮、2-[2_羟基-5-(1，I, 3，3-四甲丁基)苯基]苯并三唑、2-(2’ -羟基-3’，5’ - 二特戊基苯基)苯骈三唑中的任意一种或几种，所述无机紫外线吸收剂为纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑中的任意一种或几种混合而成。
7.根据权利要求1所述的可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜，其特征在于，所述助剂为防刮伤、防粘连添加剂，所述防刮伤、防粘连添加剂为二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡，硫酸钙、硫酸镁、高岭土、氧化铝、氧化钛中的任意一种或几种混合而成。
8.权利要求1~7任一项所述的PET薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将上述质量份数的PET聚酯切片、紫外发光材料、紫外线吸收剂和助剂投入高速混合机中进行高速搅拌混合，再控制混合机将物料打散成颗粒状完成物料的初步熔融混合得到物料A，混合温度为85~100°C，混合时间为I~6h，搅拌速度为500~2000转/min ； 2)将物料A进行预结晶和干燥操作的得到物料B，预结晶和干燥温度控制在150~170°C，干燥时间控制在2~5h，干燥后的物料B中水的质量分数控制在5*10_7以下； 3)将物料B投入双螺杆机进行进一步的熔融共混得到物料C，熔融温度控制在200~300°C，螺杆转速为100~1500r/min，搅拌时间控制在I~6h ; 4)将熔融好的物料C经挤出机挤出得到片材，再进行分步拉伸片材或同时双向拉伸片材即得到可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述分步拉伸包括以下步骤:第一步，利用拉伸机向一个方向上拉伸片材，所述第一步拉伸温度为60~130°C,第一步拉伸倍率为2.5~7.5倍；第二步，向与第一阶段的拉伸方向正交的方向进行拉伸片材，所述第二步拉伸温度为90~180°C，第二步拉伸倍率为2.0~8倍；第三步，以180~300°C的温度在紧拉下进行热处理即得到可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述同时双向拉伸是以拉伸温度为60~130°C，拉伸倍率以面积倍率计为2~60倍，在长度方向和宽度方向同时被拉伸片材，并继续在180~300°C的温 度紧拉状态下进行热处理即得到可吸收并转化紫外光及短波蓝光的PET薄膜。
【文档编号】C08K3/22GK103467936SQ201310415088
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】金国华 申请人:苏州金海薄膜科技发展有限公司