一种高透明抗静电的pet聚酯薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜及其制备方法。其成份包括PET、抗静电剂和抗氧剂，PET、抗静电剂和抗氧剂的质量比为95～99：1~5：0.1。将对苯二甲酸、乙二醇与聚醚进行嵌段共聚，所得的共聚物通过双螺杆挤出造粒，制成抗静电母粒，即抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒经过真空干燥，取抗静电母粒与PET聚酯切片混匀，加入抗氧剂混合，然后经过双螺杆挤出成厚膜，厚膜经过双向拉伸后定型制得高透明抗静电薄膜。本发明的PET聚酯薄膜提高了薄膜的抗静电性能，可将聚酯薄膜的表面电阻降低到108-1010Ω，同时又保持很高的透明度；采用本发明中的抗静电母粒，能发挥长时间稳定的抗静电性能。
【专利说明】一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚酯膜及其制备方法，具体是涉及一种高透明抗静电的PET聚酯 薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] PET聚酯薄膜因为其稳定的尺寸，较好的机械强度以及光学特性，在包装用材、光 学设备、电器领域有广泛的应用，拥有巨大的市场。但聚酯薄膜因为其分子特性，决定了其 导电能力较差，一般表面电阻为1〇 14_1〇16Ω。PET聚酯薄膜在加工、搬运过程中因为摩擦，很 容易带上静电荷，而且因为表面电阻高，静电荷会长时间停留在聚酯薄膜表面。这就限制了 PET聚酯薄膜在一些电气电子设备等对静电防护要求较高的领域的使用。
[0003] 为了消除聚酯薄膜表面的静电荷，一般采用加入抗静电剂的方法。抗静电剂的加 入方法分为两种：一种是表面涂覆法，把抗静电液涂覆在已经加工成型的聚酯薄膜表面。 CN1990524A公开了一种抗静电聚酯薄膜的生产方法，就是采用涂覆的方法。CN1990524B也 公布了一种抗静电薄膜的生产方法，也是采用涂覆抗静电液的方法；另一种是内加法，采用 抗静电母粒与聚酯切片共混，然后再经加工，制成双向拉伸聚酯薄膜，比如现在已经工业化 的德国克莱恩抗静电母粒。在内加法中，有文献报道，可以采用金属氧化物半导体作为抗静 电剂，如四针状的氧化锌晶须。但是要起到比较好的抗静电作用，这种晶须的添加量要达到 15wt%，这不仅会影响聚酯薄膜的力学强度、透明性，而且大大地增加了成本。
[0004] 表面涂覆法因为抗静电剂只停留于聚酯薄膜表面，长时间使用会因为摩擦等原因 导致抗静电层越来越薄，最后失去抗静电性能。表面涂覆法生产的抗静电薄膜其抗静电性 能受到使用时间限制，而且表面涂覆也会影响聚酯薄膜的透明性。
【发明内容】
[0005] 为了解决抗静电剂与聚酯的相容性等技术问题，本发明的目的是提出一种高透明 抗静电的PET聚酯薄膜及其制备方法。在薄膜制备过程中加入一种抗静电剂，提高了薄膜 的抗静电性能，可将聚酯薄膜的表面电阻降低到10^10 1° Ω，同时又保持很高的透明度。但 是对于抗静电母粒而言，必须考虑与聚酯的相容性，只有抗静电母粒与聚酯之间具有好的 相容性，才能发挥长时间稳定的抗静电性能。
[0006] 本发明采用的技术方案如下：
[0007] 一、一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜
[0008] 其成份包括PET、抗静电剂和抗氧剂，PET、抗静电剂和抗氧剂的质量比为95?99 : 1?5 :0. 1，抗静电剂为对苯二甲酸、乙二醇与聚醚的嵌段共聚物，聚醚为聚乙二醇或者聚 乙二醇单甲醚。
[0009] 所述的抗氧剂为抗氧剂1010,即为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯。
[0010] 所述的PET聚酯薄膜的厚度为50?100 μ m，PET聚酯薄膜的表面电阻为 108-101QQ，透光率为88%以上，雾度小于3%。
[0011] 所述的抗静电剂为聚乙二醇与对苯二甲酸、乙二醇形成的多嵌段聚合物或者聚乙 二醇单甲醚与对苯二甲酸、乙二醇形成的两嵌段聚合物，聚乙二醇分子量为1000-6000g/ mol，聚乙二醇单甲醚分子量为350-5000g/mol。
[0012] 二、一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜的制备方法
[0013] 1)将对苯二甲酸、乙二醇与聚醚进行嵌段共聚，所得的共聚物通过双螺杆挤出造 粒进行加工得到抗静电母粒，即为抗静电剂；
[0014] 2)将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分，取抗静电母粒与PET聚酯切 片混匀，然后加入抗氧剂混合，其中抗静电母粒、PET聚酯切片和抗氧剂的组成配比为1? 5 :95 ?99 :0· 1 ;
[0015] 3)再将步骤2)得到的混合物经过双螺杆挤出成厚膜，厚膜经过双向拉伸后定型， 制得高透明抗静电的所述的PET聚酯薄膜。
[0016] 所述的步骤3)中的双螺杆挤出过程中的温度为260?280°C，辊的温度为70? 75。。。
[0017] 所述的步骤3)中的厚膜经过双向拉伸后在120?140°C下定型3?5min。
[0018] 所述的聚醚为聚乙二醇或者聚乙二醇单甲醚，步骤1)得到的共聚物为聚乙二醇 与对苯二甲酸、乙二醇形成的多嵌段聚合物或者聚乙二醇单甲醚与对苯二甲酸、乙二醇形 成的两嵌段聚合物，聚乙二醇分子量为1000-6000g/mol，所述的聚乙二醇单甲醚分子量为 350_5000g/mol。
[0019] 所述的抗氧剂为抗氧剂1010,即为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯。
[0020] 所述的步骤3)得到的PET聚酯薄膜的厚度为50?100 μ m，所述的PET聚酯薄膜 的表面电阻为1(^-101° Ω，透光率为88%以上，雾度小于3%。
[0021] 本发明的有益效果是：
[0022] 本发明采用抗静电母粒的方法，不仅提高了 PET聚酯薄膜的抗静电性能，使其表 面电阻降低到Κ^-ΚΓΩ，同时通过合成的一种抗静电剂保持长时间稳定的抗静电性能。而 且在抗静电性能提高的同时，薄膜又保持着很高的透明度。
[0023] 本发明合成的一种抗静电剂，其为对苯二甲酸、乙二醇与聚醚的嵌段共聚物，聚醚 为聚乙二醇或者聚乙二醇单甲醚。该嵌段共聚物因为存在聚对苯二甲酸乙二醇酯链段，与 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯）的相容性很好，而且聚醚链段有一定的亲水性。因此加入PET 中能够有效地发挥长时间稳定的抗静电性能。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对本发明进行具体说明，但是本发明并不限于此。
[0025] 本发明的高透明抗静电的PET聚酯薄膜，其成份包括PET、抗静电剂和抗氧剂， PET、抗静电剂和抗氧剂的质量比为95?99 :1?5 :0. 1，抗静电剂为对苯二甲酸、乙二醇与 聚醚的嵌段共聚物，聚醚为聚乙二醇或者聚乙二醇单甲醚。
[0026] 本发明的PET聚酯薄膜的厚度为50?ΙΟΟμπι，PET聚酯薄膜的表面电阻为 10 8-101QQ，透光率为88%以上，同时雾度小于3%。
[0027] 优选的抗氧剂为抗氧剂1010,即为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯。
[0028] 优选的抗静电剂为聚乙二醇（PEG)与对苯二甲酸、乙二醇形成的多嵌段聚合物或 者聚乙二醇单甲醚（mPEG)与对苯二甲酸、乙二醇形成的两嵌段聚合物。优选的聚乙二醇分 子量为1000-6000g/mol，优选的聚乙二醇单甲醚分子量为350-5000g/mol。其中优选地，在 上述所形成的多嵌段聚合物中，聚乙二醇（PEG)的含量为35?45wt% ;在上述所形成的两 嵌段聚合物中，聚乙二醇单甲醚（mPEG)的含量为35?40wt%。
[0029] 本发明的PET聚酯薄膜的制备方法包括以下步骤：
[0030] 1)将对苯二甲酸、乙二醇与聚醚进行嵌段共聚，所得的共聚物通过双螺杆挤出造 粒进行加工得到抗静电母粒，即为抗静电剂；
[0031] 2)将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分，取抗静电母粒与PET聚酯切 片混匀，然后加入抗氧剂混合，其中抗静电母粒、PET聚酯切片和抗氧剂的组成配比为1? 5 :95 ?99 :0· 1 ;
[0032] 3)再将步骤2)得到的混合物经过双螺杆挤出成厚膜，厚膜经过双向拉伸后定型， 制得高透明抗静电的所述的PET聚酯薄膜。
[0033] 优选地，步骤3)中的双螺杆挤出过程中的温度为260?280°C，辊的温度为70? 75。。。
[0034] 优选地，步骤3)中的厚膜经过双向拉伸后在120?140°C下定型3?5min。
[0035] 优选的聚醚为聚乙二醇或者聚乙二醇单甲醚。
[0036] 优选的抗静电剂为聚乙二醇与对苯二甲酸、乙二醇形成的多嵌段聚合物或者聚乙 二醇单甲醚与对苯二甲酸、乙二醇形成的两嵌段聚合物。
[0037] 优选的聚乙二醇分子量为1000-6000g/mol，所述的聚乙二醇单甲醚分子量为 350_5000g/mol。
[0038] 优选的抗氧剂为抗氧剂1010,即为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯，
[0039] 本发明的PET聚酯薄膜的厚度为50?ΙΟΟμπι，PET聚酯薄膜的表面电阻为 10 8-101QQ，透光率为88%以上，同时雾度小于3%。
[0040] 本发明中采用的聚醚包括了聚乙二醇与单聚乙二醇甲醚。利用聚乙二醇、乙二醇、 对苯二甲酸制备多嵌段的聚醚与聚酯的共聚物。利用聚乙二醇单甲醚、乙二醇、对苯二甲酸 制备两嵌段的聚醚与聚酯共聚物。
[0041] 聚醚链段因为具有一定的亲水性，加入聚酯后，会改善聚酯表面的亲水性，从而降 低聚酯表面电阻率。共聚物中聚酯链段的存在，改善了聚醚与聚酯薄膜的相容性，有利于聚 醚链段往聚酯薄膜表面迁移的同时保持薄膜本体中聚醚的一定浓度。这样即使因为摩擦等 原因，表面的聚醚链段被擦掉，本体中的聚醚链段能够及时迁移至膜的表面，始终保持薄膜 表面具有一层抗静电剂存在，从而达到长时间抗静电的效果。
[0042] 对于抗静电母粒而言，必须考虑与聚酯的相容性，只有抗静电母粒与聚酯之间具 有好的相容性，才能发挥长时间稳定的抗静电性能。本发明因为采用的抗静电剂中有聚酯 链段的存在，与薄膜相容性较好，所以能发挥长时间的抗静电性能。同时不会影响聚酯薄膜 的透明性。采用上述的抗静电剂后，薄膜依然保持着很高的透明度。
[0043] 本发明的实施例如下：
[0044] 实施例1
[0045] 将对苯二甲酸、乙二醇与PEG1000进行共聚，合成PET-b-PEG1000嵌段共聚物，共 聚物中PEG1000含量为35wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆挤出造粒得到抗静电母粒， 即为抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分。取3份抗静电母粒、97 份PET聚酯切片、0. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤出成厚膜。螺杆挤出温度为 260°C，辊的温度为70°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在120°C下定型3min制得抗静电薄 膜。
[0046] 实施例2
[0047] 将对苯二甲酸、乙二醇与PEG1000进行共聚，合成PET-b-PEG1000嵌段共聚物，共 聚物中PEG1000含量为35wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆挤出造粒得到抗静电母粒， 即为抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分。取2份抗静电母粒、98 份PET聚酯切片、0. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤出成厚膜。螺杆挤出温度为 270°C，辊的温度为75°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在130°C下定型4min制得抗静电薄 膜。
[0048] 实施例3
[0049] 将对苯二甲酸、乙二醇与PEG2000进行共聚，合成PET-b-PEG2000嵌段共聚物，共 聚物中PEG含量为40wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆挤出造粒得到抗静电母粒，即为 抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分。取3份抗静电母粒、97份PET 聚酯切片、〇. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤出成厚膜。螺杆挤出温度为280°C， 辊的温度为70°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在140°C下定型5min制得抗静电薄膜。
[0050] 实施例4
[0051] 将对苯二甲酸、乙二醇与PEG2000进行共聚，合成PET-b-PEG2000嵌段共聚物，共 聚物中PEG含量为40wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆挤出造粒得到抗静电母粒，即为 抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分。取4份抗静电母粒、96份PET 聚酯切片、〇. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤出成厚膜。螺杆挤出温度为280°C， 辊的温度为73°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在140°C下定型5min制得抗静电薄膜。
[0052] 实施例5
[0053] 将对苯二甲酸、乙二醇与PEG2000进行共聚，合成PET-b-PEG2000嵌段共聚物，共 聚物中PEG含量为40wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆挤出造粒得到抗静电母粒，即为 抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分。取2份抗静电母粒、98份PET 聚酯切片、〇. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤出成厚膜。螺杆挤出温度为280°C， 辊的温度为70°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在140°C下定型5min制得抗静电薄膜。
[0054] 实施例6
[0055] 将对苯二甲酸、乙二醇与PEG4000进行共聚，合成PET-b-PEG4000嵌段共聚物，共 聚物中PEG含量为45wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆挤出造粒得到抗静电母粒，即为 抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分。取3份抗静电母粒、97份PET 聚酯切片、〇. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤出成厚膜。螺杆挤出温度为270°C， 辊的温度为74°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在120°C下定型3min制得抗静电薄膜。
[0056] 实施例7
[0057] 将对苯二甲酸、乙二醇与PEG4000进行共聚，合成PET-b_PEG4000嵌段共聚物，共 聚物中PEG含量为45wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆挤出造粒得到抗静电母粒，即为 抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分。取1份抗静电母粒、99份PET 聚酯切片、〇. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤出成厚膜。螺杆挤出温度为280°C， 辊的温度为70°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在120°C下定型3min制得抗静电薄膜。
[0058] 实施例8
[0059] 将对苯二甲酸、乙二醇与PEG6000进行共聚，合成PET-b-PEG6000嵌段共聚物，共 聚物中PEG含量为40wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆挤出造粒得到抗静电母粒，即为 抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分。取1份抗静电母粒、99份PET 聚酯切片、〇. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤出成厚膜。螺杆挤出温度为280°C， 辊的温度为71°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在120°C下定型3min制得抗静电薄膜。
[0060] 实施例9
[0061] 将对苯二甲酸、乙二醇与mPEG350(聚乙二醇单甲醚350)进行共聚，合成 PET-b-mPEG350嵌段共聚物，共聚物中mPEG含量为35wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆 挤出造粒得到抗静电母粒，即为抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水 分。取5份抗静电母粒、95份PET聚酯切片、0. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤 出成厚膜。螺杆挤出温度为270°C，辊的温度为75°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在140°C 下定型3min制得抗静电薄膜。
[0062] 实施例10
[0063] 将对苯二甲酸、乙二醇与mPEG500(聚乙二醇单甲醚500)进行共聚，合成 PET-b-mPEG500嵌段共聚物，共聚物中mPEG含量为38wt%。所得的嵌段共聚物经过双螺杆 挤出造粒得到抗静电母粒，即为抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水 分。取5份抗静电母粒、95份PET聚酯切片、0. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆挤 出成厚膜。螺杆挤出温度为280°C，辊的温度为70°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在120°C 下定型3min制得抗静电薄膜。
[0064] 实施例11
[0065] 将对苯二甲酸、乙二醇与mPEG1900(聚乙二醇单甲醚1900)进行共聚，合成 PET-b-mPEG1900嵌段共聚物，共聚物中mPEG含量为40wt %。所得的嵌段共聚物经过双螺 杆挤出造粒得到抗静电母粒，即为抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去 水分。取4份抗静电母粒、96份PET聚酯切片、0. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆 挤出成厚膜。螺杆挤出温度为280°C，辊的温度为73°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在 120°C下定型3min制得抗静电薄膜。
[0066] 实施例12
[0067] 将对苯二甲酸、乙二醇与mPEG5000(聚乙二醇单甲醚5000)进行共聚，合成 PET-b-mPEG5000嵌段共聚物，共聚物中mPEG含量为40wt %。所得的嵌段共聚物经过双螺 杆挤出造粒得到抗静电母粒，即为抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去 水分。取3份抗静电母粒、97份PET聚酯切片、0. 1份抗氧剂1010混合，混合物经过双螺杆 挤出成厚膜。螺杆挤出温度为280°C，辊的温度为70°C。得到的厚膜经过双向拉伸后，在
【权利要求】
1. 一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜，其特征在于：其成份包括PET、抗静电剂和抗氧 齐U，PET、抗静电剂和抗氧剂的质量比为95?99 :1飞：0. 1，抗静电剂为对苯二甲酸、乙二醇 与聚醚的嵌段共聚物，聚醚为聚乙二醇或者聚乙二醇单甲醚。
2. 根据权利要求1所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜，其特征在于：所述的抗 氧剂为抗氧剂1010,即为四[β- (3,5_二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
3. 根据权利要求1所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜，其特征在于：所述的 PET聚酯薄膜的厚度为5(Γ100 μ m，PET聚酯薄膜的表面电阻为1(^-101° Ω，透光率为88%以 上，雾度小于3%。
4. 根据权利要求1所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜，其特征在于： 所述的抗静电剂为聚乙二醇与对苯二甲酸、乙二醇形成的多嵌段聚合物或者聚乙二醇 单甲醚与对苯二甲酸、乙二醇形成的两嵌段聚合物，聚乙二醇分子量为1000-6000 g/mol， 聚乙二醇单甲醚分子量为350-5000 g/mol。
5. 用于制备权利要求1所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜的制备方法，其特征 在于包括以下步骤： 1) 将对苯二甲酸、乙二醇与聚醚进行嵌段共聚，所得的共聚物通过双螺杆挤出造粒进 行加工得到抗静电母粒，即为抗静电剂； 2) 将PET聚酯切片、抗静电母粒真空干燥，除去水分，取抗静电母粒与PET聚酯切片混 匀，然后加入抗氧剂混合，其中抗静电母粒、PET聚酯切片和抗氧剂的组成配比为广5 :95? 99 ：0.1 ； 3) 再将步骤2)得到的混合物经过双螺杆挤出成厚膜，厚膜经过双向拉伸后定型，制得 高透明抗静电的所述的PET聚酯薄膜。
6. 根据权利要求5所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜的制备方法，其特征在 于： 所述的步骤3)中的双螺杆挤出过程中的温度为26(T280°C，辊的温度为7(T75°C。
7. 根据权利要求5所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜的制备方法，其特征在 于：所述的步骤3)中的厚膜经过双向拉伸后在12(Tl40°C下定型3~5min。
8. 根据权利要求5所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜的制备方法，其特征 在于：所述的聚醚为聚乙二醇或者聚乙二醇单甲醚，步骤1)得到的共聚物为聚乙二醇与 对苯二甲酸、乙二醇形成的多嵌段聚合物或者聚乙二醇单甲醚与对苯二甲酸、乙二醇形成 的两嵌段聚合物，聚乙二醇分子量为1000-6000 g/mol，所述的聚乙二醇单甲醚分子量为 350-5000 g/mol。
9. 根据权利要求5所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜的制备方法，其特征在 于：所述的抗氧剂为抗氧剂1010,即为四[β- (3,5_二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊 四醇酯。
10. 根据权利要求5所述的一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜的制备方法，其特征在 于：所述的步骤3)得到的PET聚酯薄膜的厚度为5(Γ100 μ m，所述的PET聚酯薄膜的表面 电阻为108-101QQ，透光率为88%以上，雾度小于3%。
【文档编号】C08J5/18GK104086957SQ201410336093
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】倪旭峰, 郑武义, 陈立锋, 金双林, 章少华, 孙江华, 王水发, 喻国梁 申请人:杭州华塑实业股份有限公司