一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法与流程

1.本本发明涉及聚酯母粒技术领域，尤其是一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法。


背景技术：

2.聚脂薄膜在光学应用方面比起包装或电子店里方面的应用有更高的要求，除了机械强度。热稳定性等方面，还要求更优异的光学性能，其主要指标是透光率和雾度值。通常用于包装的12μm聚脂薄膜的雾度值控制在3％以下，要求将188μm光学级聚脂薄膜的雾度值控制在1％以下。
3.聚酯薄膜的雾度值的影响因素有以下几方面：
4.①
添加剂的影响。添加剂的粒径，分布，类型和数量对雾度值有很大的影响。添加剂实际上仅在表面层上起作用，因此可以在设备配置中采用多层共挤出，以消除薄膜内部添加剂对雾度的影响。
5.②
工艺条件的影响。聚酯薄膜的结晶度对雾度值影响很大，在聚酯膜的加工过程中，晶形和结晶度不断变化，这需要严格控制。因此，要求生产线的设备配置满足控制结晶度的要求。设备要求铸造板必须具有足够的冷却能力，纵向拉伸机必须能够达到更高的预热温度，而不会粘在辊子上。所有滚筒均单独驱动，卧式拉伸机具有足够的热定型长度。
6.③
原材料的影响。主要有几个方面：一是内部杂质的含量，包括催化剂的残留量；第二是材料的色调；第三是材料的稳定性。在国外生产高档薄膜通常需要使用指定品牌的原材料。
7.在现有的聚酯薄膜的生产中，为了使用可加工性的要求，聚酯表层必须含有少量的微细固体粒子，以起到薄膜收放卷的抗粘连作用。一般这样的无机离子为二氧化硅、磷酸钙、高岭土等，粒子直径一般在1
‑
6μm之间，传统的做法是先将无机微粒添加到聚酯原料中做成母料切片，然后通过母粒添加的方式将无机粒子添加到整个薄膜中。这些无机粒子的添加虽然解决了膜表面的抗粘性问题，但不可避免的降低了薄膜的光学性能。一方面，无机粒子阻止部分光线使得光透过率降低，另一方面，这些微粒会使部分光线偏离原来的方向使得雾度提高。虽然可以通过减少无机粒子的添加量来改善光学性能，但其效果并理想，而且会明显降低薄膜的加工性能。


技术实现要素：

8.本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，在聚酯薄膜中添加该合成方法制得的光学基膜用聚酯母料可以提高光学基膜的高雾度低雾度性，从而显著提高薄膜的加工性能。
9.为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
10.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，所述合成方法包括以下步骤：
11.1)将100份对苯二甲酸、130份乙二醇和0.001
‑
0.002份醋酸钠配制成浆料，然后转
移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.02
‑
0.05份乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、10
‑
20份第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.001
‑
0.002份磷酸三甲酯，
12.2)终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入。
13.进一步的，所述光固化单体选用双酚a环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、环氧化油丙烯酸酯、甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯中的一种或几种。
14.进一步的，所述光引发剂选用安息香双甲醚，添加量为单体质量的2
‑
5％。
15.进一步的，所述复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.5
‑
1.8:1。
16.进一步的，所述第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1。
17.进一步的，所述预缩聚的反应温度为245
‑
265℃，反应压力为1100
‑
1200pa，预缩聚时间为30
‑
40min。
18.进一步的，所述终缩聚反应的真空度低于110
‑
120pa，温度为270
‑
285℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.608dl/g时停止反应。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
20.本发明中在终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入，加入光固化单体和光引发剂，在后续制备光学基膜的时候，可以通过辐照步骤提高光学基膜的硬度，从而可以降低抗粘连剂(二氧化硅、磷酸钙、高岭土或者有机硅聚合物)的添加，从而降低光学基膜的折射率，得到低雾度的光学基膜。折射率进一步降低后，从而可以了光学基膜的透光率。
具体实施方式
21.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
22.本发明中的原料的来源是：
23.对苯二甲酸：工业级，仪征化纤股份有限公司；
24.乙二醇：工业级，国药集团化学试剂有限公司。
25.醋酸钴：上海华亭化工厂有限公司；
26.纳米三氧化二锑：德辰州锑品有限责任公司；
27.本发明中各原料没有特殊说明的话，均为普通市售。
28.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，包括以下步骤：
29.1)将100份对苯二甲酸、130份乙二醇和0.001
‑
0.002份醋酸钠配制成浆料，然后转移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.02
‑
0.05份乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、10
‑
20份第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.001
‑
0.002份磷酸三甲酯，醋酸钠作为抑醚剂，减少了醚类副产物的合成，磷酸三甲酯抑制了环状三聚物的生成，从而减少了齐聚物的生成，提高了后续制得的光学基膜的质量；
30.本步骤中的预缩聚的反应温度为245
‑
265℃，反应压力为1100
‑
1200pa，预缩聚时间为30
‑
40min；本步骤中的终缩聚反应的真空度低于110
‑
120pa，温度为270
‑
285℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.618dl/g时停止反应；
31.本步骤中的复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.5
‑
1.8:1；
32.本步骤中的第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1；
33.2)终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入，加入光固化单体和光引发剂，在后续制备光学基膜的时候，可以通过辐照步骤提高光学基膜的硬度，从而可以降低抗粘连剂(二氧化硅、磷酸钙、高岭土或者有机硅聚合物)的添加，从而降低光学基膜的折射率，得到低雾度的光学基膜。折射率进一步降低后，从而可以了光学基膜的透光率。
34.本步骤中的光固化单体选用双酚a环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、环氧化油丙烯酸酯、甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯中的一种或几种，优选为环氧化油丙烯酸酯、甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯的混合物，其摩尔比为1:1。
35.本步骤中的光引发剂选用安息香双甲醚，添加量为单体质量的2
‑
5％。
36.实施例1
37.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，包括以下步骤：
38.1)将100摩尔对苯二甲酸、130摩尔乙二醇和0.001摩尔醋酸钠配制成浆料，然后转移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.02摩尔乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、10摩尔第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.001摩尔磷酸三甲酯，
39.其中，复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.5:1；
40.其中，第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1；
41.其中，缩聚的反应温度为245℃，反应压力为1200pa，预缩聚时间为40min；
42.其中，终缩聚反应的真空度低于120pa，温度为270℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.608dl/g时停止反应；
43.2)终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入；
44.其中，光固化单体选用双酚a环氧丙烯酸酯；
45.其中，光引发剂选用安息香双甲醚，添加量为单体质量的2
‑
5％。
46.实施例2
47.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，包括以下步骤：
48.1)将100摩尔对苯二甲酸、130摩尔乙二醇和0.0015摩尔醋酸钠配制成浆料，然后转移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.03摩尔乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、15摩尔第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.001摩尔磷酸三甲酯，
49.其中，复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.5:1；
50.其中，第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1；
51.其中，缩聚的反应温度为24℃，反应压力为1200pa，预缩聚时间为40min；
52.其中，终缩聚反应的真空度低于120pa，温度为270℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.608dl/g时停止反应；
53.2)终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入；
54.其中，光固化单体选用酚醛环氧丙烯酸酯；
55.其中，光引发剂选用安息香双甲醚，添加量为单体质量的2.5％。
56.实施例3
57.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，包括以下步骤：
58.1)将100摩尔对苯二甲酸、130摩尔乙二醇和0.0015摩尔醋酸钠配制成浆料，然后转移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.04摩尔乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、15摩尔第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.0015摩尔磷酸三甲酯，
59.其中，复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.6:1；
60.其中，第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1；
61.其中，缩聚的反应温度为255℃，反应压力为1150pa，预缩聚时间为40min；
62.其中，终缩聚反应的真空度低于115pa，温度为280℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.608dl/g时停止反应；
63.2)终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入；
64.其中，光固化单体选用环氧化油丙烯酸酯、甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯的混合物，其摩尔比为1:1；
65.其中，光引发剂选用安息香双甲醚，添加量为单体质量的4％。
66.实施例4
67.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，包括以下步骤：
68.1)将100摩尔对苯二甲酸、130摩尔乙二醇和0.0018摩尔醋酸钠配制成浆料，然后转移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.04摩尔乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、15摩尔第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.0015摩尔磷酸三甲酯，
69.其中，复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.6:1；
70.其中，第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1；
71.其中，缩聚的反应温度为255℃，反应压力为1150pa，预缩聚时间为40min；
72.其中，终缩聚反应的真空度低于115pa，温度为280℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.608dl/g时停止反应；
73.2)终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入；
74.其中，光固化单体选用环氧化油丙烯酸酯、甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯的混合物，其摩尔比为1:1；
75.其中，光引发剂选用安息香双甲醚，添加量为单体质量的4％。
76.实施例5
77.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，包括以下步骤：
78.1)将100摩尔对苯二甲酸、130摩尔乙二醇和0.002摩尔醋酸钠配制成浆料，然后转移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.05摩尔乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、15摩尔第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.002摩尔磷酸三甲酯，
79.其中，复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.6:1；
80.其中，第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1；
81.其中，缩聚的反应温度为260℃，反应压力为1150pa，预缩聚时间为40min；
82.其中，终缩聚反应的真空度低于115pa，温度为280℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.608dl/g时停止反应；
83.2)终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入；
84.其中，光固化单体选用环氧化油丙烯酸酯、甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯的混合物，其摩尔比为1:1；
85.其中，光引发剂选用安息香双甲醚，添加量为单体质量的4％。
86.实施例6
87.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，包括以下步骤：
88.1)将100摩尔对苯二甲酸、130摩尔乙二醇和0.002摩尔醋酸钠配制成浆料，然后转移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.05摩尔乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、20摩尔第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.002摩尔磷酸三甲酯，
89.其中，复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.8:1；
90.其中，第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1；
91.其中，缩聚的反应温度为265℃，反应压力为1100pa，预缩聚时间为30min；
92.其中，终缩聚反应的真空度低于110pa，温度为285℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.608dl/g时停止反应；
93.2)终缩聚结束降温过程中加入光固化单体和光引发剂，最后将终聚物卸到冷却池，切片得到聚酯母料，待温度降低到光固化单体和光引发剂的熔点以下时加入；
94.其中，光固化单体选用环氧化油丙烯酸酯、甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯的混合物，其摩尔比为1:1；
95.其中，光引发剂选用安息香双甲醚，添加量为单体质量的5％。
96.对比例1
97.一种高透低雾光学基膜用聚酯母料的合成方法，包括以下步骤：
98.1)将100摩尔对苯二甲酸、130摩尔乙二醇和0.0015摩尔醋酸钠配制成浆料，然后转移至酯化反应釜中进行酯化反应，然后加入0.04摩尔乙醇锑和对甲苯磺酸的复合催化剂、15摩尔第三单体依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，在终缩聚反应阶段加入0.0015摩尔磷酸三甲酯，
99.其中，复合催化剂乙醇锑、对甲苯磺酸的质量比为1.6:1；
100.其中，第三单体选用邻苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物，其摩尔比为1:1；
101.其中，缩聚的反应温度为255℃，反应压力为1150pa，预缩聚时间为40min；
102.其中，终缩聚反应的真空度低于115pa，温度为280℃，搅拌速度随粘度增加逐渐降低，当特性粘度达到0.608dl/g时停止反应。
103.将实施例1
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6中制得的聚酯母料制备厚度为0.25mm的光学基膜，将10％的聚酯母粒、0.1％的纳米二氧化硅和89.9％的光学级聚酯切片混合干燥后转入主机内，采用挤出机熔融，熔融温度为275
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280℃，经过滤器过滤，过滤精度为12μm，然后与其他辅机共挤出拉伸得到具有三层膜层的光学基膜，光学基膜的总厚度为0.25mm，第一层为添加有聚酯母粒的厚度0.2mm的膜层，第二层和第三层分别为厚度为0.025mm的含量为100％光学聚酯切片的膜层。在收卷之前采用辐照设备对光学基膜进行辐照处理，辐照处理采用高压uv固化灯(汞灯)进行辐照，辐照的光源波段为365nm，汞灯的功率为100w/cm。
104.并将对比例1制得的聚酯母粒采用相同的方法制得厚度相同的光学基膜。
105.对比例2为现有技术中的光学基膜，其中添加有0.3％的纳米二氧化硅。
106.表1为上述各实施例和对比例的产品性能效果数据。
[0107][0108][0109]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。