一种硅氧烷-聚酯共聚物树脂、硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜及其制备方法

文档序号:9743274阅读:902来源:国知局
一种硅氧烷-聚酯共聚物树脂、硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于以聚酯为主体的共聚物树脂及其层状产品的制备,涉及一种硅氧烷-聚酯共聚物树脂、硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜及其制备方法。本发明硅氧烷-聚酯共聚物 树脂、硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜特别适用于离型膜、太阳能光伏电池背板的耐水解等材 料的制造。
【背景技术】
[0002] 众所周知,PET(是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称)双轴拉伸聚酯薄膜具有优异的 机械性能、化学性能及光学性能,但分子链存在大量的酯键容易发生水解,使薄膜特性粘度 降低,导致薄膜力学性能大幅下降,薄膜使用寿命大大降低。因此,研究以聚酯为主体含硅 氧烷-聚酯共聚酯树脂表面性能就显得非常重要。
[0003] 现有技术中,对以PET聚酯(即:聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂为主体材料的太阳能 电池背板基膜的耐水解性能提高的研究主要集中在五个方面:一是,采用硅油或含氟硅油 离线涂布PET薄膜降低薄膜表面张力,达到疏水目的,从而提高薄膜耐水解性能,但是这种 方式一般采用溶剂法,生产过程静电易造成溶剂易燃易爆;二是,中国专利公开 CN101899198A在薄膜中加入基于环氧化的脂肪酸酯的水解稳定剂和一定量的环氧化的脂 肪酸甘油酯来提高PET薄膜的耐水解性能,由于环氧化的脂肪酸酯的水解稳定剂在薄膜生 产中会有少量凝胶产生,一方面会影响薄膜外观;另一方面凝胶会产生应力集中,制膜过程 易破膜;三是,日本专利JP2002-026354通过使用高分子量PET树脂来提高PET薄膜耐水解 性,这种方式对提高PET薄膜耐水解性能有一定的提高,但在薄膜制造过程中,由于PET分子 量高,薄膜拉伸困难,横向拉伸容易脱夹,薄膜破膜率大;四是,日本专利JP2009-045888: 采用PEN与PET共混来提高PET膜的耐水解性,PET/PEN共混体系PEN含量在20%~80%,体系 不结晶,影响薄膜物理机械性能,薄膜收缩率较大,如果PEN含量低于20%,则对PET的耐水 解性能基本没有提高;如果PEN含量高于80 %,则制膜困难,用现行PET拉膜装置,很难实现 拉膜。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足,提供一种硅氧烷-聚酯共聚物树 月旨、硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜及其制备方法。本发明采用在PET树脂原位聚合中,将疏水 性羟基封端氟硅油(含二羟基硅氧烷类化合物)接到以PET链段为主体的共聚酯树脂分子主 链中,以达到其共聚物、复合基膜耐水解的目的。
[0005] 本发明的内容是:一种硅氧烷-聚酯共聚物树脂,其特征是:所述硅氧烷-聚酯共聚 物树脂的分子结构通式为:
[0006]
[0007]
其中:m为25~40,n为10~20,X为 5~10,Y为3~5,m、n、X和Y均为整数;
[0008] 所述硅氧烷-聚酯共聚物树脂的特性粘度为〇. 60dl/g~0.68dl/g,熔程为240°C~ 253°C,分子量为 10000 ~25000;
[0009] 所述硅氧烷-聚酯共聚物树脂的制备方法是:将lOOOmol对苯二甲酸和1050mol~ 1200mol含二羟基化合物加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230 °C~250°C,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢) 泄压,加入(催化剂)〇.13mol~0.23mol三氧化二锑、(稳定剂)0.025mol~0.036mol磷酸三 苯酯,搅拌15min~20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280 °C~290°C进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N 2(氮气)出料,即制得硅氧烷-聚酯共聚物树 脂;
[0010] 所述含二羟基化合物由摩尔比为乙二醇:含二羟基硅氧烷类化合物= 800~950: 100~400的乙二醇与含二羟基硅氧烷类化合物混合组成;
[0011] 所述含二羟基硅氧烷类化合物是二羟基聚二甲基硅氧烷、羟基封端的甲基-3,3, 3_三氟丙基(硅氧烷与聚硅氧烷)中的一种或两种的混合物。
[0012] 本发明的另一内容是:一种硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜,其特征是:所述硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜由A层的硅氧烷-聚酯共聚物薄膜(简称:A层)和B层的PET薄膜(简称:B 层)复合组成,其层状结构为A/B两层,厚度为100μπι~300μπι,Α层的硅氧烷-聚酯共聚物薄膜 与Β层的PET薄膜的质量比为10~200:100,所述硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜的耐水解性能 为:在121°C(高温)蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时,蒸煮时间达60h~96h;在38°C,90%RH (RH为Relative Humidity,即相对湿度)测试环境下,水蒸气透过率为0.8g/m2 · 24h~ 1.2g/m2 · 24h;
[0013] 所述硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜的制备方法是:将10~200质量份A层的硅氧烷-聚酯共聚物薄膜用的硅氧烷-聚酯共聚物树脂和100质量份B层的PET薄膜用的PET树脂分别 通过挤出机A于温度260°C~280°C、挤出机B于温度265°C~290°C下熔融后,经树脂熔融分 配器分层共挤挤出,在温度15°C~25°C下冷鼓上铸片,再经2.8~3.3倍纵向拉伸、2.9~3.4 倍横向拉伸,在温度190°C~230°C下热定型,即制得硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜;
[0014] 所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
[0015] 本发明的另一内容是:一种硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜,其特征是:所述硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜由B层的PET薄膜(简称:B层)和复合在B层的PET薄膜两面的A层的硅氧 烷-聚酯共聚物薄膜(简称:A层)组成,其层状结构为A/B/A三层两种,厚度为100μπι~300μπι, A层的硅氧烷-聚酯共聚物薄膜与B层的PET薄膜的质量比为10~200:100,所述硅氧烷-聚酯 共聚物复合基膜的耐水解性能为:在121°C (高温)蒸煮使断裂伸长率衰减至10 %时,蒸煮时 间达60h~96h;在38°C,90%RH(RH为Relative Humidity,即相对湿度)测试环境下,水蒸气 透过率为〇.8g/m2 · 24h~1.2g/m2 · 24h;
[0016] 所述硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜的制备方法是:将10~200质量份A层的硅氧烷-聚酯共聚物薄膜用的硅氧烷-聚酯共聚物树脂和100质量份B层的PET薄膜用的PET树脂分别 通过挤出机A于温度260°C~280°C、挤出机B于温度265°C~290°C下熔融后,经树脂熔融分 配器分层共挤挤出,在温度15°C~25°C下冷鼓上铸片,再经2.8~3.3倍纵向拉伸、2.9~3.4 倍横向拉伸,在温度190°C~230°C下热定型而制得;
[0017] 所述PET树脂为市售的特性粘度为0.60dl/g~0.68dl/g的PET树脂。
[0018] 本发明的另一内容是:一种硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜的制备方法,其特征是步 骤为:
[0019] a、制备含硅氧烷-聚酯共聚物树脂:
[0020] 所述硅氧烷-聚酯共聚物树脂的制备方法是:将lOOOmol对苯二甲酸和1050mol~ 1200mol含二羟基化合物加入反应器中,反应器内初压力0.2MPa,当反应器内温度升至230 °C~250°C,收集酯化馏出水分,通过出水量计算酯化率,当酯化率达到97%时,开始(缓慢) 泄压,加入(催化剂)〇.13mol~0.23mol三氧化二锑、(稳定剂)0.025mol~0.036mol磷酸三 苯酯,搅拌15min~20min,接着开始(缓慢)抽真空,至反应器内余压小于60Pa,并升温至280 °C~290°C进行缩聚,缩聚时间3h~4h,充入N 2(氮气)出料,即制得硅氧烷-聚酯共聚物树 脂,备用;
[0021] 所述含二羟基化合物由摩尔比为乙二醇:含二羟基硅氧烷类化合物= 800~950: 100~400的乙二醇与含二羟基硅氧烷类化合物混合组成;
[0022] 所述含二羟基硅氧烷类化合物是指二羟基聚二甲基硅氧烷、羟基封端的甲基-3, 3,3-三氟丙基(硅氧烷与聚硅氧烷)中的一种或两种的混合物;
[0023] b、制备硅氧烷-聚酯共聚物复合基膜:
[0024]将步骤a制备的硅氧烷-聚酯共聚物树脂与PET树脂按质量比为10~200:100分别 备料,并分别通过挤出机A于温度260°C~280°C、挤出机B于温度265°C~290°C下熔融后,经 树脂熔融分配器分层共挤挤出,在温度15°C~25°C下冷鼓上复合铸片,复合铸片再在温度 70°C~80°C下经2.7~3.3倍纵向拉伸、然后经18~58冷却至温度45°(3~60°(3,再在温度110 °C~130°C下进行2.8~3.4倍横向拉伸,经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区,其中 第一区温度为200°C~210°C、第二区为210°C~215°C、第三区为215°C~220°C、第四区为 215°C~220°C、第五区为225°C~230°C、第六区为190°C~200°C,薄膜热定型时间为8s~ 120s;经过热定型区的薄膜再经温度60°C~70°C、时
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