用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明属于聚酯薄膜技术领域，本发明提供一种用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜及其制备方法，所述聚酯薄膜由对苯二甲酸，间苯二甲酸，乙二醇和第四组份共聚后经双向拉伸而制成，投料摩尔比为：对苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸：第四组份＝(135-165)：(148-194)：(11-15)：(0.01-12)；所述第四组份选自间苯二甲酸-5-磺酸盐，1,4-环己烷二甲醇，新戊二醇，和偏苯三甲酸中的一种或多种。该聚酯薄膜具有高温不变形，阻隔性好，耐腐蚀、易印刷、有持久表面张力且具有与金属表面贴合不易脱落，高温无析出物对内容物无污染、不粘连、安全卫生等。
【专利说明】
用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于聚酯薄膜技术领域，涉及用于金属包装行业可贴合在金属表面的双向 拉伸聚酯薄膜，特别涉及一种用于与金属表面直接进行热复合的具有持久高表面张力的聚 酯薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)工业发展十分迅速，国内外已有一大批著 名的生产PET材料及PET设备的公司，1987年PET的世界产量已跃居工程塑料的第五位。 从PET的分子链结构可知，PET分子链是由很多刚性的苯环及与其共辄的羰基以及柔性碳 氧键、碳碳键组成的线性大分子，PET本身应当具有好的力学性能及耐热性；又由于结构的 规整性，PET是结晶高分子，使得PET的耐化学腐蚀性能大大提高；分子链的刚性及线性赋 予了它的可纺性及尺寸稳定性。从结构可以预测PET具有优良的综合性能，这使得它在多 个行业中得到了广泛的应用，大致可分为四个方面：①工程塑料；②膜材料；③纤维（即涤 纶纤维）；④涂料。
[0003] 双向拉伸聚酯膜是PET材料应用领域中的一个重要分支，由于PET本身具有优 异的性能，双向拉伸聚酯薄（Β0ΡΕΤ)膜的性能也十分突出，然而PET分子链本身是刚性 的，加之生产过程中的热定型使得其结晶度高导致熔点比较高，很难与金属表面贴合。如 果能够解决Β0ΡΕΤ膜的自身结晶度高难以与金属表面贴合的问题，则减少喷涂包装材料 的使用量及轻量化、以及在钢板覆合膜应用中的简化工艺，将在大幅度降低成本方面具有 重要的应用价值。通常情况下采用多层薄膜复合的方式在薄膜的表面引入高表面张力层 (EP2374593)或粘接层（W0200899891，JP2001315282, JP2011110903, W0200007815)，或者 采用多层复合的非聚酯类薄膜（IN1999DE01081)应用于金属覆膜的应用。
[0004] 检索结果表明，仅较少报道可直接热复合于金属表面的聚酯薄膜，但既有优秀的 阻隔性、耐腐蚀性，又同时具有持久表面张力且无高温无析出物的单层聚酯薄膜暂无报道。
【发明内容】
[0005] 为了解决聚酯薄膜不经表面处理难以具有持久表面张力且不易与金属表面贴合 的问题，本发明的目的在于提供一种用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜及其制备 方法，使该聚酯薄膜具有高温不变形，阻隔性好，耐腐蚀、易印刷、有持久表面张力且具有与 金属表面贴合不易脱落，高温无析出物对内容物无污染、不粘连、安全卫生等。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] -种用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯薄膜由 对苯二甲酸，间苯二甲酸，乙二醇和第四组份共聚后经双向拉伸而制成，投料摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸：第四组份=(135-165) :(148-194) :(11-15) :(0.01-12); 所述第四组份选自间苯二甲酸-5-磺酸盐，1，4-环己烷二甲醇，新戊二醇，和偏苯三甲酸中 的一种或多种。
[0008] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，优选的是，所述聚 酯薄膜由对苯二甲酸，间苯二甲酸，乙二醇和第四组份共聚后经双向拉伸而制成，投料摩 尔比为：对苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸：第四组份=(135-165) :(148-194) :(11-15): (1-3. 5)
[0009] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，优选的是，所述 间苯二甲酸-5-磺酸盐为间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钾或者间苯二甲 酸-5-磺酸锂等。
[0010] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，优选的是，所述聚 酯薄膜由对苯二甲酸，间苯二甲酸，乙二醇，间苯二甲酸-5-磺酸盐，1，4-环己烷二甲醇，和 新戊二醇共聚后经双向拉伸而制成，各投料摩尔比为对苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸：间 苯二甲酸-5-磺酸盐：1，4-环己烷二甲醇：新戊二醇=(135-165) :(148-194) :(11-15): (0· 01-5) : (0· 01-3. 5) : (1-3. 5) 〇
[0011] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，所述聚酯薄膜的表 面张力为>45达因/厘米。
[0012] 本发明还提供一种用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，其特 征在于，包括以下步骤：
[0013] ⑴化学改性聚酯的制备：
[0014] 将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、第四组份按比例加入到反应器中，投料摩 尔比为对苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸：第四组份=(135-165) :(148-194) :(11-15): (0. 01-12)，再加入催化剂，N2作为保护气，搅拌加热升温，控制温度175-260°C，共聚时间为 l_3h，将压力泄至常压；再升温降压，反应釜内升温至240-3KTC，压力降到50-100Pa开始 真空缩聚，真空缩聚时间为1. 6-2. 3h，得到聚酯熔体，冷却切粒得到化学改性聚酯；
[0015] (2)薄膜制备方法：
[0016] 将步骤（1)得到的化学改性聚酯在沸腾床上烘干，经双螺杆挤出机挤出铸片，铸 片先纵向拉伸，然后横向拉伸，最后热定型，所述热定型的温度为150~230°C，时间为6~ 14s，最后薄膜冷却、收卷，得到双向拉伸聚酯薄膜。
[0017] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，所述催 化剂选自三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑、钛系类催化剂中的一种或多种。
[0018] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，所述催 化剂的加入量为6-80ppm，基于生成的聚酯的量。
[0019] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，所述钛 系类催化剂选自钛酸酯，基于生成的聚酯的量，钛原子的重量为6ppm。
[0020] 所述钛酸酯可以为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四丙 酯等。
[0021] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，所述第 四组份选自间苯二甲酸-5-磺酸盐，1，4-环己烷二甲醇，新戊二醇，和偏苯三甲酸中的一种 或多种。
[0022] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，在所述 步骤（2)中双螺杆挤出机的螺杆各段温度为250~270°C，模头温度为270~285°C，挤出 机螺杆转速为45~50r/min，铸片厚度为0. 15~0. 25mm。
[0023] 根据本发明所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，在所述 步骤⑵中铸片先纵向拉伸，拉伸温度为70~80°C，拉伸比为3~4,然后横向拉伸后热定 型，拉伸温度为95~105 °C，拉伸比2. 5~3. 5。
[0024] 本发明提供一种双向拉伸方式制备的聚酯类聚合物薄膜，所述聚酯类聚合物具有 特定的性质，比如表面张力、玻璃转变温度或熔点、拉伸模量和熔体粘度。本发明所述组合 物可以从包括但不限于下列物质的范围很宽的聚合物单体和聚合物基质中选择：对苯二甲 酸、间苯二甲酸、乙二醇、1，4-环己烷二甲醇、新戊二醇、偏苯三甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸 钠、间苯二甲酸-5-磺酸钾、间苯二甲酸-5-磺酸锂，其中1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为 0. 01~3. 5% (1，4-环己烷二甲醇的摩尔含量是占原料总量的0. 01~3. 5% )、间苯二甲 酸-5-磺酸钠（钾）或间苯二甲酸-5-磺酸锂摩尔含量为0· 01~10. 0% (间苯二甲酸二 甲酯-5-磺酸钠（钾，锂）的摩尔含量是占原料总量的0.01~10.0% )、其中新戊二醇摩 尔含量为〇. 01~8%。薄膜母料的制备方法可通过化学改性方法制备薄膜母料，母料经过 双向拉伸方式制成具有持久表面张力（多45达因/厘米）适于与金属表面贴合的聚酯类 聚合物薄膜，该薄膜具有较低的热收缩率，较强的抗拉性能，与金属板复合后能保持较好的 塑性，且在蒸煮测试中不发生薄膜和基板脱离现象。
[0025] 本发明所述化学改性是以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇为主要成分进行共聚， 在共聚中引入第四组分，第四组分中酸可以是萘二羧酸、联苯-4, 4'-二羧酸、二苯氧基乙 烷-4, 4' -二羧酸、六氢对苯二甲酸、萘二羧酸、二苯基砜二羧酸、5-磺酸基间苯二酸、等芳 香族二元酸，也可以是草酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、马来酸、富马酸、二聚酸 等的脂肪族二元酸，也可以是P-对氧基安息香酸等的羟基羧酸、1，4-环己烷二甲醇等的脂 环族酸，还可以是间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸二乙 酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钾、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钾、间苯二甲酸-5-磺 酸锂等磺酸盐。能够使用的上述第四组分二元酸以及那些酯衍生物的量最好在4mol %以 下，以保持其热稳定性。除乙二醇成分能够使用之外，第四组分中醇可以使用丙二醇、丁二 醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇等脂肪族二元醇。也可以是1，4-环己烷二甲醇等脂环族二 元醇，也可以是双酚A的环氧乙烷加合物，双酚S的环氧乙烷加成物等的芳香族二元醇， 也可以是聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等聚合醇。在此，能够使用的上述第四组 分二元醇的量最好在5mol %以下以避免破坏其热稳定性。除此之外还可以是三官能团以 上的多元酸以及多元醇，例如：偏苯三甲酸，均苯四甲酸，连苯三甲酸，1，1，2, 2-乙烷四羧 酸，1，1，2-乙烷三羧酸，1，3, 5-戊烷三羧酸，1，2, 3, 4-环戊烷四羧酸，联苯-3, 4, 3'，4' -四 偏苯三甲酸等的多元酸，以及季戊四醇，甘油，三羟甲基丙烷，1，2, 6-己三醇，山梨糖醇， 1，1，4, 4-TETRAKIS(羟甲基）1，4-环己烷二甲醇等的多元醇，或者少量的酰胺键化合物。使 用以上物质其含量在〇. 5mol %以下以避免破坏其热稳定性。
[0026] 本发明所述聚合反应中所使用的催化剂为三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑、钛系催 化剂中一种或几种组合而成。
[0027] 本发明提供一种用于与金属表面直接进行热覆合的具有持久高表面张力的聚酯 薄膜，该薄膜可以通过化学改性普通PET的方法制备薄膜母料，后经双向拉伸工艺制成。
[0028] 本发明的有益效果：
[0029] 本发明提供一种用于与金属表面直接进行热复合的具有持久表面张力的聚酯薄 膜及其制备方法。该聚酯薄膜是利用改性普通聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)为母料，经双 向拉伸工艺制备而成。利用化学改性分子链设计与嵌入手段改性而成，其作用机理是引入 新官能团破坏普通聚对苯二甲酸乙二醇酯的刚性结构，促使结晶度下降而具有可直接热封 性；同时引入亲水性和碱溶性基团，大幅度增加聚酯薄膜表面张力（多45达因/厘米）并 具有持久恒定的性，提高与金属表面的持久粘附性。此薄膜无需表面处理就能保证持久的 表面张力，在低温（120~240°C )与金属可直接热封无需胶黏剂，环保安全。
[0030] 本发明聚酯薄膜具有高温不变形、阻隔性好、耐腐蚀、易印刷、与金属表面复合不 易脱落且高温无析出物，对内容物无污染、不粘连等特点，可广泛的用于与各种金属板材进 行复合制备包装罐。
[0031] 本发明提供的聚酯薄膜制备方法不需要涂布设备，利用普通双向拉膜设备就可以 实现，成本较低，适合工业生产。
【具体实施方式】
[0032] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0033] 实施例1
[0034] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇按照摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=135 :160 :12的比例加入到反应器中，再加入催化剂、 1，4-环己烷二甲醇和间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠，三氧化二锑（摩尔含量为80ppm)为催 化剂，其中1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为3. 5%、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠摩尔含量 为0. 01%，用N2作为保护气，在0.1 MPa的气体压力下搅拌加热升温。控制温度185°C，大 约两小时待有酯化水明显减少时，将压力泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降压，反应 釜内升温至280°C，压力降到lOOPa开始真空缩聚，缩聚1. 8h，得到聚酯熔体，水槽冷却切粒 得到化学改性聚酯。
[0035] 覆膜板制备方法：将得到的母料沸腾床上烘干4小时，烘干温度120~160°C，经 双螺杆挤出机挤出铸片，挤出机螺杆各段温度为250~270°C，模头温度为270~285°C，挤 出机螺杆转速为45~50r/min，铸片厚度为0. 15~0. 25mm。铸片先纵向拉伸，拉伸温度为 70~80°C，拉伸比为3~4,然后横向拉伸后热定型，拉伸温度为95~105°C，拉伸比2. 5~ 3. 5,热定型温度为150~230°C，时间为6~14s，最后薄膜冷却、收卷、分切待用。
[0036] 制备好的双向拉伸聚酯薄膜在压力2~10Kg温度180~240°C下热贴合在0· 10~ 0. 40mm的薄金属板表面制得覆膜金属板。
[0037] 实施例2
[0038] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇按照摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=150 :180 :14的比例加入到反应器中，再加入催化剂和间 苯二甲酸-5-磺酸钠，三氧化二锑（摩尔含量为40ppm)、钛酸酯（摩尔含量为3ppm)为催化 剂，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠摩尔含量为3. 8%，用N2置换，在0.1 MPa的气体压力下搅拌 加热升温。控制温度175°C，大约1.5h待有酯化水明显减少时，将压力泄至常压，完成酯化 反应。接下来升温降压，反应釜内升温至280°C，压力降到lOOPa开始真空缩聚，缩聚1. 8h， 得到聚酯熔体，水槽冷却切粒得到化学改性聚酯。所述钛酸酯可以为钛酸四丁酯、钛酸异丙 酯、钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四丙酯等。
[0039] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0040] 实施例3
[0041] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇按照摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=158 :168 :15的比例加入到反应器中，再加入催化剂和偏 苯三甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钠，三氧化二锑（摩尔含量为40ppm)、钛酸酯（摩尔含量 为3ppm)为催化剂，其中偏苯三甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钠总摩尔含量为2. 5 %，用N2置 换，在0.1 MPa的气体压力下搅拌加热升温。控制温度175°C，大约1. 4h待有酯化水明显减 少时，将压力泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降压，反应釜内升温至270°C，压力降到 lOOPa开始真空缩聚，缩聚1. 8h，得到聚酯熔体，水槽冷却切粒得到化学改性聚酯。
[0042] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0043] 实施例4
[0044] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、按照摩尔比为： 对苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=165 :192 :11的比例加入到反应器中，再加入催化剂、 1，4-环己烷二甲醇、偏苯三甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钾，醋酸锑（摩尔含量为80ppm)为 催化剂，其中1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为1 %，其中偏苯三甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钾 总摩尔含量为1. 5%，用N2作为保护气，在0.1 MPa的气体压力下搅拌加热升温。控制温度 185°C，大约两小时待有酯化水明显减少时，将压力泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降 压，反应釜内升温至280°C，压力降到lOOPa开始真空缩聚，缩聚1. 8h，得到聚酯熔体，水槽 冷却切粒得到化学改性聚酯。
[0045] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0046] 实施例5
[0047] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、按照摩尔比为： 对苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=140 :190 :13的比例加入到反应器中，再加入催化 剂、1，4-环己烷二甲醇、偏苯三甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钠，三氧化二锑（摩尔含量为 40ppm)、钛酸酯（摩尔含量为3ppm)为催化剂，其中1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为0. 01 %， 其中偏苯三甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钠总摩尔含量为3%，用N2作为保护气，在0.1 MPa 的气体压力下搅拌加热升温。控制温度185°C，大约两小时待有酯化水明显减少时，将压力 泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降压，反应釜内升温至280°C，压力降到lOOPa开始真 空缩聚，缩聚1. 8h，得到聚酯熔体，水槽冷却切粒得到化学改性聚酯。
[0048] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0049] 实施例6
[0050] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇按照摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=150 :180 :12的比例加入到反应器中，再加入催化剂、 1，4-环己烷二甲醇和间苯二甲酸-5-磺酸钠，钛酸酯（摩尔含量为6ppm)为催化剂，其中 1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为3 %，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠总摩尔含量为0. 5 %，用N2 作为保护气，在〇. IMPa的气体压力下搅拌加热升温。控制温度185°C，大约两小时待有酯化 水明显减少时，将压力泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降压，反应釜内升温至280°C， 压力降到lOOPa开始真空缩聚，缩聚1. 8h，得到聚酯熔体，水槽冷却切粒得到化学改性聚 酯。所述钛酸酯可以为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四丙酯等。
[0051] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0052] 实施例7
[0053] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇按照摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=155 :175 :13的比例加入到反应器中，再加入催化剂、 1，4-环己烷二甲醇和间苯二甲酸-5-磺酸钠，醋酸锑（摩尔含量为80ppm)为催化剂，其中 1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为0. 05 %、间苯二甲酸-5-磺酸钠总摩尔含量为3. 5 %，用队作 为保护气，在〇. IMPa的气体压力下搅拌加热升温。控制温度185°C，大约两小时待有酯化水 明显减少时，将压力泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降压，反应釜内升温至280°C，压 力降到lOOPa开始真空缩聚，缩聚1.8h，得到聚酯熔体，水槽冷却切粒得到化学改性聚酯。
[0054] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0055] 实施例8
[0056] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇按照摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=135 :182 :15的比例加入到反应器中，再加入催化剂、 1，4-环己烷二甲醇和间苯二甲酸-5-磺酸钠，钛酸酯（摩尔含量为6ppm)为催化剂，其中 1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为0. 01 %、间苯二甲酸-5-磺酸钠总摩尔含量为5%，用N2作 为保护气，在〇. IMPa的气体压力下搅拌加热升温。控制温度185°C，大约两小时待有酯化水 明显减少时，将压力泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降压，反应釜内升温至280°C，压 力降到lOOPa开始真空缩聚，缩聚1.8h，得到聚酯熔体，水槽冷却切粒得到化学改性聚酯。
[0057] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0058] 实施例9
[0059] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇按照摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=148 :180 :15的比例加入到反应器中，再加入催化剂、 1，4-环己烷二甲醇和间苯二甲酸-5-磺酸钠，三氧化二锑（摩尔含量为80ppm)为催化剂， 其中1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为2%，其中和间苯二甲酸-5-磺酸钠总摩尔含量为1%， 用N2作为保护气，在0.1 MPa的气体压力下搅拌加热升温。控制温度185°C，大约两小时待 有酯化水明显减少时，将压力泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降压，反应釜内升温至 280°C，压力降到lOOPa开始真空缩聚，缩聚1.8h，得到聚酯熔体，水槽冷却切粒得到化学改 性聚酯。
[0060] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0061] 实施例10
[0062] 实验在10L反应釜中进行，将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇按照摩尔比为：对 苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸=150 :188 :12的比例加入到反应器中，再加入催化剂、 1，4-环己烷二甲醇、偏苯三甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钾，乙二醇锑（摩尔含量为80ppm) 为催化剂，其中1，4-环己烷二甲醇摩尔含量为2 %，其中偏苯三甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸 钾总摩尔含量为4%，用N2作为保护气，在0.1 MPa的气体压力下搅拌加热升温。控制温度 185°C，大约两小时待有酯化水明显减少时，将压力泄至常压，完成酯化反应。接下来升温降 压，反应釜内升温至280°C，压力降到lOOPa开始真空缩聚，缩聚1. 8h，得到聚酯熔体，水槽 冷却切粒得到化学改性聚酯。
[0063] 覆膜板的制备方法同应用实例1。
[0064] 效果实施例：
[0065] 将1-10所制得的聚酯薄膜进行拉伸性能测试、厚度测试、热收缩率测试，覆膜板 进行冲杯测试。
[0066] 薄膜拉伸性能测试利用UTM2502型电子拉伸机，测试按GB13022-91标准进行制 样，样品规格：20015mm的长条，每组测试样品为10条，测试时夹具间距为100mm，拉伸速度 为100mm/min。分别测试薄膜纵向和横向的拉伸强度及断裂伸长率。
[0067] 薄膜厚度测试利用MAHR型测厚仪以GB/T 6672标准测定。每组测试样品为5层， 取平均值。
[0068] 热收缩率是衡量薄膜在高温情况下保持尺寸稳定性的重要参数，其数值越小，说 明薄膜热稳定性越好，本实验将100X 100mm的薄膜平放入150°C恒温箱中30min，冷却至室 温，分别测量膜纵横向长度的变化，计算热收缩率。每组试样取5张膜。
[0069] 计算公式：T = (Ll-LO) /LI X 100
[0070] 式中T为热收缩率；L1为加热前长度，mm ;L0为加热后长度，mm。
[0071] 表面张力测试标准为：JISK-6763-71，具体方法如下：配制具有一系列各种表面 张力值的混合液，然后用清洁棉球棒蘸取混合液，在膜表面涂布约6cm 2液膜，若液膜保持2s 以上不破，则表明该膜的表面张力比所用的混合液要大，继续用更高表面张力的溶液进行 尝试，反之若液膜破裂则表明该膜表面张力小于混合液，用较低表面张力值的液体进行尝 试，直至达到临界条件，前一档混合液能铺展，但更高一档的混合液不能，那么前一档混合 液的表面张力就是该膜的表面张力。
[0072] 冲杯试验是利用一定规格的钢球或球状冲头，向周边具有10kN夹紧力的试样施 加压力，直到试样产生穿透裂缝为止，此时冲头压入深度（_)，即为板材的杯突值，此杯突 值用来判断材料的塑性变形性能。本文利用GBW-60B型冲杯试验机按照GB/T 4156-2007 标准制样测试金属覆膜板塑性变形性能。
[0073] 表1双向拉伸聚酯薄膜物理性能
[0074]
[0075] 注：MD为纵向，TD为横向。
[0076] 本发明是利用本体改性的方法，在分子链设计时就加入具有保持持久表面张力第 四组分，所以不会因储存时间的加长而表面张力退化。对实例1-10进行表面张力测试，测 试结果均在50-52达因/厘米之间。
[0077] 冲杯实验机将贴合聚酯薄膜的薄铁板1-10冲成直径30mm、深8mm的杯形试样，冲 击过程中聚酯薄膜与金属基板之间无分离、龟裂、脱粘现象。另将该杯在121°C蒸馏水中蒸 煮30min，聚酯薄膜表面不起皱、不与金属基板分离。
【主权项】
1. 用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯薄膜由对苯二 甲酸，间苯二甲酸，乙二醇和第四组份共聚后经双向拉伸而制成，投料摩尔比为：对苯二甲 酸：乙二醇：间苯二甲酸：第四组份=(135-165) :(148-194) :(11-15) :(0.01-12);所述第 四组份选自间苯二甲酸-5-磺酸盐，1，4-环己烷二甲醇，新戊二醇，和偏苯三甲酸中的一种 或多种。2. 根据权利要求1所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，其特征在于，所 述间苯二甲酸-5-磺酸盐为间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钾或者间苯二甲 酸-5-磺酸锂。3. 根据权利要求1所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，其特征在于， 所述聚酯薄膜由对苯二甲酸，间苯二甲酸，乙二醇，间苯二甲酸-5-磺酸盐，1，4-环己烷二 甲醇，和新戊二醇共聚后经双向拉伸而制成，各投料摩尔比为对苯二甲酸：乙二醇：间苯二 甲酸：间苯二甲酸-5-磺酸盐：1，4-环己烷二甲醇：新戊二醇=(135-165) :(148-194): (11-15) :(0.01-5) :(0.01-3.5) :(1-3.5)〇4. 根据权利要求1所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜，其特征在于，所 述聚酯薄膜的表面张力为>45达因/厘米。5. -种用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) 化学改性聚酯的制备： 将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、第四组份按比例加入到反应器中，投料摩尔 比为对苯二甲酸：乙二醇：间苯二甲酸：第四组份=(135-165) :(148-194) :(11-15): (0. 01-12)，再加入催化剂，N2作为保护气，搅拌加热升温，控制温度175-260°C，共聚时间为 l_3h，将压力泄至常压；再升温降压，反应釜内升温至240-3KTC，压力降到50-100Pa开始 真空缩聚，真空缩聚时间为1. 6-2. 3h，得到聚酯熔体，冷却切粒得到化学改性聚酯； (2) 薄膜制备方法： 将步骤（1)得到的化学改性聚酯在沸腾床上烘干，经双螺杆挤出机挤出铸片，铸片先 纵向拉伸，然后横向拉伸，最后热定型，所述热定型的温度为150~230°C，时间为6~14s， 最后薄膜冷却、收卷，得到双向拉伸聚酯薄膜。6. 根据权利要求5所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，其特 征在于，所述催化剂选自三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑、钛系类催化剂中的一种或多种。7. 根据权利要求5所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，其特 征在于，所述催化剂的加入量为6-80ppm，基于生成的聚酯的量。8. 根据权利要求5所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，其特 征在于，所述第四组份选自间苯二甲酸-5-磺酸盐，1，4-环己烷二甲醇，新戊二醇，和偏苯 三甲酸中的一种或多种。9. 根据权利要求5所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，其 特征在于，在所述步骤（2)中双螺杆挤出机的螺杆各段温度为250~270°C，模头温度为 270~285°C，挤出机螺杆转速为45~50r/min，铸片厚度为0. 15~0. 25mm。10. 根据权利要求5所述用于与金属表面直接进行热复合的聚酯薄膜的制备方法，其 特征在于，在所述步骤（2)中铸片先纵向拉伸，拉伸温度为70~80°C，拉伸比为3~4,然
【文档编号】C08L67/02GK105985612SQ201510044905
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月29日
【发明人】谢龙, 丁丽萍, 陈红星, 白永平
【申请人】宝山钢铁股份有限公司, 哈尔滨工业大学