专利名称：阻燃聚酯薄膜的生产方法
技术领域：
本发明涉及聚酯薄膜的生产方法，尤其涉及阻燃聚酯薄膜的生产方法，属于聚酯合成及后加工技术领域。
背景技术：
聚酯薄膜是由聚酯(PET)经双向拉伸工艺技术制成的一种薄膜，具有强度高、透明度高、无毒、电绝缘性好等特性。由于该产品属于可燃物，使其在要求阻燃的航空、铁路等交通运输行业、电子行业以及宾馆、饭店等公共娱乐场所等领域的应用受到很大限制。
近年来许多机构对阻燃聚酯薄膜做了很多的研究和应用开发，也出现了许多阻燃型的聚酯薄膜。用于聚酯薄膜阻燃改性的主要是含有卤素或磷的阻燃剂，这些阻燃剂在加工时会释放出有毒害的气体，对环境不利，在燃烧时会产生有刺激性和腐蚀性的气体，甚至会释放大量的烟，这些都会对人的生命安全构成威胁。此外，由于添加了这些阻燃剂，薄膜的其它方面性能如机械性能和热性能有所下降。所以，添加含有卤素或者磷的阻燃剂来制备阻燃聚酯薄膜，这种方法存在不少缺陷，人们正在研究开发阻燃聚酯薄膜的新的生产方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种无毒、无污染、不降低薄膜基本性能的阻燃聚酯薄膜的生产方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现阻燃聚酯薄膜的生产方法，以切片为原料，依次经过干燥、结晶、挤出、铸模、纵向拉伸、横向拉伸、收卷、分切，制成薄膜产品，其特征在于所述切片原料当中含有聚酯/层状硅酸盐复合材料。
上述的阻燃聚酯薄膜的生产方法，所述聚酯/层状硅酸盐复合材料是在聚酯合成过程中加入有机层状硅酸盐而制成的复合材料，该有机层状硅酸盐的制备方法是——取研磨至300～400目的层状硅酸盐与水配制成1.0％～10％的悬浊液，在搅拌下于一定温度加入有机处理剂，搅拌时间在0.5～3hr，冷却、过滤、洗涤、干燥，然后再次粉碎研磨至300～400目的细度。
进一步地，上述阻燃聚酯薄膜的生产方法中，所述有机处理剂是乙二醇、或者含有0～3个羟基的季铵盐类表面活性剂。
更进一步地，上述阻燃聚酯薄膜的生产方法中，所述聚酯合成过程采用直接酯化工艺路线，即——先将精对苯二甲酸和乙二醇按1∶1.1～1∶2.0的摩尔比例混合，再加入含有机层状硅酸盐的乙二醇悬浊液，使有机层状硅酸盐在体系中的重量含量为0.5～10％，加入催化剂，在200～260℃、压力在0.1～0.5下酯化，酯化结束后减压升温，在260～290℃、绝对压力小于150Pa条件下缩聚，直至所需粘度。或者，所述聚酯合成过程采用酯交换工艺路线，即——用对苯二甲酸二甲酯和乙二醇按1∶1.1～1∶2.0的摩尔比混合，加入含有有机层状硅酸盐的乙二醇悬浊液，使有机层状硅酸盐在体系中的重量含量为0.5～10％，加入催化剂，在200～260℃下进行酯交换反应，酯交换反应结束后抽真空、升温，直至温度为260～290℃、绝对压力小于150Pa，进行缩聚反应直至所需粘度。
再进一步地，上述阻燃聚酯薄膜的生产方法中，反应过程中还可以加入助催化剂和热稳定剂。
本发明在聚酯基体中引入有机层状硅酸盐，并添加其它适量的助催化剂和热稳定剂制成复合材料，然后使用该复合材料制备阻燃聚酯薄膜，所得产品保持了聚酯薄膜无毒的特点，机械性能和热性能不逊于普通聚酯薄膜，而阻隔性能强过普通聚酯薄膜，其极限氧指数(LOI)≥30。本发明提供的技术方案采用常规的聚合及拉膜工艺即可实施，不需要对常规的聚酯合成及薄膜生产设备和工艺做重大调整，常规的双向拉伸工艺便能生产出合格的阻燃聚酯薄膜产品。拉膜过程中不会释放出有毒有害的气体，不会污染生产环境；产品在燃烧时也不会放出有毒有害的气体，更不会产生大量的烟雾。
具体实施例方式
普通聚酯薄膜的阻燃性能不理想，使其在航空、铁路、饭店、宾馆、商场等领域与场所的应用受到了很大的限制。这些场合对薄膜的阻燃性能要求较高，加入含有卤素或者含磷的阻燃剂虽然可以起到阻燃效果，但是这类阻燃剂或多或少降低了聚酯薄膜其它方面的一些性能，如机械性能和热性能，并且含这类阻燃剂在聚酯薄膜燃烧时产生有毒、腐蚀性气体，甚至产生大量的烟雾，对人的生命安全构成很大的威胁。而且，添加这类阻燃剂的聚酯薄膜在加工过程中也会产生有毒气体，严重污染生产环境。
层状硅酸盐是粘土的一种，在我国储量很大，其特点是具有片层结构，层与层之间有可交换的阳离子(如Na+、Ca2+)存在，可以与有机阳离子进行离子交换，使层间距加大；并且，层与层之间具有有机链，提高了与聚合物单体和聚合物的相容性，从而使聚合物的一些性能得以提高。
本发明的主要技术路线是在聚酯基体中引入有机层状硅酸盐，并添加其它适量的助催化剂和热稳定剂，制成复合材料，然后使用该复合材料制备薄膜。
有机层状硅酸盐的制备方法是取研磨至300～400目的层状硅酸盐与水配制成1.0％～10％的悬浊液，在搅拌下于一定温度加入一定量的有机处理剂，搅拌时间在0.5～3hr，冷却、过滤、洗涤、干燥，然后再次粉碎研磨至300～400目的细度。
聚酯/层状硅酸盐复合材料可以采取直接酯化法或者酯交换法制备(1)采用直接酯化法的具体实施方法是，先将精对苯二甲酸和乙二醇按1∶1.1～1∶2.0的摩尔比例混合，再加入含有机层状硅酸盐的乙二醇悬浊液，使有机层状硅酸盐在体系中的含量在0.5～10％(重量比)。同时加入催化剂，在200～260℃、压力在0.1～0.5下酯化，酯化结束后减压升温，在高真空(绝对压力小于150Pa)、高温(260～290℃)条件下缩聚至一定的粘度。
(2)采用酯交换法时，用对苯二甲酸二甲酯和乙二醇按1∶1.1～1∶2.0的摩尔比混合，再加入含有有机层状硅酸盐的乙二醇悬浊液，使有机层状硅酸盐在体系中的含量为0.5～10％(重量比)。加入催化剂，先在200～260℃下进行酯交换反应，酯交换反应结束后抽真空、升温，直到温度为260～290℃、绝对压力小于150Pa，进行缩聚反应至一定的粘度。
对于上述两种方法，有机层状硅酸盐和乙二醇形成的悬浊液，既可以在酯化前加，也可以在酯化后加；制备过程中，为了特殊需要也可以添加一定量的助催化剂和热稳定剂。
聚酯/层状硅酸盐复合材料制成以后，利用BOPET(双向拉伸聚酯薄膜)技术和设备，将其干燥、结晶、挤出、铸模、纵向拉伸、横向拉伸、收卷、分切，便可制得高阻燃性聚酯薄膜。
这种含有聚酯/层状硅酸盐复合材料的薄膜产品保持了聚酯薄膜无毒的特点，机械性能和热性能不逊于普通聚酯薄膜，而阻隔性能强过普通聚酯薄膜。试验表明，这种阻燃性聚酯薄膜的极限氧指数(LOI)≥30，续燃时间4.8秒，无熔滴现象；而常规聚酯薄膜，极限氧指数在22-25左右，续燃时间在14秒以上，并且有熔滴现象。
另一方面，利用聚酯/层状硅酸盐复合材料制造薄膜，采用常规的聚合及拉膜工艺即可生产，不需要对常规的聚酯合成及薄膜生产设备和工艺做重大调整，常规的双向拉伸工艺就能生产出合格的阻燃聚酯薄膜产品。拉膜过程中不会释放出有毒有害的气体，不会污染生产环境；产品在燃烧时也不会放出有毒有害的气体，更不会产生大量的烟雾。
因此，采用本发明技术路线获得的聚酯薄膜具有良好的阻燃效果，完全适用于阻燃性、安全性要求较高的场合，在航空、铁路、公共交通、饭店、宾馆、商场、食品包装、胶带、电子行业等领域具有良好的应用前景。
权利要求
1.阻燃聚酯薄膜的生产方法，以切片为原料，依次经过干燥、结晶、挤出、铸模、纵向拉伸、横向拉伸、收卷、分切，制成薄膜产品，其特征在于所述切片原料当中含有聚酯/层状硅酸盐复合材料。
2.根据权利要求1所述的阻燃聚酯薄膜的生产方法，其特征在于所述聚酯/层状硅酸盐复合材料是在聚酯合成过程中加入有机层状硅酸盐而制成的复合材料，该有机层状硅酸盐的制备方法是——取研磨至300～400目的层状硅酸盐与水配制成1.0％～10％的悬浊液，在搅拌下于一定温度加入有机处理剂，搅拌时间在0.5～3hr，冷却、过滤、洗涤、干燥，然后再次粉碎研磨至300～400目的细度。
3.根据权利要求2所述的阻燃聚酯薄膜的生产方法，其特征在于所述有机处理剂是乙二醇、或者含0～3个羟基的季铵盐类表面活性剂。
4.根据权利要求2所述的阻燃聚酯薄膜的生产方法，其特征在于所述聚酯合成过程采用直接酯化工艺路线，即——先将精对苯二甲酸和乙二醇按1∶1.1～1∶2.0的摩尔比例混合，再加入含有机层状硅酸盐的乙二醇悬浊液，使有机层状硅酸盐在体系中的重量含量为0.5～10％，加入催化剂，在200～260℃、压力在0.1～0.5下酯化，酯化结束后减压升温，在260～290℃、绝对压力小于150Pa条件下缩聚，直至所需粘度。
5.根据权利要求2所述的阻燃聚酯薄膜的生产方法，其特征在于所述聚酯合成过程采用酯交换工艺路线，即——用对苯二甲酸二甲酯和乙二醇按1∶1.1～1∶2.0的摩尔比混合，加入含有有机层状硅酸盐的乙二醇悬浊液，使有机层状硅酸盐在体系中的重量含量为0.5～10％，加入催化剂，在200～260℃下进行酯交换反应，酯交换反应结束后抽真空、升温，直至温度为260～290℃、绝对压力小于150Pa，进行缩聚反应直至所需粘度。
6.根据权利要求4或5所述的阻燃聚酯薄膜的生产方法，其特征在于反应过程中还加入助催化剂和热稳定剂。
全文摘要
本发明涉及阻燃聚酯薄膜的生产。通过在聚酯基体中引入有机层状硅酸盐，并添加其它适量的助催化剂和热稳定剂制成复合材料，然后使用该复合材料制备阻燃聚酯薄膜。所得产品保持了聚酯薄膜无毒的特点，机械性能和热性能不逊于普通聚酯薄膜，而阻隔性能强过普通聚酯薄膜，其极限氧指数(LOI)≥30。该方案利用常规的聚合及拉膜工艺即可实施，常规双向拉伸工艺便可生产合格的阻燃聚酯薄膜产品，拉膜过程中不会释放出有毒有害的气体，不会污染生产环境。产品在燃烧时不会放出有毒有害的气体，更不会产生大量的烟雾。
文档编号B29C55/18GK1923889SQ20051009412
公开日2007年3月7日 申请日期2005年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者李乃祥, 巢平 申请人:中国石化仪征化纤股份有限公司