专利名称：抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯双向拉伸薄膜专用料及制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物材料的抗静电改性，尤其是符合包装领域要求的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)抗静电改性，具体涉及一种抗静电 的聚对苯二甲酸乙二醇酯双向拉伸薄膜(BOPET)的专用料及其制 备方法。(二) 背景技术PET树脂具有透明、强度高、耐油、无毒和使用温度范围广等优 点。但PET作为包装材料也存在一些缺点，如结构紧密，结晶度高， 缺少亲水性基团，吸湿性很差，因而在低湿度的场合中则更易积聚静 电荷产生静电，体积电阻率高达10"Q ，cm。产品因静电问题而容易 吸附尘埃，影响外观效果，特别是当静电荷容量达到一定值时，还常 会因放电而引发安全事故。目前采用PET/聚乙二醇(PEG)共聚(高 分子材料科学与工程，2002年第18巻第5期，50-53页)、纳米组装 高分子的PET抗静电纤维(合成纤维，2003年第4期，21-22， 28) 等方法对PET进行抗静电改性，虽然共聚酯的抗静电性能基本能达 到抗静电要求，但其工艺复杂，成本较高，加工较难，甚至对PET 的透明性影响很大，限制了其发展，而采用碳纳米管(CNTs)制成抗静电母料来改善PET的抗静电性(合成纤维，2007年第7期，15-17 页)则存在加入量大、表面电阻率下降不多等问题，无法满足生产透 明BOPET薄膜的要求。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种用于制备抗静电聚对苯二 甲酸乙二醇酯双向拉伸薄膜(BOPET)的专用料，解决以往抗静电 PET制备工艺复杂，或者抗静电剂对薄膜透明性影响大且价格昂贵的 缺点，以满足电子电器行业对具有抗静电性能的透明包装薄膜的需 求。本发明所采用的技术方案为 一种抗静电的聚对苯二甲酸乙二醇 酯双向拉伸薄膜(BOPET)的专用料，所述专用料由下列质量配比 的原料组成(以质量百分数计)PET树脂60~89%，抗静电剂4 15%， 无机纳米材料2 10°/。，载体树脂5~15%。优选的组成为(以质量百分数计)PET树脂78%，抗静电剂5%， 无机纳米材料2%，载体树脂15%。进一步，本发明所述的抗静电剂为聚氧化乙烯(PEO)、聚乙二醇 (PEG)、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体(PEGMA)、聚醚酯酰胺 (PEEA)、聚醚酯乙酰胺(PEAI)或环氧丙烷共聚合物(PEO-ECH)中的任 两种的复配物，复配比例按质量计为1:1。所述的无机纳米材料优选为有机纳米蒙脱土 (OMT，平均粒径 小于10微米)、纳米二氧化硅(nano-CaC03，平均粒径小于70纳米)、纳米水滑石(nano-HT，平均粒径小于10微米)、纳米碳管(CNTs， 平均直径小于20纳米)或碳黑(CB，平均粒径小于20纳米)。所述的载体树脂较好的为聚碳酸酯(PC)、乙二醇改性聚对苯二 甲酸乙二醇酯(PETG)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或二元羧酸 改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(APET)。本发明还提供了一种抗静电的BOPET的专用料的制备方法，即 按质量配比为PET树脂60~89%、抗静电剂4~15%、无机纳米材料 2~10%、载体树脂5~15%称取原料，将占原料总质量10 39M的PET 树脂和抗静电剂、无机纳米材料、载体树脂高速混合均匀，然后将混 合物加入双螺杆挤出机混合制得母料，再将母料与剩余的PET树脂 混合，在双螺杆挤出机内混合挤出并切粒得到本发明所述的抗静电的 BOPET的专用料，所述双螺杆挤出机的料筒温度控制在235 265°C。将本发明制得的专用料加入单螺杆挤出机内，控制挤出机料筒温 度235~265°C，专用料熔体流过安装在挤出机上的膜片机头进入冷却 辊得到抗静电PET基片，通过牵伸系统将基片引入双向拉伸系统，先 对基片进行加热，加热温度控制在90 12(TC，然后对加热的基片进 行双向拉伸，拉伸倍率可以根据产品具体要求进行控制，拉伸后的膜 片通过定型、冷却等工序即可得到抗静电BOPET。与现有技术相比，利用本发明所述的专用料制得的BOPET表面 电阻可达1090，而且薄膜具有的力学性能符合GB/T 16958-1997包 装用双向拉伸聚酯薄膜标准的要求。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范 围不限于此 实施例1配方(质量百分数)PET树脂73M，复配抗静电剂(PEO/PEG =1/1) 9%， OMT3%， PC树脂15X。将23X的PET树脂、复配抗静电剂、OMT和PC树脂在高速混 合机中混合IO分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机混合制得母料， 再将母料与剩余的50%PET树脂混合，在双螺杆挤出机内混合挤出 并切粒得到本发明所述的抗静电的BOPET的专用料，双螺杆挤出机 的料筒温度控制在235 265°C。用上述配方和工艺制得的BOPET的表面电阻为7.8X 109Q ，拉 伸强度为54.8MPa，抗弯强度为55.2MPa，弯曲模量为1131.2MPa， 冲击强度8.04Kj/m2。实施例2配方(质量百分数)PET树脂60%，复配抗静电剂(PEG/ PEEA=1/1): 15%, nano-CaCO310%， PBT树脂15X。将20X的PET树脂、复配抗静电剂、OMT和PBT树脂在高速 混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机混合制得母 料，再将母料与剩余的50%PET树脂混合，在双螺杆挤出机内混合 挤出并切粒得到本发明所述的抗静电的BOPET的专用料，双螺杆挤出机的料筒温度控制在235 265°C。用上述配方和工艺制得的BOPET的表面电阻为9.3X109Q，拉 伸强度为43.0MPa，抗弯强度为50.0MPa，弯曲模量为890.0MPa， 冲击强度8.88Kj/m2。实施例3配方(质量百分数)PET: 81%，复配抗静电剂(PEAI/PEOl/1) 4%， nano-HT10%， PETG树脂5X。将21 %的PET树脂、复配抗静电剂、nano-HT和PETG树脂在 高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机混合制 得母料，再将母料与剩余的60%PET树脂混合，在双螺杆挤出机内 混合挤出并切粒得到本发明所述的抗静电的BOPET的专用料，双螺 杆挤出机的料筒温度控制在235 265。C。用上述配方和工艺制得的BOPET薄膜的表面电阻为8.5X101D Q，拉伸强度为46.5MPa，抗弯强度为62.0MPa，弯曲模量为 1151.0MPa，冲击强度9.11Kj/m2。实施例4配方(质量百分数)PET: 70%，复配抗静电剂(PEGMA/PEO-ECH =1/1) 7%， CB: 8%， APET树脂15X。将20%的PET树脂、复配抗静电剂、CB和APET树脂在高速混 合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机混合制得母料，再将母料与剩余的50%PET树脂混合，在双螺杆挤出机内混合挤出 并切粒得到本发明所述的抗静电的BOPET的专用料，双螺杆挤出机 的料筒温度控制在235 265°C。用上述配方和工艺制得的BOPET的表面电阻为8.1 X 109Q ，拉 伸强度为31.0MPa，抗弯强度为55.5MPa，弯曲模量为974.6MPa， 冲击强度12.35Kj/m2。实施例5配方(质量百分数)PET树脂65%，复配抗静电剂 (PEO/PEEA=l/l) 10%， OMT腦，PBT树脂15X。将25X的PET树脂、复配抗静电剂、OMT和PBT树脂树脂在 高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机混合制 得母料，再将母料与剩余的40。ZPET树脂混合，在双螺杆挤出机内 混合挤出并切粒得到本发明所述的抗静电BOPET的专用料，双螺杆 挤出机的料筒温度控制在235 265°C。用上述配方和工艺制得的BOPET的表面电阻为4.9X 101QQ ，拉 伸强度为47.2MPa，抗弯强度为54.0MPa，弯曲模量为984.2MPa， 冲击强度9.61Kj/m2。实施例6配方(质量百分数)PET树脂89%，复配抗静电剂 (PEGMA/PEO=l/l) 4%， CNTs2%， APET树脂5X将19%的PET树脂、复配抗静电剂、CNTs和APET树脂树脂在 高速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机混合制 得母料，再将母料与剩余的70%PET树脂混合，在双螺杆挤出机内 混合挤出并切粒得到本发明所述的抗静电的BOPET的专用料，双螺 杆挤出机的料筒温度控制在235 265°C 。用上述配方和工艺制得的BOPET的表面电阻为7.7X 109Q ，拉 伸强度为43.7MPa，抗弯强度为54.5MPa，弯曲模量为1078.5MPa， 冲击强度10.90Kj/m2。实施例7配方(质量百分数)PET78%，复配抗静电剂(PEO/PEEA=l/l) 5%，纳米蒙脱土 (nano-MMT) 2%， APET树脂15X。将19%的PET树脂、复配抗静电剂、nano-MMT和APET树脂 树脂在髙速混合机中混合10分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机 混合制得母料，再将母料与剩余的59%PET树脂混合，在双螺杆挤 出机内混合挤出并切粒得到本发明所述的抗静电BOPET的专用料， 双螺杆挤出机的料筒温度控制在235 265°C 。用上述配方和工艺制得的BOPET的表面电阻为6.3X107Q，拉 伸强度为41.0MPa，抗弯强度为61.0MPa，弯曲模量为1104.6MPa， 冲击强度8.56Kj/m2。
权利要求
1、一种抗静电的聚对苯二甲酸乙二醇酯双向拉伸薄膜的专用料，所述专用料由下列质量配比的原料组成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂60～89％，抗静电剂4～15％，无机纳米材料2～10％，载体树脂5～15％。
2、 如权利要求1所述的专用料，其特征在于所述的抗静电剂为聚氧 化乙烯、聚乙二醇、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体、聚醚酯酰胺、 聚醚酯乙酰胺或环氧丙烷共聚合物中任两种的复配物，复配比例按质 量计为1 : 1。
3、 如权利要求1所述的专用料，其特征在于所述的无机纳米材料为 有机纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米水滑石、纳米碳管或碳黑。
4、 如权利要求1所述的专用料，其特征在于所述载体树脂为聚碳酸 酯、乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或二 元羧酸改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
5、 如权利要求1所述的专用料，其特征在于所述专用料由下列质量 配比的原料组成PET树脂60 89y。，抗静电剂4 15%，无机纳米材 料2 10%，载体树脂5 15%;所述的抗静电剂为聚氧化乙烯、聚乙 二醇、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体、聚醚酯酰胺、聚醚酯乙酰胺或环氧丙烷共聚合物中任两种按质量比1: 1复配得到的复配物，所 述的无机纳米材料为有机纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米水滑石、 纳米碳管或碳黑，所述载体树脂为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、 乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯或二元羧酸改性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
6、 如权利要求1 5之一所述的专用料，其特征在于所述专用料由下 列质量配比的原料组成PET树脂78。/。，抗静电剂5%，无机纳米材 料2%，载体树脂15%。
7、 一种如权利要求5所述的专用料的制备方法，其特征在于所述的 制备方法为按质量配比为PET树脂60 89n/。、抗静电剂4 15%、无 机纳米材料2 10%、载体树脂5 15%称取原料，将占原料总质量 10 39。/。的PET树脂和抗静电剂、无机纳米材料、载体树脂高速混合 均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机混合制得母料，再将母料与剩 余的PET树脂混合，在双螺杆挤出机内混合挤出并切粒得到所述的 抗静电的BOPET的专用料，所述双螺杆挤出机的料筒温度控制在 235 265°C。
全文摘要
本发明公开了一种抗静电的聚对苯二甲酸乙二醇酯双向拉伸薄膜(BOPET)的专用料及其制备方法，该专用料由下列质量配比的原料组成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂60～89％，抗静电剂4～15％，无机纳米材料2～10％，载体树脂5～15％。所述专用料通过如下方法制备将部分PET树脂和抗静电剂、无机纳米材料、载体树脂高速混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机混合挤出得到抗静电母料，再将上述抗静电母料与剩余的PET树脂在双螺杆挤出机内混合挤出并切粒得到本发明所涉及的抗静电BOPET专用料。利用本发明所述的专用料制得的BOPET薄膜表面电阻可达10<sup>9</sup>Ω，薄膜透明性良好且具有较好的力学性能。
文档编号B29D7/01GK101235191SQ20081006002
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月29日 优先权日2008年2月29日
发明者张金源, 旭 王, 王旭波 申请人:浙江工业大学