一种超高阻隔光学聚酯膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学薄膜，尤其涉及一种超高阻隔光学聚酯膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在目前的光伏产业中，例如在液晶显示元件、有机太阳能电池、太阳能背板、有机 电致发光元件等应用中，需要采用高阻水阻氧性能的高阻隔膜，使其满足透水、透氧等性能 的要求。例如，柔性OLED对于水汽、氧气非常敏感，其有机发光材料和活泼金属阴极都很 容易和水汽、氧气发生反应而使器件遭到损坏，柔性OLED常使用的衬底是塑料衬底，包括 PET、PEN等，也有使用金属箔衬底的，其它还有超薄玻璃及纸衬底。选择衬底材料的一般原 则如下：
[0003] (1)衬底材料的透明性要好（可见光透过率超过90% );
[0004] (2)衬底材料和薄膜材料间要有一定的附着性；
[0005] (3)衬底材料对水汽的阻隔能力需达到l(T6g/m2 · d，而阻隔氧气的能力需达到 lCT4ml/m2 · d · pa ;
[0006] 现在最新的广色域显示技术，量子点薄膜在液晶显示器中的运用，如3M的QDEF产 品，就要求使用3M的PET阻隔产品，要求高透高阻隔.
[0007] 目前的解决技术方案是：用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD)、真空溅射或 者蒸发在塑料基材上沉积某种无机物镀层，再在无机物镀层上沉积另一层不同性质的无机 物镀层，如此类推直至形成多层叠体。
[0008] 虽然技术人员对阻隔膜进行了大量的研宄，但是目前的阻隔膜技术还存在很多问 题：第一、沉积无机物镀层的时候，容易导致沉积的无机物镀层表面粗糙、不平坦、不密实， 并且容易出现针孔、裂缝等弊病，导致生产的无机物镀层阻隔性下降，最终导致高阻隔薄膜 的质量下降；第二、上述阻隔膜是通过多层复合，真空溅射、蒸发等工艺制备而成，从而增加 了生产时间和原材料消耗，并增加了其生产成本。
【发明内容】
[0009] 为了解决现有阻隔薄膜的阻水阻氧性能较差的问题，本发明提供一种超高阻隔光 学聚酯膜及其制备方法。该超高阻隔光学聚酯膜具有较好的阻水阻氧性能。
[0010] 为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0011] 本发明提供一种超高阻隔光学聚酯膜，所述光学聚酯膜包括芯层和表层，所述芯 层的两侧设置表层；所述表层的材料包括高阻隔聚酯切片。
[0012] 进一步的，所述芯层与表层的厚度比为0-10:1。
[0013] 进一步的，所述芯层与表层的厚度比为1-10:1。
[0014] 进一步的，所述芯层与表层的厚度比为3-5:1。
[0015] 上述厚度比是指芯层（A层）的厚度与两个表层（B层）的厚度之和的比。
[0016] 进一步的，所述光学聚酯膜还包括纳米层状阻隔层，所述表层的外侧设置所述纳 米层状阻隔层。进一步的，所述光学聚酯膜由五层结构复合而成，所述五层结构的顺序是： 纳米层状阻隔层、表层、芯层、表层、纳米层状阻隔层。
[0017] 所述纳米层状阻隔层也称为ILC纳米层阻隔结构。
[0018] 进一步的，所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述芯层简称为A层，所述表层简称为B 层，所述纳米层状阻隔层简称为C层；所述光学聚酯膜由五层结构复合而成，所述五层结构 的顺序是：C/B/A/B/C。
[0019] 进一步的，在所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述芯层和表层为B/A/B三层共挤复 合结构。
[0020] 进一步的，在所述C层是通过ILC(在线涂布）技术做出的涂层结构层。
[0021] 进一步的，在所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述芯层是普通聚酯层，所述表层为高 阻隔聚酯层。
[0022] 进一步的，所述超高阻隔光学聚酯膜的厚度是30-300微米。进一步的，所述超高 阻隔光学聚酯膜的厚度是75-188微米。
[0023] 进一步的，所述A层的厚度是0-100微米。进一步的，所述A层的厚度是25-63微 米。
[0024] 进一步的，所述C层的厚度是0.05-0. 15微米。进一步的，所述C层的厚度是 0. 08-0. 1 微米。
[0025] 进一步的，所述表层的材料包括含有吸氧剂的高阻隔聚酯切片。
[0026] 进一步的，所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述的表层（B层）的材料为含有吸氧剂 的高阻隔聚酯切片。
[0027] 进一步的，所述的高阻隔聚酯切片选自PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PBN(聚萘 二甲酸丁二酯）、PCT(聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲酯）、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯）、 PTN(聚萘二酸丙二醇酯）、或PTT (聚对苯二甲酸1，3丙二醇酯）中的一种或至少两种的共 混物。
[0028] 进一步的，在所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述高阻隔聚酯为PTN。
[0029] 进一步的，在所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述的吸氧剂选自聚合物基型吸氧树 脂类，铁盐基添加剂型吸氧材料，乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸环己烯基三元共聚物，非金属 的吸氧活性成分，基于EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物）的吸氧材料中的一种或其中至少两种 的组合。
[0030] 进一步的，在所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述的吸氧剂为聚合物基型吸氧树脂 类，所述聚合物基型吸氧树脂为共混改性聚合物树脂。
[0031] 进一步的，所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述表层（B层）的原料包括：高阻隔聚酯 切片67. 5-94. 9%，MXD6 5-30% ;钴盐0. 1 %-2. 5%，所述百分比为重量百分比。
[0032] 进一步的，所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述表层（B层）的原料包括：PTN 83. 5-89%，MXD6 10-15%，钴盐 1-2%。
[0033] 进一步的，所述的钻盐为无机钻盐或有机钻盐，无机类钻盐如氣化钻、硫酸钻等； 有机类钴盐如环烷酸钴、异辛酸钴等。其中，优选为有机类钴盐。
[0034] 进一步的，所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述纳米层状阻隔层（C层）的成份如下： 胶黏剂86. 6-98. 5%、无机层状纳米物质1-10%、交联剂0. 5-5%。上述百分比为重量百分 比，指的是在纳米层状阻隔涂层干了以后的物质的比重。
[0035] 进一步的，所述超高阻隔光学聚酯膜中，所述纳米层状阻隔层（C层）的成份如下： 胶黏剂86. 6-87. 19%、无机层状纳米物质7. 81-10%、交联剂3. 4-5%。
[0036] 所述芯层（A层）的材料为高粘度的聚酯切片，所述的高粘度聚酯切片选自PBT、 PET中的一种或其共混物。
[0037] 进一步的，所述高粘度聚酯切片为PET切片。
[0038] 进一步的，所述高粘度聚酯切片的粘度为0.7-2. 0。其中，所述高粘度聚酯切片的 粘度优选为〇. 8-1. 2。所述高粘度聚酯切片的粘度利用乌氏粘度计测量。
[0039] 所述无机层状纳米物质选自层状纳米的天然或人工合成的硅酸盐，层状金属氧 化物，管状金属二硫化物，层状金属盐类化合物，层状双金属氢氧化合物（Layered double hydroxides，LDH)中的一种或两种。
[0040] 进一步的，所述胶黏剂为聚乙烯醇。
[0041] 进一步的，所述无机层状纳米物质为纳米的天然或者人工合成的硅酸盐。
[0042] 所述管状金属二硫化物是过渡金属化合物，通式为MX2，M代表金属，选自Ti、V、Cr、 Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Cd ;X 选自 S 或 Se。
[0043] 本发明还提供制备上述超高阻隔光学聚酯膜的方法，所述芯层和表层的材料采用 三层共挤、经过挤出铸片、纵向拉伸，通过ILC技术涂布纳米层状阻隔层、横向拉伸、收卷分 切，制得所述超高阻隔聚酯薄膜。
[0044] 进一步的，所述制备超高阻隔光学聚酯膜的方法中，所述纳米层状阻隔层在涂布 之前先配制成涂布液，所述涂布液包括下述成分：胶黏剂、去离子水、无机层状纳米物质、交 联剂。所述胶黏剂先配制成水性乳液，所述的水性乳液选自水性丙烯酸乳液、水性聚酯乳 液、水性聚氨酯乳液、水性聚乙烯醇乳液中的一种。
[0045] 进一步的，所述胶黏剂为聚乙烯醇。
[0046] 进一步的，所述涂布液中的胶黏剂为水性聚乙烯醇乳液。
[0047] 进一步的，所述聚乙烯醇（PVA)的醇解度为85-100%。
[0048] 进一步的，所述聚乙烯醇的醇解度为99-100% ;
[0049] 进一步的，所述涂布液包括下述成分：聚乙烯醇、去离子水、无机层状纳米物质、交 联剂。所述交联剂选自四硼酸钠、戊二醛、异氰酸酯类固化剂、恶唑啉类固化剂、氮丙啶类固 化剂、碳化二亚胺类固化剂、有机硅类固化剂中的一种。
[0050] 进一步的，所述交联剂为有机硅类固化剂。进一步的，所述有机硅固化剂为 XR-500〇
[0051] 进一步的，所述无机层状纳米物质为有机纳米硅酸盐。
[0052] 进一步的，所述涂布液经过ILC的涂布技术施工到超高阻隔光学聚酯膜的表层的 表面。
[0053] 进一步的，上述制备超高阻隔光学聚酯膜的方法包括下述步骤：
[0054] 1、超高阻隔光学聚酯膜所用原料的制备
[0055] (I)、B层原料：含有吸氧剂的高阻隔聚酯切片的制备（采用共混改性挤出造粒的 方法）
[0056] 首先称取配方设计重量比的PTN切片，MXD6、异辛酸钴盐，然后加入到高混机中， 并加入一定量的甲基硅油，开启高混机至混合均匀；然后将搅拌均匀的混合料加入到双螺 杆挤出机中进行造粒，从而得到高阻隔吸氧型聚酯切片（也称为含有吸氧剂的高阻隔聚酯 切片）。
[0057] (2)、C层原料：阻隔层涂布液的制