专利名称：一种耐低温双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚酯薄膜技术领域，具体涉及一种耐低温双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法。
背景技术：
双向拉伸聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)树脂为原料，采用挤出法制成厚片，再经双向拉伸制成的薄膜材料(BOPET、BOPBT或Β0ΡΕΝ)。双向拉伸聚酯薄膜不仅具有良好的机械性能，而且具有刚性好，强度高、透明度好、雾度低、光泽度高、挺括、耐折等优点，广泛应用在印刷、镀铝、复合包装、护卡、医疗、绝缘材料、感光材料、磁带、光学仪器等领域。市场中最常见的双向拉伸聚酯薄膜是Β0ΡΕΤ。传统的聚酯薄膜长期使用温度为-40-150°C之间，低于-40°C条件下使用，容易出现材料变脆，甚至爆裂等现象，出现安全隐患。因此发明一种耐低温双向拉伸聚酯薄膜，能够拓宽聚酯薄膜的应用领域，具有非常重要的现实意义。
发明内容
为了解决现有聚酯薄膜在极端低温(低于-40°C )环境下使用，材料变脆，极易导致爆裂，从而出现安全隐患的缺陷，本发明提供一种耐低温双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法。本发明提供的耐低温双向拉伸聚酯薄膜能够在极端低温的环境下安全使用，具有优秀的耐低温性、较好的韧性和防爆性，其制备方法工艺简单，易于操作。为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案本发明提供一种耐 低温双向拉伸聚酯薄膜，所述聚酯薄膜包括基材层，所述基材层两侧设置有耐低温层；所述耐低温层包括20-60%的聚酯材料、20-60%的热塑性弹性体和5-20%的低温增韧组合物，所述基材层包括80-95%的聚酯材料和5-20%的低温增韧组合物，所述的百分比为重量百分比。进一步的，所述耐低温层包括30-55%的聚酯材料、30-55%的热塑性弹性体和8-15%的低温增韧组合物，所述基材层包括85-92%的聚酯材料和8-15%的低温增韧组合物。进一步的，所述聚酯材料选自聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)中的一种。进一步的，所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-辛烯共聚物(Ρ0Ε)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)中的一种或至少两种的组合。上述材料力学性能优异，具有高弹性、耐老化、耐油性等各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方便且加工方式广的特点。进一步的，所述低温增韧组合物包括60-80%的聚酯材料、5-38%的增塑剂、O. 1-1%的抗氧剂、1-20%的相容剂。
上述低温增韧组合物能降低高分子材料脆性、提高抗冲击性能；所述增塑剂选自己二酸二辛酯(D0A)、磷酸三甲苯酯(TCP)或磷酸甲苯二苯酯(CDP)。所述抗氧剂选自抗氧剂168 (亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯)、抗氧剂1010(四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂1076 (3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯)、抗氧剂1035 (硫代二乙撑双[3-(3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯])中的一种或至少两种的组合。所述相容剂选自马来酸酐接枝POE (接枝率> 0.5%)、马来酸酐接枝PP (接枝率^ O. 5%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE (接枝率> O. 5%)或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP (接枝率彡O. 5%)中的一种。进一步的，所述低温增韧组合物包括60-80%的聚酯材料、10-20%的增塑剂、O. 1-1%的抗氧剂、5-20%的相容剂。进一步的，所述聚酯薄膜的厚度为14-350 μ m，所述耐低温层的厚度为2-25 μ m，所述基材层的厚度为10-320μπι。优选的，所述耐低温层与基材层厚度的比例为1:5-32，进一步优选的，所述耐低温层与基材层厚度的比例为1:8-32，1:10，1:12，1:15，1:18，1:20，1:25，1:30。进一步的，所述聚酯薄膜的厚度为50-300 μ m，100-250 μ m，150 μ m，188 μ m，200 μ m, 250 μ m,或 280 μ m ;所述耐低温层的厚度为 4-20 μ m, 8-16 μ m, 9 μ m, 10 μ m, 13 μ m,或 15 μ m ;所述基材层的厚度为 20-300 μ m, 50-250 μ m, 100 μ m, 150 μ m, 200 μ m, 250 μ m,132 μ m, 168 μ m, 195 μ m,或 132 μ m。进一步的，所述聚酯薄膜的厚度为100-140 μ m，所述耐低温层的厚度为10-20 μ m ;所述基材层的厚度为80-100 μ m。该耐低温双向拉伸聚酯薄膜厚度较薄，结构简单，力学性能和耐低温性能较好。进一步的，所述耐低温层的厚度为4-12 μ m;所述基材层的厚度为32-150 μ m，所述耐低温层与基材层厚度的比例为1:8-32。该耐低温双向拉伸聚酯薄膜厚度较薄，结构简单，且耐低温层与基材层厚度的比例控制在1:8-32，力学性能和耐低温性能较好。进一步的，所述耐低温层包括30-55%的PET或PBT，30-55%的SBS、SEBS或Ρ0Ε，8-15%的低温增韧组合物，所述基材层包括85-92%的PET或PBT，8-15%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括60-80%的PET或PBT、5-15%的DOA或TCP，O. 1-1%的抗氧剂1035或抗氧剂1076，12-25%的马来酸酐接枝POE或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP。进一步的，所述耐低温层包括30-55%的PET或PEN，30-55%的TPU、EVA或Ρ0Ε，8-15%的低温增韧组合物，所述基材层包括85-92%的PET或PEN，8-15%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括60-80%的PET或PEN、15-35%的CDP或TCP，O. 1-1%的抗氧剂168或抗氧剂1010，1-8%的马来酸酐接枝PP或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝Ρ0Ε。所述耐低温层的厚度为4-20 μ m,材料为30_55%的PET切片，30_55%的SBS材料和8-15%的低温增韧组合物；所述基材层的厚度为20-300 μ m,材料为85%的PET切片和15%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括80%的PET切片、5%的D0A、1%的抗氧剂1035、14%的马来酸酐接枝POE (接枝率彡O. 5 %)。另一方面，本发明还提供上述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤(I)将聚酯材料、增塑齐U、抗氧剂、相容剂混勻，通过双螺杆挤出造粒制备耐低温增韧组合物；双螺杆挤出机各区温度为250-320°C，主机转速为200-800rpm，过滤器滤网孔径为 20-100 μ m ；(2)将耐低温层材料聚酯切片、热塑性弹性体和步骤(I)所得的耐低温增韧组合物投入到一台结晶干燥塔中干燥，基材层原料聚酯切片和步骤(I)所得的耐低温增韧组合物投入到另一台结晶干燥塔中干燥，干燥后分别进入两台挤出机熔融挤出，通过三层共挤模头流延成膜，冷却铸片，纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理、收卷、分切，得到所述耐低温双向拉伸聚酯薄膜。进一步的，所述步骤(2)中结晶干燥塔的干燥温度为140_170°C干燥时间为4_6h，冷却铸片温度为15-20°C;纵向拉伸温度为80-95°C，纵向拉伸比为2. 5-3. 2 ;横向拉伸温度为100-125°C，横向拉伸比为2. 8-3. 2 ;热定型温度为250_280°C，热定型时间为O. 5_2min。与现有技术相比，本发明提供的耐低温双向拉伸聚酯薄膜能够在低于-40°C下长期使用，具有较好的力学性能、耐低温性能和防爆性能。本发明提供的耐低温双向拉伸聚酯薄膜在低温(-40°C)条件下使用不会突然爆裂。本发明提供的耐低温双向拉伸聚酯薄膜的制备方法工艺简单，易于操作。
图1为本发明提供的耐低温双向拉伸聚酯薄膜的结构示意图；其中，I为基材层，2为耐低温层。
具体实施例方式如图1所示，本发明提供的耐低温双向拉伸聚酯薄膜包括基材层1，所述基材层I的两侧设置有耐低温层2 ;所述聚酯薄膜的厚度为14-350 μ m，所述耐低温层2的厚度为2-25 μ m，所述基材层I的厚度为10-320 μ m。耐低温层与基材层厚度比例优选为1:8-32。本发明所用的材料和设备均为现有材料和设备，例如聚酯切片和热塑性弹性体均为市场上常见的产品；所述增塑剂、抗氧剂和相容剂也能够在市场上购得。本发明提供耐低温双向拉伸聚酯薄膜的制备方法包括如下步骤(I)将聚酯切片、增塑剂、抗氧剂、相容剂混匀，通过双螺杆挤出造粒制备耐低温增韧组合物；双螺杆挤出机各区温度为250-320°C，主机转速为200-800rpm，过滤器滤网孔径为 20-100 μ m ；(2)将耐低温层材料聚酯切片、热塑性弹性体和步骤(I)所得的耐低温增韧组合物投入到一台结晶干燥塔中干燥，基材层原料聚酯切片和步骤(I)所得的耐低温增韧组合物投入到另一台结晶干燥塔中干燥，干燥后分别进入两台挤出机熔融挤出，通过三层共挤模头流延成膜，冷却铸片，纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理、收卷、分切，得到所述耐低温双向拉伸聚酯薄膜。按照上述方法制备本发明提供的耐低温双向拉伸聚酯薄膜，测试方法如下拉伸强度和断裂伸长率按照GB/T1040-2006标准，采用美国英斯特朗公司生产的INSTR0N万能材料试验机，测试聚酯薄膜的拉伸强度和断裂伸长率，测试温度分别为25°C、-40°C。实施例1按照上述方法制备耐低温双向拉伸聚酯薄膜，所述耐低温层的厚度为10 μ m,材料为60%的PET切片，20%的SBS材料和20%的低温增韧组合物；所述基材层的厚度为168 μ m,材料为80%的PET切片和20%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括60%的PET切片、30%的D0A、0. 5%的抗氧剂168和O. 5%的抗氧剂1010、9%的马来酸酐接枝POE (接枝率>0.5%)。所得薄膜相关性能见表I。实施例2按照上述方法制备耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其中，所述耐低温层的厚度为13 μ m,材料为40%的PBT切片，40%的SEBS材料和20%的低温增韧组合物；所述基材层的厚度为224 μ m，材料为85%的PBT切片和15%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括65%的PBT切片、30%的TCP、0. 5%的抗氧剂168和O. 5%的抗氧剂1035、4%的马来酸酐接枝PP (接枝率>0.5%)。所得薄膜相关性能见表I。实施例3按照上述方法制备耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其中，所述耐低温层的厚度为
15μ m,材料为35%的PET切片，60%的EVA材料和5%的低温增韧组合物；所述基材层的厚度为195 μ m,材料为90%的PET切片和10%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括70%的PEN切片、28%的CDP、0. 5%的抗氧剂168和O. 5%的抗氧剂1076、1%的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE (接枝率>0.5%)。所得薄膜相关性能见表I。实施例4按照上述方法制备耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其中，所述耐低温层的厚度为9 μ m，材料为20%的PET切片，60%的POE材料和20%低温增韧组合物；所述基材层的厚度为132 μ m，材料为94%的PET切片和6%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括62%的PET切片、25%的CDP,O. 25%的抗氧剂1010和O. 25%抗氧剂1035、12. 5%的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE (接枝率> O. 5%)。所得薄膜相关性能见表I。表I实施例1-4所得薄膜和纯PET薄膜性能测试表
权利要求
1.一种耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯薄膜包括基材层，所述基材层两侧设置有耐低温层；所述耐低温层包括20-60%的聚酯材料、20-60%的热塑性弹性体和5-20%的低温增韧组合物，所述基材层包括80-95%的聚酯材料和5-20%的低温增韧组合物，所述的百分比为重量百分比。
2.根据权利要求1所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于，所述耐低温层包括30-55%的聚酯材料、30-55%的热塑性弹性体和8-15%的低温增韧组合物，所述基材层包括85-92%的聚酯材料和8-15%的低温增韧组合物。
3.根据权利要求1所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯材料选自聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)中的一种。
4.根据权利要求1所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于，所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)中的一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于，所述低温增韧组合物包括60-80%的聚酯材料、5-38%的增塑剂、O. 1-1%的抗氧剂、1-20%的相容剂。
6.根据权利要求1所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯薄膜的厚度为14-350 μ m，所述耐低温层的厚度为2-25 μ m，所述基材层的厚度为10-320 μ m。
7.根据权利要求1所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于，所述耐低温层包括30-55%的PET或PBT，30-55%的SBS、SEBS或POE，8-15%的低温增韧组合物，所述基材层包括85-92%的PET或PBT，8-15%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括60-80%的PET或PBT、5-15%的DOA或TCP，0. 1-1%的抗氧剂1035或抗氧剂1076，12-25%的马来酸酐接枝POE或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP。
8.根据权利要求1所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于，所述耐低温层包括30-55%的PET或PEN，30-55%的TPU、EVA或Ρ0Ε，8-15%的低温增韧组合物，所述基材层包括85-92%的PET或PEN，8-15%的低温增韧组合物；所述低温增韧组合物包括60-80%的PET或PEN、15-35%的CDP或TCP，0. 1-1%的抗氧剂168或抗氧剂1010，1-8%的马来酸酐接枝PP或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝Ρ0Ε。
9.根据权利要求1-8之一所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤 (1)将聚酯材料、增塑剂、抗氧剂、相容剂混匀，通过双螺杆挤出造粒制备耐低温增韧组合物； (2)将耐低温层材料聚酯切片、热塑性弹性体和步骤(I)所得的耐低温增韧组合物投入到一台结晶干燥塔中干燥，基材层原料聚酯切片和步骤(I)所得的耐低温增韧组合物投入到另一台结晶干燥塔中干燥，干燥后分别进入两台挤出机熔融挤出，通过三层共挤模头流延成膜，冷却铸片，纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理、收卷、分切，得到所述耐低温双向拉伸聚酯薄膜。
10.根据权利要求9所述的耐低温双向拉伸聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中结晶干燥塔的干燥温度为140-170°C，干燥时间为4-6h ;冷却铸片温度为15_20°C;.纵向拉伸温度为80-95°C，纵向拉伸比为2. 5-3. 2 ;横向拉伸温度为100_125°C，横向拉伸比为2. 8-3. 2 ;热定型温度为250-280°C，热定型时间为O. 5_2min。
全文摘要
本发明涉及聚酯薄膜技术领域，具体涉及一种耐低温双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法。为了解决现有聚酯薄膜在极端低温(低于-40℃)环境下使用，材料变脆，极易导致爆裂，从而出现安全隐患的缺陷，本发明提供一种耐低温双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法。该聚酯薄膜包括基材层，所述基材层两侧设置有耐低温层；所述耐低温层包括20-60%的聚酯材料、20-60%的热塑性弹性体和5-20%的低温增韧组合物，所述基材层包括80-95%的聚酯材料和5-20%的低温增韧组合物，所述的百分比为重量百分比。本发明提供的耐低温双向拉伸聚酯薄膜能够在极端低温的环境下安全使用，具有优秀的耐低温性，其制备方法工艺简单，易于操作。
文档编号B32B27/06GK103042780SQ2012105351
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者不公告发明人 申请人:宁波长阳科技有限公司