专利名称：一种白色聚酯薄膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及白色聚酯薄膜，更具体地说，本发明涉及一种耐老化的白色聚酯薄膜及其制备方法。
背景技术：
聚酯薄膜(PET膜)是一种性能比较全面的薄膜，与其他热塑型塑料相比，它拥有透光率好、有光泽、机械性能优异、强韧性以及抗冲击强度等优点，且尺寸稳定。白色聚酯薄膜由于高亮度、反射特性和优异的隐蔽性在广告标签、图像显示和太阳能电池等方面有着独特的应用，特别是在平板显示行业，作为背光源模组的反射膜而不可或缺。作为显示高亮度的方法主要有1.在聚酯薄膜中加入硫酸钡等无机粒子，利用聚酯与无机粒子的界面以及以粒子为核所生成的微小孔洞的孔洞界面进行光反射；2.在聚酯薄膜中加入与聚酯不相容的树脂并以其为核形成微小孔洞，利用此孔洞界面进行光反射。近年来，随着白色聚酯薄膜在液晶显示行业和太阳能电池行业的应用不断扩大， 白色聚酯薄膜在高温条件下易发生湿热老化和热氧老化，造成聚酯薄膜黄变降解的问题也越来越引起重视。特别是太阳能电池背板，性能要求在室外使用年限25年以上，这要求太阳能电池背板重要组成之一的PET膜具有优异的耐老化性能，这是普通PET薄膜所无法达到的。因此，如何解决现有白色聚酯薄膜在应用中存在的在高温条件下易发生湿热老化和热氧老化的问题，是业界非常关注的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种白色聚酯薄膜，该薄膜在保持着高反射率和高隐蔽性的同时，具有优异的耐老化性能，能够有效地阻止聚酯薄膜的黄变降解。本发明要解决的另一个技术问题是提供一种白色聚酯薄膜的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下
一种白色聚酯薄膜，由纯净聚酯和功能母料经双向拉伸工艺制得，所述功能母料为纯净聚酯重量的12% 65%，功能母料由第一功能母料和第二功能母料组成，并且第一功能母料和第二功能母料的重量比为1.0:1 150:1。上述聚酯薄膜，所述第一功能母料由35 70%的纯净聚酯、27 55%的二氧化钛和3 10%的硫酸钡、氧化锌或氧化锆组成；所述第一功能母料由下述方法制备
(1)将纯净聚酯干燥粉碎；
(2)将步骤(I)得到的物料与二氧化钛、硫酸钡、氧化锌或氧化锆混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物料经双螺杆挤出机挤出造粒，制成第一功能母料。上述聚酯薄膜，所述第二功能母料由87 99. 8%的纯净聚酯、O. I 5%的稳定剂、 O. 05 5%的分散剂和O. 05 3%的紫外光吸收剂组成；所述第二功能母料由下述方法制备
(I)将纯净聚酯干燥粉碎；(2)将稳定剂、分散剂和紫外光吸收剂混合均匀；
(3)将步骤(I)得到的物料与步骤(2)得到的混合物加到双螺杆挤出机中熔融、造粒， 制成第二功能母料。上述聚酯薄膜，所述稳定剂为金属盐类或磷酸酯类。上述聚酯薄膜，所述分散剂为聚乙二醇类或硅烷类。上述聚酯薄膜，所述紫外光吸收剂为苯并三唑类或受阻胺类。一种白色聚酯薄膜的制备方法，它按如下步骤进行
(1)熔融挤出将纯净聚酯和功能母料预先混合干燥、熔融后通过共挤模头挤出；
(2)铸片熔体在转动的冷却辊上形成无定型的聚酯铸塑厚片，聚酯铸塑厚片的厚度为 ΙδΟΟμιπ 5000μιη ；
(3)双向拉伸将冷却后的聚酯铸塑厚片预热后，纵向拉伸2.O 4. 4倍，再横向拉伸
2.5 4. 5 倍；
(4)定型收卷将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收卷，得到白色聚酯薄膜。上述制备方法，所述熔融挤出温度为240°C 300°C。上述制备方法，所述薄膜热定型温度为i7o°c Kxrc。本发明取得的有益效果体现在
(I)本发明通过控制功能母料的用量、第一功能母料和第二功能母料的组合使用，保证了薄膜具有高亮度、高反射性和高遮蔽性，阻止了聚酯在高温条件下的是热老化和热氧老化，使薄膜具有优异的耐老化性能，进而提高了产品的使用效率。(2)本发明通过预先制备第一功能母料和第二功能母料，将所需的添加物均匀地分散于纯净聚酯之中，避免了这些添加物在聚酯薄膜中的分散不均匀，保证了这些添加物与聚酯薄膜有更好的相容性，使聚酯薄膜各项性能更加稳定均匀。
具体实施例方式本发明中，所述纯净聚酯为二元酸和二元醇的聚合物，其中，二元酸可以是直链脂肪二酸，但主要是芳香族二酸，如对苯二甲酸、对苯二乙酸、对萘二甲酸等，优选对苯二甲酸和对萘二甲酸，更优选对苯二甲酸；二元醇主要是碳原子数是2 4的脂肪族二醇，如乙二醇、丙二醇、丁二醇等，优选乙二醇和丁二醇，更优选乙二醇。除了上述成分外，聚酯切片还可以是加入少量的间苯二甲酸、邻苯二甲酸、环己烷二甲醇、双酚A或2，6 —萘二甲酸等物质的改性共聚酯。适合本发明的纯净聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。本发明所述的第一功能母料由35 70%的纯净聚酯、27 55%的二氧化钛、3 10%的其他无机粒子组成，其他无机粒子可以选自硫酸钡、氧化锌、氧化锆、氧化铝、氧化钛、 氧化锡之中的一种或几种，考虑到聚酯薄膜白度和隐蔽性的要求，其他无机粒子优选由硫酸钡、氧化锌或氧化锆。其中，二氧化钛的粒径控制在1.0 ΙΟΟμ 之间，因为添加微米级的二氧化钛可以保证薄膜的白色化、较高的光稳定性和反射率。本发明所述的第二功能母料由87 99. 8%的聚酯、O. I 5%的稳定剂、O. 05 5% 的分散剂和O. 05 3%的紫外光吸收剂组成。本发明所述的稳定剂，可以是金属盐类，如三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸钙和二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡，优选三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅；也可以是磷酸酯类，如磷酸三苯酯和亚磷酸二苯酯，优选亚磷酸二苯酯。本发明所述的分散剂为聚乙二醇类或硅烷类，如聚乙二醇200、聚乙二醇400、乙
烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等，优选分散性能优异并与聚酯相容性较好的聚乙二醇400。本发明所述的紫外光吸收剂，可以为受阻胺类，如哌啶衍生物、咪唑酮衍生物和氮杂环烷酮衍生物等，可以为苯并三唑类，如2- (2 z -羟基-5 z -甲基苯基)苯并三氮唑和 2-(2,-羟基-3 z，5 z - 二叔苯基)-5-氯化苯并三唑，优选具有较好热稳定性和聚酯相容性的四甲基哌啶类衍生物和2- (2 z -羟基-5 z -甲基苯基)苯并三氮唑。本发明所述的第一功能母料可以由下述方法制得按重量百分比，将35 55%干燥后的纯净聚酯切片进行粉碎，与27 55%的二氧化钛、3 10%的无机粒子混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融状态下进行表面处理挤出造粒，制成第一功能母料。本发明所述的第二功能母料可以由下述方法制得按重量百分比，将87 99. 8% 干燥后的纯净聚酯切片进行粉碎，与提前混合好的O. I 5%的稳定剂、O. 05 5%的分散剂和O. 05 3%的紫外光吸收剂混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融状态下进行表面处理挤出造粒，制成第二功能母料。本发明的第一功能母料和第二功能母料均采用预先混合的方法，能保证添加剂在聚酯中稳定均匀的分散，避免在聚酯熔融拉伸过程中添加剂的聚集以及沉淀分离。本发明所述聚酯薄膜的厚度在O. 02mm O. 35mm,优选O. 05mm O. 30mm,更优选
O.075mm O. 25mm。本发明的白色聚酯薄膜的制备方法，包括如下步骤
(1)将纯净聚酯切片、第一功能母料和第二功能母料预先混合干燥后熔融通过共挤模头挤出；
(2)熔体在转动的冷却辊上形成无定型的聚酯铸塑厚片，聚酯铸塑厚片的厚度为 1500Mm 5000Mm.
(3)将冷却后的厚片预热后，纵向拉伸2.4 4. 4倍，横向拉伸2. 5 4. 5倍；
(4)将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收卷，得到白色聚酯薄膜。本发明中所述的熔融挤出温度为240°C 30(TC，所述的薄膜热定型温度为 170。。 200。。
下面结合具体实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不局限于此。实施例I
将70g的纯净聚酯干燥粉碎，然后与27g的二氧化钛和3g的氧化锆混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，制成第一功能母料，备用。将99. 8g的纯净聚酯干燥粉碎；将O. Ig三盐基硫酸铅、O. 05g的氨基硅烷和O. 05g 的2- Cl'-羟基-3 z，5 z - 二叔苯基)-5-氯化苯并三唑混合均匀；将混合物和粉碎后的聚酯加到双螺杆挤出机中熔融、造粒，制成第二功能母料，备用。将第一功能母料和含第二功能母料按150:1比例混合均匀后，再与纯净聚酯切片按12:88比例混合，在双螺杆挤出机内熔融，流延至转动的冷却辊上，得到厚度约为1500Mm 的无定形铸塑厚片，将此铸塑厚片经过红外预热到100°C，以2. 4:1的倍率进行纵向拉伸， 将纵向拉伸后的片膜送到横向拉幅机内，在约110°C的条件下以2. 5:1的倍率进行横向拉
5伸，经过双轴拉伸取向的聚酯薄膜在大约180°C条件下热定型，最终经过冷却，收卷等过程得到白色聚酯薄膜，测其光学、力学以及湿热老化性能。实施例2
将56g的纯净聚酯干燥粉碎，然后与40g的二氧化钛和4g的氧化锌混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，制成第一功能母料，备用。将98g的纯净聚酯干燥粉碎；将I. Og硬脂酸钙、O. 5g的聚乙二醇400和O. 5g的 2- (2 y -羟基-5 y -甲基苯基)苯并三氮唑混合均匀；将混合物和粉碎后的聚酯加到双螺杆挤出机中熔融、造粒，制成第二功能母料，备用。将第一功能母料和第二功能母料按120:1比例混合均匀后，再与纯净聚酯切片按 20:80比例混合，在双螺杆挤出机内熔融，流延至转动的冷却辊上，得到厚度约为2000Mm的无定形铸塑厚片，将此铸塑厚片经过红外预热到100°C，以2. 8:1的倍率进行纵向拉伸，将纵向拉伸后的片膜送到横向拉幅机内，在约110°C的条件下以2.9:1的倍率进行横向拉伸， 经过双轴拉伸取向的聚酯薄膜在大约170°C条件下热定型，最终经过冷却，收卷等过程得到白色聚酯薄膜，测其光学、力学以及湿热老化性能。实施例3
将50g的纯净聚酯干燥粉碎，然后与44g的二氧化钛和6g的氧化锆混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，制成第一功能母料，备用。将96g的纯净聚酯干燥粉碎；将2. Og 二盐基亚磷酸铅、I. Og的聚乙二醇200和
I.Og的四甲基哌啶类衍生物混合均匀；将混合物和粉碎后的聚酯加到双螺杆挤出机中熔融、造粒，制成第二功能母料，备用。将第一功能母料和第二功能母料按90:1比例混合均匀后，再与纯净聚酯切片按 30:70比例混合。在双螺杆挤出机内熔融，流延至转动的冷却辊上，得到厚度约为2500Mm的无定形铸塑厚片，将此铸塑厚片经过红外预热到100°C，以3. 1:1的倍率进行纵向拉伸，将纵向拉伸后的片膜送到横向拉幅机内，在约110°c的条件下以3. 2:1的倍率进行横向拉伸， 经过双轴拉伸取向的聚酯薄膜在大约180°C条件下热定型，最终经过冷却，收卷等过程得到白色聚酯薄膜，测其光学、力学以及湿热老化性能。实施例4
将35g的纯净聚酯干燥粉碎，然后与55g的二氧化钛和IOg的硫酸钡混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，制成第一功能母料，备用。将92. 5g的纯净聚酯干燥粉碎；将3. Og磷酸三苯酯、3. Og的乙烯基硅烷和I. 5g的 2- (2 y -羟基-5 y -甲基苯基)苯并三氮唑混合均匀；将混合物和粉碎后的聚酯加到双螺杆挤出机中熔融、造粒，制成第二功能母料，备用。将第一功能母料和第二功能母料按50:1比例混合均匀后，再与纯净聚酯切片按 40:60比例混合。在双螺杆挤出机内熔融，流延至转动的冷却辊上，得到厚度约为3000Mm的无定形铸塑厚片，将此铸塑厚片经过红外预热到100°c，以3. 5:1的倍率进行纵向拉伸，将纵向拉伸后的片膜送到横向拉幅机内，在约110°C的条件下以3.4:1的倍率进行横向拉伸， 经过双轴拉伸取向的聚酯薄膜在大约190°C条件下热定型，最终经过冷却，收卷等过程得到白色聚酯薄膜，测其光学、力学以及湿热老化性能。实施例5将40g的纯净聚酯干燥粉碎,然后与50g的二氧化钛和IOg的氧化锌混合均匀,经双螺杆挤出机挤出造粒，制成第一功能母料，备用。将90g的纯净聚酯干燥粉碎；将4g三盐基硫酸铅、4g的聚乙二醇400和2g的 2-(2,-羟基-3 z，5 z - 二叔苯基)-5-氯化苯并三唑混合均匀；将混合物和粉碎后的聚酯加到双螺杆挤出机中熔融、造粒，制成第二功能母料，备用。将第一功能母料和第二功能母料按20:1比例混合均匀后，再与纯净聚酯切片按 48:52比例混合。在双螺杆挤出机内熔融，流延至转动的冷却辊上，得到厚度约为4000Mm的无定形铸塑厚片，将此铸塑厚片经过红外预热到100°C，以4.0:1的倍率进行纵向拉伸，将纵向拉伸后的片膜送到横向拉幅机内，在约110°C的条件下以4. 0:1的倍率进行横向拉伸， 经过双轴拉伸取向的聚酯薄膜在大约190°C条件下热定型，最终经过冷却，收卷等过程得到白色聚酯薄膜，测其光学、力学以及湿热老化性能。实施例6
将41g的纯净聚酯干燥粉碎，然后与55g的二氧化钛和4g的硫酸钡混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，制成第一功能母料，备用。将87g的纯净聚酯干燥粉碎；将5g三盐基硫酸铅、5g的亚磷酸二苯酯和3g的四甲基哌啶类衍生物混合均匀；将混合物和粉碎后的聚酯加到双螺杆挤出机中熔融、造粒，制成第二功能母料，备用。将第一功能母料和第二功能母料按1:1比例混合均匀后，再与纯净聚酯切片按 65:35比例混合。在双螺杆挤出机内熔融，流延至转动的冷却辊上，得到厚度约为5000Mm的无定形铸塑厚片，将此铸塑厚片经过红外预热到1001，以4.4:1的倍率进行纵向拉伸，将纵向拉伸后的片膜送到横向拉幅机内，在约110°C的条件下以4. 5:1的倍率进行横向拉伸， 经过双轴拉伸取向的聚酯薄膜在大约200°C条件下热定型，最终经过冷却，收卷等过程得到白色聚酯薄膜，测其光学、力学以及湿热老化性能。对比例I
将纯净聚酯经过干燥结晶之后与由35g的纯净聚酯、55g 二氧化钛、IOg硫酸钡组成的母料按52 48比例混合均匀后，在双螺杆挤出机内熔融，流延至转动的冷却辊上，得到厚度约为3000Mm的无定形铸塑厚片，将此铸塑厚片经过红外预热到100°C，以3. 5:1的倍率进行纵向拉伸，将纵向拉伸后的片膜送到横向拉幅机内，在约110°C的条件下以3.4:1的倍率进行横向拉伸，经过双轴拉伸取向的聚酯薄膜在大约180°C条件下热定型，最终经过冷却，收卷等过程得到白色聚酯薄膜，测其光学、力学以及湿热老化性能。对比例2
将纯净聚酯与由将90g纯净聚酯、4g的稳定剂、4g的分散剂和2g的紫外光吸收剂的第二功能母料按97. 7:2. 3比例混合均匀后，在双螺杆挤出机内熔融，流延至转动的冷却辊上，得到厚度约为3000μπι的无定形铸塑厚片，将此铸塑厚片经过红外预热到100°C，以
3.5:1的倍率进行纵向拉伸，将纵向拉伸后的片膜送到横向拉幅机内，在约110°C的条件下以3. 4:1的倍率进行横向拉伸，经过双轴拉伸取向的聚酯薄膜在大约180°C条件下热定型， 最终经过冷却，收卷等过程得到透明聚酯薄膜，测其光学、力学以及湿热老化性能。表一老化前后光学性能和力学性能对比
权利要求
1.一种白色聚酯薄膜，它由纯净聚酯和功能母料经双向拉伸工艺制得，其特征在于，所述功能母料为纯净聚酯重量的12% 65%，功能母料由第一功能母料和第二功能母料组成， 并且第一功能母料和第二功能母料的重量比为1.0:1 150:1。
2.根据权利要求I所述的白色聚酯薄膜，其特征在于，所述第一功能母料由35 70% 的纯净聚酯、27 55%的二氧化钛和3 10%的硫酸钡、氧化锌或氧化错组成；所述第一功能母料由下述方法制备(1)将纯净聚酯干燥粉碎；(2)将步骤(I)得到的物料与二氧化钛、硫酸钡、氧化锌或氧化锆混合均匀；(3)将步骤(2)得到的混合物料经双螺杆挤出机挤出造粒，制成第一功能母料。
3.根据权利要求2所述的白色聚酯薄膜，其特征在于，所述第二功能母料由87 99. 8%的纯净聚酯、O. I 5%的稳定剂、O. 05 5%的分散剂和O. 05 3%的紫外光吸收剂组成；所述第二功能母料由下述方法制备(1)将纯净聚酯干燥粉碎；(2)将稳定剂、分散剂和紫外光吸收剂混合均匀；(3)将步骤(I)得到的物料与步骤(2)得到的混合物加到双螺杆挤出机中熔融、造粒， 制成第二功能母料。
4.根据权利要求3所述的白色聚酯薄膜，其特征在于，所述稳定剂为金属盐类或磷酸酯类。
5.根据权利要求4所述的白色聚酯薄膜，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇类或硅烷类。
6.根据权利要求5所述的白色聚酯薄膜，其特征在于，所述紫外光吸收剂为苯并三唑类或受阻胺类。
7.一种制备如权利要求1、2、3、4、5或6所述白色聚酯薄膜的方法，其特征在于它按如下步骤进行(1)熔融挤出将纯净聚酯和功能母料预先混合干燥、熔融后通过共挤模头挤出；(2)铸片熔体在转动的冷却辊上形成无定型的聚酯铸塑厚片，聚酯铸塑厚片的厚度为 ΙδΟΟμιπ 5000μιη ；(3)双向拉伸将冷却后的聚酯铸塑厚片预热后，纵向拉伸2.O 4. 4倍，再横向拉伸2.5 4. 5 倍；(4)定型收卷将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收卷，得到白色聚酯薄膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出温度为240°C^oo0C0
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述薄膜热定型温度为 1700C 200O。
全文摘要
一种白色聚酯薄膜及其制备方法，它由纯净聚酯和功能母料经双向拉伸工艺而得到，所述功能母料为纯净聚酯重量的12%～65%，功能母料由第一功能母料和第二功能母料组成，并且第一功能母料和第二功能母料的重量比为1.0:1～150:1。本发明薄膜在保持高反射率和高隐蔽性的同时，具有优异的耐老化性能，能够有效地阻止聚酯薄膜的黄变降解。其制备方法工艺简单，由其制备的白色聚酯薄膜可广泛应用于液晶显示行业和太阳能电池行业。
文档编号C08K13/02GK102585447SQ201110417629
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者周通, 霍新莉, 韩志强, 高青 申请人:保定乐凯薄膜有限责任公司, 合肥乐凯科技产业有限公司, 天津乐凯薄膜有限公司