专利名称：光学薄膜用聚酯切片的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种光学材料的制备方法，具体涉及一种光学薄膜用聚酯切片的制备方法。
背景技术：
光学薄膜由于具有优异的光学性(高透光率、低雾度、高清晰度)、良好的表面附着性、良好的机械性能和耐热性能，在近年来得到了广泛作用，如平板显示行业的背光模组中的扩散膜基模、高档模内注塑中的光学膜等等。中国专利文献CN1482174A公开了一种高透明聚酯薄膜及其生产方法，其中聚酯母切片的制备过程为首先采用有机硅烷类偶联剂对纳米级的二氧化硅的表面进行处理，具体是利用气相喷雾法在真空室中将硅烷类偶联剂一喷雾的气态将纳米级的二氧化硅包覆，将包覆的二氧化硅和乙二醇一起加入至研磨机中，然后再加入微米级的二氧化硅，高速分散至少6小时，制成二氧化硅的悬浮液；然后将对苯二甲酸和乙二醇进行酯化反应得到酯化物；接着将二氧化硅的悬浮液加入到缩聚反应物中，再加入缩聚催化剂、稳定剂进行缩聚反应；最后造粒得到母切片。 中国专利文献CN102516509A公开了一种光学膜用聚酯切片及光学膜制备方法，其中聚酯切片的制备过程为首先将乙二醇和对苯二甲酸二甲酯在打浆釜中混合制成浆液，将乙二醇和催化剂投入催化剂配制釜，搅拌均匀制成催化剂液，将纳米级添加剂和乙二醇投入添加剂配制釜，搅拌均匀制成添加剂液；然后将浆液、催化剂液投入酯化釜，加热进行酯交换反应，得到酯化物；接着将酯化物、添加剂液压入预缩聚釜，预缩聚反应过程中抽真空，将过量的乙二醇排出；最后将预缩聚的产物压入终聚釜提高熔体黏度，将熔体冷却、切粒得到光学膜用聚酯切片。中国专利文献CN102585181A公开了一种光学膜用聚酯切片及光学级聚酯薄膜，其中光学膜用聚酯切片的制备过程为首先将乙二醇、对苯二甲酸和间苯二甲酸在打浆釜中混合制成浆液，将乙二醇和醋酸锑或乙二醇锑投入催化剂配制釜，搅拌均匀制成催化剂液，将纳米级添加剂、微米级添加剂和乙二醇投入添加剂配制釜，搅拌均匀制成添加剂液；然后将浆液和催化剂液投入酯化釜，加热反应，得到酯化物；反应后将酯化物压入预缩聚釜，同时压入添加剂液，预缩聚反应过程中抽真空，将过量的乙二醇排出；最后将预缩聚的产物压入终缩聚釜得到熔体，将熔体冷却，切粒，出料，包装。上述文献均存在以下两点不足(I)添加剂液直接参与到酯化物的缩聚反应中。由于酯化反应后的酯化物存在一定的粘度，不利于添加剂的分散，从而大大降低了添加剂与聚酯之间的结合能力，最终影响所制得的光学薄膜的机械性能。(2)添加剂液的制备是采用硅烷偶联剂等有机类表面处理剂对添加剂进行表面处理，然后将表面处理后的添加剂和乙二醇加入到砂磨机中，进行球磨分散，搅拌均匀得到。该表面处理以及分散工艺不能彻底解决添加剂的团聚问题，从而使得所制得的光学薄膜虽然具有较高的透光率和较低的雾度，但是清晰度仍然不高。
中国专利文献CN101596801A公开了一种具有多层结构的光学用聚酯薄膜及其制备方法，该专利文献中的光学用聚酯薄膜包括芯层和至少一层表层，制备方法包括将芯层聚酯原料切片在150°C 180°C进行结晶干燥处理，然后送入单螺杆挤出机，在260°C 300°C下熔融挤出；而表层聚酯原料切片可以在150°C 180°C进行结晶干燥处理，然后送入单螺杆挤出机进行熔融挤出(对于只有一层表层的情况)，或者不进行干燥处理，送入双螺杆挤出机进行熔融挤出(对于两层表层的情况)；将芯层和表层的熔融物料通过共挤模头，将熔体流延到一转动的冷却滚筒上，成为无定型的A/B/A三层结构的铸塑厚片，然后进行纵向拉伸和横向拉伸，最后热定型得到光学用聚酯薄膜。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种光学薄膜用聚酯切片的制备方法。用本发明的方法制得的聚酯切片制出的光学薄膜不仅具有较高的透光率和较低的雾度，而且 还具有良好的机械性能，特别是还具有较高的清晰度。实现本发明目的的技术方案是一种光学薄膜用聚酯切片的制备方法，具有以下步骤①对纳米级添加剂进行表面处理并分散于乙二醇中，得到悬浮液将步骤①得到的悬浮液与对苯二甲酸以及乙二醇加入到浆料釜中混合搅拌得到浆液；③将步骤②得到的浆液与助剂依次压入酯化釜、上流式反应器、预缩聚釜以及终聚釜中，依次进行酯化反应、预缩聚反应以及终缩聚反应，至物料特性粘度为O. 64dl/g O. 68dl/g时出料，冷却，切粒得到光学薄膜用聚酯切片。上述步骤①中所述的对纳米级添加剂进行表面处理并分散于乙二醇中是指将纳米级添加剂与表面处理剂加入到去离子水中并搅拌均匀，采用超声波进行分散，将处理后的溶液加入到乙二醇溶液中，加热至100°c 110°c进行溶剂置换除水，得到含有纳米级添加剂的乙二醇悬浮液。所述的表面处理剂为无机钠盐、无机铝盐或者无机铵盐，优选氢氧化钠或者氢氧化招。上述步骤①中所述的纳米级添加剂为纳米级二氧化硅、纳米级二氧化钛、纳米级碳酸钙、纳米级硫酸钡以及纳米级三氧化二铝中的一种，优选纳米级二氧化硅。纳米级添加剂的粒径为IOnm 30nm。纳米级添加剂的添加量以聚酯切片总量计为IOOOppm 3500ppmo上述步骤③中所述的助剂包括催化剂和热稳定剂；所述的催化剂为钛系催化剂或者锑系催化剂，优选乙二醇锑；所述的热稳定剂为磷酸盐类热稳定剂，优选磷酸三甲酯。上述步骤③中所述的酯化反应温度为230°C 250°C，酯化反应时间为3. 5h 5h。上述步骤③中所述的预缩聚反应温度为255°C 265°C，压力为300Pa 500Pa。上述步骤③中所述的终缩聚反应温度为280°C 285°C，压力为70Pa 120Pa。由本发明制得的聚酯切片制备光学薄膜方法可参照中国专利文献CN101596801A的方法，包括①将上述制得的聚酯切片与大有光切片混合均匀而作为芯层切片，或者直接采用大有光切片作为芯层切片。将芯层切片在150°C 180°C的温度下结晶干燥，接着送入单螺杆挤出机中，在260°C 300°C的温度下熔融挤出。②将上述得的聚酯切片与市售的含有微米级二氧化硅的聚酯母料切片混合均匀而作为表层切片，然后直接将该表层切片送入双螺杆挤出机中，在260°C 300°C的温度下熔融挤出。③将上述两种切片的熔融物料通过一共挤模头，流延到一转动的冷鼓上，成为无定型的a/b/a三层结构的铸片，然后依次进行纵向拉伸和横向拉伸，接着在210°C 240°C的温度下热定型，最后牵引收卷，得到光学薄膜。本发明具有的积极效果(I)本发明的方法将纳米级添加剂配制成悬浮液后，直接与对苯二甲酸以及乙二醇加入到浆料釜中配制成浆液，而纳米级添加剂在粘度相对较低的浆液中更易于分散，从而在酯化反应过程中，纳米级添加剂表面的羟基更易与酯化得到的聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)分子链间形成稳定的氢键，增强了纳米级添加剂与聚酯分子链间的结合力，使得最终所制得的光学薄膜具有较好的机械性能。(2)本发明的方法采用无机金属盐类表面处理剂对纳米级添加剂进行表面处理，这样可在纳米级添加剂表面形成稳定的金属离子保护层，然后通过超声波分散工艺，可使纳米级添加剂均匀分散于乙二醇溶液中，形成悬浮液。这样可以彻底解决纳米级添加剂的团聚问题，从而保证纳米级添加剂能够均匀分散于聚酯分子链中，使得最终所制得的光学薄膜不仅具有较高的透光率和较低的雾度，而且还具有较高的清晰度。
具体实施例方式(实施例I)
本实施例的光学薄膜用聚酯切片的制备方法具有以下步骤
①将粒径为20nm的二氧化硅与氢氧化钠加入到去离子水中并搅拌均匀，采用超声波进行分散，对二氧化硅表面进行包覆，然后将处理后的溶液加入到乙二醇溶液中，加热至105 0C进行溶液置换除水，得到含有纳米级二氧化硅的乙二醇悬浮液。②将步骤①得到悬浮液与对苯二甲酸以及乙二醇加入到浆料釜中，混合搅拌得到浆液。对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为I : 1.15。③将步骤②得到的浆液压入酯化釜中，同时加入催化剂溶液和热稳定剂溶液，在240°C的温度下进行酯化反应4h，得到酯化物。催化剂溶液是由乙二醇锑与乙二醇混合得到，热稳定剂溶液是由磷酸三甲酯与乙二醇混合得到。将上述得到的酯化物先压入上流式反应器中，Ih后再压入预缩聚釜中，在260°C的温度以及400Pa的压力下进行预缩聚反应lh，得到预缩聚产物。将上述得到的预缩聚产物压入终聚釜中，在280°C的温度以及IOOPa的压力下进行终缩聚反应，至物料特性粘度达到O. 66dl/g时，出料，水冷却，切粒，得到光学薄膜用聚酯切片。本实施例制得的光学薄膜用聚酯切片中纳米级二氧化硅含量为2000ppm。(实施例2 实施例4)
各实施例的光学薄膜用聚酯切片的制备方法与实施例I基本相同，不同之处见表I。表I
权利要求
1.一种光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于具有以下步骤 ①对纳米级添加剂进行表面处理并分散于乙二醇中，得到悬浮液； ②将步骤①得到的悬浮液与对苯二甲酸以及乙二醇加入到浆料釜中混合搅拌得到浆液； ③将步骤②得到的浆液与助剂依次压入酯化釜、上流式反应器、预缩聚釜以及终聚釜中，依次进行酯化反应、预缩聚反应以及终缩聚反应，至物料特性粘度为O. 64dl/g O.68dl/g时出料，冷却，切粒得到光学薄膜用聚酯切片。
2.根据权利要求I所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于步骤①中所述的对纳米级添加剂进行表面处理并分散于乙二醇中是指将纳米级添加剂与表面处理剂加入到去离子水中并搅拌均匀，采用超声波进行分散，将处理后的溶液加入到乙二醇溶液中，加热至100°C 110°C进行溶剂置换除水，得到含有纳米级添加剂的乙二醇悬浮液；所述的表面处理剂为无机钠盐、无机铝盐或者无机铵盐。
3.根据权利要求2所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的表面处理剂为氢氧化钠或者氢氧化招。
4.根据权利要求I至3之一所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于步骤①中所述的纳米级添加剂为纳米级二氧化硅、纳米级二氧化钛、纳米级碳酸钙、纳米级硫酸钡以及纳米级三氧化二招中的一种；纳米级添加剂的粒径为IOnm 30nm ;纳米级添加剂的添加量以聚酯切片总量计为IOOOppm 3500ppm。
5.根据权利要求4所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的纳米级添加剂为纳米级二氧化硅。
6.根据权利要求4所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于步骤③中所述的助剂包括催化剂和热稳定剂；所述的催化剂为钛系催化剂或者锑系催化剂；所述的热稳定剂为磷酸盐类热稳定剂。
7.根据权利要求6所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于所述的催化剂为乙二醇锑；所述的热稳定剂为磷酸三甲酯。
8.根据权利要求4所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于步骤③中所述的酯化反应温度为230°C 250°C，酯化反应时间为3. 5h 5h。
9.根据权利要求4所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于步骤③中所述的预缩聚反应温度为255°C 265°C，压力为300Pa 500Pa。
10.根据权利要求4所述的光学薄膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于步骤③中所述的终缩聚反应温度为280°C 285°C，压力为70Pa 120Pa。
全文摘要
本发明公开了一种光学薄膜用聚酯切片的制备方法，该方法具有以下步骤①对纳米级添加剂进行表面处理并分散于乙二醇中，得到悬浮液；②将步骤①得到的悬浮液与对苯二甲酸以及乙二醇加入到浆料釜中混合搅拌得到浆液；③将步骤②得到的浆液与助剂依次压入酯化釜、上流式反应器、预缩聚釜以及终聚釜中，依次进行酯化反应、预缩聚反应以及终缩聚反应，至物料特性粘度为0.64dl/g～0.68dl/g时出料，冷却，切粒得到光学薄膜用聚酯切片。由本发明的方法制得的聚酯切片制出的光学薄膜不仅具有较高的透光率和较低的雾度，而且还具有良好的机械性能，特别是还具有较高的清晰度。
文档编号C08K9/02GK102816320SQ20121030436
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者王亮, 于维波, 金京权, 蒋澜, 朱新忠, 季建国, 赵保良 申请人:常州乐凯高性能材料有限公司