本发明涉及一种抗氧化黄变的光学聚酯及其制备方法。
背景技术：
随着平板显示、节能减排及光伏发电等新能源的迅猛发展，光学聚脂薄膜越来越显示出其独特的优势。近几年来随着国内高世代液晶面板的兴起，对于上游关键材料如光学膜的需求也大幅增加。光学膜在液晶面板中应用量较大，约占到液晶面板成本的10%左右，以一条8代线总投资200亿元计算，其光学膜的需求就达到20亿元。例如液晶显示屏，最少可以用到7-8张具有不同功能的PET薄膜（2张光扩散膜，1张增亮膜，2张相位差膜，1张防眩光膜，1张屏蔽导电膜）。数字成像和平板显示技术成为全球的发展趋势，光学级聚酯薄膜作为平板显示的上游材料，其市场潜力不容忽视。
但是作为光学级屏幕膜使用时，聚酯的抗氧化性能和色度就变得十分重要起来。很多市场流通的手机平板屏幕膜在光、热等条件下甚至于生厂加工过程中发生了缓慢氧化而降解变黄影响品质和屏幕效果。因此对于能抗氧化变黄的聚酯薄膜的研制一直是十分迫切解决的问题。
在聚酯中添加抗氧剂是塑料制品中普遍使用的达到抗氧目的的方法，但是作为光学聚酯中抗氧剂的选择，首先要考虑到不能影响其光学性能，同时不能引入杂色，所以抗氧剂的选择和后处理是十分必要的。若能在保持光学性能不降低的同时达到透明、防止老化变色的目的，其市场前景必定是十分广阔的。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种抗氧化黄变的光学聚酯。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种抗氧化黄变的光学聚酯，由包括以下重量份数的原料制得：
二甲酸单体：20000-30000份，
乙二醇：6000-10000份，
催化剂：5-15份，
磷酸酯类稳定剂：10-25份，
开口剂：2-10份，
亚磷酸酯类抗氧剂：5-30份，
镁盐：0.1-2份。
在本发明一个较佳实施例中，所述二甲酸单体为对苯二甲酸或间苯二甲酸。
在本发明一个较佳实施例中，所述催化剂为锑系、钛系或锗系催化剂。
在本发明一个较佳实施例中，所述磷酸酯类稳定剂为磷酸三甲酯。
在本发明一个较佳实施例中，所述开口剂为硫酸钡、碳酸钙和二氧化硅中的至少一种。
在本发明一个较佳实施例中，所述亚磷酸酯类抗氧剂为双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或三（壬基代苯基）亚磷酸酯。
在本发明一个较佳实施例中，所述镁盐为镁铝水滑石、碳酸镁或醋酸镁。
上述抗氧化黄变的光学聚酯的制备方法，包括如下步骤：
（1）将二甲酸单体、乙二醇、催化剂、磷酸酯类稳定剂和开口剂混合，加热进行酯化；
（2）酯化结束后，加入亚磷酸酯类抗氧剂和镁盐，抽真空，进行缩聚，得到所述抗氧化黄变的光学聚酯。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）酯化反应的温度为230～260℃，压力为300～400 kPa。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）缩聚反应的温度为260～280℃，压力≤50Pa。
本发明的有益效果是：通过在合成聚醋的过程中加入亚磷酸酯类抗氧剂，达到增强抗氧效果同时不引入杂色的目的，这是酚类和胺类抗氧剂无法做到的，同时引入镁盐的目的是防止亚磷酸酯类抗氧剂的水解失效，增强抗氧效果。本发明所合成的聚酯产品色度优良、黄度低、耐氧化和紫外照射、长期使用无氧化变黄现象，使用寿命长，同时具有较高的拉伸强度，尺寸稳定性优良，特别适用于屏幕膜、背板膜等电子产品等领域。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
对苯二甲酸2000 g，乙二醇800 g，催化剂 乙二醇锑0.8 g，稳定剂 磷酸三甲酯1 g，开口剂 粒径为5μm的二氧化硅0.3 g，抗氧剂 三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5 g，碳酸镁0.02 g。
制备步骤如下：
(1)将对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、开口剂和稳定剂混合均匀，加入到5 L反应釜中，搅拌半小时，然后关闭搅拌，开启真空系统缓慢抽出釜内氧气，接着通入氮气至常压，重复抽真空通氮气3次，然后加压升温进行酯化反应，反应温度维持在230-260 ℃，釜内压力维持在350kPa左右，通过工艺塔顶部出水量判断酯化反应程度，当酯化达到95%以上后，酯化反应结束，此时釜内压力在20 kPa以下，塔顶温度在100 ℃以下。
(2)酯化反应结束后，关闭工艺塔阀门，从加料斗内加入事先混合均匀的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和碳酸镁，将加料斗抽真空通氮气三次，然后通入150 kPa的氮气后打开料斗阀门加入，随后缓慢的将釜内压力抽出至-100 kPa后完全打开抽真空阀门，在高真空（30Pa左右）进行缩聚反应，期间釜内温度维持在265-270 ℃之间；
(3)缩聚末期以特性黏度≥0.7作为终点，出料、冷却、切粒得到抗氧化黄变的光学聚酯；
(4)将所得的光学聚酯经双向拉伸后得到抗氧化黄变光学聚酯薄膜。
实施例2
间苯二甲酸2000 g，乙二醇850 g，催化剂 乙二醇锑0.9 g，稳定剂 磷酸三甲酯1.2 g，开口剂 粒径为5μm的二氧化硅 0.5 g，抗氧剂 三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.8 g，醋酸镁0.04 g。
(1)将间苯二甲酸、乙二醇、催化剂、开口剂和稳定剂混合均匀，加入到5 L反应釜中，搅拌半小时，然后关闭搅拌，开启真空系统缓慢抽出釜内氧气，接着通入氮气至常压，重复抽真空通氮气3次，然后加压升温进行酯化反应，反应温度维持在230-260 ℃，釜内压力维持在350kPa左右，通过工艺塔顶部出水量判断酯化反应程度，当酯化达到95%以上后，酯化反应结束，此时釜内压力在20 kPa以下，塔顶温度在100 ℃以下。
(2)酯化反应结束后，关闭工艺塔阀门，从加料斗内加入事先混合均匀的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和醋酸镁，将加料斗抽真空通氮气三次，然后通入150 kPa的氮气后打开料斗阀门加入，随后缓慢的将釜内压力抽出至-100 kPa后完全打开抽真空阀门，在30Pa左右进行缩聚反应，期间釜内温度维持在265-270 ℃之间；
(3)缩聚末期以特性黏度≥0.7作为终点，出料、冷却、切粒得到抗氧化黄变的光学聚酯；
(4)将所得的光学聚酯经双向拉伸后得到抗氧化黄变光学聚酯薄膜。
实施例3
对苯二甲酸2000 g，乙二醇850 g，催化剂 乙二醇锑1 g，稳定剂 磷酸三甲酯1.5 g，开口剂 粒径为5μm的碳酸钙0.5 g，抗氧剂 三（壬基代苯基）亚磷酸酯1 g，醋酸镁0.08 g。
(1)将对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、开口剂和稳定剂混合均匀，加入到5 L反应釜中，搅拌半小时，然后关闭搅拌，开启真空系统缓慢抽出釜内氧气，接着通入氮气至常压，重复抽真空通氮气3次，然后加压升温进行酯化反应，反应温度维持在230-260 ℃，釜内压力维持在350kPa左右，通过工艺塔顶部出水量判断酯化反应程度，当酯化达到95%以上后，酯化反应结束，此时釜内压力在20 kPa以下，塔顶温度在100 ℃以下。
(2)酯化反应结束后，关闭工艺塔阀门，从加料斗内加入事先混合均匀的三（壬基代苯基）亚磷酸酯和醋酸镁，将加料斗抽真空通氮气三次，然后通入150 kPa的氮气后打开料斗阀门加入，随后缓慢的将釜内压力抽出至-100 kPa后完全打开抽真空阀门，在30Pa左右进行缩聚反应，期间釜内温度维持在265-270 ℃之间；
(3)缩聚末期以特性黏度≥0.7作为终点，出料、冷却、切粒得到抗氧化黄变的光学聚酯；
(4)将所得的光学聚酯经双向拉伸后得到抗氧化黄变光学聚酯薄膜。
实施例4
对苯二甲酸2000 g，乙二醇900 g，催化剂 乙二醇锑1 g，稳定剂 磷酸三甲酯1.5 g，开口剂 粒径为5μm的二氧化硅0.5 g，抗氧剂 双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯2 g，醋酸镁0.12 g。
(1)将对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、开口剂和稳定剂混合均匀，加入到5 L反应釜中，搅拌半小时，然后关闭搅拌，开启真空系统缓慢抽出釜内氧气，接着通入氮气至常压，重复抽真空通氮气3次，然后加压升温进行酯化反应，反应温度维持在230-260 ℃，釜内压力维持在350kPa左右，通过工艺塔顶部出水量判断酯化反应程度，当酯化达到95%以上后，酯化反应结束，此时釜内压力在20 kPa以下，塔顶温度在100 ℃以下。
(2)酯化反应结束后，关闭工艺塔阀门，从加料斗内加入事先混合均匀的双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯和醋酸镁，将加料斗抽真空通氮气三次，然后通入150 kPa的氮气后打开料斗阀门加入，随后缓慢的将釜内压力抽出至-100 kPa后完全打开抽真空阀门，在30Pa左右进行缩聚反应，期间釜内温度维持在265-270 ℃之间；
(3)缩聚末期以特性黏度≥0.7作为终点，出料、冷却、切粒得到抗氧化黄变的光学聚酯；
(4)将所得的光学聚酯经双向拉伸后得到抗氧化黄变光学聚酯薄膜。
实施例5
对苯二甲酸2000 g，乙二醇900 g，催化剂 乙二醇锑1.2 g，稳定剂 磷酸三甲酯1 g，开口剂 粒径为5μm的二氧化硅0.3 g，抗氧剂双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯2.4 g，镁铝水滑石0.2 g。
(1)将对苯二甲酸、乙二醇、催化剂、开口剂和稳定剂混合均匀，加入到5 L反应釜中，搅拌半小时，然后关闭搅拌，开启真空系统缓慢抽出釜内氧气，接着通入氮气至常压，重复抽真空通氮气3次，然后加压升温进行酯化反应，反应温度维持在230-260 ℃，釜内压力维持在350kPa左右，通过工艺塔顶部出水量判断酯化反应程度，当酯化达到95%以上后，酯化反应结束，此时釜内压力在20 kPa以下，塔顶温度在100 ℃以下。
(2)酯化反应结束后，关闭工艺塔阀门，从加料斗内加入事先混合均匀的双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯和镁铝水滑石，将加料斗抽真空通氮气三次，然后通入150 kPa的氮气后打开料斗阀门加入，随后缓慢的将釜内压力抽出至-100 kPa后完全打开抽真空阀门，在30Pa左右进行缩聚反应，期间釜内温度维持在265-270 ℃之间；
(3)缩聚末期以特性黏度≥0.7作为终点，出料、冷却、切粒得到抗氧化黄变的光学聚酯；
(4)将所得的光学聚酯经双向拉伸后得到抗氧化黄变光学聚酯薄膜。
实施例1-5所得抗氧化黄变光学聚酯薄膜的性能测试如表1所示。
表1
本发明与普通聚酯薄膜相比，在保证光学性能的基础上具有很好的良好的色值、抗氧性能、抗紫外线性能、热稳定性能及耐湿热老化性能，可在长期使用的条件下不变黄，同时具有较高的拉伸强度，尺寸稳定性优良，特别适用于屏幕膜、背板膜等电子产品领域。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。