一种抗紫外的PET复合薄膜及其在采光瓦中的应用的制作方法

本发明涉及pet薄膜，具体涉及一种抗紫外的pet复合薄膜及其在采光瓦中的应用。

背景技术：

1、采光瓦，也被称为透明瓦或采光板，是一种常用于建筑屋顶和墙壁的采光材料。它主要由高性能的工程塑料制成，具有优良的透光性、隔热性和耐候性，是现代建筑设计中不可或缺的一种材料。按照材质分类，采光瓦可以分为玻璃纤维增强塑料（frp）采光瓦、聚碳酸酯（pc）采光瓦、聚酯（pet）采光瓦、硬聚氯乙烯（upvc）采光瓦。

2、pet采光瓦的材质比较坚韧，不易破碎，同时透光性能好，非常适合在公共建筑、商场等场所使用。但是由于pet对紫外线敏感，容易发生光氧化反应，导致pet采光瓦变黄，因此，在pet采光瓦的制备中，需要在pet采光瓦上层复合一层能够吸收紫外线的高分子薄膜，要求高分子薄膜需要具有优秀的韧性、高抗冲击强度、高透明度、高流动性，还需要具有高热封强度，与pet能够结合牢固。

3、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（petg）是一种透明、非结晶型共聚酯，petg是由对苯二甲酸（pta）、乙二醇（eg）和1,4-环己烷二甲醇（chdm）三种单体通过酯交换法缩聚的产物，与pet相比，多了chdm单体，因此，petg的性能和pet大不相同，petg具有优秀的韧性和高抗冲击强度，并具有很宽的加工范围，高机械强度和优异的柔性，且透明度高，流动性好，是pet采光瓦上层复合的高分子薄膜材料的最优选择之一。

4、但是由于petg的价格要高于pet，且由petg制备的薄膜的热变形温度低，且紫外线吸收能力差，因此，一般将pet与petg复合制成复合薄膜，上层和中层使用pet材料，下层使用petg材料，为了提高复合薄膜的抗紫外线性和热稳定性，还需要在上层的pet材料中加入紫外线吸收剂，在下层的petg材料中加入热稳定剂，但是紫外线吸收剂具有一定的遮光性，会对复合薄膜的透明度造成影响，且在长期使用中，紫外线吸收剂易迁出，从而导致复合薄膜在长期使用时，紫外线吸收能力会发生大幅度降低；热稳定剂的加入，会对petg中内部分子之间的结合力造成影响，从而对下层的petg材料的流动性造成影响，还会对复合薄膜的韧性、抗冲击强度、热封强度造成影响。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种抗紫外的pet复合薄膜及其在采光瓦中的应用，pet复合薄膜的热变形温度高，紫外线吸收能力强，韧性好，抗冲击强度和热封强度高，且透明度高，在长期使用时，紫外线吸收能力不易发生大幅度降低，且下层的petg材料的流动性好。

2、为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种抗紫外的pet复合薄膜，由abc三层结构组成，a层为上表层，b层为芯层，c层为下表层；

4、所述a层，按重量份计，由以下成分组成：90-95份pet树脂、0.5-0.6份聚乙烯蜡、1.5-2份紫外线吸收剂；

5、所述紫外线吸收剂的制备方法，由以下步骤组成：复合，表面改性；

6、所述复合，将钛酸四异丙酯、丙醇、二乙醇胺加入反应釜中，将反应釜的温度控制至20-40℃，搅拌20-40min，得到钛源溶液；将去离子水、十二烷基苯磺酸钠、醋酸钠加入反应釜中，将反应釜的温度控制至20-40℃，搅拌20-40min，得到活性液；将金红石型纳米二氧化钛、钛源溶液混合后进行超声振荡，控制超声振荡的频率为20-30khz，时间为20-30min，超声振荡结束后加入反应釜中，将反应釜的温度控制至35-50℃，搅拌速度控制至60-120rpm，然后向反应釜中滴加活性液，滴加结束后继续搅拌20-30min，然后转入水热反应釜中进行水热反应，控制水热反应釜的温度为190-200℃，搅拌速度为100-200rpm，搅拌20-22h后，自然冷却至室温，离心，控制离心时的转速为7000-8000rpm，时间为10-15min，离心结束后使用去离子水清洗沉淀物3-4次，进行真空干燥，控制真空干燥的温度为70-80℃，真空度为0.07-0.08mpa，时间为5-6h，真空干燥结束得到复合二氧化钛；

7、所述复合中，所述钛源溶液中钛酸四异丙酯、异丙醇、二乙醇胺的质量比为14.5-15:115-120:55-56；

8、所述活性液中去离子水、十二烷基苯磺酸钠、醋酸钠的质量比为200-210:1-1.2:4-4.5；

9、金红石型纳米二氧化钛、钛源溶液中的钛酸四异丙酯、活性液中的醋酸钠的质量比为6-6.5:14.5-15:4-4.5；

10、所述活性液的滴加速度为10-11g/min；

11、所述金红石型纳米二氧化钛的粒径为30nm；

12、所述表面改性，将复合二氧化钛、十七氟癸基三甲氧基硅烷、第一份去离子水、无水乙醇加入反应釜中，将反应釜的温度控制至50-60℃，搅拌速度控制至200-300rpm，搅拌5-6h，离心，控制离心时的转速为7000-8000rpm，时间为8-10min，离心结束后使用去离子水清洗沉淀物3-4次，进行真空干燥，控制真空干燥的温度为80-90℃，真空度为0.07-0.08mpa，时间为5-6h，真空干燥结束后与第二份去离子水、聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液加入反应釜中，将反应釜的温度控制至60-70℃，搅拌速度控制至200-300rpm，搅拌1.5-2h，离心，控制离心时的转速为7000-8000rpm，时间为10-12min，离心结束后使用去离子水清洗沉淀物3-4次，进行真空干燥，控制真空干燥的温度为80-90℃，真空度为0.07-0.08mpa，时间为5-6h，真空干燥结束后得到紫外线吸收剂；

13、所述表面改性中，复合二氧化钛、十七氟癸基三甲氧基硅烷、第一份去离子水、无水乙醇、第二份去离子水、聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的质量比为20-25:0.7-0.8:180-200:40-50:180-200:50-60；

14、所述聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的质量浓度为40%；

15、所述b层，按重量份计，由以下成分组成：90-95份pet树脂、0.5-0.6份聚乙烯蜡、2-2.5份癸二酸二辛酯；

16、所述a层和b层中的pet树脂的型号为fg600；

17、所述c层，按重量份计，由以下成分组成：80-85份petg树脂、0.5-0.6份聚乙烯蜡、3-3.5份己二酸二辛酯、4-4.5份热稳定剂；

18、所述petg树脂的型号为skygreen k2012；

19、所述热稳定剂的制备方法，由以下步骤组成：制备凝胶核，包覆；

20、所述制备凝胶核，将羧甲基纤维素、去离子水加入反应釜中，将反应釜的温度控制至40-50℃，搅拌速度控制至100-200rpm，搅拌30-60min后，静置20-21h，然后将搅拌速度控制至100-200rpm，向反应釜中滴加环氧氯丙烷，滴加结束后继续搅拌40-42h，加入无水乙醇，继续搅拌30-60min，过滤，使用去离子水清洗滤渣3-5次，进行真空干燥，控制真空干燥的温度为70-80℃，真空度为0.07-0.08mpa，时间为4-5h，真空干燥结束得到凝胶核；

21、所述制备凝胶核中，羧甲基纤维素、去离子水、环氧氯丙烷、无水乙醇的质量比为5-5.5:200-230:2-2.5:700-800；

22、所述环氧氯丙烷的滴加速度为0.5-0.6g/min；

23、所述包覆，将凝胶核、去离子水加入反应釜中，将反应釜密闭，使用氮气置换釜内空气，然后将反应釜的温度控制至35-50℃，搅拌速度控制至100-200rpm，加入甘露醇、甲基丙烯酸锌、丙烯酸十二酯、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺，继续搅拌4-5h，离心，控制离心时的转速为6000-7000rpm，时间为9-10min，离心结束后，使用去离子水清洗沉淀物2-3次，进行真空干燥，控制真空干燥的温度为70-80℃，真空度为0.07-0.08mpa，时间为5-6h，真空干燥结束得到热稳定剂；

24、所述包覆中，凝胶核、去离子水、甘露醇、甲基丙烯酸锌、丙烯酸十二酯、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺的质量比为7-8:120-150:8-10:14-16:4-5:5-6:1-1.3:0.5-0.55。

25、前述抗紫外的pet复合薄膜的制备方法，按规定的重量份数称取a层、b层、c层原料，分别投入各自对应的双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的加热区温度为250-260℃，经熔融、挤出，从模头三层共挤出的熔体在铸片辊表面经冷却、固化，得到铸片；将铸片进行纵向拉伸，控制纵向拉伸时的温度为120-130℃，倍率为4-4.5:1，进行第一次热定型，控制第一次热定型的温度为200-210℃，时间为5-6s；然后进行横向拉伸，控制横向拉伸时的温度为130-140℃，倍率为3.5-4:1，进行第二次热定型，控制第二次热定型的温度为180-190℃，时间为4-5s，第二次热定型结束得到pet复合薄膜。

26、前述抗紫外的pet复合薄膜在采光瓦中的应用，将pet复合薄膜覆盖于pet采光瓦表面后进行热封，控制热风温度为110-120℃，时间为4-5s。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

28、（1）本发明的pet复合薄膜的热变形温度高，1.8mpa负荷形变温度为140-144mpa；

29、（2）本发明的pet复合薄膜的紫外线吸收能力强，对370nm以下波长的紫外线的透过率为1.6-1.7%；

30、（3）本发明的pet复合薄膜的韧性好，弯曲模量为2260-2290mpa，弯曲强度为86.7-87.8mpa；

31、（4）本发明的pet复合薄膜的抗冲击强度高，悬臂梁冲击强度为101-107j/m；

32、（5）本发明的pet复合薄膜的热封强度高，pet复合薄膜与pet采光瓦之间的热封强度为3.5-3.7n/15mm；

33、（6）本发明的pet复合薄膜的透明度高，雾度为3.6-3.8%；

34、（7）本发明的pet复合薄膜的下层petg材料的流动性好，在220℃、10kg下的熔融指数为34-37g/10min；

35、（8）本发明的pet复合薄膜的紫外线吸收能力不易发生大幅度降低，将pet复合薄膜置于50℃下静置30d，然后置于-40℃下静置30d后，对370nm以下波长的紫外线的透过率为2.5-2.6%。