一種抗紫外聚酯膜的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種抗紫外聚酯膜，特別是一種聚酯膜中含有含受阻胺側基的聚酯共 聚物。
【背景技術】
[0002] 受阻胺光穩定劑（HALS)是一種分子結構中帶有2, 2, 6, 6-四甲基哌啶基團的化合 物，作為性能優異的紫外光穩定劑在高分子材料行業中獲得了廣泛的應用。同時，受阻胺光 穩定劑與紫外光吸收劑一起添加到高分子材料中，可以產生顯著的協同效應，從而大幅度 提高高分子材料的抗紫外光性能。常見的受阻胺光穩定劑有小分子化合物和高分子型兩 類。小分子型的受阻胺光穩定劑如GW-770和GW-540等，其缺點是耐熱性較差，在加工溫度 較高時容易揮發，產生刺激性氣味，易被萃取，并且在使用過程中容易發生迀移。常見的高 分子型受阻胺穩定劑包括光穩定劑GW-622和GW-944等品種。其特點是分子量較大、揮發 性低、加工過程中不產生刺激性氣味、使用時耐迀移、耐萃取等。
[0004] 但是，當上述受阻胺光穩定劑用于聚對苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）時，堿性較大、 含有活性氫的受阻胺光穩定劑（如光穩定劑GW-770、GW-622,GW-944等）存在加工過程中 引起聚酯顯著降解的問題；而堿性較低的受阻胺光穩定劑（如GW-540等）則相容性不佳， 不能有較高的添加量（一般重量百分比小于2% )，當需要添加較高的光穩定劑（如重量百 分比大于2%)，聚酯制品的力學性能、耐熱性會明顯降低。因此，受阻胺光穩定劑在聚酯中 的應用受到了很大限制。目前，戶外長期使用的聚酯膜、聚酯纖維等制品對于紫外光穩定性 和抗水解性的要求越來越高。而GW-770、GW-622,GW-540存在易水解的問題，在戶外雨水 的影響下比較快地喪失其光穩定性。GW-622屬于聚合型受阻胺光穩定劑，但是分子量小于 4000,而且易于水解。目前，太陽能電池背板目前普遍使用雙向拉伸聚酯膜為基材，表面涂 覆含氟聚合物或者與含氟聚合物薄膜進行復合以提高背板在長期使用過程中的耐候性。其 中，抗紫外性能是耐候性的關鍵指標之一。含氟聚合物能夠賦予太陽能背板優異的耐候性， 但是由于原材料價格高，且成型加工比較困難，使含氟太陽能電池背板成本居高不下。因 此，對于高耐候性，特別是高紫外光穩定性的聚酯基材的需求越來越強烈。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種新型含受阻胺側基的聚酯共聚 物的抗紫外聚酯膜，不僅表現出受阻胺化合物的優秀的紫外光穩定性，而且使聚酯膜兼有 良好力學性能和紫外光穩定性，此外，還具有抗水解性好、揮發性低、低氣味、耐迀移和耐萃 取等優點。
[0006] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0007] -種抗紫外聚酯膜，組分按質量份數計，包括80-95份的聚酯切片、5-20份的含受 阻胺側基的聚酯共聚物、〇. 05-1份的紫外光吸收劑、0. 1-20份金紅石型二氧化鈦和0. 05-1 份的熱穩定劑。
[0008] 作為優選，含受阻胺側基的聚酯共聚物的結構式為：
[0009]
[0010] 其中，-CH3、-CH2CH3、-OCH3、-OCH2CH3或-COCH3中的一種；
[0011] m:n= 1-90:99-10，
[0012] 含受阻胺側基的聚酯共聚物的制備方法包括以下步驟：
[0013] 1、首先制備含受阻胺基團的二元醇單體，其結構式為：
[0014]
[0015]其中-R為-CH3、-CH2CH3、-OCH3、-OCH2CH3或-COCH3中的一種。
[0016] SP:1_取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-甘油醚基哌啶。
[0017] 步驟為：
[0018] 1)步驟一：按重量計，將100份1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇，加入到 含0. 1-1份BF3乙醚和50-500份環氧氯丙烷中，加熱至30-80°C，反應1-10小時；
[0019] 2)步驟二：加入與1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇等摩爾比的氫氧化鈉進 行閉環反應，保持步驟一中的反應溫度0. 1-5小時，得到1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-縮 水甘油醚基哌啶；
[0020] 3)步驟三：加入100-1000份濃度為0. 1 % -10 %的氫氧化鈉水溶液，加熱至 30-95°C，保持0. 5-10小時，進行水解，得到產物1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-甘油醚基 哌啶。
[0021] 具體反應方程式如下圖所示：
[0023] 2、制備含受阻胺側基的聚酯共聚物
[0024] 1)酯化反應：將對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯、乙二醇和1-取代 基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-甘油醚基哌啶和催化劑加入反應釜中，加熱至245-265°C，反應 2-6小時；
[0025] 2)縮聚反應：在反應釜內加入穩定劑，在溫度為265-295°C，真空度為50-150Pa的 條件下進行縮聚反應，反應2-4小時，得到共聚物；
[0026] 3)冷卻，出料切粒，即得聚酯共聚物。
[0027] 其中，催化劑為鈦酸正丁酯、三氧化二銻、醋酸銻或者乙二醇銻。
[0028] 其中，穩定劑為磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯或磷酸三苯酯。
[0029] 其中，對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯、乙二醇和1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲 基-4-甘油醚基哌啶的摩爾比為1: (0. 1-0. 99) : (0. 9-0. 01)。
[0030] 其中，乙二醇和1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-甘油醚基哌啶的摩爾總數與對苯 二甲酸或對苯二甲酸二甲酯的摩爾數之比為1-1. 3:1。
[0031] 其中，催化劑與對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯的摩爾比為0. 0005-0. 0008:1。
[0032] 其中，穩定劑的添加量為反應物總質量的0. 001-0. 02%。
[0033] 具體地，所述含受阻胺側基的聚酯共聚物的特性粘數是0. 2-1. 2dL/g。
[0034] 具體地，所述含受阻胺側基的聚酯共聚物的分子量為4000~40000g/mol。
[0035] 具體地，所述抗紫外聚酯膜厚度為5-100微米。
[0036] 具體地，所述熱穩定劑為四[(6-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯、0 -(3, 5二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯、亞磷酸三（單壬基苯和二壬基苯 混合酯）、雙（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯和三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸 酯的中的一種或幾種。
[0037] 具體地，所述紫外光吸收劑為三嗪_425、Tinuvin329和Tinuvin234中的一種或幾 種。
[0038] 本發明的有益效果是：
[0039] 本發明的一種抗紫外聚酯膜，含有含受阻胺側基的聚酯共聚物，具有受阻胺化合 物的優良的紫外光穩定性，同時具有優秀的力學性能，與現有技術中的聚對苯二甲酸乙二 醇酯添加受阻胺光穩定劑混合物相比較，本發明的抗紫外聚酯膜的力學性能、紫外光穩定 性、抗水解性等大幅度提尚；
[0040] 本發明添加的含受阻胺側基的聚酯共聚物可以作為添加劑加入通用的聚苯二甲 酸乙二醇酯，并與其具有非常好的相容性，添加到50%也能使聚酯膜既有很好的紫外光穩 定性又保持良好的力學性能和耐熱性；
[0041] 本發明的含受阻胺側基的聚酯共聚物具有良好的加工穩定性性，其5%熱失重溫 度高達360°C，而聚酯的加工溫度一般為280-290°C，該共聚