一種視窗膜用抗紫外線聚酯薄膜及其制備方法
【專利說明】一種視窗膜用抗紫外線聚酯薄膜及其制備方法
[0001]
技術領域
本發明涉及一種抗紫外線聚酯薄膜，屬于高分子薄膜技術領域，具體涉及一種納米材料抗紫外線薄膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，隨著社會的發展和技術的進步，汽車以及建筑等領域的視窗需要越來越高的功能要求，尤其是抗紫外線方面的需求。空氣中的紫外線，從波長280nm到380nm的紫外線對人體的皮膚具有強烈的損傷，長時間的照射會大大增加皮膚癌的幾率。另一方面，紫外線對汽車內飾以及建筑裝飾等具有強烈的老化作用，大大降低其使用壽命。
[0003]現有技術中，汽車或建筑視窗如果要達到太陽光中98%以上的紫外線阻隔率，通常需要采用安裝金屬鍍膜玻璃或涂敷隔熱涂料的方式來實現。但是，金屬鍍膜玻璃價格昂貴、對可見光的反射率太高，容易會造成光污染；另一方面，玻璃上涂敷隔熱涂料難以控制其均勻性以及疵點，可見光透光率較差。因此，越來越多的廠家采用視窗玻璃貼抗紫外薄膜的方式來實現抗紫外線的效果。現在常用的抗紫外線薄膜的生產方式是在透明聚酯薄膜的基礎上涂布抗紫外線涂布料。此種方法對涂布的精密性、均勻性以及涂布效果要求較高，且成品率難以控制。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種紫外線阻隔率大于98%，可見光透光率大于86%，制造成本較低的納米材料改性的聚酯薄膜以及該種薄膜的制備方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:
一種抗紫外線聚酯薄膜，包括上表層，芯層和下表層，其中上表層由用納米無機物改性的結晶型PET共聚物和結晶型PET均聚物組成，芯層由結晶型PET均聚物和苯并三唑改性的結晶型PET共聚物組成的芯層，下表層由用納米無機物改性的結晶型PET共聚物和結晶型PET均聚物組成，所述上、下表層共擠復合于所述芯層的上、下表面。
[0006]其中，所述的納米無機物改性的結晶型PET共聚物是由納米無機物、對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇共聚得到的結晶型聚酯共聚物，其中，納米無機物:對苯二甲酸:間苯二甲酸:乙二醇=0.5-2.0:60-70:1-10:20-40，共聚過程中采用20-50ppm的真空度，反應溫度為270-285°C，反應時間為2-4h ；所述納米無機物為納米娃酸鈉、納米S12、納米碳酸鈣和納米蒙脫土中的至少一種。
[0007]所述的苯并三唑改性的結晶型PET共聚物是由苯并三唑、對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇共聚得到的結晶型聚酯共聚物，其中，苯并三唑:對苯二甲酸:間苯二甲酸:乙二醇=0.5-10:60-70:1-10:20-40，共聚過程中采用20-60??111的真空度，反應溫度為270-285 0C，反應時間為2-4h。
[0008]所述結晶型PET均聚物的熔點為256?262°C，所述苯并三唑改性的結晶型PET共聚物的熔點為240?260°C，所述納米無化物改性的結晶型PET共聚物的熔點為252?262°C，所述納米無機物的粒徑為10?800nm，所述苯并三唑的純度為99.0%以上。
[0009]所述結晶型PET均聚物的特性黏度為0.66?0.70dl/g，所述苯并三唑改性的結晶型PET共聚物的特性黏度為0.58?0.62dl/g，所述納米無機物改性的結晶型PET共聚物的特性黏度為0.66?0.70dl/g.作為一種優選，所述納米無機物的粒徑為20?70nm。
[0010]作為一種優選，所述苯并三唑的純度為99.9%以上。
[0011]所述抗紫外線薄膜的密度為1.28?1.40g/m2，所述抗紫外線薄膜的厚度為23?38 μ m，所述芯層的厚度為15?35 μ m。
[0012]所述抗紫外線薄膜的紫外線阻隔率為98%以上，可見光透光率為86%以上。
[0013]一種視窗膜用抗紫外線薄膜的制備方法，包括以下步驟:
(1)將結晶型PET均聚物和苯并三唑改性的結晶型PET共聚物按40?90wt%和10?60wt%的配比混合，經預結晶、干燥處理后，作為芯層的原料，在260?285°C的溫度下熔融，用單螺桿擠出機擠出；
(2)將用納米無機物改性的結晶型PET共聚物和結晶型PET均聚物按10?50wt%和50?90wt%的配比混合，分別作為薄膜上、下表層的原料，經預結晶、干燥處理后，作為芯層的原料，在260?285°C的溫度下熔融，用兩臺單螺桿擠出機擠出；
(3)將熔融后的芯層原料及熔融后的上、下表層原料，經復合模頭共擠成型，在15?40°C的溫度下急冷成鑄片；
(4)將得到的鑄片先經50?80°C預熱，再在80?90°C的溫度下進行縱向拉伸得到初級膜片，拉伸倍數為3.00?3.60，將縱向拉伸后的初級膜片在90?120°C重新預熱后，再在100?140°C進行橫向拉伸得到基膜，拉伸倍數為3.40?4.40 ;
(5)將拉伸后得到的基膜在220?250°C的溫度下進行熱定型，然后，再在20?40°C的溫度下進行冷卻得到抗紫外線薄膜。
[0014]本發明的有益效果是:
本發明的視窗用抗紫外線薄膜，其芯層的主要成分包含結晶型PET均聚物和苯并三唑改性的結晶型PET共聚物，由于該苯并三唑改性的結晶型PET共聚物中含有納米級紫外線吸收劑和光穩定劑，這實現了該薄膜所需要的高抗紫外線特性；由于該薄膜的上、下表層中包含了納米無機物改性的結晶型PET共聚物和結晶型PET均聚物，可以實現該薄膜所需要的高透光率。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體的實施例來進一步闡述本發明。
[0016]納米無機物改性的結晶型PET共聚物的制備方法:質量分數為1.2%的粒徑為20-70nm的納米二氧化硅、64wt%的對苯二甲酸、2wt%的間苯二甲酸、32.8wt%的乙二醇的混合物，經過酯化反應后在真空度為20ppm、反應溫度為278°C的條件下進行縮聚反應，反應時間為3-4ho
[0017]苯并三唑改性的結晶型PET共聚物:質量分數為8%的純度為99.9%的苯并三唑、58wt%的對苯二甲酸、5wt%的間苯二甲酸、29wt%的乙二醇的混合物，經過酯化反應后在真空度為20ppm、反應溫度為280°C的條件下進行縮聚反應，反應時間為3_4h。
[0018]實施例1
將熔點為260°C的結晶型PET均聚物和熔點為245°C的苯并三唑改性的結晶型PET共聚物按85wt%，25wt%的含量比混合，作為芯層原料；混合物經過真空轉鼓預結晶、干燥處理后，進入單螺桿擠出機，在275°C下熔融擠出，擠出的熔融狀態的混合物經預過濾器、計量泵、主過濾器，進入模頭。
[0019]將熔點為260°C的結晶型PET均聚物和熔點為254°C的納米無機物改性的結晶型PET共聚物按85wt%，15wt%的含量比混合，作為表層原料；混合物經過真空轉鼓預結晶、干燥處理后，進入單螺桿擠出機，在278°C下熔融擠出，擠出的熔融狀態的混合物經預過濾器、計量泵、主過濾器，進入模頭。
[0020]將熔融后的芯層原料和上、下表層原料，經復合模頭匯合后共擠成型，在急冷輥上經20 °C急速冷卻成鑄片。
[0021]將冷卻得到的鑄片先經70°C預熱后，再在84°C下進行縱向拉伸得到初級膜片，拉伸倍數為3.40，將縱向拉伸后的初級膜片在110°C下重新預熱后，再在120°C進行橫向拉伸得到基膜，拉伸倍數為4.00。
[0022]將得到的基膜經冷卻、切割、靜電消除和收卷得到紫外線阻隔率為99.8%、透明度為86.0%的視窗膜用抗紫外聚酯薄膜，所述視窗膜用抗紫外線薄膜的厚度為38 μ m，所述芯層的厚度為30 μ m，上、下表層的厚度均為4 μπι。
[0023]實施例2
將熔點為260°C的結晶型PET均聚物和熔點為248°C的苯并三唑改性的結晶型