本發(fā)明屬于聚酯薄膜，涉及一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、耐高溫低析出聚酯薄膜由于其具有耐高溫和低析出的特性，被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。但是隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)耐高溫低析出聚酯薄膜的性能要求日益提高。所以需要研發(fā)一種性能更好的耐高溫低析出聚酯薄膜。

2、目前，耐高溫低析出聚酯薄膜的制備主要分為兩種：

3、第一種是增加涂布阻隔層，在聚酯薄膜表面通過(guò)精密涂布技術(shù)涂覆一層低析出涂層或者真空濺鍍技術(shù)鍍上一層致密的金屬鍍層，減少聚酯基膜內(nèi)部低分子量物質(zhì)的析出。

4、如專利申請(qǐng)202010832023.4公開(kāi)了一種耐高溫低析出保護(hù)膜及其制備方法，其是采用鍍鋁聚酯薄膜為基材，在鍍鋁聚酯薄膜的一面涂布丙烯酸壓敏膠，然后貼合離型膜，再在另一面貼合定位膜而制成。但這種方法需要進(jìn)行后加工，生產(chǎn)效率低，且鍍層厚度較大一般超過(guò)1μm；此外，金屬鍍層還改變了聚酯薄膜原有的表面物理性能，使用領(lǐng)域有了局限性，目前一般只能用在包裝領(lǐng)域，并且由于金屬鍍層一般都有顏色，有些需要無(wú)色透明的領(lǐng)域無(wú)法使用，例如光學(xué)領(lǐng)域。

5、由于金屬鍍層存在的局限性，專利申請(qǐng)202111526407.4公開(kāi)了一種低析出聚酯薄膜及其制備方法，其制備的聚酯薄膜包括聚酯基膜和涂布在所述聚酯基膜表面的低析出涂層，所述低析出涂層為水溶性涂布液經(jīng)涂布、固化得到，一百質(zhì)量份數(shù)的所述水溶性涂布液包括4～12質(zhì)量份數(shù)的水溶性樹(shù)脂、85～95質(zhì)量份數(shù)的去離子水、0.5～3質(zhì)量份數(shù)的交聯(lián)劑和0.1～0.3質(zhì)量份數(shù)的表面活性劑。其制備方法是將水溶性涂布液均勻涂覆在所述聚酯基膜的表面，在120℃下熱烘1min，得到低析出聚酯薄膜。但是，如果需要二次涂布時(shí)，聚酯基膜表面的低析出涂層會(huì)污染二次涂布液，給后續(xù)加工帶來(lái)困難，并且如果長(zhǎng)時(shí)間使用后低分子會(huì)析出到聚酯薄膜和涂布阻隔層的界面上形成雪花狀的印記，影響薄膜表觀，不能完全消除低分子析出物的負(fù)面影響。

6、第二種是通過(guò)對(duì)聚酯切片進(jìn)行二次聚合，增加聚酯原料的分子量，一定程度上降低原料內(nèi)小分子的含量，減緩薄膜內(nèi)部小分子量物質(zhì)的析出速度。

7、如專利申請(qǐng)201611231717.2公開(kāi)了一種高溫低析出光學(xué)聚酯基膜及其制備方法，其所制備的高溫低析出光學(xué)聚酯基膜由aba三層共擠出薄膜復(fù)合構(gòu)成，a層原料由65％～85％的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和15％～35％的聚酯硅母料組成；b層原料由50％～85％的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和15％～50％的納米二氧化硅聚酯母料組成。該聚酯基膜的制備方法是：將原位生長(zhǎng)法制備的納米二氧化硅聚酯母料、pet、特粘聚酯和普通硅母料，配成a層和b層原料，熔融后經(jīng)a-b-a三層共擠出，再經(jīng)雙向拉伸、熱定型而制成。但是其制備高溫低析出光學(xué)聚酯基膜需要使用大型聚合設(shè)備，且耐析出性能欠佳。

8、而為了提高耐析出性能，現(xiàn)有技術(shù)也將上述兩種方法進(jìn)行結(jié)合使用，雖然提高了耐析出的時(shí)間，但是仍不能完全消除低分子析出物的問(wèn)題，最終還是會(huì)析出。如專利申請(qǐng)202110196595.2公開(kāi)了一種低析出聚酯薄膜及其制備方法，其制備方法是先按照配比選取各組分原料，然后采用平面雙向拉伸工藝，經(jīng)結(jié)晶干燥、熔融擠出、鑄膜、縱向拉伸、涂布、橫向拉伸、橫向定型、牽引收卷、分切工藝流程，得低析出聚酯薄膜。該專利將上述兩種方式所制備的低析出聚酯薄膜雖然提高了耐析出性能，但是這兩種方法各自存在的問(wèn)題在該專利中也都會(huì)存在，如其制備過(guò)程需要使用大型聚合設(shè)備、在二次涂布時(shí)聚酯基膜表面的低析出涂層會(huì)污染二次涂布液會(huì)給后續(xù)加工帶來(lái)困難、在長(zhǎng)時(shí)間使用后低分子會(huì)析出到聚酯薄膜和涂布阻隔層的界面上形成雪花狀的印記等問(wèn)題。

9、因此，需要一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，以解決上述問(wèn)題，是具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，聚酯原料先依次經(jīng)結(jié)晶、除塵、干燥，再經(jīng)熔融擠出機(jī)熔融擠出后進(jìn)入粗過(guò)濾器，粗過(guò)濾后的聚酯熔體先進(jìn)入脫揮裝置進(jìn)行脫揮以使熔體內(nèi)的低分子盡量去除，脫揮后的聚酯熔體再依次進(jìn)入計(jì)量擠出機(jī)和精過(guò)濾器，精過(guò)濾后的聚酯熔體經(jīng)過(guò)熔體管進(jìn)入模頭，從模頭擠出后經(jīng)過(guò)鑄片輥冷卻形成厚片，之后厚片依次經(jīng)過(guò)縱向拉伸、橫向拉伸、熱定型和牽引收卷的工序，制得耐高溫低析出聚酯薄膜；

4、脫揮裝置包括殼體、螺桿、電場(chǎng)發(fā)生裝置和多個(gè)星型轉(zhuǎn)子；

5、殼體為雙層結(jié)構(gòu)，殼體上端設(shè)有抽氣口，上部一側(cè)設(shè)有進(jìn)料口，底部與進(jìn)料口相對(duì)的一側(cè)設(shè)有送料口，送料口與計(jì)量擠出機(jī)的螺桿腔體連接為一體，即形成一個(gè)一體的管道，用于放置螺桿；

6、螺桿左段穿過(guò)送料口安裝在殼體底部側(cè)壁上，右段安裝在計(jì)量擠出機(jī)的螺桿腔體中；

7、電場(chǎng)發(fā)生裝置包括上板狀電極、下板狀電極和高壓發(fā)生器(可以產(chǎn)生200～300kv的直流電壓，高壓發(fā)生器相當(dāng)于電源，其安裝位置無(wú)特殊要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定)，上板狀電極和下板狀電極分別安裝在殼體的正上方和正下方，上板狀電極通過(guò)上板狀電極導(dǎo)線連接高壓發(fā)生器的正極，下板狀電極通過(guò)下板狀電極導(dǎo)線連接高壓發(fā)生器的負(fù)極；

8、多個(gè)星型轉(zhuǎn)子自上而下安裝在殼體內(nèi)，且分別通過(guò)支撐桿固定在殼體相對(duì)的兩側(cè)內(nèi)壁，支撐桿的長(zhǎng)度方向垂直于螺桿長(zhǎng)度方向，豎直方向上任意相鄰兩個(gè)星型轉(zhuǎn)子錯(cuò)位排布。

9、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：

10、如上所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，上板狀電極表面包覆有上板狀電極保護(hù)層，下板狀電極表面包覆有下板狀電極保護(hù)層。

11、如上所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，殼體的材質(zhì)為氧化鋯或氮化硼，也可以為其他高強(qiáng)度耐溫(耐300℃的高溫)無(wú)機(jī)非金屬材料，殼體內(nèi)表面的粗糙度rz為1μm以下；

12、星型轉(zhuǎn)子的材質(zhì)為氧化鋯或氮化硼，也可以為其他高強(qiáng)度耐溫(耐300℃的高溫)無(wú)機(jī)非金屬材料，星型轉(zhuǎn)子表面的粗糙度rz為0.3μm以下；

13、上板狀電極和下板狀電極的材質(zhì)相同，為不銹鋼或鋁合金，也可以為其他導(dǎo)電金屬材料；

14、上板狀電極保護(hù)層和下板狀電極保護(hù)層的材質(zhì)相同，為塑料、橡膠或陶瓷這些耐高溫(耐300℃的高溫)的高絕緣性的材料。

15、如上所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，聚酯原料為膜級(jí)聚酯切片與二氧化硅母粒切片，膜級(jí)聚酯切片與二氧化硅母粒切片的質(zhì)量比為9:1；

16、膜級(jí)聚酯切片的特性粘度為0.64～0.68dl/g；

17、二氧化硅母粒切片中二氧化硅顆粒含量為3000ppm。

18、如上所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，結(jié)晶是指在流化床中于170～175℃沸騰處理5min使其充分結(jié)晶，使聚酯原料表面結(jié)晶成一層相對(duì)疏松的硬殼，方便后續(xù)干燥階段切片內(nèi)部的水分溢出；

19、原料進(jìn)入干燥塔之前需要經(jīng)過(guò)除塵處理，把原料輸送過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵、拉絲等去除，這些粉塵和拉絲在擠出熔融過(guò)程中容易降解產(chǎn)生小分子，不利于防析出性能。并且原料經(jīng)過(guò)除塵處理后有助于提高最終薄膜產(chǎn)品的表觀品質(zhì)；

20、干燥是指在干燥塔內(nèi)于165～175℃的純氮?dú)夥諊?氮?dú)饪梢越?jīng)過(guò)干燥后循環(huán)使用，保證其露點(diǎn)溫度在-70℃以下)下干燥5～6h，使聚酯原料內(nèi)部的水分降低到50ppm以下；

21、干燥后的原料從干燥塔進(jìn)入熔融擠出機(jī)的過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)緩沖料罐和管道，在此過(guò)程中還需要持續(xù)往緩沖料罐和管道中通入165～175℃的純氮?dú)夥諊?，以隔絕氧氣和水蒸氣，保護(hù)聚酯切片不受氧氣和水蒸氣的影響產(chǎn)生降解。

22、如上所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，熔融擠出溫度為275～285℃。

23、如上所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，粗過(guò)濾器的過(guò)濾精度為20μm，精過(guò)濾器的過(guò)濾精度為10μm。

24、如上所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，脫揮裝置內(nèi)的真空度為-70kpa以下，粗過(guò)濾后的聚酯熔體在脫揮裝置中的停留時(shí)間為5min以上。

25、如上任一項(xiàng)所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，聚酯原料中分子量在12000以下的低分子含量為0.3wt％，耐高溫低析出聚酯薄膜中分子量在12000以下的低分子含量為0.2wt‰以下，而如果省略脫揮處理步驟的話，一方面聚酯原料中含有較高含量的低分子，另一方面經(jīng)過(guò)輸送、結(jié)晶、擠出等環(huán)節(jié)會(huì)有新的低分子產(chǎn)生，所以最終膜內(nèi)低分子會(huì)比原來(lái)聚酯原料中的含量還要高很多(含量在1～3wt％范圍)。

26、如上所述的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，耐高溫低析出聚酯薄膜內(nèi)部每10000m2焦料點(diǎn)缺為10個(gè)以下。

27、發(fā)明原理：

28、經(jīng)過(guò)檢測(cè)目前薄膜表面的析出物質(zhì)主要是聚酯合成階段使用的添加劑、催化劑、未完全縮聚到位的低分子以及生產(chǎn)過(guò)程中熱降解和氧降解產(chǎn)生的低分子。故本發(fā)明從低分子的源頭出發(fā)，在現(xiàn)有技術(shù)串聯(lián)的熔融擠出機(jī)和計(jì)量擠出機(jī)之間增加特別設(shè)計(jì)的脫揮裝置，通過(guò)脫揮技術(shù)大幅降低聚酯薄膜內(nèi)部的低分子含量，在高溫生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)隔絕氧氣和水蒸氣的辦法減少熱降解和氧降解低分子的產(chǎn)生，從而達(dá)到低析出的目的。由于pet熔體粘度較大，低分子不容易從熔體中溢出。本發(fā)明的脫揮裝置采用多個(gè)星型轉(zhuǎn)子通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使熔體因?yàn)殡x心力的作用攤薄，便于低分子在高溫、低壓環(huán)境下變成氣體溢出。而高壓電場(chǎng)的作用在于給極性的pet分子一個(gè)向下的力，便于星型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的氣泡膜破裂加速低分子的溢出和使底部熔體更加密實(shí)，通過(guò)擠壓把內(nèi)部的低分子氣泡擠出到表面來(lái)加速溢出。

29、有益效果：

30、(1)本發(fā)明的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，通過(guò)對(duì)聚酯原料進(jìn)行結(jié)晶、除塵、干燥、脫揮處理，尤其是脫揮使用的特別設(shè)計(jì)的脫揮裝置，可以大幅降低聚酯薄膜內(nèi)部的低分子含量，使耐高溫低析出聚酯薄膜中分子量在12000以下的低分子含量在0.2wt‰以下，并且原料經(jīng)過(guò)除塵處理后有助于提高最終薄膜產(chǎn)品的表觀品質(zhì)；此外，在高溫生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)隔絕氧氣和水蒸氣的辦法減少熱降解和氧降解低分子的產(chǎn)生，從而達(dá)到低析出的目的。

31、(2)本發(fā)明的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，其中脫揮裝置采用多個(gè)星型轉(zhuǎn)子，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使熔體因?yàn)殡x心力的作用攤薄，便于低分子在高溫、低壓環(huán)境下變成氣體溢出；此外，電場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的高壓電場(chǎng)還會(huì)給極性的pet分子一個(gè)向下的力，便于星型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的氣泡膜破裂加速低分子的溢出和使底部熔體更加密實(shí)，通過(guò)擠壓把內(nèi)部的低分子氣泡擠出到表面來(lái)加速溢出。

32、(3)本發(fā)明的一種耐高溫低析出聚酯薄膜的制備方法，通過(guò)脫揮裝置將大部分低分子氣泡擠出到表面來(lái)加速溢出，使制備耐高溫低析出聚酯薄膜的過(guò)程中低分子溢出更多、殘留更低，無(wú)需頻繁停機(jī)更換精過(guò)濾器，生產(chǎn)效率更高，且由于存在的低分子更少，生產(chǎn)的耐高溫低析出聚酯薄膜的品質(zhì)也得到了提升。

33、(4)本發(fā)明制備的耐高溫低析出聚酯薄膜無(wú)需后續(xù)加工即可實(shí)現(xiàn)耐高溫和低析出的性能，且制備簡(jiǎn)單，同時(shí)也滿足了高端領(lǐng)域的使用要求。