一種高耐擊穿、阻燃雙向拉伸聚酯薄膜及其制備方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種雙向拉伸聚酯薄膜，具體涉及一種高耐擊穿、阻燃雙向拉伸聚酯 薄膜及其制備方法。
[0003] 技術(shù)背景
[0004] 雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)具有強(qiáng)度高、剛性好、透明、光澤度高、韌性強(qiáng)等特點(diǎn)； 且其拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度是普通BOPP膜的3-5倍，并有極好的耐磨性、耐折疊性、耐針孔性、 抗靜電性和抗撕裂性等?，F(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于電工電子產(chǎn)品中作為絕緣基材，現(xiàn)有的雙向拉 伸聚酯薄膜雖然具有較好的絕緣性能，其一般在40〇ν/μπι左右，但仍不能達(dá)到高端微電子技 術(shù)產(chǎn)品絕緣要求;且其阻燃性能差，只能達(dá)到V-2阻燃等級(jí)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種高耐擊穿、阻燃雙向拉伸聚酯薄膜及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種高耐擊穿、阻燃雙向拉伸聚酯薄膜，其由中間層、上表層和下表層構(gòu)成，其中中間 層為阻燃層，上、下表層均為抗粘連層； 所述阻燃層是由阻燃母料和膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片組成，其中阻燃母料的質(zhì) 量占阻燃層總質(zhì)量的30~35%; 所述抗粘連層是由抗粘連母料和膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片組成，其中抗粘連母 料的的質(zhì)量占阻燃層總質(zhì)量的50~55%; 所述阻燃層的厚度為I 〇~15μηι，抗粘連層的厚度為2~3μηι。
[0008] 進(jìn)一步方案，所述阻燃母料是由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和氰尿酸三聚氰胺(MCA) 組成;或由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和磷酸三(2,3_二氯丙基)酯(TDCPP)組成;或由聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯和十溴二苯乙烷組成。
[0009] 所述氰尿酸三聚氰胺(MCA)占阻燃母料總質(zhì)量的15~20%;所述磷酸三(2,3_二氯 丙基）酯（TDCPP)占阻燃母料總質(zhì)量的22~27%，十溴二苯乙烷占阻燃母料總質(zhì)量的30~ 35%〇
[0010] 所述抗粘連母料是由二氧化硅顆粒與膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片組成;或者 是由高嶺土顆粒與膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片組成。
[0011 ] 所述二氧化娃顆粒、高嶺土顆粒的粒徑為1.5~2μηι，其有效質(zhì)量含量為4000ppm。
[0012]本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述一種高耐擊穿、阻燃雙向拉伸聚酯薄膜的制 備方法，其步驟如下： (1)將阻燃層原料膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片和阻燃母料按配比混合，并經(jīng)結(jié)晶 干燥后送到單螺桿主擠出機(jī)中進(jìn)行剪切塑化成熔體;再經(jīng)過(guò)7~ΙΟμπι過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾； (2) 將抗粘連層原料膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片和抗粘連母料按配比加入另一臺(tái) 雙螺桿輔助擠出機(jī)中進(jìn)行剪切塑化成熔體，并通過(guò)抽真空系統(tǒng)將水分和低聚物去除;再經(jīng) 過(guò)7~ΙΟμπι過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾； (3) 將步驟(1)、（2)中經(jīng)過(guò)濾的熔體分別加入三流道"Τ"形模頭的擠出機(jī)中復(fù)合擠出成 膜片，其模頭溫度270~275°C; (4) 經(jīng)高壓靜電將步驟(3)中的膜片貼附到25~30°C激冷輥上急冷形成鑄片，鑄片結(jié)晶 度 <3%; (5 )鑄片經(jīng)過(guò)輥筒和紅外進(jìn)行預(yù)熱后，在110~120°C下縱向拉伸4.0~4.5倍，使縱向拉 伸后薄膜結(jié)晶度控制在12%~15%;其中輥筒和紅外是兩個(gè)設(shè)備，都是用于薄膜預(yù)熱的，其中 輥筒是主要的，紅外是輔助的。
[0013] (6)將縱向拉伸后薄膜在105~110°C溫度下進(jìn)行預(yù)熱后進(jìn)入橫向拉伸裝置中，在 110~115°C溫度下進(jìn)行橫向拉伸3.5~4.0倍，于240~245°C下退火定型、90~100°C下冷卻 定型； (7)冷卻定型后薄膜進(jìn)入牽引系統(tǒng)進(jìn)行展平、測(cè)厚、修邊、電暈處理和收卷成成品。
[0014] 進(jìn)一步方案，所述步驟（1)中阻燃層原料進(jìn)行結(jié)晶干燥的溫度為160~163°C，結(jié)晶 干燥后粘度差異<〇.〇15dl/g，結(jié)晶度在32%~35%;所述單螺桿主擠出機(jī)的溫度為275~280 0C。
[0015] 所述步驟(2)中雙螺桿輔助擠出機(jī)溫度為270~275°C，所述步驟(5)中預(yù)熱溫度為 105 ~IlO0C0
[0016]所述步驟(6)中橫向拉伸冷卻定型后，薄膜結(jié)晶度達(dá)到50%~55%;所述橫向拉伸裝 置的定型段安裝了裝有觸媒貴金屬催化劑的觸媒裝置。其中觸媒指貴金屬催化劑。
[0017]本發(fā)明中阻燃層原料經(jīng)160~163°C結(jié)晶干燥后粘度差異<0.015dl/g、結(jié)晶度在 32%~35%，從而保證了其成膜性和加工性;然后于單螺桿主擠出機(jī)中進(jìn)行剪切塑化成熔體， 該擠出機(jī)溫度為275~280°C，保證了阻燃層原料塑化充分完全。
[0018]抗粘連層原料經(jīng)雙螺桿輔助擠出機(jī)剪切塑化后，再通過(guò)抽真空系統(tǒng)將水分和低聚 物去除，以避免原料在擠出加工時(shí)發(fā)生水解;該擠出機(jī)溫度270~275°C，使抗粘連層原料塑 化充分完全。
[0019] 阻燃層原料和抗粘連層原料的熔體分別經(jīng)過(guò)7~ΙΟμπι過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾，可將雜質(zhì)、異物 等充分過(guò)濾，減少薄膜的電氣擊穿點(diǎn)，提高薄膜的電氣絕緣性能。而目前現(xiàn)有的PET阻燃膜 一般使用10~15μπι過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾效果較差。
[0020] 本發(fā)明控制鑄片結(jié)晶度<3%，如果結(jié)晶度過(guò)大易造成縱向拉伸困難，且會(huì)影響薄 膜的光學(xué)性能，使霧度增加。
[0021 ]鑄片經(jīng)過(guò)縱向拉伸后，薄膜結(jié)晶度控制在12%~15%，否則，結(jié)晶度過(guò)大會(huì)造成橫向 拉伸破膜多;橫向拉伸定型后，薄膜結(jié)晶度可達(dá)到50%~55%。結(jié)晶度的提高使得薄膜拉伸強(qiáng) 度和熱穩(wěn)定性達(dá)到最佳，同時(shí)減少了薄膜無(wú)定形區(qū)域面積，而無(wú)定形區(qū)域電氣擊穿性能差 于結(jié)晶區(qū)域。而現(xiàn)有的PET阻燃膜結(jié)晶度只有45%~50%。
[0022] 此外，由于PET分子在高溫下會(huì)有部分分子鏈斷裂，產(chǎn)生小分子低聚物，而低聚物 附著在薄膜表面會(huì)形成電氣擊穿點(diǎn)，因此在橫向拉伸定型段安裝了貴金屬催化劑裝置，可 在200°C以上的溫度下將小分子低聚物分解成二氧化碳和水，經(jīng)外排裝置排出，而普通PET 阻燃膜則未安裝催化劑裝置。
[0023] 本發(fā)明中薄膜的生產(chǎn)環(huán)境是無(wú)塵凈化車(chē)間，其中模頭、縱向拉伸、牽引、分切等薄 膜與環(huán)境直接接觸的關(guān)鍵工序，環(huán)境要求達(dá)到萬(wàn)級(jí)凈化。采用凈化車(chē)間可減少生產(chǎn)環(huán)境中 的灰塵、雜質(zhì)等，進(jìn)一步提高薄膜的電氣絕緣性能。
[0024] 所以，本發(fā)明通過(guò)選擇含小粒徑、球形二氧化硅或高嶺土且分散性好的抗粘連母 料，控制熔體電阻值在5 X IO9~I X IOiq Ω · cm范圍內(nèi)，產(chǎn)品電氣強(qiáng)度達(dá)到50〇ν/μπι以上。同 時(shí)在芯層添加氰尿酸三聚氰胺(MCA)或十溴二苯乙烷阻燃母料，該母料由聚對(duì)苯二甲酸乙 二醇酯與氰尿酸三聚氰胺(MCA)或磷酸三(2,3_二氯丙基）酯（TDCPP)或十溴二苯乙烷混煉 而成，制得產(chǎn)品阻燃等級(jí)達(dá)到V-O級(jí)。
[0025]
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面各實(shí)施例中各原料均以質(zhì)量計(jì)。
[0027] 實(shí)施例一 阻燃層原料組成如下： 阻燃層原料是由70%膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片和30%阻燃母料混合;其中阻燃母 料是由80%聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和20%氰尿酸三聚氰胺(MCA)組成的。
[0028] 抗粘連層原料組成如下： 抗粘連層原料是由50%膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片和50%抗粘連母料組成;其中抗 粘連母料是由粒徑為1.5μπι的二氧化硅顆粒與膜級(jí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片組成，其中 二氧化娃顆?；蚋邘X土顆粒有效質(zhì)量含量為4000ppm。
[0029]制備方法如下： (1) 將阻燃層原料在160°c溫度下進(jìn)行結(jié)晶干燥，結(jié)晶干燥后粘度差異<0.015dl/g，結(jié) 晶度為32%;然后送到溫度為275°C的單螺桿主擠出機(jī)中進(jìn)行剪切塑化成熔體;再經(jīng)過(guò)7μπι過(guò) 濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾； (2) 將抗粘連層原料加入另一臺(tái)溫度為270°C的雙螺桿輔助擠出機(jī)中進(jìn)行剪切塑化成 熔體，并通過(guò)抽真空系統(tǒng)將水分和低聚物去除;再經(jīng)過(guò)7μπ?過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾； (3) 將步驟(1)、（2)中經(jīng)過(guò)濾的熔體分別加入三流道"Τ"形模頭的擠出機(jī)中復(fù)合擠出成 膜片，其模頭溫度270°C; (4) 經(jīng)高壓靜電將步驟(3)中的膜片貼附到25°C激冷輥上急冷形成鑄片，鑄片結(jié)晶度< 3%； (5) 鑄片經(jīng)過(guò)輥筒和紅外進(jìn)行預(yù)熱，其預(yù)熱溫度105°C，并在110°C下縱向拉伸4.0倍，使 縱向拉伸后薄膜結(jié)晶度控制在12%; (6) 將縱向拉伸后薄膜在105°C溫度下進(jìn)行預(yù)熱后進(jìn)入橫向拉伸裝置中，在110°C溫度 下進(jìn)行橫向拉伸3.5倍，于240°C下退火定型、90°C下冷卻定型，定型后薄膜的阻燃層厚度為 1〇μπι，抗粘連層厚度為2μπι;薄膜結(jié)晶度達(dá)到50%;所述橫向拉伸裝置的定型段安裝了裝有貴 金屬催化劑的裝置； (7) 冷卻定型后薄膜進(jìn)入牽引系統(tǒng)進(jìn)行展平、測(cè)厚、修邊、