一種磷、氮系環(huán)保阻燃聚酯薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子薄膜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磷、氮系環(huán)保阻燃聚酯薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，聚酯薄膜的應(yīng)用越來越廣泛，隨著社會(huì)的進(jìn)步和環(huán)保理念的推廣，阻燃薄膜的發(fā)展越來越受到重視。聚酯阻燃薄膜除具有普通薄膜所具有的優(yōu)點(diǎn)外，兼有優(yōu)良的阻燃性能和電氣性能，在高檔裝飾、裝潢及電子、電氣工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用中，對(duì)聚酯薄膜阻燃性能及耐溫性的要求也越來越高。
[0003]在目前的阻燃聚酯薄膜技術(shù)中，一般采用三種方式來制備阻燃聚酯薄膜，一種是阻燃劑與切片通過共混擠出做成母粒，再與聚酯切片按照一定的比例混合生產(chǎn)，但是這種方式制造的阻燃薄膜，阻燃劑與切片的相容性較差，對(duì)聚酯薄膜的成膜性和性能影響較大；一種是在聚酯薄膜表面涂敷帶有阻燃基團(tuán)的高分子涂層，這種方式工藝復(fù)雜，成本高；另外一種是在切片合成過程中添加反應(yīng)型阻燃劑接枝到大分子上，這種阻燃方式阻燃劑不會(huì)析出，效果良好，但是傳統(tǒng)的反應(yīng)型制造的阻燃薄膜耐溫性較差，在高溫情況下分子鏈被破壞，阻燃劑析出，阻燃效果被破壞。同時(shí)市場(chǎng)現(xiàn)有的阻燃聚酯薄膜的耐溫性在105?120°C，耐溫性有待提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐溫可以達(dá)到140°C、阻燃效果好的阻燃聚酯薄膜以及該種薄膜的制備方法。
[0005]本發(fā)明為達(dá)到其目的，采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種磷、氮系環(huán)保阻燃聚酯薄膜，包括芯層、及分別復(fù)合于芯層上下表面的上表層和下表層；所述上表層主要由改性結(jié)晶型PET共聚物I組成，或所述上表層主要由改性結(jié)晶型PET共聚物I和結(jié)晶型PET均聚物組成；所述芯層主要由結(jié)晶型PET均聚物組成；所述下表層主要由改性結(jié)晶型PET共聚物II和結(jié)晶型PET均聚物組成；所述改性結(jié)晶型PET共聚物I為用磷氮系阻燃劑、納米無機(jī)物、及萘二甲酸改性的結(jié)晶型PET共聚物，所述改性結(jié)晶型PET共聚物II為用納米無機(jī)物改性的結(jié)晶型PET共聚物。
[0007]進(jìn)一步的，上表層中的改性結(jié)晶型PET共聚物I和結(jié)晶型PET均聚物的質(zhì)量百分比分別為60?100%、0?50% ;下表層中的改性結(jié)晶型PET共聚物II和結(jié)晶型PET均聚物的質(zhì)量百分比分別為10?50%、50?90%。
[0008]優(yōu)選的，所述改性結(jié)晶型PET共聚物I按照包括如下步驟的方法制備:磷氮系阻燃劑、納米無機(jī)物、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、1，4-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、乙二醇按照質(zhì)量比 3.0-6.0:0.5-1.0:30-40:2-20:4_15: 10-20:20-40 混合，在 0.1 ?0.15MPa、溫度 255 ?270°C條件進(jìn)行酯化反應(yīng)100?150min ;而后在真空度30?50Pa、溫度275?290°C條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5?8h。
[0009]優(yōu)選的，所述改性結(jié)晶型PET共聚物II按照包括如下步驟的方法制備:納米無機(jī)物、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇按照質(zhì)量比0.5-1.0:60-70:2-10:20-40混合，在0.1?0.15Mpa、溫度255?270°C條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)100?150min ;而后在真空度為30?50pa、反應(yīng)溫度為275?285°C的條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3_4h。
[0010]優(yōu)選的，所用結(jié)晶型PET均聚物具體可采用大有光聚酯切片，例如儀化公司生產(chǎn)的FG600或三房巷公司生產(chǎn)的聚酯切片5011等；或，所述結(jié)晶型PET均聚物也可采用按照包括如下步驟的方法制得的結(jié)晶型PET均聚物:60?66wt%的對(duì)苯二甲酸、1.5?2.5wt%的間苯二甲酸、30?35wt%的乙二醇的混合物，在0.05?0.15Mpa、反應(yīng)溫度255?265°C的條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為110?130min ;而后在真空度為30?50Pa、反應(yīng)溫度為275?280°C的條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3-4h。
[0011]優(yōu)選的，所述磷氮系阻燃劑選自聯(lián)苯基酸式磷酸酯二乙胺、N-N 二甲基磷酰基脲、苯基膦酸二苯偶氮酯中的至少一種；所述納米無機(jī)物為納米娃酸鈉、納米S12、納米碳酸I丐和納米蒙脫土中的至少一種。
[0012]優(yōu)選的，所述納米無機(jī)物的粒徑為100?700nm，更為優(yōu)選的，所述納米無機(jī)物的粒徑為300?500nm。
[0013]進(jìn)一步的，所述結(jié)晶型PET均聚物的特性黏度為0.62?0.68dl/g，所述改性結(jié)晶型PET共聚物I的特性黏度為0.65?0.70dl/g，所述改性結(jié)晶型PET共聚物II的特性黏度為 0.62 ?0.68dl/g0
[0014]優(yōu)選的，所述阻燃聚酯薄膜的密度為1.40?1.45g/m2，厚度為23?50 μ m ;所述上表層的厚度為2.5?5μπι。
[0015]本發(fā)明第二方面提供一種制備如上文所述的磷、氮系環(huán)保阻燃聚酯薄膜的方法，包括如下步驟:
[0016]I)以改性結(jié)晶型PET共聚物I作為上表層原料，或以改性結(jié)晶型PET共聚物I和結(jié)晶型PET均聚物的混合物作為上表層原料，經(jīng)預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，在260?290°C的溫度下熔融，用單螺桿擠出機(jī)擠出；
[0017]2)以改性結(jié)晶型PET共聚物II和結(jié)晶型PET均聚物的混合物作為下表層原料，經(jīng)預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，在260?285°C的溫度下熔融，用單螺桿擠出機(jī)擠出；
[0018]3)以結(jié)晶型PET均聚物作為芯層原料，經(jīng)預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，在260?285°C的溫度下熔融，用單螺桿擠出機(jī)擠出；
[0019]4)將熔融擠出的上表層原料、芯層原料和下表層原料經(jīng)復(fù)合模頭共擠成型，使上表層原料、下表層原料分別復(fù)合于芯層原料的上、下表面，在20?35°C急速冷卻成鑄片，將鑄片先經(jīng)60?90°C預(yù)熱，再在90?100°C進(jìn)行縱向拉伸，然后在25?50°C冷卻得初級(jí)膜片，拉伸倍數(shù)為2.7?3.5，將縱向拉伸后的初級(jí)膜片在100?125°C重新預(yù)熱后，再在100?140°C進(jìn)行橫向拉伸得基膜，拉伸倍數(shù)為3.4?4倍，將拉伸后得到的基膜經(jīng)冷卻、切割、靜電消除和收卷得阻燃聚酯薄膜。
[0020]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0021]本發(fā)明制備的阻燃聚酯薄膜的阻燃級(jí)別可達(dá)到VO級(jí)，耐溫性可以達(dá)到140°C，最高可達(dá)280 V，清晰度、透過率良好。
[0022]本發(fā)明制備的阻燃聚酯薄膜為一種可用于高檔裝飾及電子行業(yè)的阻燃薄膜，其上表層采用特定的改性結(jié)晶型PET共聚物I，下表層和芯層均采用特定材質(zhì)，制得的薄膜其耐溫性好，可達(dá)到140°C以上，且具有永久阻燃特性。該阻燃薄膜的上、下表層組分分別含有特定的改性結(jié)晶型共聚物1、11，優(yōu)選在上、下表層均添加結(jié)晶型PET均聚物，制得的薄膜具有高透光率。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明:
[0024]實(shí)施例1
[0025]—種阻燃聚酯薄膜，按照如下方法制備:
[0026]I)以熔點(diǎn)為270°C的改性結(jié)晶型PET共聚物I作為上表層原料，經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，進(jìn)入單螺桿擠出機(jī)，在290°C下熔融，擠出的熔融狀態(tài)的上表層原料經(jīng)預(yù)過濾器、計(jì)量栗、主過濾器，進(jìn)入模頭；
[0027]2)以熔點(diǎn)為258°C的改性結(jié)晶型PET共聚物II和熔點(diǎn)為260°C的結(jié)晶型PET均聚物按照20wt%、80wt%的含量比混合的混合物作為下表層原料，混合物經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，進(jìn)入單螺桿擠出機(jī)，在278°C下熔融擠出，擠出的熔融狀態(tài)的混合物經(jīng)預(yù)過濾器、計(jì)量栗、主過濾器，進(jìn)入模頭；
[0028]3)以熔點(diǎn)為260°C的結(jié)晶型PET均聚物作為芯層原料，經(jīng)流化床預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，進(jìn)入單螺桿擠出機(jī)，在275°C的溫度下熔融擠出，擠出的熔融狀態(tài)的聚合物經(jīng)預(yù)過濾器、計(jì)量栗、主過濾器，進(jìn)入模頭；
[0029]4)將熔融擠出的上表層原料、芯層原料和下表層原料經(jīng)復(fù)合模頭共擠成型，使上表層原料、下表層原料分別復(fù)合于芯層原料的上、下表面，經(jīng)28°C冷輥冷卻后成型為鑄片，將冷卻得到的鑄片先經(jīng)82°C預(yù)熱后，再在92°C下進(jìn)行縱向拉伸得到初級(jí)膜片，拉伸倍數(shù)為3.20，將縱向拉伸后的初級(jí)膜片在120°C下重新預(yù)熱后，再在125°C進(jìn)行橫向拉伸得到基膜，拉伸倍數(shù)為3.70。將得到的基膜經(jīng)冷卻、切割、靜電消除和收卷得到阻燃聚酯薄膜。
[0030]經(jīng)檢測(cè)，所制備的阻燃聚酯薄膜其阻燃級(jí)為VO級(jí)，耐溫性達(dá)到140°C。阻燃薄膜的厚度為50 μ m，芯層的厚度為40 μ m，上表層厚為5 μ m，下表層厚為5 μ m。
[0031]本實(shí)施例中所用的改性結(jié)晶型PET共聚物I按照如下方法制備:質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的磷氮系阻燃劑、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的粒徑為200-700nm的納米二氧化硅、35wt%的對(duì)苯二甲酸、2界七％的間苯二甲酸、4.2界七％的1，4-萘二甲酸、20界七％的2，6-萘二甲酸、32.8wt%的乙二醇的混合物，在0.1Mpa、反應(yīng)溫度260°C條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)120min ;而后在真空度為50pa、反應(yīng)溫度為285°C的條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5_8h。制得的改性結(jié)晶型PET共聚物I的特性黏度為0.65?0.70dl/g。本實(shí)施例中所用的磷氮系阻燃劑具體為苯基膦酸二苯偶氮酯，也可用聯(lián)苯基酸式磷酸酯二乙胺或N-N 二甲基磷?；?。所用的納米二氧化硅也可用納米硅酸鈉、納米碳酸鈣或納米蒙脫土替代。
[0032]本實(shí)施例中所用的改性結(jié)晶型PET共聚物II按照如下方法制備:按照質(zhì)量比1:64:2:32.8將粒徑為400-700nm的納米二氧化硅、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇混合，在
0.1Mpa、反應(yīng)溫度260°C的條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)120min ;而后在真空度為50pa、反應(yīng)溫度為278°C的條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3-4h。制得的改性結(jié)晶型PET共聚物II的特性黏度為0.62?0.68dl/g0制備過程中用的納米二氧化硅也可用納米硅酸鈉、納米碳酸鈣或納米蒙脫土替代。
[0033]本實(shí)施例中所用的結(jié)晶型PET均聚物按照如下方法制備:64wt%的對(duì)苯二甲酸、2wt%的間苯二甲酸、34wt%的乙二醇的混合物，在0.1Mpa、