專利名稱：聚萘二甲酸乙二酯－聚對苯二甲酸乙二酯－聚萘二甲酸乙二酯聚合薄膜的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的聚合薄膜，特別涉及用作電絕緣體的薄膜。
聚酯薄膜，尤其是包含聚對苯二甲酸乙二酯的薄膜已經用于諸如電工用途等工業(yè)用途中，這里，這些薄膜例如在電動機和電容器中作為絕緣體材料。在這樣的電工用途中，聚酯薄膜長時間承受相當高的溫度。遺憾的是，市售聚酯薄膜容易熱老化，這可能導致這些薄膜作為電絕緣體的效果產生不可接受的降低。因此，對于表現出改善的熱老化特性的聚酯薄膜存在商業(yè)需求。
但是，熱老化的改善可能導致聚酯薄膜在用作電絕緣體時顯現平面分層趨勢增大。理想地，需要具有改善的熱老化性能且不容易產生平面分層的聚酯薄膜。
已知聚酯薄膜含有較少量的低分子量有機物或低聚物。例如在用來絕緣密封電動機時，低聚物從聚酯薄膜中析出，并且通過沉積在系統(tǒng)中的其它地方而可能產生問題。
例如，從JP 63-197643(Teijin Ltd.)獲知，通過使用一種包含PET芯層和聚萘二甲酸乙二酯(PEN)外層的三層復合聚酯薄膜來減小低聚物從PET薄膜中析出的趨勢，特別是用于磁記錄介質。但是，這樣的復合薄膜容易產生PEN和PET層的層離。
從JP5-131602(Teijin Ltd)還獲知，為了防止在磁介質應用中的層分離，在聚酯(A)薄膜層與聚酯(B)的薄膜層之間使用包含聚酯(A)和聚酯(B)的共聚物的層。但是，在其最簡單的形式，這樣的層合物具有暴露于外部環(huán)境的包含PET的薄膜層，并且隨后導致低聚物可能從這樣的薄膜中的析出。
現在已經意外地發(fā)現，可以設計減小或基本克服一個或多個上述問題的聚合薄膜。
發(fā)明概述根據本發(fā)明，提供了一種聚合薄膜，其包含第一層，以第一層的總重量為基準，第一層包含(a)含有50-99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1-50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，該聚合物薄膜還包含含有PEN的第二層和含有PEN的第三層，并且還包含第一中間層和第二中間層，其中，以所述層的總重量為基準，所述中間層的每一層包含(a)含有50-99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1-50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％的萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，并且其中第一中間層夾在第一和第二層之間，第二中間層夾在第一和第三層之間。
在一個實施方案中，第一層包含含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物。優(yōu)選地，第一層包含含有70-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-30重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，更優(yōu)選地，包含含有85-99.5重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.5-15重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，以該層的總重量為基準。
在一個優(yōu)選的實施方案中，第一和第二中間層之一或二者，優(yōu)選的是二者包含含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，優(yōu)選地，第一層包含含有70-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-30重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，更優(yōu)選地，包含含有85-99.5重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.5-15重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，以該層的總重量為基準。
當第一層和/或第一中間層和/或第二中間層包含PEN和PET聚合物的混合物時，所述混合物優(yōu)選含有0.1-30％，更優(yōu)選0.5-15重量％PEN，按所述層的總重量計。
如果存在小于0.5％，特別是小于0.1重量％的萘二甲酸乙二酯單元或PEN，可能發(fā)生層分離。為了保持PET的理想性能并出于經濟方面的原因，在所述層中應該存在不大于50重量％的萘二甲酸乙二酯單元或PEN，優(yōu)選的是不大于30重量％，更優(yōu)選的是不大于15重量％，這在大多數情況下足以獲得希望的強度和聚合薄膜的其它性能。
第一層的組成可以與第一和第二中間層的組成相同或不同。第一中間層的組成可以與第二中間層的組成相同或不同，優(yōu)選的是相同。
優(yōu)選地，第二層中PEN的量至少約為第二層中聚酯或聚合物總重量的95％，更優(yōu)選至少約98％，更優(yōu)選至少約99％，最優(yōu)選基本為100重量％。
優(yōu)選地，第三層中PEN的量至少約為第三層中聚酯或聚合物總重量的95％，更優(yōu)選至少約98％，更優(yōu)選至少約99％，最優(yōu)選基本為100重量％。
在一個實施方案中，第三層，任選還有第二層，基本由PEN組成。
發(fā)明詳述本文所述的聚酯可以用傳統(tǒng)方法合成。典型的過程涉及直接酯化或者酯交換反應，然后縮聚。優(yōu)選的是縮聚包括固相聚合階段。固相聚合可以在流化床上進行，例如用氮氣流態(tài)化，或者在真空流化床上進行，使用旋轉真空干燥器。
根據本發(fā)明的聚酯薄膜可以是非定向的，或者單軸定向的，但是優(yōu)選的是通過在薄膜平面內在兩個相互垂直的方向上拉伸而雙軸定向的，以獲得機械和物理性能的滿意組合。通過擠出聚酯管，然后急冷，再加熱，然后通過內部氣體壓力膨脹來誘導橫向取向并以一定速度拉出來誘導縱向定向，可以進行同時雙軸定向。還可以通過以平板擠出物擠出聚酯材料，然后同時在一個方向和一個與其相互垂直的方向拉伸，用展幅法進行同時雙軸拉伸。通過以平板擠出物擠出聚酯材料，隨后先在一個方向上拉伸，然后在另一個與其相互垂直的方向上拉伸，可以用展幅法進行先后拉伸。一般來說，優(yōu)選的是先在縱向拉伸，即通過薄膜拉伸機的前進方向，然后在橫向拉伸。拉伸后的聚酯薄膜，尤其是聚對苯二甲酸乙二酯薄膜可以并且優(yōu)選的是通過在尺寸限定的條件下在高于其玻璃轉變溫度下，優(yōu)選的是在200-225℃通過熱固化使尺寸穩(wěn)定化。
許多抗氧化劑可以優(yōu)選地用在第一層中，并且另外用于第二層和/或第三層和/或第一中間層和/或第二中間層中，例如通過捕獲自由基或者通過使過氧化物分解而起作用的抗氧化劑。合適的“自由基捕獲”抗氧化劑包括受阻酚、仲芳族胺和受阻胺，例如“Tinuvin 770”(得自Ciba-Geigy)。優(yōu)選的“過氧化物分解”抗氧化劑是三價磷化合物，例如亞膦酸酯和亞磷酸酯，如亞磷酸三苯酯、亞磷酸三烷基酯；和含硫增效劑，例如硫代二丙酸的酯如硫代二丙酸二月桂酯。受阻酚抗氧化劑是優(yōu)選的，特別優(yōu)選的受阻酚是四-(亞甲基3-(4’-羥基-3’，5’-二叔丁基苯基丙酸酯)甲烷，其以“Irganox 1010”購得(得自Ciba-Geigy)。其它合適的商品受阻酚包括“Irganox 1035、1076、1098和1330”(得自Ciba-Gaigy)，“Santanox R”(得自Monsanto)，“Cyanox”抗氧化劑(得自American Cyanamid)和“Good-rite”抗氧化劑(得自BF Goodrich)。
聚酯薄膜中存在的抗氧化劑的濃度優(yōu)選的是50ppm-5000ppm，更優(yōu)選的是300ppm-1500ppm，特別優(yōu)選的是400ppm-1200ppm，尤其是450ppm-600ppm?？梢允褂枚嘤谝环N抗氧化劑的混合物，在這種情況下，其總濃度優(yōu)選的是在上述范圍內。在一種實施方案中，抗氧化劑僅存在于第一和第二和/或第三層中。
向聚酯中引入抗氧化劑可以通過傳統(tǒng)技術進行，優(yōu)選的是通過與獲得聚酯的反應物混合，特別是在縮聚反應之前，在直接酯化或酯交換反應開始時。
用來制備根據本發(fā)明薄膜的PET的固有粘度(IV)合適的是0.65-1.5(按如下所述測定)，優(yōu)選的是0.7-1.5，特別是0.8-1.1。小于0.65的IV導致聚合薄膜缺少希望的性能如熱穩(wěn)定性，而大于1.5的IV難以獲得，并且可能導致原料加工困難。
出于本文前述的相同原因，用于制備根據本發(fā)明的薄膜的PEN的IV合適的是0.5-1.5，優(yōu)選的是0.7-1.5，特別是0.9-1.4。
出于本文前述的相同原因，用來制備根據本發(fā)明的薄膜的PEN-PET共聚物的IV合適的是0.5-1.5，優(yōu)選的是0.7-1.5，特別是0.9-1.4。
在本發(fā)明中所用的PEN和PET聚合物和PEN/PET共聚物優(yōu)選的是可以結晶的，以便提供具有晶體層的聚合薄膜。特別地，優(yōu)選的是第一層是晶體。優(yōu)選的是第一和/或第二中間層是晶體。優(yōu)選地，第二和第三層是晶體。
本文提及的晶體層包括部分晶體或半晶體聚合層。在一個實施方案中，本文提及的聚合晶體層是指其中總層體積的至少5％，優(yōu)選至少10％，優(yōu)選至少15％，優(yōu)選至少20％包含有序的晶體層區(qū)域，即總層體積的不大于95％，優(yōu)選不大于90％，優(yōu)選不大于85％，且優(yōu)選不大于80％包含無定形區(qū)域。在一個替代實施方案中，本文提及的晶體層是指由差式掃描量熱法測定的結晶度指數(“DSC結晶度指數”，如本文所述測定的)至少為5％，優(yōu)選至少為10％，更優(yōu)選至少為15％，更優(yōu)選至少為20％的層。在另一個替代實施方案中，本文提及的晶體層是指由X-射線衍射測定的結晶度指數(“XRD結晶度指數”，如本文所述測定的)至少為5％，優(yōu)選至少為10％，更優(yōu)選至少為15％，更優(yōu)選至少為20％的層。
根據本發(fā)明的聚合薄膜合適地用在電動機或發(fā)電機中作為絕緣，因為它們抗熱老化并且其暴露于環(huán)境中的外層(第二和第三層)的有機析出物含量較低。在各層之間優(yōu)異的相容性減小了這些層的層分離。
優(yōu)選地，本發(fā)明的聚合薄膜在180℃的加速熱老化半衰期至少為300小時，用根據ASTM D882-83進行并且下文進一步描述的力學測試測定。
根據本發(fā)明的整個薄膜優(yōu)選的是有機析出物含量小于0.5重量％，以薄膜的總重量為基準。0.5重量％或更大的有機析出物含量可能導致有機化合物如低聚物的不希望的析出，這些有機化合物可能沉積在不希望的地方，特別是在使用聚合薄膜來絕緣密封電動機時。
本發(fā)明還涉及一種生產聚合薄膜的方法，包括提供包含(a)含有50-99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1-50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)包含50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物的第一層，以第一層的總重量為基準，還提供包含PEN的第二層和包含PEN的第三層，還提供第一中間層和第二中間層，其中，所述中間層的每一層包含(a)含有50-99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1-50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)包含50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物的第一層，以第一層的總重量為基準，其中，第一中間層夾在第一和第二層之間，第二中間層夾在第一和第三層之間。
本發(fā)明的聚合薄膜優(yōu)選的是不透明的。通過在其中引入乳濁劑如顆粒無機填料可以方便地使聚合薄膜不透明。合適的“乳濁”顆粒無機填料包括傳統(tǒng)的無機顏料和填料，并且特別是金屬或類金屬氧化物，如氧化鋁、氧化鈦和堿土金屬鹽如鈣和鋇的碳酸鹽和硫酸鹽。
乳濁無機填料可以具有空隙和/或非空隙型。合適的無機填料可以是均勻的并且基本由單一填料物質或化合物如單獨的二氧化鈦或硫酸鋇組成。另外，至少一部分填料可以是不均勻的，基本填料物質與其它的改性成分結合使用。例如，基本填料顆粒可以用表面改性劑處理，如顏料、皂、表面活性劑偶合劑或其它改性劑，以促進或改變填料與基體聚合物的相容程度。
二氧化鈦是特別優(yōu)選的乳濁無機填料。
乳濁填料，特別是二氧化鈦，應該是細分散的，并且其平均顆粒尺寸理想的是0.01-10微米，特別是0.15-0.3微米。
引入到薄膜中的乳濁填料量，特別是二氧化鈦，優(yōu)選應該在0.05％-2％范圍內，更優(yōu)選在0.1％-1％范圍內，尤其是在0.2％-0.4％范圍內，按聚酯材料的重量計。
除了乳濁無機填料以外，根據本發(fā)明的聚合薄膜可以包含顆粒無機填料，其基本賦予薄膜的加工處理性能?！凹庸ば浴睙o機填料可以選自二氧化硅、硅酸鹽、磨細的玻璃，白堊、滑石、瓷土、沸石、碳酸鎂、氧化鋅、氧化鋯或碳酸鈣。二氧化硅是優(yōu)選的加工性填料，優(yōu)選的量為0.05％-2％，更優(yōu)選的量為0.1％-1％，尤其是0.2％-0.4％，按聚酯材料的重量計。
加工性填料的平均顆粒尺寸優(yōu)選為0.1-10微米，更優(yōu)選為1-8微米，特別是3-5微米。
顆粒尺寸用電子顯微鏡、庫特式計數器或沉降分析測定，并且平均顆粒尺寸可以通過作出表示低于選定顆粒尺寸的顆粒的百分比的累積分布曲線來確定。
優(yōu)選的是引入到根據本發(fā)明的聚酯薄膜中的填料顆粒應該沒有超過30微米的實際顆粒尺寸。超過這樣的尺寸的顆?？梢酝ㄟ^篩分法去除，這在本領域中是已知的。然而，在去除大于選定尺寸的所有顆粒方面，篩分法并不總是完全成功的。所以，實際上，顆粒數的99.9的尺寸應該不大于30微米。最優(yōu)選的是99.9％的顆粒不應該大于20微米。
向聚酯中引入填料可以通過傳統(tǒng)技術進行，例如，通過與獲得聚酯的單體反應物混合，或者在由其形成薄膜之前與顆?；虮∑问降木埘ジ苫臁Ｌ盍峡梢源嬖谟诒∧さ娜魏位蛩懈鱾€層中。
聚酯薄膜的總厚度可以根據預計用途而變化，但是一般來說大于約0.1微米，不大于約500微米，優(yōu)選約40-約400微米，更優(yōu)選約125-約350微米。
第二和第三層優(yōu)選各自的厚度約為0.01-35微米。小于0.01微米的厚度在技術上難以獲得并且可能導致來自第一層和/或中間層的有機物通過第二和/或第三層的不希望的擴散。對于第二和/或第三層，大于35微米的厚度將使所得的聚合薄膜較昂貴，而沒有在熱老化或有機析出物方面提供許多附加的益處。
第一和第二中間層優(yōu)選各自的厚度約為0.01-35微米，優(yōu)選的是0.01-15微米，更優(yōu)選的是0.01-5微米。小于0.01微米的厚度在技術上難以獲得，并且可能導致在第一和第二層之間，和/或在第一和第三層之間的層間結合力不希望的降低。對于第一和第二中間層，大于5微米的厚度，特別是大于15微米的厚度，尤其是大于35微米的厚度將使所得的聚合薄膜較昂貴而沒有在第一和第二層之間，和/或第一和第三層之間的層間結合力方面提供許多附加的益處。
優(yōu)選的是第一中間層和/或第二中間層的每一層比第二和第三層的每一層更薄。
根據本發(fā)明的薄膜可以通過本領域已知的任何方法制造?？梢酝ㄟ^共擠出或多料道模具制備多層薄膜。其它可能的方法是疊層，如粘合劑疊層。共擠出是優(yōu)選的方法。
使用以下測試方法。熱老化在循環(huán)空氣烘箱中在180℃進行加速熱老化。測定薄膜的百分比伸長到破壞(ETB)的半衰期，用天表示。ASTM D882-83用于力學測試，以確定％ETB值。在180℃，根據本發(fā)明的聚酯薄膜優(yōu)選的半衰期％ETB大于8天，更優(yōu)選大于10天。固有粘度(IV)
在25℃，使用聚酯在鄰氯苯酚中的1重量％溶液，通過溶液粘度測定法測定PET聚合物的IV。使用以下方法通過溶體粘度測定法測定PEN和PEN-PET共聚物的IV。通過連接到計算機的轉換器測定在已知溫度和壓力下使預干燥擠出物流過標準模具的流量。由試驗確定的回歸方程，計算機程序計算溶體粘度值(log10粘度)和等效IV。計算機做出IV對以分鐘計的時間的曲線圖并計算下降速度(degradationrate)。該圖形到0時間的外推得出初始I V和等效熔體粘度。?？字睆綖?.020英寸，對于最大0.80的IV，熔體溫度為284℃，對于IV＞0.80，熔體溫度為295℃。有機析出物含量使用溶劑提取法測定。把薄膜樣品放在索氏提取器提取套管中，用二甲苯回流24小時提取。回收薄膜樣品，把二甲苯溶液蒸發(fā)至干燥，計算所提取的有機化合物的總量，表示為初始薄膜樣品重量的百分比。剝離強度測試方法這樣的方法描述于A J Kinloch，C C Lau，J G Williams的“柔性層合物的剝離”，International Journal of Fracture No.66，1994，第45-70頁中。該文章描述了通過柔性層合物的剝離試驗確定界面斷裂功(GA)的規(guī)程。以下是用來產生在該文獻中給出的剝離強度數據的方法的描述。把膠帶固定于薄膜的一個表面上使得帶的一端伸出薄膜邊緣外面。薄膜的另一個表面堅固地結合在試驗裝置的底板上。后者固定在Instron或類似的萬能試驗機上使得在試驗過程中剝離角度保持恒定。膠帶的自由端固定在Instron夾具上，在使夾具運動時，將開始剝離試驗。對于待測材料來說，使用10mm/分鐘的夾具分離速度和110°的剝離角。使用軟件包來計算GA。本發(fā)明的薄膜的界面斷裂功(GA)應該至少為10J/m2，優(yōu)選的是至少50J/m2，更優(yōu)選的是至少100J/m2。結晶度使用差式掃描量熱法(DSC)表征薄膜的形貌，例如在PerkinElmer DSC7上。因此，以20℃/分鐘的速度把已知重量的樣品(10mg)從30℃加熱到290℃，在290℃保溫2分鐘，然后以20℃/分鐘冷卻。DSC掃描的結果可以作出熱流量(mW或mJ/s；y軸)對溫度(x軸)的圖。使用來自掃描加熱部分的數據測定結晶度。通過測定從恰好低于主熔體轉變(吸熱)開始所確定的溫度到恰好高于觀察到熔化完成點的溫度的圖形下面的面積來計算晶體熔化轉變的熔融焓H(用J/g表示)。
為了獲得試樣熔化焓的真值，在合適的位置，關于在DSC測試條件下樣品經歷的加熱所產生的任何附加結晶度，校正所計算的H值。因此，當觀察到伴隨加熱時產生結晶的放熱的情況下，此時在一般稱為Tch(加熱結晶的溫度)或Tn(成核溫度)的溫度下產生峰值，從主熔體轉變吸熱的焓減去該放熱的焓，獲得校正的H值。然后把所計算的H(或所計算并校正的H)與理論熔融焓(Hc為120J/g)比較，理論熔融焓是在約250℃的熔化溫度下對于100％的晶體PET測定的。DSC結晶度指數表示為百分比100(H/Hc)。
另外，可以用X-射線衍射(XRD)測定薄膜的結晶度。使用5°-60°的2θ角的X-射線掃描，用帶有Cu K-α輻射的Siemens D5000儀器對約50微米厚的薄膜進行測定?？梢杂梅瓷鋷缀螌W(對稱的入射和衍射光束角，光束以0°的2θ平行于樣品表面)或用透射幾何學(對稱的入射和衍射光束角，光束以0°的2θ角垂直于樣品表面)進行測定。無定形薄膜呈現寬且散開的衍射作用，即當衍射輻射強度對2θ角作圖時，獲得寬而圓的圖。含有有序的聚合分子區(qū)域的晶體薄膜產生更尖銳且突出的衍射作用，即強度對2θ角的圖形表現出尖銳的良好定義的特征。在衍射譜圖中更尖銳的特征表明更大的結晶度。
從薄膜的X-射線衍射譜圖可以計算XRD結晶度。一般使用透射掃描獲得的數據。用曲線擬合法測定表征尖銳晶體特征的衍射譜圖的面積，以及更寬的非晶體特征的衍射譜圖的面積，并且XRD結晶度指數取為總晶體面積相對于總晶體和非晶體面積的百分比。
用這樣的方法計算的結晶度指數不給出結晶度的絕對值，而是產生與結晶度成正比的值。
以下參考下列實施例進一步說明本發(fā)明。除非另外說明，所有的份和百分比用重量表示。實施例在多層結構制造過程中使用三種聚酯。聚酯A在50ppm氫氧化鈉和500ppm的Inganox1010抗氧化劑存在下，在標準直接酯化反應中，使對苯二甲酸與乙二醇反應，形成二-(2-羥乙基)對苯二甲酸酯及其低聚物。在直接酯化反應結束時，加入300ppm磷酸穩(wěn)定劑，然后加入500ppm三氧化銻縮聚催化劑。在此階段還加入0.3％顆粒尺寸為4微米的二氧化硅和0.3％顆粒尺寸為0.2微米的二氧化鈦。進行標準的批次縮聚反應，直至聚對苯二甲酸乙二酯的固有粘度(IV)約為0.52。通過批次固相聚合法進一步聚合所述聚對苯二甲酸乙二酯，直至聚對苯二甲酸乙二酯的固有粘度或者約為0.75-0.79(聚酯A1)，或者約為0.90-1.0(聚酯A2)。聚酯B在400ppm四水合醋酸鎂催化劑存在下，用標準的酯交換反應使萘二甲酸二甲酯與乙二醇反應，獲得二-(2-羥乙基)萘二甲酸酯及其低聚物。在酯交換反應結束時，加入0.025％的磷酸穩(wěn)定劑，然后加入0.04％的三氧化銻縮聚催化劑和0.125％的瓷土。進行標準的批次縮聚反應，直至聚萘二甲酸乙二酯的固有粘度(IV)約為0.50-0.55(聚酯B1；真正的PEN IV，PET等效IV為0.75-0.80)或0.56-0.65(聚酯B2；真正的PEN IV，PET等效值為0.83-0.92)。聚酯C在400ppm四水合醋酸鎂催化劑存在下，用標準的酯交換反應使萘二甲酸二甲酯和對苯二甲酸二甲酯與乙二醇反應，獲得帶有萘二甲酸酯基團和對苯二甲酸酯基團的二-(2-羥乙基)單體及其低聚物。在酯交換反應結束時，加入0.025％的磷酸穩(wěn)定劑，然后加入0.04％的三氧化銻縮聚催化劑。進行標準的批次縮聚反應，直至共聚物的固有粘度(IV)約為0.60-0.65(PET等效IV)。通過批次固相聚合法進一步聚合該共聚物，直至該共聚物的固有粘度(PET等效)約為0.75-0.79(聚酯C1)或0.84-0.95(聚酯C2)。
以各種各樣的組合使用以上聚酯獲得1、3或5層結構的薄膜。在單層薄膜的情況下，通過狹縫模具擠出PET的干燥小片并在急冷澆鑄滾筒上迅速急冷，以產生無定形擠出物。然后通過兩階段法拉伸該無定形擠出物進行定向，即先在縱向，然后在橫向拉伸?？v向拉伸該薄膜在恰好高于PET的玻璃轉變溫度的溫度下在慢速和快速旋轉輥之間完成；隨后薄膜在橫向的拉伸在略高于縱向拉伸過程所用的溫度下在展幅機中進行。在縱向和橫向的每一個中所用的拉伸度約為原始長度的3.1倍。在尺寸限制的條件下在約225℃把雙軸定向的薄膜加熱固化。
對于三層薄膜的生產，使用兩個擠出機。主擠出機用于PET第一層，共擠出機用于PEN。使用附加的喂料機向主擠出機中的PET中加入PEN。把兩個擠出機連接到一個多料道(multi-manifold)模具，該模具把兩個熔體流轉變成三層結構。對于5層薄膜的生產，使用三個擠出機。主擠出機用于第一層，共擠出機用于第一和第二中間層。使用附加的喂料機向主擠出機中的PET中加入PEN。第三個擠出機用于PEN第二和第三層。主擠出機和共擠出機連接到一個注入器(injector)單元(也稱為喂料單元)，其把熔體流轉變成三層熔體流。該熔體流與來自第三個擠出機的熔體流分別送入多料道模具中，產生5層薄膜。3層和5層薄膜的過程然后與上述單層薄膜的過程相同。對于所有的結構，薄膜厚度為100-250微米。
表權利要求
1.一種聚合物薄膜，其包含第一層，以第一層的總重量為基準，第一層包含(a)含有50-99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1-50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，該聚合物薄膜還包含含有PEN的第二層和含有PEN的第三層，并且還包含第一中間層和第二中間層，其中，以所述層的總重量為基準，所述中間層的每一層包含(a)含有50-99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1-50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％的萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，并且其中第一中間層夾在第一和第二層之間，第二中間層夾在第一和第三層之間。
2.根據權利要求1的聚合薄膜，其中，第一層包含含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物。
3.根據權利要求1的聚合薄膜，其中，第一和/或第二中間層包含含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物。
4.根據權利要求1的聚合物薄膜，其中，所述混合物或所述共聚物分別包含0.1-30重量％PEN或萘二甲酸乙二酯單元。
5.根據權利要求1的聚合物薄膜，其中，所述混合物或所述共聚物分別包含0.5-15重量％PEN或萘二甲酸乙二酯單元。
6.根據權利要求1的聚合物薄膜，其中，所述第一層包含抗氧化劑。
7.根據權利要求1的聚合物薄膜，其有機析出物含量小于0.5重量％。
8.根據權利要求1的聚合物薄膜，其中，所述第一層是晶體。
9.根據權利要求1的聚合物薄膜，其中，所述第一和/或第二中間層是晶體。
10.根據權利要求1的聚合物薄膜，其是不透明的。
11.一種生產聚合薄膜的方法，其包括提供包含(a)含有50-99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1-50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)包含50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物的第一層，以第一層的總重量為基準；還提供包含PEN的第二層和包含PEN的第三層，還提供第一中間層和第二中間層，其中，以所述層的總重量為基準，所述中間層的每一層包含(a)含有50-99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1-50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)含有50-99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1-50重量％的萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，并且其中第一中間層夾在第一和第二層之間，第二中間層夾在第一和第三層之間。
12.根據權利要求11的方法，其中，所述薄膜通過共擠出生產。
全文摘要
一種聚合物薄膜，其包含第一層，以第一層的總重量為基準，第一層包含(a)含有50－99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1－50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)含有50－99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1－50重量％萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，該聚合物薄膜還包含含有PEN的第二層和含有PEN的第三層，并且還包含第一中間層和第二中間層，其中，以所述層的總重量為基準，所述中間層的每一層包含(a)含有50－99.9重量％聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和0.1－50重量％聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或(b)含有50－99.9重量％對苯二甲酸乙二酯單元和0.1－50重量％的萘二甲酸乙二酯單元的共聚物，并且其中第一中間層夾在第一和第二層之間，第二中間層夾在第一和第三層之間。本發(fā)明還涉及一種生產這樣的聚合物薄膜的方法。該聚合物薄膜可以在電動機或發(fā)電機中用作絕緣和用在磁性介質或包裝材料中。
文檔編號C08L67/02GK1446149SQ01814102
公開日2003年10月1日 申請日期2001年6月13日 優(yōu)先權日2000年6月13日
發(fā)明者C·C·內勒, A·R·奧勒克 申請人:美國杜邦泰津膠片合伙人有限公司