一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的pet薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，按重量份數(shù)，所述PET薄膜由以下原料制成：PET聚酯切片20～95份、紫外發(fā)光材料1～15份、紫外線吸收劑0.5～12份、助劑0.1～10份。本發(fā)明公開了該PET薄膜的制備方法。本發(fā)明所述的一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，可以吸收不可見的紫外光，轉(zhuǎn)化為波長較長的藍光或紫色的可見光，該功能型薄膜可以吸收波長為360nm～420nm對人體眼睛有極大傷害性的高能量短波藍光，反射出波長為450nm以上的長波藍色可見光，可以廣泛用于制作各類隔藍光液晶屏幕保護膜、隔紫外太陽能隔熱膜等產(chǎn)品。
【專利說明】一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于復合薄膜【技術領域】，具體涉及一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前世面上很多隔紫外線的薄膜產(chǎn)品需要通過后道涂膠工序，多次深加工后才能達到吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的功能，且在每道涂膠工序中由于涂布工藝的不完善、生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度未達標等原因，均會造成不同程度的材料浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的第一個目的是提供一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。
[0004]本發(fā)明的第二個目的是提供該PET薄膜的制備方法。
[0005]技術方案:為了解決上述問題，本發(fā)明的技術方案是提供一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，按重量份數(shù)，所述PET薄膜由以下原料制成:PET聚酯切片20~95份、紫外發(fā)光材料1~15份、紫外線吸收劑0.5~12份、助劑0.1~10份。所述PET聚酯切片為有光或是消光、半消光的各類PET聚酯切片。
[0006]所述PET聚酯切片為均聚酯或共聚聚酯。所述均聚酯為芳香族二元羧酸和脂肪族二元醇縮聚得到的聚酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯形成的均聚酯，所述芳香族二元羧酸為對苯二甲酸，所述脂肪族二元醇為乙二醇。所述共聚聚酯為二元羧酸與二元醇聚合而成，所述二元羧酸為間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、己二酸等中的一種或幾種混合而成，所述二元醇為乙二醇、一縮二乙二醇、丙二醇、一縮二丙二醇等中的一種或幾種混合而成。
[0007]所述紫外發(fā)光材料為無機或有機紫外發(fā)光材料，所述無機紫外發(fā)光材料為3Ca3 (P04) 2.Ca (F，Cl) 2: Sb，Mn、銪激活的氧化釔(Y203: Eu)、鈰、鋱激活的鋁酸鹽(MgAl 11019: Ce, Tb)、低價銪激活的鋁酸鋇鎂(BaMg2Al 16027: Eu)、錳激活的氟鍺酸鎂或錫激活的磷酸鋅鍶粉、YV04:Eu、Y(PV) 04:Eu、(BaSi203):Pb、〔(Ca，Zn) 3 (P04) 2:Tl〕、焦磷酸鍶(Sr2P207:Eu)、鎵酸鎂(MgGa204:Mn)和硅酸鋅(Zn2Si04:Mn)中的任意一種或幾種混合而成，上述無機紫外發(fā)光材料通過砂磨工藝使其粒徑分散至納米級；或通過偶聯(lián)劑將各類有機無機紫外線吸收劑偶合在無機紫外發(fā)光材料表面。經(jīng)改性后的無機紫外發(fā)光材料可以在聚酯切片各個熔融階段添加，優(yōu)選在聚酯切片初融的混合階段添加；
[0008]所述有機紫外發(fā)光材料為經(jīng)接枝、鑲嵌處理過的二苯乙烯聯(lián)苯二磺酸鈉、2，5-雙-(5-叔丁基-2-苯并惡唑基)噻吩、1-對磺酰氨基苯基-3-對氯苯基-2-吡唑啉、苯二甲酰亞胺中的任意一種或幾種混合而成。有機紫外發(fā)光材料通過在異氰酸酯化合物、噁唑啉化合物、六甲氧基甲基三聚氰胺、堿金屬等作為催化劑的催化作用下，將各類有機紫外線吸收劑與有機紫外發(fā)光材料中相匹配的樹脂基團進行接枝、鑲嵌處理，或?qū)⒂袡C紫外發(fā)光材料偶合在無機紫外吸收劑上，從而做到對有機紫外發(fā)光材料進行改性。其中這種偶合是通過硅烷偶聯(lián)劑偶合，因為這種偶聯(lián)劑自身就有這種功能，偶合是通過它自身具有的兩種基團，一種是和無機物反應的，另一種基團是和有機物反應的，通過攪拌就能進行反應。經(jīng)改性后的有機紫外發(fā)光材料可以在聚酯切片各個熔融階段添加，優(yōu)選在聚酯切片初融的混合階段添加。
[0009]所述紫外線吸收劑為有機紫外線吸收劑或無機紫外線吸收劑，有機、無機紫外吸收劑，其添加的主要目的是為了提高膜的耐候性，可以在聚酯切片熔融的任意生產(chǎn)工序中添加各類紫外線吸收劑。從透明性和耐久性的觀點出發(fā)，優(yōu)選有機紫外線吸收劑，所述有機紫外線吸收劑為2-(2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、(2-羥基-4-甲氧苯基)苯基酮、2-[2-羥基-5-(1，I, 3，3-四甲丁基)苯基]苯并三唑、2-(2’-羥基-3’，5’-二特戊基苯基)苯駢三唑中的任意一種或幾種，從高效性和長久性的觀點出發(fā)，優(yōu)選無機紫外線吸收劑，所述無機紫外線吸收劑為納米氧化鋅、納米氧化錫、納米氧化銦錫、納米氧化錫銻中的任意一種或幾種混合而成。
[0010] 所述助劑為防刮傷、防粘連添加劑，防刮傷、防粘連添加劑添加的主要目的是為了在拉伸聚酯膜的生產(chǎn)過程中，膜層與膜層之間需要進行收卷操作，以賦予膜層與膜層之間滑動性和防止在各生產(chǎn)工序中發(fā)生擦傷為主要目的，以增加成型后薄膜表面的微觀粗糙度，在收卷工序中保證膜層與膜層中間混入適當?shù)目諝猓源_保薄膜層與層之間沒有粘連。所述防刮傷、防粘連添加劑為二氧化硅、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇，硫酸鈣、硫酸鎂、高嶺土、氧化鋁、氧化鈦中的任意一種或幾種混合而成。另外，使用的顆粒的平均粒徑通常為
0.005~5 μ m,優(yōu)選為0.05~I μ m的范圍。平均粒徑小于0.05 μ m時，又是不能充分賦予滑動性，或顆粒凝集，分散性變得不充分，使膜的透明性下降。另一方面，在大于Iym時，膜的表面粗糙度變得過粗，在薄膜成型后涂布深加工時在透光性方面會造成視覺影響。另外，上述防刮傷、防粘連添加劑含量通常為聚酯薄膜的0.0005~8%，優(yōu)選為0.001~1%的范圍。在上述防刮傷、防粘連添加劑含量小于0.001%時，有時薄膜層與層之間的滑動性不充分，會造成刮傷、粘連的問題；另一方面，在上述防刮傷、防粘連添加劑含量大于1%添加量時，會造成膜的透明性不充分。上述防刮傷、防粘連添加劑可以在聚酯切片各個熔融階段添加，優(yōu)選在聚酯切片初融的混合階段添加。
[0011]所述的PET薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0012]I)將上述質(zhì)量份數(shù)的PET聚酯切片、紫外發(fā)光材料、紫外線吸收劑和助劑投入高速混合機中進行高速攪拌混合,再控制混合機將物料打散成顆粒狀完成物料的初步熔融混合得到物料A，混合溫度為85~100°C，混合時間為I~6h，攪拌速度為500~2000轉(zhuǎn)/min,以達到將原材料混合均勻的目的；
[0013]2)將物料A進行預結(jié)晶和干燥操作的得到物料B，預結(jié)晶和干燥溫度控制在150~170°C，干燥時間控制在2~5h，干燥后的物料B中水的質(zhì)量分數(shù)控制在5*10_7以下；
[0014]3)將物料B投入雙螺桿機進行進一步的熔融共混得到物料C，熔融溫度控制在200~300°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~1500r/min，攪拌時間控制在I~6h ;使紫外發(fā)光材料、紫外線吸收劑和助劑在主體聚酯中徹底分散均勻；
[0015]4)將熔融好的物料C經(jīng)擠出機擠出得到片材，再進行分步拉伸片材或同時雙向拉伸片材即得到可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。[0016]上述經(jīng)拉伸出來的PET薄膜厚度優(yōu)選為5~500 μ m之間。
[0017]所述分步拉伸包括以下步驟:第一步，利用拉伸機向一個方向上拉伸片材，所述第一步拉伸溫度為60~130°C，優(yōu)選為85~100’ C，第一步拉伸倍率為2.5~7.5倍，優(yōu)選為4.0~6倍；第二步，向與第一階段的拉伸方向正交的方向進行拉伸片材，所述第二步拉伸溫度為90~180°C，第二步拉伸倍率為2.0~8倍，優(yōu)選為4~6倍；第三步，以180~300°C的溫度在緊拉下進行熱處理即得到可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。
[0018]所述同時雙向拉伸是以拉伸溫度為60~130°C，優(yōu)選85~100°C，拉伸倍率以面積倍率計為2~60倍，優(yōu)選為10~25倍，在長度方向和寬度方向同時被拉伸片材，并繼續(xù)在180~300°C的溫度緊拉狀態(tài)下進行熱處理即得到可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。關于采用上述拉伸方式的同時雙向拉伸裝置，可采用螺旋方式，縮放方式，線性驅(qū)動方式等現(xiàn)有公知的拉伸方式。
[0019]有益效果:本發(fā)明所述的一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，具有紫外線激發(fā)發(fā)光并反射藍光的功能，可以吸收不可見的紫外光，轉(zhuǎn)化為波長較長的藍光或紫色的可見光，該功能型薄膜可以吸收波長為360nm~420nm對人體眼睛有極大傷害性的高能量短波藍光，反射出波長為450nm以上的長波藍色可見光，利用這種特性，可以廣泛用于制作各類隔藍光液晶屏幕保護膜、隔紫外太陽能隔熱膜等產(chǎn)品，可以有效阻擋日常生活中遇到的有害紫外光及短波藍光對人體造成的傷害。本發(fā)明由于采用聚酯切片高溫熔融后直接拉膜成型，不但可以長久有效具有防紫外線隔藍光功能，而且其在生產(chǎn)使用過程中減少了各道涂膠工序，節(jié)省了大量的生產(chǎn)成本，因此有著廣闊的市場應用前景。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體 實施方式，進一步闡述本發(fā)明。
[0021]實施例1:
[0022]一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，按重量份數(shù)，所述PET薄膜由以下原料制成=PET聚酯切片20份、紫外發(fā)光材料I份、紫外線吸收劑0.5份、助劑0.1份。
[0023]所述PET聚酯切片為均聚酯。
[0024]所述均聚酯為芳香族二元羧酸和脂肪族二元醇縮聚得到的聚酯，所述芳香族二元羧酸為對苯二甲酸，所述脂肪族二元醇為乙二醇。
[0025]所述紫外發(fā)光材料為無機紫外發(fā)光材料，所述無機紫外發(fā)光材料為3Ca3 (P04) 2.Ca (F，Cl) 2: Sb, Mn、Y203:Eu 和 MgAl 11019: Ce, Tb 混合而成。
[0026]所述紫外線吸收劑為有機紫外線吸收劑，所述有機類紫外線吸收劑為2_(2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮混合而成。
[0027]所述助劑為防刮傷、防粘連添加劑，所述防刮傷、防粘連添加劑為二氧化硅和碳酸鈣混合而成。
[0028]所述的PET薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0029]I)將上述質(zhì)量份數(shù)的PET聚酯切片、紫外發(fā)光材料、紫外線吸收劑和助劑投入高速混合機中進行高速攪拌混合,再控制混合機將物料打散成顆粒狀完成物料的初步熔融混合得到物料A，混合溫度為85°C，混合時間為lh，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/min ；
[0030]2)將物料A進行預結(jié)晶和干燥操作的得到物料B，預結(jié)晶和干燥溫度控制在150°C，干燥時間控制在2h，干燥后的物料B中水的質(zhì)量分數(shù)控制在5*10_7以下；
[0031]3)將物料B投入雙螺桿機進行進一步的熔融共混得到物料C，熔融溫度控制在200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100r/min，攪拌時間控制在Ih ；
[0032]4)將熔融好的物料C經(jīng)擠出機擠出得到片材，再進行分步拉伸片材即得到可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。
[0033]所述分步拉伸包括以下步驟:第一步，利用拉伸機向一個方向上拉伸片材，所述第一步拉伸溫度為60°C，第一步拉伸倍率為2.5倍；第二步，向與第一階段的拉伸方向正交的方向進行拉伸片材，所述第二步拉伸溫度為90°C，第二步拉伸倍率為2.0倍；第三步，以180°C的溫度在緊拉下進行熱處理即得到可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。
[0034]上述經(jīng)拉伸出來的PET薄膜厚度為500 μ m之間。
[0035]實施例1所述的可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜進行性能測試，其結(jié)果如下:
【權利要求】
1.一種可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，其特征在于，按重量份數(shù)，所述PET薄膜由以下原料制成:PET聚酯切片20~95份、紫外發(fā)光材料I~15份、紫外線吸收劑0.5~12份、助劑0.1~10份。
2.根據(jù)權利要求1所述的可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，其特征在于，所述PET聚酯切片為均聚酯或共聚聚酯。
3.根據(jù)權利要求2所述的可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，其特征在于，所述均聚酯為芳香族二元羧酸和脂肪族二元醇縮聚得到的聚酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯形成的均聚酯，所述芳香族二元羧酸為對苯二甲酸，所述脂肪族二元醇為乙二醇。
4.根據(jù)權利要求2所述的可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，其特征在于，所述共聚聚酯為二元羧酸與二元醇聚合而成，所述二元羧酸為間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、己二酸等中的一種或幾種，所述二元醇為乙二醇、一縮二乙二醇、丙二醇、一縮二丙二醇等中的一種或幾種。
5.根據(jù)權利要求1所述的可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，其特征在于，所述紫外發(fā)光材料為無機或有機紫外發(fā)光材料，所述無機紫外發(fā)光材料為3Ca3 (P04) 2.Ca (F，Cl) 2: Sb, Mn、Y203:Eu、MgAl 11019: Ce, Tb、BaMg2Al 16027: Eu、錳激活的氟鍺酸鎂或錫激活的磷酸鋅鍶粉、YV04:Eu、Y (PV) 04:Eu、(BaSi203):Pb、〔(Ca，Zn)3(P04)2:Tl〕、Sr2P207:Eu、MgGa204:Mn 和 Zn2Si04:Mn 中的任意一種或幾種混合而成，所述有機紫外發(fā)光材料為經(jīng)接枝、鑲嵌處理過的二苯乙烯聯(lián)苯二磺酸鈉、2，5-雙-(5-叔丁基-2-苯并惡唑基)噻吩、1-對磺酰氨基苯基-3-對氯苯基-2-吡唑啉、苯二甲酰亞胺中的任意一種或幾種混合而成。
6.根據(jù)權利要求1所述的可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，其特征在于，所述紫外線吸收劑為有機紫外線吸收劑或無機紫外線吸收劑，所述有機類紫外線為2-(2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、(2-羥基-4-甲氧苯基)苯基.酮、2-[2_羥基-5-(1，I, 3，3-四甲丁基)苯基]苯并三唑、2-(2’ -羥基-3’，5’ - 二特戊基苯基)苯駢三唑中的任意一種或幾種，所述無機紫外線吸收劑為納米氧化鋅、納米氧化錫、納米氧化銦錫、納米氧化錫銻中的任意一種或幾種混合而成。
7.根據(jù)權利要求1所述的可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜，其特征在于，所述助劑為防刮傷、防粘連添加劑，所述防刮傷、防粘連添加劑為二氧化硅、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇，硫酸鈣、硫酸鎂、高嶺土、氧化鋁、氧化鈦中的任意一種或幾種混合而成。
8.權利要求1~7任一項所述的PET薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將上述質(zhì)量份數(shù)的PET聚酯切片、紫外發(fā)光材料、紫外線吸收劑和助劑投入高速混合機中進行高速攪拌混合，再控制混合機將物料打散成顆粒狀完成物料的初步熔融混合得到物料A，混合溫度為85~100°C，混合時間為I~6h，攪拌速度為500~2000轉(zhuǎn)/min ； 2)將物料A進行預結(jié)晶和干燥操作的得到物料B，預結(jié)晶和干燥溫度控制在150~170°C，干燥時間控制在2~5h，干燥后的物料B中水的質(zhì)量分數(shù)控制在5*10_7以下； 3)將物料B投入雙螺桿機進行進一步的熔融共混得到物料C，熔融溫度控制在200~300°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100~1500r/min，攪拌時間控制在I~6h ; 4)將熔融好的物料C經(jīng)擠出機擠出得到片材，再進行分步拉伸片材或同時雙向拉伸片材即得到可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。
9.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述分步拉伸包括以下步驟:第一步，利用拉伸機向一個方向上拉伸片材，所述第一步拉伸溫度為60~130°C,第一步拉伸倍率為2.5~7.5倍；第二步，向與第一階段的拉伸方向正交的方向進行拉伸片材，所述第二步拉伸溫度為90~180°C，第二步拉伸倍率為2.0~8倍；第三步，以180~300°C的溫度在緊拉下進行熱處理即得到可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。
10.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述同時雙向拉伸是以拉伸溫度為60~130°C，拉伸倍率以面積倍率計為2~60倍，在長度方向和寬度方向同時被拉伸片材，并繼續(xù)在180~300°C的溫 度緊拉狀態(tài)下進行熱處理即得到可吸收并轉(zhuǎn)化紫外光及短波藍光的PET薄膜。
【文檔編號】C08K3/22GK103467936SQ201310415088
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權日:2013年9月12日
【發(fā)明者】金國華 申請人:蘇州金海薄膜科技發(fā)展有限公司