高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜領(lǐng)域，尤其涉及一種高透光聚碳酸酯薄膜。一種高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，包括以下步驟：將聚碳酸酯粉體溶解在溶劑內(nèi)；以甲苯為溶劑將納米二氧化硅粉體分散在溶劑內(nèi)，分散時(shí)加入硅烷偶聯(lián)劑，投入高速混料機(jī)中充分均勻混合攪拌，在混合攪拌的同時(shí)加入熱穩(wěn)定劑、抗滴劑、抗氧劑；溶液蒸發(fā)脫氣后，經(jīng)喂料器投入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，擠出物經(jīng)延壓成為薄膜。本發(fā)明將納米二氧化硅粉體和聚碳酸酯粉體同時(shí)溶解于溶劑內(nèi)，再將溶劑互相混合溶劑，這樣既能保證納米二氧化硅粉體均勻的分散，又能避免團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，制備出的聚碳酸酯薄膜初始硬度即可達(dá)到3HB，同時(shí)透光率高達(dá)88%，可以作為各種光學(xué)薄膜的基材使用。
【專利說(shuō)明】高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜領(lǐng)域，尤其涉及一種高透光聚碳酸酯薄膜。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯PC，以其優(yōu)良的透明性，耐熱性，耐沖擊性，尺寸穩(wěn)定性，無(wú)毒性，耐候性， 電絕緣性，耐射線滅菌性及機(jī)械性能而著稱，是綜合性能極為優(yōu)良的熱塑性塑料品種。此 夕卜，與同為具有良好透明性等綜合性能的有機(jī)玻璃亞克力，PMMA相比，聚碳酸酯具有抗沖 擊性能更好、價(jià)廉、阻燃性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 現(xiàn)有的聚碳酸酯薄膜在添加各種無(wú)機(jī)物對(duì)薄膜改性時(shí)通常都是直接添加然后熔 融共混擠出，這種添加方式往往會(huì)造成無(wú)機(jī)物在薄膜中分散不完全，另外如果選用的無(wú)機(jī) 物為納米級(jí)的粉體，納米級(jí)粉體會(huì)在這種共混擠出的過(guò)程中出現(xiàn)二次團(tuán)聚的現(xiàn)象，最終并 沒(méi)有出現(xiàn)納米級(jí)粒子應(yīng)有的優(yōu)良特性，對(duì)薄膜的最終性能造成了不利的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，該 方法將添加的納米二氧化硅粉體和聚碳酸酯粉體同時(shí)溶解于溶劑內(nèi)，既能保證納米二氧化 硅粉體均勻的分散，又能避免團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，制備出的聚碳酸酯薄膜初始硬度即可達(dá)到 HB，同時(shí)透光率高達(dá)92%，作為基材能夠滿足各種光學(xué)薄膜的需求。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，包括以下步 驟： 51 :將聚碳酸酯粉體溶解在溶劑內(nèi)；邊溶解邊攪拌直到所有聚碳酸酯粉體完全溶解， 得到聚碳酸酯溶液； 52 :以甲苯為溶劑將納米二氧化硅粉體分散在溶劑內(nèi)，分散時(shí)加入硅烷偶聯(lián)劑；得到 納米二氧化硅分散液； 53 :將聚碳酸酯溶液和納米二氧化硅分散液投入高速混料機(jī)中充分均勻混合攪拌，在 混合攪拌的同時(shí)加入熱穩(wěn)定劑、抗滴劑、抗氧劑； 54 :熔融混合，將高速混料機(jī)混合好的溶液蒸發(fā)脫氣后，經(jīng)喂料器投入到雙螺桿擠出機(jī) 中熔融擠出，擠出機(jī)各區(qū)的溫度控制在220°C?250°C之間； 55 :雙螺桿擠出機(jī)的擠出物經(jīng)延壓成為薄膜； 相對(duì)于100重量份的聚碳酸酯粉體，納米二氧化娃粉體為1?5重量份，堿式硫酸鎂晶 須為10?15重量份，硅烷偶聯(lián)劑2?10重量份，熱穩(wěn)定劑為0. 1?1重量份，抗氧劑為 0. 1?1重量份，抗滴劑為0. 1?1重量份。
[0006] 所述S2的具體步驟為，將納米二氧化硅粉體先加熱活化一定時(shí)間，然后加入硅烷 偶聯(lián)劑和甲苯得到分散反應(yīng)溶液，使用超聲輔助分散反應(yīng)溶液反應(yīng)，并在反應(yīng)過(guò)程中加熱 回流，最終冷卻得到納米二氧化硅分散液。
[0007] 所述步驟S4中，堿式硫酸鎂晶須選自MgS045Mg(OH)23H20、Mg 2S045Mg(OH)22H20或 2MgS04Mg(0H)23H20,晶須長(zhǎng)度 ΚΓ?ΟΟμπι，長(zhǎng)徑比 50?100。
[0008] 所述步驟S4中在擠出的同時(shí)添加堿式硫酸鎂晶須，為在雙螺桿擠出機(jī)的中間側(cè) 喂料口添加。
[0009] 所述的聚碳酸酯粉體的均重分子量為1000(Γ20000。
[0010] 所述的納米二氧化硅粒徑為D50, 10?lOOnm。
[0011] 所述步驟S3中，高速混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為了 100(T2000rpm/min，混合攪拌的時(shí)間控制 在 5?30min。
[0012] 所述的熱穩(wěn)定劑為受阻酚類抗氧劑及其復(fù)配或亞磷酸酯類抗氧劑及其復(fù)配。
[0013] 所述的抗滴劑為四氟乙烯類的純樹(shù)脂。
[0014] 所述的抗氧劑為亞磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯、雙（2, 4-二叔丁基苯基）季 戊四醇二亞磷酸脂、四[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥苯基）丙酸]季戊醇酯、β-(4-羥基苯 基-3, 5-二叔丁基）丙酸正十八碳醇酯、2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2, 2' -亞甲基雙 (4-甲基-6-叔丁基苯酚）、4, 4'-硫代雙（6-叔丁基-3-甲基苯酚）或4, 4'-硫代雙（6-叔 丁基間甲酚）中的一種或多種任意比例組合。
[0015] 本發(fā)明高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法將添加的納米二氧化硅粉體和聚碳 酸酯粉體同時(shí)溶解于溶劑內(nèi)，再將溶劑互相混合溶劑，這樣既能保證納米二氧化硅粉體均 勻的分散，又能避免團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，并且在擠出時(shí)添加堿式硫酸鎂晶須使得薄膜的硬度 和機(jī)械性能都得到了提升，添加的晶須折射率為1. 53與聚碳酸酯1. 58左右的折射率非常 接近，基本對(duì)薄膜的透光性和顏色無(wú)影響，確保薄膜透光率不會(huì)因?yàn)樘砑泳ы毝陆?；?照本發(fā)明高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法制備出的聚碳酸酯薄膜初始硬度即可達(dá)到 3ΗΒ，同時(shí)透光率高達(dá)88%，可以作為各種光學(xué)薄膜的基材使用，當(dāng)需要更加高的耐磨性和硬 度時(shí)，可以在其表面再涂覆一層納米二氧化硅或氫氧化鋁即可使硬度達(dá)到5~7Η，能夠滿足 各種光學(xué)薄膜的需求。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0017] 一種高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，本發(fā)明中各種添加物的添加量為，相 對(duì)于100重量份的聚碳酸酯粉體，納米二氧化硅粉體為1?5重量份，堿式硫酸鎂晶須 為10?15重量份，硅烷偶聯(lián)劑2?10重量份，熱穩(wěn)定劑為0. 1?1重量份，抗氧劑為 0. 1?1重量份，抗滴劑為0. 1?1重量份；其中納米二氧化硅粉體與硅烷偶聯(lián)劑的重量 比為之間，選用的聚碳酸酯粉體的均重分子量要求大于10000低于50000,作為 優(yōu)選為1000(Γ20000 ;所述的納米二氧化硅粒徑為D50, 10?lOOnm ;堿式硫酸鎂晶須選自 MgS045Mg (OH) 23H20、Mg2S045Mg (OH) 22H20 或 2MgS04Mg (OH) 23H20,晶須長(zhǎng)度 ΚΓ?ΟΟ μ m，長(zhǎng)徑比 5(Tl00 ;包括以下步驟： S1 :將聚碳酸酯粉體溶解在溶劑內(nèi)；邊溶解邊攪拌直到所有聚碳酸酯粉體完全溶解， 得到聚碳酸酯溶液；在本實(shí)施例中，所述的溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、三氯乙烯 或四氯化碳； 52 :以甲苯為溶劑將納米二氧化硅粉體分散在溶劑內(nèi)，分散時(shí)加入硅烷偶聯(lián)劑；得到 納米二氧化硅分散液；具體為，將納米二氧化硅粉體先加熱活化一定時(shí)間，然后加入硅烷偶 聯(lián)劑和甲苯得到分散反應(yīng)溶液，使用超聲輔助分散反應(yīng)溶液反應(yīng)，并在反應(yīng)過(guò)程中加熱回 流，最終冷卻得到納米二氧化硅分散液； 53 :將聚碳酸酯溶液和納米二氧化硅分散液投入高速混料機(jī)中充分均勻混合攪 拌，在混合攪拌的同時(shí)加入熱穩(wěn)定劑、抗滴劑、抗氧劑；其中高速混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為了 1000?2000rpm/min，混合攪拌的時(shí)間控制在5?30min ; 54 :熔融混合，將高速混料機(jī)混合好的溶液蒸發(fā)脫氣后，經(jīng)喂料器投入到雙螺桿擠出機(jī) 中熔融擠出，擠出機(jī)各區(qū)的溫度控制在220°C?250°C之間； 55 :雙螺桿擠出機(jī)擠出的熔體通過(guò)模具模唇口流出到壓光輥的輥面上，經(jīng)延壓成為薄 膜，在模具模唇口與壓光輥之間設(shè)置有惰性氣體隔離，防止外界氣體進(jìn)入。在本發(fā)明中，為 了避免冷態(tài)塑料粒子及螺桿的強(qiáng)摩擦剪切使得晶須折斷，影響到最終的添加效果，所述步 驟S4中在擠出的同時(shí)添加堿式硫酸鎂晶須，為在雙螺桿擠出機(jī)的中間側(cè)喂料口添加；添加 晶須前去除晶須表面的氣體和水分，然后用KH550偶聯(lián)劑對(duì)晶須進(jìn)行改性處理，以質(zhì)量百 分比計(jì)，20份KH550, 70份無(wú)水乙醇，10份水，改性時(shí)間1小時(shí)，改性溫度80°C，攪拌速度 500r/min,趁熱過(guò)濾烘干，以保證晶須和PC的相容性。
[0018] 本發(fā)明中所述的熱穩(wěn)定劑為受阻酚類抗氧劑及其復(fù)配或亞磷酸酯類抗氧劑及其 復(fù)配。比如汽巴公司的受阻酚類抗氧劑IrgaphoslOlO與Irgaphosl68 1:1復(fù)配，或亞磷酸 酯類如亞磷酸三苯酯，亞磷酯三-(2, 6-二甲基苯基）酯，亞磷酯三-(2, 4-二叔丁基苯基） 酯，亞磷酸三-(2, 6-二甲基苯基）酯，亞磷酸三-(2, 4-二叔丁基苯基）酯，亞磷酸三-(混 合的單-或二-壬基苯基）酯，磷酸二甲基苯酯及磷酸三甲酯。
[0019] 本發(fā)明中所述的抗滴劑為四氟乙烯類的純樹(shù)脂，實(shí)施例中所用到的四氟乙烯類的 純樹(shù)脂抗滴劑為3M公司生產(chǎn)的1645抗滴劑或GE公司生產(chǎn)的449抗滴劑；將聚四氟乙烯樹(shù) 脂顆粒預(yù)分散于樹(shù)脂母體如熱塑性樹(shù)脂中，包膠的聚四氟乙烯樹(shù)脂顆粒的粒度典型地為約 35?70微米，優(yōu)選約40?65微米?；诰厶妓狨タ傊亓?，聚四氟乙烯樹(shù)脂的用量典型地 為小于或等于約5%重量比，優(yōu)選小于或等于約1%，最優(yōu)選小于或等于約0.5%重量比。市 售的相關(guān)抗滴落劑典型的代表有3M公司的TF-1645防滴劑，原GE公司的449 ;所用到的晶 須為MgS045Mg(0H)23H20,來(lái)自日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社的mos-hige。
[0020] 本發(fā)明中所述的抗氧劑為亞磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯、雙（2, 4-二叔丁基 苯基）季戊四醇二亞磷酸脂、四[3_(3, 5-二叔丁基-4-羥苯基）丙酸]季戊醇酯、β -(4-羥 基苯基-3, 5-二叔丁基）丙酸正十八碳醇酯、2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2, 2' -亞甲基 雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、4, 4' -硫代雙（6-叔丁基-3-甲基苯酚）或4, 4' -硫代雙 (6-叔丁基間甲酚）中的一種或多種任意比例組合。
[0021] 實(shí)施例1 選用的納米二氧化硅粉為蘇州匯智真空科技有限公司的LG50999,納米粒子粒徑20? 50nm范圍內(nèi)粒子大于80%，聚碳酸酯粉體為帝人1250y，均重分子量28000 ;偶聯(lián)劑選用 kh570, γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，SH-6030 (美國(guó)道康寧化學(xué)公司）;將100g聚 碳酸酯粉體溶解在2000ml的二氯甲烷中得到聚碳酸酯溶液；然后稱取5g納米二氧化硅粉
【權(quán)利要求】
1. 一種高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是，包括以下步驟： 51 :將聚碳酸酯粉體溶解在溶劑內(nèi)；邊溶解邊攪拌直到所有聚碳酸酯粉體完全溶解， 得到聚碳酸酯溶液； 52 :以甲苯為溶劑將納米二氧化硅粉體分散在溶劑內(nèi)，分散時(shí)加入硅烷偶聯(lián)劑；得到 納米二氧化硅分散液； 53 :將聚碳酸酯溶液和納米二氧化硅分散液投入高速混料機(jī)中充分均勻混合攪拌，在 混合攪拌的同時(shí)加入熱穩(wěn)定劑、抗滴劑、抗氧劑； 54 :熔融混合，將高速混料機(jī)混合好的溶液蒸發(fā)脫氣后，經(jīng)喂料器投入到雙螺桿擠出機(jī) 中熔融擠出，在擠出的同時(shí)添加堿式硫酸鎂晶須，擠出機(jī)各區(qū)的溫度控制在220°C?250°C 之間； 55 :雙螺桿擠出機(jī)的擠出物經(jīng)延壓成為薄膜； 相對(duì)于100重量份的聚碳酸酯粉體，納米二氧化娃粉體為1?5重量份，堿式硫酸鎂晶 須為10?15重量份，硅烷偶聯(lián)劑2?10重量份，熱穩(wěn)定劑為0. 1?1重量份，抗氧劑為 0. 1?1重量份，抗滴劑為0. 1?1重量份。
2. 如權(quán)利要求1所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是：所述S2的具 體步驟為，將納米二氧化硅粉體先加熱活化一定時(shí)間，然后加入硅烷偶聯(lián)劑和甲苯得到分 散反應(yīng)溶液，使用超聲輔助分散反應(yīng)溶液反應(yīng)，并在反應(yīng)過(guò)程中加熱回流，最終冷卻得到納 米二氧化硅分散液。
3. 如權(quán)利要求1所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是：所述步驟S4 中，堿式硫酸鎂晶須選自 MgS04 · 5Mg (OH) 2 · 3H20、Mg2S04 · 5Mg (OH) 2 · 2H20 或 2MgS04 · Mg (OH) 2 ? 3H20,晶須長(zhǎng)度KTlOO μ m，長(zhǎng)徑比5(Tl00。
4. 如權(quán)利要求1~3中任意一權(quán)利要求所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其 特征是：所述步驟S4中在擠出的同時(shí)添加堿式硫酸鎂晶須，為在雙螺桿擠出機(jī)的中間側(cè)喂 料口添加。
5. 如權(quán)利要求4所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是：所述的聚碳 酸酯粉體的均重分子量為1〇〇〇〇?20000。
6. 如權(quán)利要求4所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是：所述的納米 二氧化硅粒徑為D50, 10?100nm。
7. 如權(quán)利要求4所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是：所述步驟S3 中，高速混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為了 l〇〇〇~2000rpm/min，混合攪拌的時(shí)間控制在5~30min。
8. 如權(quán)利要求4所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是：所述的熱穩(wěn) 定劑為受阻酚類抗氧劑及其復(fù)配或亞磷酸酯類抗氧劑及其復(fù)配。
9. 如權(quán)利要求4所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是：所述的抗滴 劑為四氟乙烯類的純樹(shù)脂。
10. 如權(quán)利要求4所述的高透光耐刮傷聚碳酸酯薄膜制備方法，其特征是：所述的抗氧 劑為亞磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯、雙（2, 4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸脂、四 [3-(3, 5-二叔丁基-4-羥苯基）丙酸]季戊醇酯、β -(4-羥基苯基-3, 5-二叔丁基）丙酸 正十八碳醇酯、2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2, 2' -亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、 4, 4' -硫代雙（6-叔丁基-3-甲基苯酚）或4, 4' -硫代雙（6-叔丁基間甲酚）中的一種
【文檔編號(hào)】C08K13/06GK104119663SQ201410340701
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】林峰 申請(qǐng)人:浙江冠旗納米科技有限公司