[发明专利]一种兼具阻汽、抗紫外功能的聚酯薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能性高分子材料领域，具体涉及一种兼具阻汽、抗紫外功能的聚酯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酯薄膜是聚酯在非纤维领域应用的一类重要产品，主要以聚酯切片为原料，经双轴拉伸后产生的一种性能优良的高档塑料薄膜。聚酯薄膜具有透明度高、无毒无味、抗拉伸强度大、挺度佳、抗烧裂、不易破损、电气和光学性能优良、阻氧性和阻湿性好、耐寒（-70℃）、耐热（200℃）、耐化学腐蚀性以及收缩性能稳定的等优良特性。但在应用过程中存在紫外老化性能较差、水汽透过率过高等不足。

目前国内改进聚酯薄膜紫外线稳定性的主要手段是在聚酯薄膜中引入纳米级二氧化钛（TiO₂）。四川大学郭刚等人（郭刚,汪斌华,黄婉霞等.纳米TiO₂的紫外光学特性及在粉末涂料抗老化改性中的应用.四川大学学报(工程科学版),2004,36(5):3-56.）将金红石型纳米TiO₂、锐钛矿型纳米TiO₂、体相金红石型TiO₂加入到聚酯或涂料中，检测其紫外线屏蔽效果，发现利用金红石型纳米TiO₂优异的紫外线屏蔽性能改性传统耐候型聚酯-TGIC粉末涂料可以大幅度地提高其耐老化性能。尽管如此，金红石型TiO₂紫外线屏蔽效果仍不能满足聚酯在生产中的实际要求，且TiO₂需要与聚酯切片熔融共混造粒，然后再熔融加工，无疑增加生产成本。

而对于聚酯薄膜阻汽性能的提高，主要是通过添加层状纳米材料，如金属氢氧化物的层状双氢氧化物（水滑石）、可膨胀石墨、凹凸棒土、磷酸锆、MMT等，但是MMT等无机层状纳米材料，一方面，纳米级的粉料在聚酯材料中的分散性问题是限制阻气性聚酯薄膜发展的一个重要因素，另一方面，大多数材料为亲水性材料，须对其改性后才能添加到聚酯中，这无疑增加了生产步骤和生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼具阻汽、抗紫外功能的聚酯薄膜，用以解决上述现有技术存在的缺陷和不足。

为实现上述目的，本发明所述的一种兼具阻汽、抗紫外功能的聚酯薄膜，其包括如下结构通式的式（I）化合物：Ti_x(OR¹O)_y(OOCC₆H₄COO)_zH₄（I），其中R₁为C₂~C₄的烷基，x≥1，z≥1且2y+2z=4x+4。

所述聚酯薄膜是指由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经拉伸、流延、吹塑等工艺制备的薄膜。

进一步，所述结构通式中x=4。

进一步，所述结构通式为Ti₄(OR¹O)₈(OOCC₆H₄COO)₂H₄。

由结构通式可知，化合物至少包括一个苯环结构，且包含烷氧基钛键和酰基钛键，例如下式（II）所示结构，该结构仅用于举例说明，不具有任何指向性：

进一步，所述式（I）化合物以片层结构分散在聚酯薄膜内。

进一步，所述式（I）化合物在聚酯薄膜内取向分布。

由于该式（I）化合物是在聚酯合成的高温、酯化体系的分子态水环境中合成，故其热稳定性和水解稳定性高；由于该钛系有机化合物也是以对苯二甲酸和二元醇为主要原料制得，与聚酯分子组份相近，两相间相容性更好，使其在聚酯组份中有更好的单分散性，能充分发挥其紫外线屏蔽的作用；并且其分子结构中同时具有紫外屏蔽作用的两个关键组份钛元素和苯环，因此会增强其紫外线屏蔽的作用，相较于TiO₂紫外线屏蔽剂具有一定的优势；进一步，片层结构的式（I）化合物在加工过程中易于取向分布，其水平面与薄膜面平行，从而使得聚酯薄膜获得优异的抗紫外性能的同时还具有阻止水汽渗透的功能，这种类酯组分与聚酯相容性好，分散性好，不需要对其进行进一步的改性，对生产成本以及生产时间无疑是一种优势。