[发明专利]一种改性BOPET透明高阻隔性复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜制备技术领域，特别涉及一种改性BOPET透明高阻隔性复合薄膜及其制备方法。

背景技术

在科学发展日新月异的今天，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位，对于薄膜材料性能的要求也越来越高。

双拉聚酯薄膜(BOPET)是以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料，采用熔融挤出法制成厚片，再经过双向拉伸工艺制得薄膜。其具有综合力学性能优良，价格低廉等优点，成为目前广泛使用的高分子薄膜材料。但BOPET薄膜的气体阻隔性、热形变尺寸稳定性表现对于高端应用领域的要求来说略有不足。目前通常采用表面涂布、镀铝以及镀硅工艺来改善BOPET薄膜的阻隔性及热形变尺寸稳定性，其中镀铝工艺处理后的薄膜为不透明薄膜，从而限制了应用范围，镀硅及表面涂布工艺较复杂，成本昂贵，且生产过程中会产生对环境有危害的污染物。

聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是一种新型热塑性聚酯材料，其化学结构与PET相似，不同之处在于PET分子中的苯环被刚性更大的萘环所取代，因此它不仅具备了PET所有的优良性能，而且还具有气体阻透性好，力学强度高，热形变稳定性好等特点。但是，PET与PEN的相容性较差，同时，PEN价格为PET价格的4～7倍，导致纯PEN薄膜价格昂贵，其发展和应用范围受到了限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种改性BOPET透明高阻隔性复合薄膜及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种改性BOPET透明高阻隔性复合薄膜，复合薄膜具有ABA型三层复合结构，其中A为上、下表层，B为芯层，芯层包括以下重量百分比的组分：95～99％PET聚酯白切片、1～5％PET母料，上、下表层包括以下重量百分比的组分：70～84.5％PET聚酯白切片、15～29.5％PEN聚酯切片、0.01～0.05％催化剂、0.2～0.6％无机填料、0～0.05％偶联剂。

进一步地，复合薄膜厚度为15～125μm，上、下表层厚度占复合薄膜总厚度的百分比均为5～20％。

进一步地，PET聚酯的特征粘度为0.6～0.8dl/g，PEN聚酯的特征粘度为0.7～0.9dl/g。

进一步地，催化剂为醋酸锑、二氧化钛、三氧化二锑、醋酸锌中的一种；无机填料为碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡中的一种，粒径为0.1～0.4μm；偶联剂为乙烯基类硅烷、配位型钛酸酯中的一种。

一种改性BOPET透明高阻隔性复合薄膜的制备方法，具体工艺为：

(一)原料预处理：先后分别制得表层共混树脂切片和表面处理过的无机填料，并将其混合挤出得到上、下表层用料；混料机将PET聚酯白切片、PET母料混匀制得芯层用料；

(二)共挤熔融挤出：采用两台双螺杆挤出机，辅挤挤出机投入上、下表层用料，主挤挤出机投入芯层用料；

(三)冷却铸片：利用施加静电荷加强吸附的冷辊进行密合冷却固化，得到未拉伸的改性BOPET复合薄膜；

(四)双向拉伸成膜：采用分步法拉伸，先进行薄膜纵向拉伸，再进行薄膜横向拉伸。

进一步地，原料预处理的具体步骤为：具体步骤为：

(1)PET聚酯白切片于真空转鼓干燥系统中干燥6～7h，温度为130～150℃；PET母料于真空转鼓干燥系统中干燥6～7h，温度为130～150℃；PEN聚酯切片于真空转鼓干燥系统中干燥5～6h，温度为140～160℃。

(2)按表层所需质量分别称取PET聚酯白切片、PEN聚酯切片、催化剂，经双螺杆挤出系统于280～310℃，真空度为0.9～1KPa的条件下混合挤出得到共混树脂切片。双螺杆挤出系统剪切部分采用KBW系列高剪切螺杆长径比>1:40，工艺参数为：喂料速度15～40r/min，螺杆速度100～200r/min，计量泵转速15～40r/min。

(3)按表层所需质量分别称取无机填料、偶联剂，以乙醇或异丙醇溶液(体积比70～80％)为溶剂，偶联剂(体积比20～30％)为溶质配制成混合溶液，利用醋酸调节pH值至4～6，加入无机填料并混合均匀后进行离心分离，所得固体粉末再经真空干燥，获得表面处理过的无机填料。

(4)步骤(2)所得共混树脂切片及步骤(3)所得表面处理过的无机填料经双螺杆挤出系统于280～310℃，真空度为0.9～1KPa，喂料速度15～40r/min，螺杆速度120～200r/min，计量泵转速15～40r/min的条件下混合挤出得到上、下表层用料。