[发明专利]一种高强度双向拉伸PEN薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度双向拉伸PEN薄膜及其制备方法，该薄膜由上表层、芯层和下表层构成，其厚度为20~50μm、拉伸强度在350Mpa以上、耐水解性能达到200h以上，且在150℃、时间为30min条件下纵横向热收缩率≤0.4%；所述芯层是由增韧剂和聚萘二甲酸乙二醇酯切片组成，其中增韧剂的含量为0.01~5wt%；所述上、下表层是由聚萘二甲酸乙二醇酯切片和抗粘剂构成，其中抗粘剂的含量为0.01~5wt%。本发明采用三层共挤、双向拉伸工艺制成的高强度双向拉伸PEN薄膜，其具有拉伸强度大、耐水解、耐腐蚀和热稳定性高等特点。

技术领域

本发明涉及薄膜技术领域，具体涉及一种高强度双向拉伸PEN薄膜及其制备方法。

背景技术

聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是一种物理性能优良的聚合物，其分子链的刚性大，且结构呈平面状，所以其机械、电气、化学等性能都非常优良，具体的有：强度高、尺寸稳定性和热稳定性好、耐化学性和耐水解性强等。

PEN薄膜具有突出的耐热性、尺寸稳定性、长期耐用而且具有气密性，但其气体渗透性和吸水性低于聚酰亚胺薄膜。在汽车用柔性印刷电路(FPC)领域，由于PEN性能突出且成本较聚酰亚胺薄膜低，可以用于替代聚酰亚胺(PI)。目前，欧洲已经开始在汽车仪表盘和坐椅传感器等部件的FPC中采用PEN薄膜,随着未来混合燃料汽车的发展，PEN薄膜发展前景广阔。

此外，PEN还可用作F级耐热绝缘材料，制作超薄录像带基及高性能电子元件，如旋转电极线圈、薄膜电容器、变压器等；还用于精密仪器和国防产品的高档包装和抗冲击包装。同时在航空航天、原子能材料等尖端领域，PEN也有用武之地。

目前国内市场上PEN薄膜大部分为流延法制得，而流延法制得的PEN薄膜虽然较耐高温聚酯薄膜(PET)的机械性能有很大改善，但厚度均匀性较差，且和进口双向拉伸PEN薄膜相比差距较大，突出表现在拉伸强度和热稳定性方面。

本项目研发的高强度双向拉伸PEN薄膜通过对双向拉伸PET薄膜加工工艺的改进，结合PEN材料性能，合理优化设备组成和工艺参数等，采用双向拉伸和三层共挤工艺技术，并在芯层增加有效成分为球形二氧化硅的增韧剂，提高薄膜拉伸强度等，薄膜纵横向拉伸强度≥350Mpa，热收缩率≤0.4％，产品性能优良。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高强度双向拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜及其制备方法。

本发明主要技术方案为：

一种高强度双向拉伸PEN薄膜，该薄膜由上表层、芯层和下表层构成，其厚度为20～50μm、拉伸强度在350Mpa以上、耐水解性能达到200h以上，且在150℃、时间为30min条件下纵横向热收缩率≤0.4％；

所述芯层是由增韧剂和聚萘二甲酸乙二醇酯切片组成，其中增韧剂的含量为0.01～5wt％；

所述上、下表层是由聚萘二甲酸乙二醇酯切片和抗粘剂构成，其中抗粘剂的含量为0.01～5wt％。

进一步方案，所述增韧剂为粒径为1.0～2.0μm的球形二氧化硅粒径，所述抗粘剂为粒径分布为1.0～4.0μm的二氧化硅。

本发明的另一个发明目的是提供上述高强度双向拉伸PEN薄膜的制备方法，其制备步骤如下：

(1)将聚萘二甲酸乙二醇酯切片和增韧剂按照比例混合，在130～180℃条件下经过硫化床干燥至少40分钟后，再在干燥塔中以130～180℃干燥2～8小时；

(2)将干燥后的聚萘二甲酸乙二醇酯切片和增韧剂的混合物，加入主挤出机中加热成熔融状态作为芯层的主挤熔体，主挤出机温度为265～305℃；