一種抗紫外聚酯膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗紫外聚酯膜，特別是一種聚酯膜中含有含受阻胺側(cè)基的聚酯共 聚物。
【背景技術(shù)】
[0002] 受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS)是一種分子結(jié)構(gòu)中帶有2, 2, 6, 6-四甲基哌啶基團的化合 物，作為性能優(yōu)異的紫外光穩(wěn)定劑在高分子材料行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。同時，受阻胺光 穩(wěn)定劑與紫外光吸收劑一起添加到高分子材料中，可以產(chǎn)生顯著的協(xié)同效應(yīng)，從而大幅度 提高高分子材料的抗紫外光性能。常見的受阻胺光穩(wěn)定劑有小分子化合物和高分子型兩 類。小分子型的受阻胺光穩(wěn)定劑如GW-770和GW-540等，其缺點是耐熱性較差，在加工溫度 較高時容易揮發(fā)，產(chǎn)生刺激性氣味，易被萃取，并且在使用過程中容易發(fā)生迀移。常見的高 分子型受阻胺穩(wěn)定劑包括光穩(wěn)定劑GW-622和GW-944等品種。其特點是分子量較大、揮發(fā) 性低、加工過程中不產(chǎn)生刺激性氣味、使用時耐迀移、耐萃取等。
[0004] 但是，當(dāng)上述受阻胺光穩(wěn)定劑用于聚對苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）時，堿性較大、 含有活性氫的受阻胺光穩(wěn)定劑（如光穩(wěn)定劑GW-770、GW-622,GW-944等）存在加工過程中 引起聚酯顯著降解的問題；而堿性較低的受阻胺光穩(wěn)定劑（如GW-540等）則相容性不佳， 不能有較高的添加量（一般重量百分比小于2% )，當(dāng)需要添加較高的光穩(wěn)定劑（如重量百 分比大于2%)，聚酯制品的力學(xué)性能、耐熱性會明顯降低。因此，受阻胺光穩(wěn)定劑在聚酯中 的應(yīng)用受到了很大限制。目前，戶外長期使用的聚酯膜、聚酯纖維等制品對于紫外光穩(wěn)定性 和抗水解性的要求越來越高。而GW-770、GW-622,GW-540存在易水解的問題，在戶外雨水 的影響下比較快地喪失其光穩(wěn)定性。GW-622屬于聚合型受阻胺光穩(wěn)定劑，但是分子量小于 4000,而且易于水解。目前，太陽能電池背板目前普遍使用雙向拉伸聚酯膜為基材，表面涂 覆含氟聚合物或者與含氟聚合物薄膜進行復(fù)合以提高背板在長期使用過程中的耐候性。其 中，抗紫外性能是耐候性的關(guān)鍵指標(biāo)之一。含氟聚合物能夠賦予太陽能背板優(yōu)異的耐候性， 但是由于原材料價格高，且成型加工比較困難，使含氟太陽能電池背板成本居高不下。因 此，對于高耐候性，特別是高紫外光穩(wěn)定性的聚酯基材的需求越來越強烈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種新型含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚 物的抗紫外聚酯膜，不僅表現(xiàn)出受阻胺化合物的優(yōu)秀的紫外光穩(wěn)定性，而且使聚酯膜兼有 良好力學(xué)性能和紫外光穩(wěn)定性，此外，還具有抗水解性好、揮發(fā)性低、低氣味、耐迀移和耐萃 取等優(yōu)點。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種抗紫外聚酯膜，組分按質(zhì)量份數(shù)計，包括80-95份的聚酯切片、5-20份的含受 阻胺側(cè)基的聚酯共聚物、〇. 05-1份的紫外光吸收劑、0. 1-20份金紅石型二氧化鈦和0. 05-1 份的熱穩(wěn)定劑。
[0008] 作為優(yōu)選，含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚物的結(jié)構(gòu)式為：
[0009]
[0010] 其中，-CH3、-CH2CH3、-OCH3、-OCH2CH3或-COCH3中的一種；
[0011] m:n= 1-90:99-10，
[0012] 含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚物的制備方法包括以下步驟：
[0013] 1、首先制備含受阻胺基團的二元醇單體，其結(jié)構(gòu)式為：
[0014]
[0015]其中-R為-CH3、-CH2CH3、-OCH3、-OCH2CH3或-COCH3中的一種。
[0016] SP:1_取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-甘油醚基哌啶。
[0017] 步驟為：
[0018] 1)步驟一：按重量計，將100份1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇，加入到 含0. 1-1份BF3乙醚和50-500份環(huán)氧氯丙烷中，加熱至30-80°C，反應(yīng)1-10小時；
[0019] 2)步驟二：加入與1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶醇等摩爾比的氫氧化鈉進 行閉環(huán)反應(yīng)，保持步驟一中的反應(yīng)溫度0. 1-5小時，得到1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-縮 水甘油醚基哌啶；
[0020] 3)步驟三：加入100-1000份濃度為0. 1 % -10 %的氫氧化鈉水溶液，加熱至 30-95°C，保持0. 5-10小時，進行水解，得到產(chǎn)物1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-甘油醚基 哌啶。
[0021] 具體反應(yīng)方程式如下圖所示：
[0023] 2、制備含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚物
[0024] 1)酯化反應(yīng)：將對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞?、乙二醇?-取代 基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-甘油醚基哌啶和催化劑加入反應(yīng)釜中，加熱至245-265°C，反應(yīng) 2-6小時；
[0025] 2)縮聚反應(yīng)：在反應(yīng)釜內(nèi)加入穩(wěn)定劑，在溫度為265-295°C，真空度為50-150Pa的 條件下進行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)2-4小時，得到共聚物；
[0026] 3)冷卻，出料切粒，即得聚酯共聚物。
[0027] 其中，催化劑為鈦酸正丁酯、三氧化二銻、醋酸銻或者乙二醇銻。
[0028] 其中，穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯或磷酸三苯酯。
[0029] 其中，對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞?、乙二醇?-取代基-2, 2, 6, 6-四甲 基-4-甘油醚基哌啶的摩爾比為1: (0. 1-0. 99) : (0. 9-0. 01)。
[0030] 其中，乙二醇和1-取代基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-甘油醚基哌啶的摩爾總數(shù)與對苯 二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞サ哪枖?shù)之比為1-1. 3:1。
[0031] 其中，催化劑與對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞サ哪柋葹?. 0005-0. 0008:1。
[0032] 其中，穩(wěn)定劑的添加量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0. 001-0. 02%。
[0033] 具體地，所述含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚物的特性粘數(shù)是0. 2-1. 2dL/g。
[0034] 具體地，所述含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚物的分子量為4000~40000g/mol。
[0035] 具體地，所述抗紫外聚酯膜厚度為5-100微米。
[0036] 具體地，所述熱穩(wěn)定劑為四[(6-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯、0 -(3, 5二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯、亞磷酸三（單壬基苯和二壬基苯 混合酯）、雙（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯和三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸 酯的中的一種或幾種。
[0037] 具體地，所述紫外光吸收劑為三嗪_425、Tinuvin329和Tinuvin234中的一種或幾 種。
[0038] 本發(fā)明的有益效果是：
[0039] 本發(fā)明的一種抗紫外聚酯膜，含有含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚物，具有受阻胺化合 物的優(yōu)良的紫外光穩(wěn)定性，同時具有優(yōu)秀的力學(xué)性能，與現(xiàn)有技術(shù)中的聚對苯二甲酸乙二 醇酯添加受阻胺光穩(wěn)定劑混合物相比較，本發(fā)明的抗紫外聚酯膜的力學(xué)性能、紫外光穩(wěn)定 性、抗水解性等大幅度提尚；
[0040] 本發(fā)明添加的含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚物可以作為添加劑加入通用的聚苯二甲 酸乙二醇酯，并與其具有非常好的相容性，添加到50%也能使聚酯膜既有很好的紫外光穩(wěn) 定性又保持良好的力學(xué)性能和耐熱性；
[0041] 本發(fā)明的含受阻胺側(cè)基的聚酯共聚物具有良好的加工穩(wěn)定性性，其5%熱失重溫 度高達360°C，而聚酯的加工溫度一般為280-290°C，該共聚