[发明专利]利用微波技术制备光学彩色聚酯薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于光学材料领域，具体为一种利用微波技术制备光学彩色聚酯薄膜的方法。

背景技术

光学彩色薄膜具有非常重要的用途，如可用于光学滤波片、光学保护膜等领域；也可用于调节日光照射的节能领域如汽车贴膜、家庭和办公室的玻璃窗膜等。目前使用的高端光学彩色膜一般是通过真空蒸镀或等离子溅射方法得到，成本较高；另外，由于受制于真空腔以及靶材的尺寸限制，因而只适合于小尺寸样品的制备。

光学彩色膜的基材一般是聚酯类薄膜。工业中大规模制备光学彩色膜通常采用以下一些技术。

一种已知的制备方法是将着色剂加入到聚酯原料的熔融体中，通过挤出机吹塑直接得到着色的薄膜。利用这种方法得到的彩色薄膜具有优良的性能，但是这种工艺对于少量薄膜的着色很不现实，并且对于需要频繁改变颜色的薄膜制作较为不便。同时薄膜的透明度，灰度也有一定缺陷。

另一种已知的聚酯薄膜着色方法包括溶剂法和溶剂辅助法。溶剂法是在溶有分散染料的有机溶剂中对聚酯膜进行着色，有机溶剂不仅充当分散染料的溶解介质，同时还对聚酯薄膜有溶胀作用，便于染料分子能够扩散到薄膜内部。溶剂辅助法是利用分散染料在水相中的悬浮液，加入适量的有机溶剂，在水的沸点附近利用悬浮液对薄膜进行着色。这两种方法需要在水相及溶剂的沸点附近进行加工，溶剂损失量大、时间长、薄膜着色均匀性难以保证。特别是时间长，成本大量增加，对大工业化生产不利。

中国发明专利CN1243133公开了另一种着色膜的制备方法，是将分散染料、增稠剂以及水混合得到具有一定粘度的染料混合物；然后辊涂在聚酯膜的一个表面，采用加热方法使染料从涂覆层通过热迁移进入薄膜的内部；最后，通过溶剂或冷热水的交替洗涤除去薄膜表面的多余染料以及水溶性增稠剂，从而得到彩色聚酯薄膜。采用这种制备方法只能得到单面着色的聚酯薄膜，若要进行双面着色，则需要将同样的工艺过程重复进行，较为繁琐和不便。此外，在光学级要求下，均匀的辊涂也是一个技术难题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提出了一种利用微波技术制备光学彩色聚酯薄膜的制备方法，目的在于利用微波着色技术连续地对聚酯薄膜进行着色，从而获得光学彩色薄膜。

微波一般可分为米波、厘米波和毫米波，频率为300～300,000MHz的电磁波、微波在干燥等领域的应用较为普遍，对于波长较长的电磁波/微波在其它工业部门已有广泛的应用，并已作为热源用于人们的日常生活中。在织物着色行业，除了可用于烘干外，还可用于染色中的固色，如涤纶用分散染料的高温固色和印花固色，可以大大降低能源的消耗、提高染料的利用率，缩短时间。

利用微波技术制备光学彩色薄膜具有常见的彩色薄膜制备技术不可比拟的优点，包括：①微波能瞬间穿透被加热的染料和薄膜，只需要加热数秒至几分钟，无需预热。停止加热也是瞬间的，没有余热，因此与常见的电加热方式相比升温速率快；②由于被加热物体本身发热，周围空气和装置等不加热，不会造成热损失，因此热效率高；③由于被加热物各部分同时发热，整个物体内外部都能均匀加热，不会像常见的传导加热产生物体表面和内部较大的温度差；④升温速率和温度控制可以比较容易地用微波发生器的功率量的大小来调整；⑤微波除了有快速升温的效果外，还能使水分子、染料分子产生振动，促进染料的溶解和扩散，保持染料体系的均匀性，避免由于染料的浓度差造成薄膜瑕疵。因此，与常见的着色方式相比，利用微波技术能够大大缩短着色时间，提高上染率、保证染料体系浓度的均匀性和上染的均匀性。

本发明公开的利用微波技术制备光学彩色聚酯薄膜的制备方法，包括如下的步骤：

(1)、将聚酯原膜传输进入在水相稳定的分散染料悬浮液中，同时利用微波加热悬浮液进行着色，加热温度为80～85℃，着色时间在10～120秒之间；

(2)、对着色的聚酯薄膜进行水洗，直至彻底洗去薄膜表面的染料分散剂，水洗液为含有质量比为0.1～5％的表面活性剂；

(3)、对水洗后的着色聚酯薄膜用溶剂进行再次清洗，溶剂为低沸点的有机溶剂，比较好的洗涤溶剂包括乙醇、丙酮或乙酸乙酯，考虑到毒/副作用以及清洗效果，选择乙醇最佳；

(4)、将经溶剂洗后的着色聚酯薄膜进行烘干，烘干温度130～170℃，烘干时间在10～120秒之间。