[发明专利]一种适于高频焊接的透明PET包装材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料技术领域，尤其是一种适于高频焊接的透明PET包装材料及制备方法。

背景技术

高频焊是利用10～500kHz高频电流经焊件连接面产生电阻热，并在施加或不施加压力的情况下，达到原子间结合的一种焊接方法。由于高频焊在快速交变的电场中产生的热量取决于待焊试样材料的外形尺寸和偶极矩，因此当试件置于产生高频电场的两电极之间时，偶极经受高强度电场的作用，排列方向倾向于与电场方向一致，随着电场极性的变化而变化，在变化过程中，电损耗产生的热量被试件材料吸收，分子可以将一些振动能转化为热能，引起材料发热。对于介于电极之间的塑料来说，其中心温度高而四侧温度低，这对塑料的高频焊接是很理想的，广泛应用于食品包装、儿童玩具、书籍文具、医用物件、家用物件、汽车工业等领域。高频焊作为一种快速、高效、加热均匀、操作简便的塑料焊接方法，在聚合物材料中中，热塑性塑料聚氯乙烯(PVC)的高频焊接在实际应用中具有重要的实际意义(中国专利200410015796.4；中国专利201110027577.8；中国专利200410084574.8)，这是由于PVC分子链中存在电负性的氯原子，其偶极矩在强大的电场作用急剧变化所致。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是由对苯二甲酸与乙二醇酯发生脱水缩合反应而来，具有良好的力学性能，耐溶剂性能(耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱)；气体和水蒸气渗透率低；透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好；无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装等。因此广泛应用于食品包装、医疗卫生、电子电器、汽车配件、机械设备和薄膜片材等行业。同PVC一样，所述PET同样可以作为高频焊接的聚合物材料，但是其高频焊接性能不如PVC，主要有两个方面的原因，一是PET分子链中中含有氧原子的电负性不如氯原子强，在高频电场下，偶极矩的变化不如PVC分子的强烈；二是PET的电绝缘性在很大的频率变化范围内能基本保持恒定(其介电损耗为103Hz时0.011，10Hz时0.018；中围专利201010159621.6)，因此要提高PET的高频焊接性能，就必须对PET进行改性。

提高塑料的高频焊接性能主要采用以下几种方式：一是在塑料中添加导磁体(中国专利87211334)或感应元件(中国专利02115143)，但是会影响塑料的力学性能，不适合薄壁制品(如包装薄膜)的焊接；二是采用共混改性的的方式添加高频焊接性能的塑料，聚氯乙烯(PVC)，聚酰胺(PA)，聚偏氯乙烯(PVDC)和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)等，已达到复合材料中具有高频焊接性能的目的。后一种方式是常用于聚合物材料的高频焊接改性，但是对于PET来说，由于其加工温度比较高(280℃左右)，加入低熔融温度的如PVC或PVDC等材料，在未到达PET的加工温度时，可能已经分解产生遇害的氯化氢气体，加工困难，更重要的是会影响PET的透明性；因此为了使改性后的PET塑料不仅具有优异的高频焊接性和良好的透明性，必须选用一种合适的聚合物材料对其共混改性。

透明尼龙(transparent nylon)或聚酰胺(polyamide，PA)是一种透明的聚酰胺工程塑料。一般采用在高分子主链上引入铡链取代基或与不同单体进行共缩聚的方法来抑制结晶体的生成，实现透明性。其透光率可达90％以上，优于聚碳酸酯，接近有机玻璃，吸水率为0.41％，比普通尼龙为低；另外还有低雾度、耐磨耗、耐抓伤、耐热水和具有自熄性等优良性能，是一种综合性能良好的透明工程塑料。聚酰胺不仅具有优异的高频焊接性，同时其加工温度(290℃左右)同PET相当，因此可以将二者进行共混改性[徐寒松，潘倩倩，朱新生，PA5935对聚对苯二甲酸乙二醇酯物理力学与加工性能的影响研究，苏州大学学报，2008，28(1)：51-54]。用透明聚酰胺来改性PET塑料的高频焊接性能还尚未有公开报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种适于高频焊接的透明PET包装材料及制备方法，克服了现有产品使用的缺点，其高频焊接性优异、光学性能和阻燃性优良。本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种适于高频焊接的透明PET包装材料，其各种组分的重量份额为：

进一步，所述改性剂为具有高频焊接性能的聚酰胺(polyamide，PA)或聚酯二醇(polyester glycol，PETG)，或聚酰胺与聚酯二醇的混合物，二者的混合比例约为1∶2；既保证材料具有很好的焊接性能，同时保证材料透明性。

进一步，所述阻燃剂为磷酸三氯丙酯或磷酸三(2，3二溴丙)，是为了延迟或防止高分子类塑料燃烧的助剂。