[发明专利]防雾抗紫外聚酯薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防雾抗紫外聚酯薄膜的制备方法，属于聚酯薄膜技术领域。

背景技术

日常生活中，眼镜、车窗玻璃、建筑内外窗玻璃等，在内外两侧出现一定的温度差或湿度差时，往往会结雾而影响使用。太阳中的紫外线会引起材料的老化损坏，日光的长期直射也会导致人体的辐射损伤。因此需要一种具有防雾和抗紫外功能的薄膜，用于眼镜片、建筑玻璃、汽车天窗或侧窗玻璃等，能够防止表面结雾，同时还有防紫外线的作用。

在防雾聚酯薄膜研究方面，雾的本质是水汽凝结物。大自然中的雾，是由于气温达到或非常接近露点温度时，空气中的水汽凝结成液滴而形成的。而薄膜、玻璃等固体表面上形成的雾时，则是由于空气接触低于露点温度的固体表面或湿度的增大导致露点温度升高而使水汽凝结成液滴导致的。当雾气凝结在透明的物体表面时，会对光线的透过造成很大的影响。在驾驶汽车或使用眼镜、潜水镜、电子显微镜等时，由于雾气阻碍了光线的穿透，影响了使用者的视线。通过降低表面雾滴接触角的方法，可以实现薄膜的防雾性能提升。聚酯是薄膜制备领域应用最广泛材料之一，但是常规聚酯分子结构排列规整，结晶度高，分子链排列紧密，缺乏极性官能团，导致了其吸湿性很差，在标准大气环境下聚酯的气态吸附率仅为0.2～0.3％，表面接触角≥90°。对于聚酯薄膜类产品，通常通过在材料表面涂布亲水性高分子材料和表面活性剂以增加材料的表面能和润湿性，并引入亲水性纳米粒子以形成粗糙表面，共同达到超亲水的效果。但是对薄膜的涂覆工艺提出了较高的要求，同时通过涂覆很难实现基材在使用过程中防雾性能的持久性能。专利CN102794965A公开的“一种防雾聚酯薄膜及其制备方法”，该防雾聚酯薄膜为A-B-A结构，A层改性聚酯层，B为纯聚酯层。改性聚酯中引入了一定比例的防雾剂与增效剂，但是共混形式引入的防雾剂与增效剂组分在高含量比例添加量下与基体材料存在着相容性差的问题，同时也存在着防雾剂与增效剂在成型加工过程中存在着热稳定性能的问题。

在抗紫外聚酯薄膜研究及产品开发方面，目前主要形成了在聚酯合成阶段引入受阻胺侧基有机光稳定剂与纳米无机功能粉体，赋予聚酯薄膜抗紫外效果。CN105085887A公开的“一种抗紫外聚酯膜”利用合成含有受阻胺侧基的共聚酯作为抗紫外聚酯薄膜的材料，制备出的抗紫外聚酯薄膜具有良好的力学性能、紫外光稳定性等优点。但是对抗紫外性能要求高的领域，需要在聚酯中通过共聚方式引入高含量的有机组分，对其成膜性会造成较大的影响；CN101735578A公开的“一种阻燃抗紫外聚酯复合材料及其制备方法”及CN1552765C公开的“原位生成纳米二氧化钛制备抗紫外聚酯的方法”均是通过在聚酯制备阶段引入纳米无机粉体实现聚酯的抗紫外效果，充分利用了无机粉体在低含量添加下优异的抗紫外性能特征。但是纳米无机粉体在引入到聚合物中，存在着最大的问题是由于其尺寸小、比表面大极易造成团聚现象，对聚合物的成型加工及光泽造成不利影响。

尽管在聚酯薄膜防雾与抗紫外性能方面国内外均有相关的文献报道，但是如何实现聚酯薄膜防雾抗紫外多功能复合的改性方法鲜有报道，这主要由于缺乏对改性组分的科学设计，无法实现有机与无机改性组分的高效协同。

发明内容

本发明的目的是提供一种防雾抗紫外聚酯薄膜的制备方法，能解决无机粉体在聚酯基体中分散性的问题，并能通过对预聚物的投料比的控制达到对最终制备出的聚酯薄膜防雾性能与抗紫外性能的有效调控。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种防雾抗紫外聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，

第一步：合成亲水抗紫外HOOC-(NHCO)n-COO-ZnO预聚物，

将二元酸、水、己内酰胺按照摩尔比0.01～0.1:0.01～0.05:1充分混合进行预聚合反应，所述预聚合反应的压力控制在0.01～0.5MPa，反应温度控制在230～260℃，预聚合反应2～4h制得相对粘度在1.1～1.4、分子量在1000～4000g/mol的HOOC-(CONH)n-COOH产物；再加入纳米氧化锌粉体及苯磺酸继续搅拌进行反应，所述的纳米氧化锌粉体添加量是己内酰质量的0.2～2％，苯磺酸添加量是己内酰胺质量的200～500ppm，反应温度控制在235～255℃、反应时间控制在1～2h，制得亲水抗紫外HOOC-(NHCO)n-COO-ZnO预聚物；

第二步：制备亲水抗紫外改性聚酯，