一种偏光片用聚乙烯醇系熔体及其膜的制备方法技术

本发明专利技术属于薄膜或片材的制造技术领域，具体公开了一种偏光片用聚乙烯醇系熔体及其膜的制备方法。一种聚乙烯醇系熔体包括聚乙烯醇、水、增塑剂、表面活性剂、淀粉、二氧化钛、尿素和抗氧剂，所述聚乙烯醇系熔体在温度为88℃、剪切速率为105S

【技术实现步骤摘要】
一种偏光片用聚乙烯醇系熔体及其膜的制备方法
本专利技术属于薄膜或片材的制造
，尤其涉及一种偏光片用聚乙烯醇系熔体及其膜的制备方法。
技术介绍
液晶显示器(LCD)以其轻薄、低功耗、无辐射、影像稳定、易大面积显示等优点逐步取代了传统的阴极射线显像管(CRT)，成为信息时代终端显示器的主流产品。聚乙烯醇系膜是制作液晶显示器(LCD)的核心组件——偏光片的重要原料，是PVA下游高端应用领域之一。偏光片是液晶面板的关键组件，主要作用是将自然光转化为偏振光。随着LCD应用领域从最初的计算器、检测仪表、各种偏振显微镜、太阳镜、防眩护目镜、汽车头灯防眩目装置等小型仪器发展到目前的手机、平板、电脑、液晶电视、液晶彩色投影仪、液晶监视器、摄像机、车载导航系统等，应用范围不断扩大，特别是随着液晶显示器大尺寸需求的快速发展，光学性能优异、延展性均匀、染色性能优异的聚乙烯醇系膜越来越受到市场的追捧。但是采用常规制备方法、常规生产线上制备的聚乙烯醇系膜容易存在以下技术问题：1、制备得到的聚乙烯醇系膜上存在较多晶点、色斑，影响薄膜的光学性能。2、利用该聚乙烯醇系膜制备偏光片而拉伸聚乙烯醇系膜时，薄膜容易断裂，拉伸性能不佳；而对薄膜进行染色时，染色不均。3、生产宽幅聚乙烯醇系膜时，聚乙烯醇系膜的两侧和中间的厚度容易发生不一致，可能会使得聚乙烯醇系膜的局部区域表面起伏高度过大，导致聚乙烯醇系膜表面光洁度不够。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种偏光片用聚乙烯醇系熔体及其膜的制备方法，本方案中制备得到的聚乙烯醇系膜光学性能、拉伸性能俱佳，而且染色均匀、色斑少。为了达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种偏光片用聚乙烯醇系熔体，包括聚乙烯醇、水、增塑剂、表面活性剂、淀粉、二氧化钛、尿素和抗氧剂，所述聚乙烯醇系熔体在温度为88℃、剪切速率为105S-1时表观剪切粘度为80-160Pa·S。本基础方案的有益效果在于：申请人在试验中发现，利用在温度为88℃、剪切速率为105S-1时表观剪切粘度为80-160Pa·S的聚乙烯醇系熔体制作聚乙烯醇系膜，得到的聚乙烯醇系膜有以下优点，薄膜晶点少，光学性能优异；拉伸性、延展性好，染色均匀。进一步，所述偏光片用聚乙烯醇系熔体在温度为88℃、剪切速率为105S-1时表观剪切粘度为100-120Pa·S。申请人在试验中发现，当聚乙烯醇系熔体的参数控制在这个范围时，得到的聚乙烯醇系膜综合性能较好。进一步，所述偏光片用聚乙烯醇系熔体的制备是在惰性气体的保护下完成的，主要包括以下步骤：(1)取以下质量份数的原料：聚乙烯醇100份、淀粉0.5-5份、尿素0.01-20份、增塑剂10-28份、表面活性剂0.01-0.2份、抗氧剂0.0001-0.01份、二氧化钛1-5份、聚氧丙稀甘油醚0.05-0.2份；(2)将聚乙烯醇溶于水，制成聚乙烯醇溶液；然后加入尿素搅拌均匀，并在50-80℃下恒温搅拌0.5-10h；再在搅拌状态下加入淀粉、二氧化钛和聚氧丙稀甘油醚，混合均匀，得到第一溶液；(3)将表面活性剂和抗氧剂加入水中配制成第二溶液，然后往第二溶液中加入增塑剂，混合均匀形成第三溶液；(4)将第三溶液加入到第一溶液中，先机械搅拌均匀后再采用超声波搅拌，混合均匀后经过滤得到制膜原液；(5)将制膜原液采用程序升温法加热到68-78℃恒温保持0.5-1h，得到聚乙烯醇系熔体。制备得到的聚乙烯醇系熔体有以下有益效果：1、制备聚乙烯醇系熔体的物料按一定比例、顺序以及方式进行混合，利于聚乙烯醇的溶解和改性，而且有利于增塑剂、表面活性剂、抗氧剂等助剂的快速分散，使物料混合更加均匀。以本专利技术中的聚乙烯醇系熔体生产得到的聚乙烯醇系膜，减少了产品的瑕疵，改善了产品的拉伸稳定性，使得产品能够染色均匀，减少色斑的产生，提高产品的光学性能。而以本专利技术中的聚乙烯醇系熔体生产宽幅的聚乙烯醇系膜时，聚乙烯醇系膜的两侧和中间的厚度基本不发生变化，避免聚乙烯醇系膜的局部区域表面起伏高度过大，导致聚乙烯醇系膜表面光洁度不够。2、二氧化钛与聚乙烯醇溶液在体系中有较好的相容性，申请人通过研究发现，在聚乙烯醇溶液中加入定量的尿素和二氧化钛，能够改善溶液体系的流变性，且用该聚乙烯醇系熔体生产聚乙烯醇系膜，能提高聚乙烯醇系膜的力学性能。3、采用机械搅拌对物料进行处理，能使物料快速进行宏观混合；再使用超声波对物料进行处理，即又能使物料从微观(分子层面)上混匀细腻、充分，最后达到分子级的微观混合。传统机械搅拌和超声波搅拌的搭配使用，极大的提高了物料的混匀程度。4、淀粉的加入，能使聚乙烯醇系熔体中的物质分散更加均匀，提高流动性，用该聚乙烯醇系熔体制备得到聚乙烯醇系膜光学性、拉伸性好。5、聚氧丙稀甘油醚的加入，有利于减少原液的气泡并能使各物料更好的融合，提升原液质量。进一步，步骤(2)中制成的聚乙烯醇溶液浓度为30-35％。申请人在试验中发现，将聚乙烯醇溶液的浓度控制在30-35％％，加料的时候，能够防止聚乙烯醇颗粒间的相互粘连，有利于后续与其他物料的混合，且提升了该聚乙烯醇系熔体的后续加工性。进一步，所用聚乙烯醇的聚合度为1500-3000，醇解度为98-100mol％。聚乙烯醇的聚合度和醇解度在上述范围内时，强度满足要求，用该聚乙烯醇系熔体生产聚乙烯醇系膜，生产的连续性好。本专利技术还提供一种偏光片用聚乙烯醇系膜，聚乙烯醇系膜由上述方案所述的聚乙烯醇系熔体制备得到。用聚乙烯醇系熔体制作聚乙烯醇系膜，得到的聚乙烯醇系膜有以下优点，薄膜晶点少，光学性能优异；拉伸性、延展性好，染色均匀。本专利技术还提供一种偏光片用聚乙烯醇系膜的制备方法，制备的步骤为：通过模头将聚乙烯醇系熔体挤出至流延辊上进行初步干燥，初步干燥后进行二次干燥，最后通过气浮式干燥箱中进行第三次干燥，干燥后得到的薄膜在离开气浮式干燥箱前通过控制湿度对薄膜进行湿度微调。该偏光片用聚乙烯醇系熔体制成聚乙烯醇系膜后进行三次干燥，与仅进行一次干燥相比，聚乙烯醇系膜的表面更加平整，能够保持更好的形态。干燥后通过湿度回调对薄膜的湿度进行微调，能够减缓薄膜在干燥过程中可能受到局部微小区域的温度波动或者其他条件干扰而带来微小区域的干燥不均的情况，保证薄膜干燥的均匀性，更进一步保证薄膜的光学一致性。进一步，进行二次干燥时，干燥的初始温度控制在85-95℃，随后干燥的温度每秒降低0.3-0.9℃，直至降低到62-68℃。薄膜经过初步干燥后水分逐渐减少，已经初步定型，在二次干燥时，使干燥的温度速度逐渐降低，避免温度过高导致薄膜失水过快，使薄膜表面不平整。具体实施方式下面对实施例选用的原料进行了说明，并以实施例1为例详细说明宽幅聚乙烯醇系膜，对比例仅示出与实施例1的区别之处，其他未示出的与实施例1相同。本专利技术的原料聚乙烯醇是经过后处理，即经过再醇解和充分洗涤并脱水获得的，该聚乙烯醇的水含量为35-50％。制备聚乙烯醇用到聚乙烯醇系树脂，作为聚乙烯醇系树脂，通常使用未改性聚乙烯醇系树脂或改性聚乙烯醇系树脂，即，将乙烯基酯经过溶液聚合或乙烯基酯与其他改性单体进行溶液共聚合获得的聚乙烯酯树脂经过醇解、粉碎、压榨获得聚乙烯醇系树脂。作为可与乙烯基酯共聚合的成分，例如可列举为不饱和的羧酸或其衍生物、不饱和磺酸或其衍生物、乙烯基醚类、碳原子数2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏光片用聚乙烯醇系熔体，其特征在于，包括聚乙烯醇、水、增塑剂、表面活性剂、淀粉、二氧化钛、尿素和抗氧剂，所述聚乙烯醇系熔体在温度为88℃、剪切速率为105S‑1时表观剪切粘度为80‑160Pa·S。

【技术特征摘要】
1.一种偏光片用聚乙烯醇系熔体，其特征在于，包括聚乙烯醇、水、增塑剂、表面活性剂、淀粉、二氧化钛、尿素和抗氧剂，所述聚乙烯醇系熔体在温度为88℃、剪切速率为105S-1时表观剪切粘度为80-160Pa·S。2.根据权利要求1所述的一种偏光片用聚乙烯醇系熔体，其特征在于：所述聚乙烯醇系熔体在温度为88℃、剪切速率为105S-1时表观剪切粘度为100-120Pa·S。3.根据权利要求1所述的一种偏光片用聚乙烯醇系熔体，其特征在于：所述偏光片用聚乙烯醇系熔体的制备是在惰性气体的保护下完成的，主要包括以下步骤：(1)取以下质量份数的原料：聚乙烯醇100份、淀粉0.5-5份、尿素0.01-20份、增塑剂10-28份、表面活性剂0.01-0.2份、抗氧剂0.0001-0.01份、二氧化钛1-5份、聚氧丙稀甘油醚0.05-0.2份；(2)将聚乙烯醇溶于水，制成聚乙烯醇溶液；然后加入尿素搅拌均匀，并在50-80℃下恒温搅拌0.5-10h；再在搅拌状态下加入淀粉、二氧化钛和聚氧丙稀甘油醚，混合均匀，得到第一溶液；(3)将表面活性剂和抗氧剂加入水中配制成第二溶液，然后往第二溶液中加入增塑剂，混合均匀形成第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕惠霞，陆春因，胡腊梅，李永江，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化集团重庆川维化工有限公司，重庆川维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11