一种感温变色低熔点聚酯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种感温变色低熔点聚酯薄膜及其制备方法，属于聚酯领域。该方法以对苯二甲酸、1,4‑丁二醇或乙二醇为原料，采用直接酯化法，加入脂肪族二元酸、聚酯二元醇以及单羟基封端剂，进行酯化和聚合反应，制备PBT或PET改性共聚酯。将PET或PBT切片进行粉粹，与感温变色材料、热稳定剂、抗氧剂在高速搅拌机内混合均匀，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，切粒，制得感温变色低熔点聚酯母粒。以制备的感温变色低熔点聚酯母粒为中间层，低熔点聚酯为外层，制备出三层具有感温变色的低熔点聚酯薄膜。制备出的感温变色聚酯薄膜模量低，手感好，结晶度低、热粘合性好，变色性能好，可广泛应用于汽车、建筑、热封包装膜等领域。

A thermochromic low melting point polyester film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种感温变色低熔点聚酯薄膜及其制备方法
本专利技术涉及聚酯
，具体涉及一种感温变色低熔点聚酯薄膜及其制备方法。
技术介绍
感温变色薄膜是指当温度发生改变时，其颜色也会发生可逆变化的一种功能性薄膜制品。随着科技的发展，感温变色薄膜的开发及其应用越来越引起人们的关注。中国专利CN201320559072.0公开了一种具有变色功能的PET薄膜，在PET聚酯切片中加入变色粉实现了PET薄膜具有感光感温的效果。由于常规PBT聚酯加工温度在260℃以上,常规PET聚酯加工温度在280℃以上，而感温变色材料的热稳定性能较差，有文献报道，变色材料加热到230℃时，其有效成分就会失去变色功能，因此变色材料的加工温度不宜超230℃。同时，有机变色材料耐酸性较差，聚酯中端羧基含量超过20mol/t，有机感温变色材料的有效成分会与聚酯中的端羧基发生化学反应，变色效果很差。另外,由于PBT和PET聚酯结晶度较高，硬性链段较多，限制了母粒中变色官能团的活动空间。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的问题，提供一种可工业化应用的、在温度改变时变换颜色的感温变色低熔点聚酯薄膜的制备方法，该感温变色薄膜变色效果和稳定性好，可广泛应用于汽车、建筑、热封包装膜等领域。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种感温变色低熔点聚酯薄膜，该薄膜通过如下方法制备得到：第一步：以对苯二甲酸、1,4-丁二醇或乙二醇为原料，采用直接酯化法，加入脂肪族二元酸、聚酯二元醇以及单羟基封端剂，在催化剂的作用下进行酯化和聚合反应，制备出熔点范围在140℃～190℃的低端羧基的PBT或PET改性共聚酯切片；第二步：将低端羧基的PBT或PET改性共聚酯切片进行充分粉粹，与感温变色材料、热稳定剂、抗氧剂在高速搅拌机内混合均匀，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，拉条、水下切粒，制得感温变色低熔点聚酯母粒；第三步：以感温变色低熔点聚酯母粒为中间层，低熔点聚酯为外层，分别经过两个单螺杆进行熔融挤出、冷却、拉伸、收卷，制备出三层具有感温变色的低熔点聚酯薄膜。一种感温变色低熔点聚酯薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：第一步：以对苯二甲酸、1,4-丁二醇或乙二醇为原料，采用直接酯化法，加入脂肪族二元酸、聚酯二元醇以及单羟基封端剂，在催化剂的作用下进行酯化和聚合反应，制备出熔点范围在140℃～190℃的低端羧基的PBT或PET改性共聚酯切片；第二步：将低端羧基的PBT或PET改性共聚酯切片进行充分粉粹，与感温变色材料、热稳定剂、抗氧剂在高速搅拌机内混合均匀，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，拉条、水下切粒，制得感温变色低熔点聚酯母粒；第三步：以感温变色低熔点聚酯母粒为中间层，低熔点聚酯为外层，分别经过两个单螺杆进行熔融挤出、冷却、拉伸、收卷，制备出三层具有感温变色的低熔点聚酯薄膜。本专利技术技术方案中：所述的脂肪族二元酸为己二酸、丁二酸、戊二酸和丙二酸中的至少一种；所述的聚酯二元醇为己二酸系聚酯二醇、聚碳酸酯二元醇和聚ε-己内酯二醇中的至少一种。本专利技术技术方案中：PBT共聚酯催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、乙二醇钛中的一种或几种，优选采用钛酸四丁酯；PET共聚酯催化剂选自乙二醇锑，醋酸锑、三氧化二锑中的一种或几种。本专利技术技术方案中：所述的单羟基封端剂为环己醇、异戊醇、正庚醇和2,6-二甲基-2-庚醇中的至少一种。本专利技术技术方案中：所述的热稳定剂为磷系热稳定剂包括磷酸三甲酯、磷酸三苯酯和三乙基磷酸酯的一种或几种，用量为感温变色低熔点聚酯母粒总质量的0.05％-0.2％；光稳定剂为光稳定剂770、光稳定剂944和光稳定剂622中的至少一种，用量为感温变色低熔点聚酯母粒总质量的0.1％-0.3％；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1076种的至少一种，用量为感温变色低熔点聚酯母粒总质量的0.1％-1％。本专利技术技术方案中：所述的感温变色材料为市售，感温变色材料占感温变色低熔点聚酯母粒总重量的2％-10％。本专利技术技术方案中：对苯二甲酸的用量为二元酸(对苯二甲酸和脂肪族二元酸)摩尔总量的为70％～95％，在一种优选方案中，对苯二甲酸的的用量为二元酸摩尔总量的80％～90％。本专利技术技术方案中：单羟基封端剂为二元酸摩尔总量的为0.1％～1％，在一种优选方案中，单羟基封端剂的用量为二元酸摩尔总量的0.2％～0.8％。本专利技术技术方案中：聚酯二元醇的用量为二元酸摩尔总量的为1％～10％，在一种优选方案中，聚酯二元醇的用量为二元酸摩尔总量的2％～5％。本专利技术技术方案中：聚酯二元醇的分子量为500-2000，在一种优选方案中，聚酯二元醇的分子量为500-1000。本专利技术技术方案中：二元酸(对苯二甲酸和脂肪族二元酸的摩尔总和)和二元醇(1,4-丁二醇或乙二醇与聚酯二元醇的摩尔总和)的摩尔比范围为1：1.5～1：2.5。本专利技术的有益效果：本专利技术采用低熔点聚酯(熔点在140℃-190℃)作为变色材料的载体，其加工温度低，可在不添加降温助剂的条件下进行低温拉膜，且母粒端羧基含量低于5mol/t，可有效防止了有机变色材料有效成分的功能损失。制备的感温变色薄膜柔软度好，采用三层共挤，中间层具有变色效果，外层具有保护作用，可以延长变色材料的使用时间；所制备的感温变色薄膜三层均采用同类的低熔点聚酯产品制得，其内、外层材料的相容性好，不会存在明显的分界线，光的折射小，色彩鲜艳，变色效果好。同时该感温变色薄膜热粘合性能好，可作为变色热封膜使用，不仅扩宽了应用，其颜色的变化也增添了趣味性和时尚性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此：实施例1在20L聚合反应釜中，依次加入对苯二甲酸3500克，己二酸162克，1,4-丁二醇3915克，分子量为500的己二酸系聚酯二醇(华大化学集团有限公司牌号CMA-1044)435克，钛酸四丁酯3.4克。反应釜中充入氮气至0.1MPa，再从精馏柱排出，如此反复置换3次，设定温度加热，在180℃～230℃，常压条件下进行酯化反应，酯化3-4小时，待出水量达到2000～2500mL时，加入11.1克环己醇，反应20分钟后，关闭精馏柱，开启真空系统，逐步打开真空阀门，在45分钟内由低真空过渡到高真空，反应釜内绝对压力降至100Pa以下，同时将反应釜内温升至250℃～260℃，在此条件下进行聚合反应，聚合时间为100分钟～180分钟，当聚合釜达到预定电流功率时，停止反应，出料，制备出的聚酯熔点为190℃，特性粘度[η]为0.954dl/g，端羧基含量为2.2mol/t的PBT共聚酯。称取熔点为190℃的聚酯切片968.5g充分粉粹后，与感温变色粉(东莞市变色化工科技有限公司)(感温变色粉为28℃从蓝色变为无色)30g，热稳定剂磷酸三甲酯0.5克、1克抗氧剂1010，一起放入高速搅拌机中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机挤出，水下切粒，螺杆挤出机温度分别为：一区180℃，二区1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感温变色低熔点聚酯薄膜，其特征在于：该薄膜通过如下方法制备得到：/n第一步：以对苯二甲酸、1,4-丁二醇或乙二醇为原料，采用直接酯化法，加入脂肪族二元酸、聚酯二元醇以及单羟基封端剂，在催化剂的作用下进行酯化和聚合反应，制备出熔点范围在140℃～190℃的低端羧基的PBT或PET改性共聚酯切片；/n第二步：将低端羧基的PBT或PET改性共聚酯切片进行充分粉粹，与感温变色材料、热稳定剂、抗氧剂在高速搅拌机内混合均匀，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，拉条、水下切粒，制得感温变色低熔点聚酯母粒；/n第三步：以感温变色低熔点聚酯母粒为中间层，低熔点聚酯为外层，分别经过两个单螺杆进行熔融挤出、冷却、拉伸、收卷，制备出三层具有感温变色的低熔点聚酯薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种感温变色低熔点聚酯薄膜，其特征在于：该薄膜通过如下方法制备得到：
第一步：以对苯二甲酸、1,4-丁二醇或乙二醇为原料，采用直接酯化法，加入脂肪族二元酸、聚酯二元醇以及单羟基封端剂，在催化剂的作用下进行酯化和聚合反应，制备出熔点范围在140℃～190℃的低端羧基的PBT或PET改性共聚酯切片；
第二步：将低端羧基的PBT或PET改性共聚酯切片进行充分粉粹，与感温变色材料、热稳定剂、抗氧剂在高速搅拌机内混合均匀，然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混，拉条、水下切粒，制得感温变色低熔点聚酯母粒；
第三步：以感温变色低熔点聚酯母粒为中间层，低熔点聚酯为外层，分别经过两个单螺杆进行熔融挤出、冷却、拉伸、收卷，制备出三层具有感温变色的低熔点聚酯薄膜。


2.根据权利要求1所述的感温变色低熔点聚酯薄膜，其特征在于：所述的脂肪族二元酸为己二酸、丁二酸、戊二酸和丙二酸中的至少一种；所述的聚酯二元醇为己二酸系聚酯二醇、聚碳酸酯二元醇和聚ε-己内酯二醇中的至少一种；所述的单羟基封端剂为环己醇、异戊醇、正庚醇和2,6-二甲基-2-庚醇中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的感温变色低熔点聚酯薄膜，其特征在于：PBT共聚酯催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、乙二醇钛中的一种或几种，优选采用钛酸四丁酯；PET共聚酯催化剂选自乙二醇锑，醋酸锑、三氧化二锑中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的感温变色低熔点聚酯薄膜，其特征在于：所述的热稳定剂为磷系热稳定剂包括磷酸三甲酯、磷酸三苯酯和三乙基磷酸酯的一种或几种，用量为感温变色低熔点聚酯母粒总质量的0.05％-0.2％；光稳定剂为光稳定剂770、光稳定剂944和光稳定剂622中的至少一种，用量为感温变色低熔点聚酯母粒总质量的0.1％-0.3％；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1076种的至少一种，用量为感温变色低熔点聚酯母粒总质量的0.1％-1％。


5.根据权利要求1所述的感温变色低熔点聚酯薄膜，其特征在于：所述的感温变色材料占感温变色低熔点聚酯母粒总重量的2％-10％。


6.一种感...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，李晶，李庆男，李仁海，黄娟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化仪征化纤有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11