一种热升华转印色带用聚酯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种热升华转印色带用聚酯薄膜，包括以下质量份的原料：30‑50份膜级有光聚酯切片，30‑50份膜级聚酯母料；所述膜级聚酯母料是多元酸和多元醇共聚得到，所述膜级母料含有表面氟化改性的二氧化硅纳米粒子。本发明专利技术解决了聚酯薄膜耐热性和光学性难以平衡的问题，通过对加入的纳米二氧化硅粒子进行表面氟化改性，以及对聚酯合成时原料和工艺的优化，得到了一种低雾度，高光泽度，缺陷少，同时力学性能和耐热性均优异的聚酯薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种热升华转印色带用聚酯薄膜及其制备方法
本专利技术属于聚酯领域，具体涉及一种热升华转印色带用聚酯薄膜及其制备方法。
技术介绍
普通喷墨打印只能承载单一颜色油墨，常见是黑白打印色带，效果单一，打印质量效果一般。而热升华转印色带用聚酯薄膜可以承载黄红蓝三原色，经过热升华打印技术通过三色的搭配实现多种色彩和色深的，实现很高的照片打印质量。对于热升华转印色带的品质关键在于作为基膜的聚酯薄膜。要求聚酯薄膜在4.5μm的厚度具有良好的力学强度，光学性能，绝缘性能。为了改善聚酯材料的性能，比如绝缘性能，自粘性能，强度，阻燃性，一般在聚酯材料中加入纳米粒子，比如SiO2，CaCO3，Al2O3等。但是添加剂的加入，特别是SiO2的加入，由于表面存在的大量羟基使其极易团聚，使薄膜的雾度降低，严重影响色带用聚酯薄膜的光学性能。因此需要对纳米二氧化硅进行改性处理。现有技术中对纳米二氧化硅的改性主要有物理改性和化学改性，物理改性一般是表面活性物质或者含有特定官能团的大分子对二氧化硅的物理吸附，包覆的方式，可以降低纳米二氧化硅粒子之间的相互作用力，防止其聚集。但是产物是通过有机物和无机物之间的弱作用力吸附，稳定性较差。纳米二氧化硅的化学改性一般是通过偶联剂，常用的包括硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂的一端与接枝到纳米二氧化硅表面，另一端官能团与聚合物基体作用，从而改善了纳米粒子和聚合物表面的相容性和分散性。专利技术人在前的专利CN201910238200.3中公开了一种低雾度聚酯薄膜，是采用了偶联剂改性的二氧化硅，使加入的二氧化硅粒子在聚酯树脂中具有很好的分散性，最终所得薄膜具有很好的光学性能。但是该专利加入的二氧化硅可能降低紧密聚集能力和结晶倾向，在提高聚酯薄膜光学性能的同时牺牲了一定耐热性能。但是热升华转印色带用聚酯薄膜，要求能够耐受200-250℃的高温。此外，结晶度对于聚酯薄膜的性能应想也是至关重要的。PET是具有对成型芳环结构的线性大分子，具有高度的立体规整度，具有很强的结晶性，而晶化程度对薄膜的透明性影响较大。当结晶程度不一致时，或者晶像呈现某种分散性时，光线会在两相界面上发生折射或者反射，呈现乳白色，雾度和透光度都会下降。加入的助剂，比如无极纳米粒子的加入，虽然这些助剂已经是纳米级别，但是如果纳米粒子的分散性不够，会发生团聚现象，会对聚酯薄膜的光学性能造成影响。而且分散不均的添加剂会在聚酯薄膜的内部形成缺陷，也会对热升华转印色带的打印性能产生不可预期的影响。现有技术中有采用含氟的改性剂对二氧化硅进行改性以提高二氧化硅粒子的疏水性，包括用含氟的硅烷偶联剂(比如十七氟癸基三甲氧基硅烷,全氟辛基三乙氧基硅烷)对二氧化硅进行改性，也有用氨基酸先对二氧化硅进行氨基表面修饰，再与全氟链段改性。但是这些技术在提高二氧化硅疏水的同时，也对耐热因此，研发一种综合性能优异，具有低雾度、高光泽度，高的力学强度，受热受力变形量低的聚酯薄膜，对于提升热升华转印色带的性能具有重要的意义。
技术实现思路
为克服现有技术中热升华转印色带用聚酯薄膜综合性能不好，特别是耐热性和光学性难以平衡的问题，本专利技术通过对加入的纳米二氧化硅粒子进行表面氟化改性，以及对聚酯合成时原料和工艺的优化，得到了一种低雾度，高光泽度，缺陷少，同时力学性能和耐热性均优异的聚酯薄膜。为实现以上目的，本专利技术提供的技术方案如下:一种热升华转印色带用聚酯薄膜，包括以下质量份的原料：30-50份膜级有光聚酯切片，30-50份膜级聚酯母料；所述膜级聚酯母料是多元酸和多元醇共聚得到，所述膜级母料含有表面氟化改性的二氧化硅纳米粒子。所述热升华转印色带用聚酯薄膜的厚度为3-7μm，优选4-6μm，更优选4.5-4.7μm。所述表面改性氟化改性的二氧化硅纳米粒子是纳米二氧化硅粒子和含氟酸或含氟醇在催化剂存在下通过酯化或醚化反应得到。所述纳米二氧化硅粒子的中位粒径为100-500nm，优选为200-300nm。对于催化剂没有特别的限定，本领域常规的酯化或醚化反应用催化剂即可。比如，当纳米二氧化硅和含氟酸发生酯化反应时，催化剂为对甲苯磺酸，氧化锡，乙酸锌中的至少一种；当纳米二氧化硅和含氟醇发生醚化反应时，催化剂为对甲苯磺酸，固体酸中的至少一种。所述含氟酸的化学式为CF3(CF2)n(CH2)mCOOH；所述含氟醇的化学式为CF3(CF2)n(CH2)mOH，其中m为3-10的整数，比如3,4,5,6,7,8,9,10；n为0-2的整数，比如0,1,2。具体地，所述含氟酸选自全氟戊酸，全氟己酸，全氟己酸，全氟庚酸，全氟辛酸中的至少一种；所述含氟醇选自2-全氟丁基乙基醇，2-全氟己基乙基醇，2-全氟辛基乙基醇中的至少一种。表面氟化改性的二氧化硅纳米粒子是通过包括以下步骤的制备方法得到：将二氧化硅纳米粒子，以及含氟醇或含氟酸在催化剂作用下下，在加热回流的条件下反应4-6h，洗涤，干燥即得。所述洗涤用无水乙醇洗涤2-3次，之后真空干燥至恒重即得表面氟化改性的二氧化硅纳米粒子。所述二氧化硅，含氟醇或含氟酸，催化剂的质量比是1:2-5：0.02-0.05；优选1:3-4：0.03-0.04。进一步地，在二氧化硅纳米粒子的表面氟化改性过程中，还加入二氧化硅纳米粒子质量1-3t％的超低分子量聚乙烯醇。专利技术人预料不到地发现，在对二氧化硅纳米粒子的表面氟化改性中，加入少量的超低分子量聚乙烯醇，能够进一步底提高聚酯薄膜的耐热性，在230℃的高温条件下，尺寸变化率在3％以内，从而保证了热升华转印色带在高温工作时因为聚酯薄膜的高温稳定性不好，尺寸变化引起的褶皱，印刷稳定性差，无法适应高速印刷，大大降低生产效率。在本专利技术一个优选的技术方案中，超低分子量聚乙烯醇是在含氟醇或含氟酸和二氧化硅纳米粒子反应2-3后加入。所述超低分子量聚乙烯醇分子量为5000-10000，优选6000-8000，醇解度为85-91％，采用超低分子量聚乙醇，高分子链上侧链有大量的羟基，可以和二氧化硅表面的羟基发生反应，对二氧化硅粒子起到包覆的作用。同时还能将一定量的二氧化硅连接在一起，但是又不至于团聚影响分散性和聚酯薄膜的光学性能。聚乙烯醇的分子量不易过高，否则会使聚酯薄膜的光学性能降低。所述多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、2,6-萘二酸、1,4-丁二酸和1,5-戊二酸，新戊二酸，偏苯三酸、均苯四酸、二苯甲酮四羧酸、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、均苯三甲酸等芳香族羧酸中的至少一种；所述多元醇包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇，苯二甲醇，丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、山梨糖醇的至少一种。优选地，所述多元酸选自对苯二甲酸，所述多元醇选自乙二醇。所述膜级聚酯母料是通过包括以下步骤的制备方法得到：在反应釜中加入多元酸和多元醇和催化剂，在0.2-0.4MPa，230-240℃进行酯化反应，在酯化反应过程中加入多元醇和表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热升华转印色带用聚酯薄膜，包括以下质量份的原料：30-50份膜级有光聚酯切片，30-50份膜级聚酯母料；所述膜级聚酯母料是多元酸和多元醇共聚得到，所述膜级母料含有表面氟化改性的二氧化硅纳米粒子。/n

【技术特征摘要】
1.一种热升华转印色带用聚酯薄膜，包括以下质量份的原料：30-50份膜级有光聚酯切片，30-50份膜级聚酯母料；所述膜级聚酯母料是多元酸和多元醇共聚得到，所述膜级母料含有表面氟化改性的二氧化硅纳米粒子。


2.根据权利要求1所述的聚酯薄膜，其特征在于，所述表面改性氟化改性的二氧化硅纳米粒子是纳米二氧化硅粒子和含氟酸或含氟醇在催化剂存在下通过酯化或醚化反应得到。


3.根据权利要求1所述的聚酯薄膜，其特征在于，所述纳米二氧化硅粒子的中位粒径为100-500nm，优选为200-300nm。


4.根据权利要求2所述的聚酯薄膜，其特征在于，所述含氟酸的化学式为CF3(CF2)n(CH2)mCOOH；所述含氟醇的化学式为CF3(CF2)n(CH2)mOH，其中m为3-10的整数，比如3,4,5,6,7,8,9,10；n为0-2的整数；
优选地，所述含氟酸选自全氟戊酸，全氟己酸，全氟己酸，全氟庚酸，全氟辛酸中的至少一种；所述含氟醇选自2-全氟丁基乙基醇，2-全氟己基乙基醇，2-全氟辛基乙基醇中的至少一种。


5.根据权利要求2所述的聚酯薄膜，其特征在于，所述二氧化硅，含氟醇或含氟酸的质量比是1:2-5；优选1:3-4。


6.根据权利要求1所述的聚酯薄膜，其特征在于，在二氧化硅纳米粒子的表面氟化改性过程中，还加入二氧化硅纳米粒子质量1-3t％的超低分子量聚乙烯醇；优选地，所述超低分子量聚乙烯醇分子量为5000-10000，醇解度为85-91％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：何志彪，谢勇，周成杰，何燕霞，招洛彬，杨日华，何大伦，何海成，李建通，
申请(专利权)人：佛山杜邦鸿基薄膜有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44