一种光致变色聚酯离型膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种功能性聚酯离型膜，具体涉及一种光致变色聚酯离型膜及其制备方法，属于高分子光致变色材料技术领域。

背景技术

离型膜，又称剥离膜、隔离膜、离形膜、分离膜、阻胶膜、硅油膜、防粘膜、打滑膜、天那纸、硅油纸、离型纸等，是指与特定的材料在有限条件下接触后具有分离性的薄膜。由PET树脂制备的聚酯离型膜具有透明度高、光泽度好、离型力稳定等优点，因而在电子、通信、机械、装饰等领域得到了广泛的应用。

近年来随着科学技术的进步，功能性聚酯离型膜得到了研究与开发。光致变色聚酯离型膜是一种能够随外界光照度的变化而发生色泽可逆变化的功能性聚酯材料，在阳光或紫外线照射下，能够显色和变色，在无阳光下则不变色或恢复原来的颜色。利用光致变色聚酯离型膜制备的军用防伪用品、机械设备、电子设备、装饰用品、建筑和汽车用窗膜和变色玩具等，在光照下能够呈现不同的色彩或花纹，具有安全警示、军事伪装、美化环境和娱乐趣味等特点。目前国内光致变色聚酯离型膜研究工作取得了一些进展，并引起了国内相关企业的广泛关注。

中国专利数据库中公开了一种光致变色离型膜的发明专利技术，该专利的申请号：CN201610301151.X；申请日：2016年5月9日；公开号：CN105969045A，公开日：2016年9月28日；该发明的光致变色离型膜通过将含有光致变色化合物离型涂液PET基膜上，经烘烤固化处理制成；采用的离型涂液由光致变色化合物、乙烯基硅油、环氧树脂、二氧化钛、抗氧化剂、偶联剂、消泡剂和溶剂等组成；该光致变色离型膜具有稳定的离型力，与接触的粘着带或者胶粘带分离时不产生粘连，能够在紫外线照射下变化颜色所用有机光致变色化合物为螺吡喃类化合物、联吡啶类化合物、偶氮类化合物或俘精酸酐类化合物中的任一种，此类化合物只有在强紫外线光照射下，才能发生颜色变化，而在可见光和红外光情况下则不显色和变色，因而不利于产品的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光致变色聚酯离型膜及其制备方法，有效解决背景技术中所提出的问题，以满足市场使用要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光致变色聚酯离型膜，包括聚酯基膜和涂布于聚酯基膜一侧表面上的离型涂层。

所述聚酯基膜由抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂和光致变色聚酯树脂组成，各组分的重量百分比为：抗紫外聚酯树脂80-90％、抗静电聚酯树脂5-10％、光致变色聚酯树脂5-10％。

所述聚酯基膜为单层结构，通过熔融挤压、双向拉伸制备，厚度为50-200微米。

所述离型涂层通过涂覆离型涂液，经烘烤固化处理形成，厚度为 2-8微米。

所述离型涂液由主剂、辅剂和溶剂配制，其中主剂为聚酯多元醇树脂、聚二甲聚硅氧烷、含氟聚合物，重量百分比约占离型涂液的 20％-40％；辅剂为甲基丙烯酸羟乙酯、乙氧基化烷基酸胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硬脂酸钙、纳米碳酸钙、烷基磺酸钠、奈吡喃光致变色剂、光稳定剂、离型力调节剂，重量百分比约占离型涂液的 10％-20％；溶剂为环己酮、正庚烷、乙醇中的至少一种或多种的混合物，重量百分比约占离型涂液的40-70％。

作为优化的，本发明中所述的聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚芳酯树脂或共聚酯树脂中的任意一种或几种的混合物。

作为优化的，本发明中所述的光致变色聚酯树脂为含有光致变色微胶囊的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中所述光致变色微胶囊壳体为聚氨酯，壳体内含有萘并吡喃类光致变色化合物、双苯并噻唑螺吡喃光致变色化合物、螺噁嗪类光致变色化合物、螺吡喃类光致变色化合物和吲哚啉螺噁嗪类光致变色化合物中的任意一种或几种的混合物。

作为优化的，本发明中所述的含氟聚合物为全氟烷氧基树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-氯三氟乙烯共聚合物中的任意一种或几种的混合物。

作为优化的，本发明中所述的光稳定剂为二苯甲酮、水杨酸、苯并三唑、受阻胺中的任意一种或几种的混合物。

作为优化的，本发明中所述的离型力调节剂为4-乙氧基-1,1,1- 三氟-3-丁烯-2-酮、4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮、1,1,1-三氟-3- 庚烯-2-酮中的任意一种或几种的混合物。

本发明中所述的一种光致变色聚酯离型膜，其制备方法包括以下步骤：

步骤1)光致变色离型涂液的制备：将聚二甲聚硅氧烷、含氟聚合物和溶剂加入容器中，通过气动搅拌器均匀搅拌5-8分钟形成混合溶液，搅拌速度为500-800r/min；然后在容器中加入甲基丙烯酸羟乙酯均匀搅拌5-10分钟，搅拌速度上升至800-1200r/min，一定时间后分别加入乙氧基化烷基酸胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硬脂酸钙、纳米碳酸钙、烷基磺酸钠、奈吡喃光致变色剂、光稳定剂、离型力调节剂均匀搅拌；接着将聚酯多元醇树脂加入容器中搅拌5-10分钟得到混合物，最后通过滤网对所述混合物进行过滤得到离型涂液产物。

步骤2)光致变色聚酯基膜混合料的制备：将抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂和光致变色聚酯树脂按各组分的重量百分比配制，并送入干燥釜中烘干，干燥时间通常为2-4小时，即得基膜混合料。

步骤3)光致变色聚酯离型膜的制备：将制备的光致变色聚酯基膜混合料加入螺杆挤出机中，通过熔融挤出、双向拉伸制得单层结构的光致变色聚酯基膜；然后通过在线涂布方法，将上述离型涂液均匀涂覆在光致变色聚酯基一侧表面上，湿涂量为10-20g/平方米；最后通过烘干温度为80-120摄氏度，烘干时间为20-40秒的烘烤固化处理，再经收卷、包装制得光致变色聚酯离型膜成品。

有益效果：

与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：

本发明提供的一种光致变色聚酯离型膜，通过优化配制原料组成，将制备的离型涂液均匀涂布于基膜上，形成的离型涂层与接触的粘着带或者胶粘带分离时不产生粘连，并具有一定的光致变色性能；采用抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂与光致变色聚酯树脂的原料组配，使制备的聚酯基膜具有较好的抗紫外线性、抗静电性和光致变色性，并有效提升聚酯基膜的耐热性和抗老化性；此外，采用本发明的光致变色离型涂液和光致变色聚酯基膜制备的离型膜，具有较好的剥离力低、离型力稳定和光致变色性能，能够在紫外线和可见光照射下显色和变色。本发明提供的离型膜适用于军用防伪用品、建筑和汽车用窗膜，在强阳光照射下可随着光度强弱的变化而发生色泽可逆变化，具有很好的伪装和警示作用。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，下面结合实施方式作更进一步的说明。

实施例1

一种光致变色聚酯离型膜，包括聚酯基膜和涂布于聚酯基膜一侧表面上的离型涂层；所述聚酯基膜由抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂和光致变色聚酯树脂组成，各组分的重量百分比为：抗紫外聚酯树脂80％、抗静电聚酯树脂10％、光致变色聚酯树脂10％。

所述聚酯基膜为单层结构，通过熔融挤压、双向拉伸制备，厚度为50微米。

所述离型涂层通过涂覆离型涂液，经烘烤固化处理形成，厚度为 2微米。

所述离型涂液由主剂、辅剂和溶剂配制，其中主剂为聚酯多元醇树脂、聚二甲聚硅氧烷、含氟聚合物，重量百分比约占离型涂液的 20％；辅剂为甲基丙烯酸羟乙酯、乙氧基化烷基酸胺、2,6-二叔丁基 -4-甲基苯酚、硬脂酸钙、纳米碳酸钙、烷基磺酸钠、奈吡喃光致变色剂、光稳定剂、离型力调节剂，重量百分比约占离型涂液的10％，溶剂重量百分比约占离型涂液的70％。

所述低剥离力聚酯离型膜制备方法如下：

步骤1)光致变色离型涂液的制备：将聚二甲聚硅氧烷、含氟聚合物和溶剂加入容器中，通过气动搅拌器均匀搅拌5分钟形成混合溶液，搅拌速度为500r/min；然后在容器中加入甲基丙烯酸羟乙酯均匀搅拌5分钟，搅拌速度上升至1200r/min，一定时间后分别加入乙氧基化烷基酸胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硬脂酸钙、纳米碳酸钙、烷基磺酸钠、奈吡喃光致变色剂、光稳定剂、离型力调节剂均匀搅拌；接着将聚酯多元醇树脂加入容器中搅拌5分钟得到混合物，最后通过滤网对所述混合物进行过滤得到离型涂液产物。

步骤2)光致变色聚酯基膜混合料的制备：将抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂和光致变色聚酯树脂按各组分的重量百分比配制，并送入干燥釜中烘干，干燥时间通常为2小时，即得基膜混合料。

步骤3)光致变色聚酯离型膜的制备：将制备的光致变色聚酯基膜混合料加入螺杆挤出机中，通过熔融挤出、双向拉伸制得单层结构的光致变色聚酯基膜；然后通过在线涂布方法，将上述离型涂液均匀涂覆在基膜一侧表面上，湿涂量为10g/平方米；最后通过烘干温度为 80摄氏度，烘干时间为40秒的烘烤固化处理，再经收卷、包装制得光致变色聚酯离型膜成品。

实施例2

一种光致变色聚酯离型膜，包括聚酯基膜和涂布于聚酯基膜一侧表面上的离型涂层；所述聚酯基膜由抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂和光致变色聚酯树脂组成，各组分的重量百分比为：抗紫外聚酯树脂85％、抗静电聚酯树脂8％、光致变色聚酯树脂7％。

所述聚酯基膜为单层结构，通过熔融挤压、双向拉伸制备，厚度为100微米。

所述离型涂层通过涂覆离型涂液，经烘烤固化处理形成，厚度为 5微米。

所述离型涂液由主剂、辅剂和溶剂配制，其中主剂为聚酯多元醇树脂、聚二甲聚硅氧烷、含氟聚合物，重量百分比约占离型涂液的 30％；辅剂为甲基丙烯酸羟乙酯、乙氧基化烷基酸胺、2,6-二叔丁基 -4-甲基苯酚、硬脂酸钙、纳米碳酸钙、烷基磺酸钠、奈吡喃光致变色剂、光稳定剂、离型力调节剂，重量百分比约占离型涂液的15％，溶剂重量百分比约占离型涂液的55％。

所述低剥离力聚酯离型膜制备方法如下：

步骤1)光致变色离型涂液的制备：将聚二甲聚硅氧烷、含氟聚合物和溶剂加入容器中，通过气动搅拌器均匀搅拌5-8分钟形成混合溶液，搅拌速度为600r/min；然后在容器中加入甲基丙烯酸羟乙酯均匀搅拌7分钟，搅拌速度上升至900r/min，一定时间后分别加入乙氧基化烷基酸胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硬脂酸钙、纳米碳酸钙、烷基磺酸钠、奈吡喃光致变色剂、光稳定剂、离型力调节剂均匀搅拌；接着将聚酯多元醇树脂加入容器中搅拌8分钟得到混合物，最后通过滤网对所述混合物进行过滤得到离型涂液产物。

步骤2)光致变色聚酯基膜混合料的制备：将抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂和光致变色聚酯树脂按各组分的重量百分比配制，并送入干燥釜中烘干，干燥时间通常为3小时，即得基膜混合料。

步骤3)光致变色聚酯离型膜的制备：将制备的光致变色聚酯基膜混合料加入螺杆挤出机中，通过熔融挤出、双向拉伸制得单层结构的光致变色聚酯基膜；然后通过在线涂布方法，将上述离型涂液均匀涂覆在基膜一侧表面上，湿涂量为15收卷、包装制得光致变色聚酯离型膜成品。

实施例3

一种光致变色聚酯离型膜，包括聚酯基膜和涂布于聚酯基膜一侧表面上的离型涂层；所述聚酯基膜由抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂和光致变色聚酯树脂组成，各组分的重量百分比为：抗紫外聚酯树脂90％、抗静电聚酯树脂5％、光致变色聚酯树脂5％。

所述聚酯基膜为单层结构，通过熔融挤压、双向拉伸制备，厚度为150微米。

所述离型涂层通过涂覆离型涂液，经烘烤固化处理形成，厚度为8微米。

所述离型涂液由主剂、辅剂和溶剂配制，其中主剂为聚酯多元醇树脂、聚二甲聚硅氧烷、含氟聚合物，重量百分比约占离型涂液的 40％；辅剂为甲基丙烯酸羟乙酯、乙氧基化烷基酸胺、2,6-二叔丁基 -4-甲基苯酚、硬脂酸钙、纳米碳酸钙、烷基磺酸钠、奈吡喃光致变色剂、光稳定剂、离型力调节剂，重量百分比约占离型涂液的20％，溶剂重量百分比约占离型涂液的40％。

所述低剥离力聚酯离型膜制备方法如下：

步骤1)光致变色离型涂液的制备：将聚二甲聚硅氧烷、含氟聚合物和溶剂加入容器中，通过气动搅拌器均匀搅拌8分钟形成混合溶液，搅拌速度为500r/min；然后在容器中加入甲基丙烯酸羟乙酯均匀搅拌10分钟，搅拌速度上升至800r/min，一定时间后分别加入乙氧基化烷基酸胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硬脂酸钙、纳米碳酸钙、烷基磺酸钠、奈吡喃光致变色剂、光稳定剂、离型力调节剂均匀搅拌；接着将聚酯多元醇树脂加入容器中搅拌10分钟得到混合物，最后通过滤网对所述混合物进行过滤得到离型涂液产物。

步骤2)光致变色聚酯基膜混合料的制备：将抗紫外聚酯树脂、抗静电聚酯树脂和光致变色聚酯树脂按各组分的重量百分比配制，并送入干燥釜中烘干，干燥时间通常为4小时，即得基膜混合料；

步骤3)光致变色聚酯离型膜的制备：将制备的光致变色聚酯基膜混合料加入螺杆挤出机中，通过熔融挤出、双向拉伸制得单层结构的光致变色聚酯基膜；然后通过在线涂布方法，将上述离型涂液均匀涂覆在基膜一侧表面上，湿涂量为20g/平方米；最后通过烘干温度为 120摄氏度，烘干时间为20秒的烘烤固化处理，再经收卷、包装制得光致变色聚酯离型膜成品。

采用本发明制备的光致变色聚酯离型膜，与常规聚酯膜产品性能比较见附表1。

附表1：光致变色聚酯离型膜与常规聚酯膜产品性能比较

从上表可以看出，光致变色聚酯离型膜断裂伸长率较好，且拉伸强度、剥离力稳定和热收缩率低，产品性能达到预定的低剥离力和涂硅层残余接着率和光致变色响应值要求，能够满足包装贴标的使用要求。

硬度测试：用磨平的2H～3H铅笔附重500g的力，以45度角向产品表面平推，其表面无明显划伤及划痕为合格。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均应当包括在本发明的专利保护范围内。