[发明专利]一种一步拉伸制备高紫外阻隔光学薄膜的方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种一步拉伸制备高紫外阻隔光学薄膜的方法及其用途，特别是指直接在制备光学薄膜的过程中添加具有紫外阻隔功能的光学母粒，之后一步拉伸而成，而不需要另外的涂布工艺。

背景技术

将具有功能性的无机纳米材料和有机高分子材料均匀复合一直是复合材料领域研究的热点。因为一般的有机高分子材料具有生产简单、易加工成型、透明度高、成本低等优点，但也有耐候性差、功能性弱等缺点；而无机材料具有耐温好、多功能(防静电、抗紫外、防污、防静电)等优点，但缺点是不容易加工成型，特别是非几何规则难以加工的缺点制约其在日常生活中的大规模使用。因此，单一材料制约了有机材料和无机材料在产业升级过程中的应用。

若能将无机材料、特别是无机纳米颗粒均匀地分散于有机高分子材料中，不仅可以制备出多功能的复合材料，同时还兼具有机材料和无机材料的优点，如有机材料容易成型加工，而无机材料也可以提高有机材料的耐磨性，提高有机材料的耐候性等等。目前，这种有机无机复合材料将逐步应用于我们的日常生活中，例如有机无机隔热膜、有机无机防静电膜、有机无机保温膜、有机无机抗污膜等等。

目前，大规模制备透明性好、雾度低的有机无机复合材料方面的专利鲜有涉及，而这一复合材料的发展趋势已得到学术界和工业界的广泛认可。因此，本文公开一种一步拉伸制备高紫外阻隔光学薄膜的制备方法，通过在制备光学薄膜的过程中添加少量的紫外阻隔母粒就可以制备出紫外全阻隔的光学薄膜，通过该复合母粒制备的塑料板材或薄膜具有雾度低、耐候性好等优点，这为传统塑料行业的产业升级开拓一条良好的道路。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种一步拉伸制备高紫外阻隔光学薄膜的方法及其应用，以解决现有技术的上述问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种一步拉伸制备高紫外阻隔光学薄膜的方法，其包括以下步骤：

(1)、将具有紫外阻隔功能的无机纳米粉体制备成分散性好的紫外阻隔纳米色浆；

(2)、将分散性好的紫外阻隔纳米色浆与塑料母粒在280-285℃下，经双螺杆搅拌10-15分钟，之后挤出造粒。

(3)、在紫外阻隔光学薄膜的过程中添加1.0-5.0％的紫外阻隔粒子,并与白母粒搅拌混合30分钟，之后按照薄膜正常的生产工艺就可以制备出高紫外阻隔的光学薄膜。

其中，

步骤(1)中，所述的紫外阻隔纳米色浆的制备方法，其步骤如下：

(b)混合：将具有紫外阻隔功能的无机纳米粉体、有机分散剂和有机溶剂三者按质量比(10-30)：(1-3)：(67-89)混合均匀；

(b)分散：将混合体在高速剪切分散介质中高速剪切分散30-60分钟，搅拌机的速度控制在1000-3000转每分钟以得到浆料；

(c)研磨：将高速剪切分散的浆料放进罐磨机、球磨机或是砂磨机中研磨分散得到色浆；

(d)过筛：将研磨好的色浆用400目的纱网过筛，以去除大的颗粒，得到紫外阻隔纳米色浆。

更进一步地，

步骤(a)中，所述的紫外阻隔的无机纳米粉体的三维尺寸均不超过100纳米。所述的无机纳米粉体一般是具有紫外阻隔功能的无机纳米氧化物中的一种或几种，如纳米氧化锌、纳米氧化钛、纳米氧化铈。

步骤(a)中，所述的有机分散助剂是含有高分子长链的分散剂，如含有羟基有机高分子长链、羧基有机高分子长链、环氧基有机高分子长链或含有氨基类的有机高分子长链中的一种。优选为聚乙二醇类、聚丙烯酸类、聚乙烯吡咯烷酮类和聚氨酯类分散剂中的一种。

步骤(a)中，所述的有机分散助剂的添加量为无机纳米粉体的0.5-15％，优选5-8％。

步骤(a)中，所述的有机溶剂为醇类(如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇)，酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)，苯类(甲苯、二甲苯等)、酮类、醚类等常用的工业有机溶剂。

步骤(b)中，所述的分散介质为一般为市场上常用的惰性溶剂(如步骤a所说的有机溶剂)，在惰性介质中进行有机改性，可以防止无机纳米的变性，提高粉体的化学稳定性。

步骤(2)中，所述的塑料母粒为常用的制备塑料材料的有机高分子塑料母粒，如PE母粒、PET母粒、PVC母粒、PP母粒、PC母粒、PVA母粒、ABS母粒等。

步骤(3)中，紫外阻隔粒子在制备光学薄膜之前，需要经过120℃干燥24小时，并与白母粒经搅拌机混合30分钟以上。