一种抗紫外线的护卡膜及制备工艺的制作方法

本发明涉及护卡膜，具体为一种抗紫外线的护卡膜及制备工艺。

背景技术：

1、在人们的日常生活和工作中，经常要接触和使用各种图片、名片、各类代表证、身份证、工作证、等证件及信用卡等卡片，由于长期触摸和使用，这些证件与卡片非常容易被污染、破损，给人们增添一些不必要的麻烦；护卡膜是用各类证件和卡片等贴塑用的一种复合薄膜，具有抗污染、耐油水、防变形、防破损、防涂改等优势，引起越来越多各界人士的重视；然而由于有些卡片使用频繁、会经常在室外暴晒，使得证卡变黄、老化和褪色，导致关键信息的丢失，大大缩短证卡的使用寿命，因此研究出一种抗紫外性能强的护卡膜基材，对于拓宽其应用领域，满足人们日益增长的生活工作需求成为目前研究的热点。

2、护卡膜的基材膜一般是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，具有良好透明性、良好撕裂强度、耐酸、耐碱、耐油、耐各种有机溶剂，但是抗紫外性能较差，例如将彩色相片或图片经护卡膜保护后，悬挂在阳光充足的房间里会逐渐褪色，彩色幻灯片在标准放映光源下，连续照射后也会明显褪色，在一些文物的保存和展示过程中，也会遇到类似问题；产生这些问题的主要原因是紫外线的照射，无处不在的紫外线对重要证件、文件的破坏是不容忽视的；但是目前对抗紫外线护卡膜的研究较少，制备出来的护卡膜的抗紫外线能力弱，且其耐热等特性也较差，限制了护卡膜的进一步应用，降低了护卡膜的使用寿命。

3、本发明通过对护卡膜的薄膜基材进行改性，通过引入含羟基共聚酯，利用其表面的羟基与异氰酸酯改性纳米二氧化钛的异氰酸酯基发生化学键联，然后与聚对苯二甲酸乙二醇酯、抗氧化剂通过共混挤出，将抗紫外性能优异的二氧化钛引入到基材中，改善了与基材的相容性，使得制备的护卡膜基材具有良好的抗紫外性能，进而提高了护卡膜的抗紫外能力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处，提供了一种抗紫外线的护卡膜及制备工艺，解决了现有护卡膜的抗紫外性能差的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种抗紫外线的护卡膜的制备工艺，所述护卡膜的结构从内层到外层依次为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物粘结剂、聚乙烯和改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材，所述制备工艺按照以下步骤进行：

4、(1)将干燥好的聚对苯二甲酸乙二醇酯、二氧化钛接枝共聚酯和抗氧化剂在高速混合机中混合搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机上熔融，机筒各段温度均为280-320℃，在螺杆转速为60-100r/min下挤出，水冷切粒，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材。

5、(2)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材熔融后，在80-90℃下双向拉伸得到聚酯薄膜层，经电晕机电晕处理，接着将聚乙烯在180-220℃下熔融后，经流延机流延出聚乙烯膜涂覆于聚酯薄膜层上，然后将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在175-210℃下熔融后，经流延机流延出乙烯-醋酸乙烯酯膜涂覆于聚乙烯膜层上，经挤出机辊筒冷却拉卷、卷绕收卷，得到抗紫外线的护卡膜。

6、优选的，所述步骤(1)中聚对苯二甲酸乙二醇酯、二氧化钛接枝共聚酯、抗氧化剂的比例关系为100g:0.1-2g:0.3-0.8g。

7、优选的，所述步骤(2)中挤出机转速为30-60r/min，牵引速度为5-10m/s。

8、优选的，所述二氧化钛接枝共聚酯的制备工艺按照以下步骤进行：

9、s1、氮气氛围下，向装有冷凝管的反应瓶中加入3-硼酸-5-甲氧基苯甲酸和甲苯溶剂，搅拌均匀后，加入3-溴-5-甲氧基苯甲酸、四(三苯基膦)钯、碳酸钠和去离子水，搅拌反应，反应结束后，乙酸乙酯和去离子水萃取，有机相柱层析纯化，干燥后得到结构式为的二甲氧基联苯二甲酸。

10、s2、氮气氛围下，向装有冷凝管的反应瓶中加入对苯二甲酸、二甲氧基联苯二甲酸、乙二醇和催化剂钛酸四丁酯，在210-240℃下搅拌至体系均一透明，升温至245-270℃进行缩聚反应2-6h，冷却出料，将产物加入到冰醋酸和氢溴酸水溶液中，升温至105-130℃，冷凝回流反应5-10h，反应结束后，冷却过滤，甲基叔丁基醚提取，有机相柱层析纯化，干燥后得到含羟基共聚酯。

11、s3、向反应烧瓶中加入异氰酸酯改性纳米二氧化钛、含羟基共聚酯和n,n-二甲基甲酰胺，在80-100℃反应4-10h，冷却过滤，得到二氧化钛接枝共聚酯。

12、优选的，所述步骤s1中3-硼酸-5-甲氧基苯甲酸、3-溴-5-甲氧基苯甲酸、四(三苯基膦)钯、碳酸钠的比例关系为1mol:1.05-1.2mol:0.02-0.04mol:2.5-3.5mol。

13、优选的，所述步骤s1中反应温度为100-120℃，反应时间为4-8h。

14、优选的，所述步骤s2中对苯二甲酸、二甲氧基联苯二甲酸、乙二醇、钛酸四丁酯的比例关系为0.9-0.95mol:0.05-0.1mol:1.5-1.8mol:0.001-0.003mol。

15、优选的，所述步骤s2中氢溴酸水溶液的质量分数为40-48％。

16、优选的，所述步骤s3中异氰酸酯改性纳米二氧化钛、含羟基共聚酯的比例关系为1g:2-15g。

17、采取上述技术方案，本发明的有益效果在于：

18、本发明通过3-硼酸-5-甲氧基苯甲酸和3-溴-5-甲氧基苯甲酸在四(三苯基膦)钯和碳酸钠的作用下，发生偶联反应得到二甲氧基联苯二甲酸，接着与对苯二甲酸和乙二醇在钛酸四丁酯的催化下，发生缩聚反应，再经冰醋酸和氢溴酸作用脱去甲氧基，得到含羟基共聚酯；利用含羟基共聚酯的羟基与异氰酸酯改性纳米二氧化钛的异氰酸酯基产生键联，得到二氧化钛接枝共聚酯，接着与聚对苯二甲酸乙二醇酯和抗氧化剂经共混挤出，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材，将基材进行表面电晕处理，在基材上依次涂覆聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物粘结剂，得到抗紫外线的护卡膜。

19、纳米二氧化钛作为紫外屏蔽剂，对紫外光的吸收和散射构成了对紫外光的屏蔽作用，其粒径小、含抗紫外的有效微粒的数目相对多、紫外透过率较低，可有效的对紫外线进行反射吸收；护卡膜基材中的纳米二氧化钛经异氰酸酯改性后，其表面的异氰酸酯基团可与含羟基共聚酯的羟基产生化学键联作用，结合力较强，在二氧化钛表面形成一层分子膜阻碍粒子之间的相互接触，使得高活性的纳米粒子难以团聚，改善了纳米二氧化钛与基材的界面相容性，减轻了纳米粒子的团聚，从而更好地吸收反射中波区和长波区的紫外光，进一步提高了护卡膜的抗紫外性能。

20、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中含有与护卡膜基材结构相似的单元，提高了纳米二氧化钛在聚合物基体中的分散性，使其在基材中均匀分布，减弱了紫外光对聚对苯二甲酸乙二醇酯分子的破坏；同时含有的联苯芳香结构，增加了分子链的刚性，增大分子内位阻和降低链节的活动能力，从而有助于提高聚酯的耐热性能，表现为基材抗紫外性能的提高，进而延长了护卡膜的使用寿命。

技术特征：

1.一种抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述护卡膜的结构从内层到外层依次为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物粘结剂、聚乙烯和改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材，所述制备工艺按照以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中聚对苯二甲酸乙二醇酯、二氧化钛接枝共聚酯、抗氧化剂的比例关系为100g:0.1-2g:0.3-0.8g。

3.根据权利要求1所述的抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中挤出机转速为30-60r/min，牵引速度为5-10m/s。

4.根据权利要求1所述的抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述二氧化钛接枝共聚酯的制备工艺按照以下步骤进行：

5.根据权利要求4所述的抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤s1中3-硼酸-5-甲氧基苯甲酸、3-溴-5-甲氧基苯甲酸、四(三苯基膦)钯、碳酸钠的比例关系为1mol:1.05-1.2mol:0.02-0.04mol:2.5-3.5mol。

6.根据权利要求4所述的抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤s1中反应温度为100-120℃，反应时间为4-8h。

7.根据权利要求4所述的抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤s2中对苯二甲酸、二甲氧基联苯二甲酸、乙二醇、钛酸四丁酯的比例关系为0.9-0.95mol:0.05-0.1mol:1.5-1.8mol:0.001-0.003mol。

8.根据权利要求4所述的抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤s2中氢溴酸水溶液的质量分数为40-48％。

9.根据权利要求4所述的抗紫外线的护卡膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤s3中异氰酸酯改性纳米二氧化钛、含羟基共聚酯的比例关系为1g:2-15g。

技术总结本发明涉及护卡膜技术领域，且公开了一种抗紫外线的护卡膜及制备工艺，纳米二氧化钛作为紫外屏蔽剂，可有效的对紫外线进行反射吸收；TDI改性二氧化硅表面的异氰酸酯基团可与含羟基共聚酯的羟基产生化学键联作用，结合力较强，改善了纳米二氧化钛与基材的界面相容性，紫外透过率较低，更好地吸收中波区和长波区的紫外光；改性聚对苯二甲酸乙二醇酯中含有与护卡膜基材结构相似的单元，提高了纳米二氧化钛在基材中的分散性，减弱了紫外光对聚对苯二甲酸乙二醇酯分子的破坏，同时分子链中含有联苯芳香结构，增加了分子链的刚性，有助于提高聚酯的耐热性能，进而延长了护卡膜的使用寿命。技术研发人员：李晓智,钟磊,周新龙,叶祥军,李晓睿,蒋隆汉受保护的技术使用者：惠州艺都文化用品有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16