一種含鈦系催化劑的聚酯薄膜的雙向拉伸生產(chǎn)方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚酯薄膜技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種含鈦系催化劑的聚酯薄膜的雙向拉伸生產(chǎn)方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]自聚酯工業(yè)問世以來，聚酯催化劑的研宄就從未停止過。據(jù)專家介紹，在生產(chǎn)過程中，能夠合成聚酯的催化劑幾乎涉及除鹵素元素和惰性元素之外的所有主副族元素。目前工業(yè)生產(chǎn)和研宄較多的聚酯催化劑主要是銻、鍺和鈦3個(gè)系列的催化劑。
[0003]銻系催化劑是目前使用最為普遍的催化劑，當(dāng)今世界上90%的聚酯是由銻系催化劑生產(chǎn)出來的。由于銻是重金屬元素，在聚酯的生產(chǎn)過程中，銻系催化劑的配制和處理、聚酯的加工過程以及聚酯的使用和回收過程，都有可能對(duì)人和環(huán)境造成不利的影響，近年來，人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)，對(duì)綠色消費(fèi)的要求也越來越高，因而對(duì)銻的限制也將越來越嚴(yán)格。鍺系催化劑由于成本原因，其發(fā)展一直受到制約。目前，日本用鍺系催化劑生產(chǎn)工業(yè)化聚醋廣品。
[0004]鈦系聚酯催化劑對(duì)人體健康及生態(tài)環(huán)境均無影響，并具有較高的催化活性，從安全、成本、環(huán)境等諸多角度都可稱其為最優(yōu)秀的聚合催化劑。使用鈦系催化劑生產(chǎn)的聚酯切片應(yīng)用于對(duì)衛(wèi)生要求苛刻的領(lǐng)域。比如薄膜等。
[0005]聚酯薄膜中以雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)應(yīng)用最廣。
[0006]PET薄膜是一種性能比較全面的包裝薄膜。其透明性好，有光澤；具有良好的氣密性和保香性；防潮性中等，在低溫下透濕率下降。PET薄膜的機(jī)械性能優(yōu)良，其強(qiáng)韌性是所有熱塑性塑料中最好的，抗張強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度比一般薄膜高得多；且挺力好，尺寸穩(wěn)定，適于印刷、紙袋等二次加工。PET薄膜還具有優(yōu)良的耐熱、耐寒性和良好的耐化學(xué)藥品性和耐油性。但其不耐強(qiáng)堿；易帶靜電，尚沒有適當(dāng)?shù)姆漓o電的方法，因此在包裝粉狀物品時(shí)應(yīng)引起注意。
[0007]PET薄膜的熱封極難，目前價(jià)格也較高，所以它很少以單膜的形式使用，大多是與熱封性好的PE或PP薄膜復(fù)合或采用聚偏二氯乙烯涂布。這種以PET薄膜為基材的復(fù)合薄膜是機(jī)械化包裝操作最理想的材料，廣泛用于蒸煮、烘烤和冷凍等食品包裝。
[0008]中國BOPET行業(yè)10年來一直處于高速度發(fā)展的亢奮期，從行業(yè)多年的發(fā)展歷程來看，行業(yè)高潮、低潮之間的周期越來越短，原來3-5年一周期，現(xiàn)在是2-3年。2004年-2005年行業(yè)曾經(jīng)經(jīng)歷一次投資高峰，之后就是嚴(yán)重的行業(yè)產(chǎn)能過剩，加之2008年下半年金融危機(jī)爆發(fā)后的價(jià)格暴跌，致使2009年市場成交年均價(jià)均較前幾年低。但是，2009年以后國內(nèi)BOPET又現(xiàn)投資熱潮，由于經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，需求增量等因素，出現(xiàn)了目前市場價(jià)格一路飆升，同時(shí)，國內(nèi)BOPET新項(xiàng)目也出現(xiàn)井噴之勢，目前在建和擬建生產(chǎn)線的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示已超過110萬噸，這些生產(chǎn)線一旦投入建設(shè)，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)國內(nèi)BOPET產(chǎn)能將翻倍，將出現(xiàn)產(chǎn)能釋放高峰，突破200萬噸/年，其速度將大大超過需求增長的預(yù)期.特別是同類產(chǎn)品生產(chǎn)線的重復(fù)引進(jìn)，必將給國內(nèi)市場帶來嚴(yán)重的競爭壓力。有行業(yè)人士指出，目前BOPET市場及產(chǎn)能擴(kuò)張之勢與2008年BOPP市場有相似之處，國內(nèi)BOPET產(chǎn)能急劇增長的現(xiàn)狀，有可能重蹈BOPP行業(yè)產(chǎn)能過剩的覆轍。對(duì)此，有關(guān)專家人士指出雖然中國的BOPET需求增長高于全球水平，但在目前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，不計(jì)后果地貿(mào)然擴(kuò)張，必將引發(fā)嚴(yán)重危機(jī)。由于發(fā)展過熱及不理性投資，中國新的BOPET投資者將難以在生產(chǎn)中獲得預(yù)期的回報(bào)，對(duì)于現(xiàn)有BOPET生產(chǎn)企業(yè)則需加強(qiáng)企業(yè)的技術(shù)改進(jìn)和產(chǎn)品的升級(jí)更新，加強(qiáng)差異化產(chǎn)品的研發(fā)，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力。
[0009]再者，隨著近年來新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和聚酯薄膜需求的急劇增長，全球聚酯薄膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展也非常兇猛，2009全球聚酯薄膜總產(chǎn)能估算為320萬噸左右，目前，我國聚酯薄膜的產(chǎn)能及消費(fèi)量都呈逐年上升趨勢聚酯薄膜產(chǎn)業(yè)正處于高速成長期，2009年我國聚酯薄膜生產(chǎn)能力近85萬噸，高居世界首位，已成為全球聚酯薄膜第一大生產(chǎn)基地，但是縱觀國際上發(fā)達(dá)國家先進(jìn)企業(yè)的發(fā)展軌跡，他們都是通過技術(shù)進(jìn)步來提升產(chǎn)品檔次、淘汰低水平裝備和低端產(chǎn)品，通BOPET結(jié)構(gòu)合理布局才得以發(fā)展，如今，光電、電子、電器等領(lǐng)域的高端功能性聚酯薄膜的生產(chǎn)都是出自于日、美、韓等一些發(fā)達(dá)國家，其各類高端的功能性聚酯薄膜品種就有上百種之多，我國聚酯薄膜雖然擁有世界第一產(chǎn)能，產(chǎn)品品種和性能卻無法與國際先進(jìn)水平相抗衡，這就給我們敲響了“警鐘”，而從當(dāng)前BOPET市場狀況分析也得出:薄膜產(chǎn)品的升級(jí)更新、加強(qiáng)差異化產(chǎn)品研發(fā)、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)時(shí)不我待，雖然目前出現(xiàn)旺銷局面，但是我們必須從根本上重視生產(chǎn)配置的差異化，多產(chǎn)出高附加值、高科技含量的產(chǎn)品，不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，不斷提高自身綜合競爭力，才能促進(jìn)行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)，也能更好地增加產(chǎn)品在國內(nèi)外市場的綜合競爭力。
[0010]內(nèi)需增長將延續(xù)，BOPET產(chǎn)品良好的性能越來越被廣泛運(yùn)用，尤其在新興低碳經(jīng)濟(jì)和太陽能行業(yè)，有著非常廣闊的市場，未來五年將是國內(nèi)BOPET向著高檔發(fā)展最快的一個(gè)時(shí)期。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含鈦系催化劑的聚酯薄膜的雙向拉伸生產(chǎn)方法。
[0012]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0013]一種含鈦系催化劑的聚酯薄膜的雙向拉伸生產(chǎn)方法，其具體步驟為:
[0014](I)上表層的含鈦系催化劑的大有光聚酯切片、下表層的含鈦系催化劑的大有光聚酯切片以及中間芯層的大有光聚酯切片分別送入三層共擠雙向拉伸設(shè)備(即三層共擠雙向拉伸生產(chǎn)線)；
[0015]所述的中間芯層，上表層，下表層的大有光聚酯切片材料質(zhì)量比為40?60: 20 ?30: 20 ?30。
[0016](2)將上，下表層的含鈦系催化劑的大有光聚酯切片與中間芯層的大有光聚酯切片在265?285°C擠出熔融，熔體經(jīng)過30°C以下冷卻鑄片生成PET片材；
[0017](3)鑄成的PET片材經(jīng)過70?110°C預(yù)熱縱向拉伸和40°C以下溫度冷卻定型，得到定型PET片材；
[0018](4)定型PET片材再通過80?120°C預(yù)熱橫向拉伸和140?210°C定型結(jié)晶處理；
[0019](5)最后經(jīng)過牽引除去廢邊，電暈處理，檢測厚度，再進(jìn)行收卷和卷取，制得厚度20um?90um的含鈦系催化劑的聚醋薄膜。
[0020]所述的中間芯層，由主擠出機(jī)-單螺桿擠出機(jī)擠出；
[0021]所述的上表層和下表層，由輔助擠出機(jī)一一雙螺桿擠出機(jī)擠出。
[0022]所述的主擠出機(jī)及兩臺(tái)輔助擠出機(jī)擠出的材料質(zhì)量比為40?60: 20?30: 20?
30 ο
[0023]一種含鈦系催化劑的大有光聚酯切片，其原料質(zhì)量百分比為:
[0024]鈦系催化劑 I?5%
[0025]PEN切片粒子 6?12%
[0026]大有光聚酯粒子余量
[0027]PEN為聚萘二甲酸乙二醇酯的英文簡寫。
[0028]一種含鈦系催化劑的大有光聚酯切片，將鈦系催化劑，PEN切片粒子以及大有光聚酯粒子混合熔融造粒，得到大有光聚酯切片。
[0029]一種鈦系催化劑的制備方法，其具體步驟為:
[0030](I)椰殼廢渣的清洗
[0031]將椰殼廢渣在3?5wt% (wt為質(zhì)量分?jǐn)?shù))的雙氧水中在90?95°C處理30-45min對(duì)椰殼廢渣進(jìn)行氧化處理，過濾后清洗，
[0032](2)椰殼廢渣的活化
[0033]然后用0.5?2.0moI/L的硫酸或者硝酸溶液再在90?95°C熱處理45?60min對(duì)氧化后椰殼廢渣進(jìn)行酸化活化處理，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5?1.0%的三聚氰胺作為擴(kuò)孔劑進(jìn)行吸附，吸附時(shí)間為30min，然后過濾后清洗；
[0034](3)椰殼廢渣的酸化
[0035]再將酸化后的椰殼廢渣在0.25?0.75mol/L的硫酸氧鈦水溶液中浸泡處理120min，過濾后在空氣中以2°C /min的升溫速率升至240°C，停留60min，然后在無氧或貧氧氛圍下再以10°C /min的升溫速率升至400°C，停留60min，即得負(fù)載鈦椰殼炭；
[0036](4)鈦系催化劑的制備
[0037]然后采用球磨機(jī)進(jìn)行高速研磨，球磨機(jī)填充率為65?SOvt %，轉(zhuǎn)速1500?2500r/min，球磨錯(cuò)株粒徑為3mm，研磨時(shí)間為2h?4h，然后再過濾小于20 μ m的負(fù)載鈦椰殼炭材料，再以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0?5.0%的聚乙烯醇水溶液為分散液，在聚乙烯醇水溶液中加入過濾得到的負(fù)載鈦椰殼