一种高粘结强度的TAC膜及其制备方法与流程

本发明涉及高分子保护膜，具体设计一种高粘结强度的tac膜及其制备方法。

背景技术：

1、三醋酸纤维素酯薄膜(tac膜)由于具有优异的光学、力学特性，被广泛应用于偏光眼镜片，偏光眼镜片由一层偏光片和位于偏光片两侧的多层tac膜组成。近年，国家大力推动旅游业发展，户外旅游备受年轻人追捧，个性化高端时尚偏光眼镜得以迅速发展。偏光眼镜主要生产流程：tac原膜-分切-皂化-贴合-加热压弯-眼镜片成品。从偏光眼镜的主要偏光眼镜的结构是由多层薄膜经过粘接而成，多层膜之粘接后形成表面平整的层叠体，层叠体在通过加热压弯、切割成偏光眼镜片。

2、偏光眼镜片的层叠体结构主要是由多层tac膜，pva偏光膜，胶黏剂等组分构成。tac膜在粘接过程中需要进行皂化反应处理，往往会由于tac膜与皂化液在界面反应效率低等原因，影响tac膜层之间的粘接强度。制备的层叠体结构在加热压弯过程中经常出现膜层之间的分离，导致加热压弯工艺的失败，影响产品的正常使用。然而由于tac膜本身的属于脆性高分子材料，断裂伸长率较低，生产加工过程容易断片。

3、中国专利cn206384634u公开了一种tac膜预处理设备，它包括沿着tac膜前进方向依次设置的放卷架、放卷储膜箱、碱液清洗槽、纯水清洗槽、烘箱、收卷储膜箱和收卷架。通过将tac膜经过放卷→碱洗→水洗→烘干→收卷这一过程进行处理以提高tac的粘接性能。具体方法是先配制一定浓度的氢氧化钠碱液并预热至工艺温度，然后将tac膜以一定的速度浸没在碱液中清洗，这一步主要是将tac表面进行皂化反应；然后再经过纯水槽进行清洗，这一步主要是将残留在tac表面的碱液清洗干净。这种方法在一定范围内可以提高tac膜的粘接性能，但是由于tac膜的皂化反应仅仅在tac膜的表面，并且生产过程中皂化反应的速度影响整个产线的车速，因此高效且高强度的粘接性能在此方法中无法保证。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种高粘结强度的tac膜及其制备方法，特定的成分的使用和对tac膜进行皂化处理，同时具有优异的拉伸强度和伸长率等力学性能和高粘结强度，在后续应用制备层叠体结构的过程中，能有效避免在加热压弯过程中出现膜层之间的分离的问题。

2、本发明第一方面提供一种高粘结强度的tac膜，按重量份计，包括纤维素50-95份、增塑剂1-20份、uv吸收剂0.5-5份、含有至少一个酯基和羟基的化合物0.5-20份。

3、优选的，所述tac膜，按重量份计，包括纤维素70-90份、增塑剂5-10份、uv吸收剂1-5份、含有至少一个酯基和羟基的化合物5-10份。

4、优选的，所述纤维素的酰化度为56％-64％。

5、优选的，所述增塑剂为磷酸三苯酯、四联苯氧基磷酸二苯酯、二联苯氧基磷酸二苯酯，蔗糖苯甲酸酯，柠檬酸三丁酯中的一种或多种混合。

6、进一步优选的，所述增塑剂为磷酸三苯酯、四联苯氧基磷酸二苯酯中的一种或两种混合。

7、优选的，所述uv吸收剂为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑，2,4-二-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑-2-基)苯酚，2-(2'-羟基-3',5'-二特戊基苯基)苯并三唑，本发明中的uv吸收剂可以是塑剂可以是其中的一种或多种混合。

8、进一步优选的，所述uv吸收剂为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和/或2,4-二-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑-2-基)苯酚。

9、优选的，所述含有至少一个酯基和羟基的化合物中，酯基的质量含量为1-15％；羟基的质量含量为1-20％。

10、进一步优选的，所述含有至少一个酯基和羟基的化合物为对羟基苯甲酸异丁酯、对羟基苯甲酸正丁酯、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇中的一种或多种混合。

11、进一步优选的，所述含有至少一个酯基和羟基的化合物为羟基苯甲酸异丁酯、对羟基苯甲酸正丁酯和聚碳酸酯二醇中的一种或多种混合。

12、发明人发现，当使用的含有至少一个酯基和羟基的化合物中，酯基的质量含量为1-15％；羟基的质量含量为1-20％时，制得的tac薄膜同时具有优异的力学性能和粘结力。发明人分析，tac膜为含有大量高分子基团的材料，通过羟基含量的增加，使tac膜的长碳链上具有更多的分子支链，并且提高tac膜在后续的皂化反应中的界面反应效率，从而有效增强tac膜的粘结强度。发明人意外的发现，当使用特定的含有至少一个酯基和羟基的化合物时，还能有效增强抗拉伸等力学性能、避免增塑剂的析出。发明人分析，可能是由于特定的羟基和酯基的引入，不仅能增强粘结强度，并且含有至少一个酯基和羟基的化合物与体系中其他成分形成分子间氢键，进一步增强了tac膜材料的力学性能和分子间的作用力。但是若羟基和酯基含量较多，易导致大分子间的交联，易出现大分子的团聚等问题，影响体系中成分的均匀分散，反而影响tac膜的力学性能。

13、本发明第二方面提供一种高粘结强度的tac膜的制备方法，其具体步骤如下：

14、将原料溶解于溶剂中，搅拌得棉胶溶液，将棉胶溶液输送到流延嘴内，经过挤压流延到支撑体上，即得所述tac膜。

15、进一步优选的，所述高粘结强度的tac膜的制备方法，具体步骤如下：

16、将纤维素、增塑剂、uv吸收剂、含羟基和酯基化合物溶解于二氯甲烷和甲醇的混合溶剂中，通过常温常压机械搅拌，形成透明均一的凝胶状的棉胶溶液，棉胶溶液的固含量控制在10％～25％范围内；将棉胶溶液经过输送泵输送到流延嘴内，经过挤压流延到连续运转的支撑体上，支撑体的运转速度1～25m/min，即得所述tac膜；将tac膜经剥离、干燥、切边、压花、收卷得到成轴tac膜，tac膜的含湿量控制在3％以内。

17、优选的，所述tac膜还进行皂化处理，所述皂化处理的具体步骤如下：

18、s1：将tac膜放置于30-70℃的皂化液中，反应0.5-10min，取出后用水对tac膜进行冲洗；

19、s2：将tac膜置于60-120℃烘箱中干燥，取出样片，即得所述皂化后的tac膜。

20、优选的，所述皂化液，按重量份百分比计，包含碱液0.1-20％、小分子醇0.1-5％、界面处理剂0.1-1％、余量水。

21、进一步优选的，所述皂化液，按重量份百分比计，包含碱液10-20％、小分子醇2-5％、界面处理剂0.5-1％、余量水。

22、优选的，所述碱液包含有机碱和无机碱。

23、进一步优选的，所述有机碱为甲醇钠，乙醇钠，乙醇钾，叔丁醇钠中的一种或多种混合。

24、进一步优选的，所述有机碱为甲醇钠，乙醇钠中的一种或两种混合。

25、优选的，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或多种混合。

26、进一步优选的，所述无机碱为氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或两种混合。

27、进一步优选的，所述有机碱和无机碱的质量比为(0.5-1.5):1。

28、进一步优选的，所述有机碱和无机碱的质量比为(0.8-1.1):1。

29、现有技术中，常使用氢氧化钾或氢氧化钾作为碱液进行tac膜的皂化处理，但是常出现反应不完全、仅在tac膜表面反应，制得的tac膜粘结力较差，造成tac使用中出现膜层之间分离的问题。发明人发现，当使用有机碱和无机碱共同使用时，特别是当有机碱和无机碱的质量比为(0.5-1.5):1时，皂化处理后的tac膜具有优异的粘结性。发明人分析，可能是由于同时使用有机碱和无机碱进行处理，能有效加快反应速度，使皂化反应更加彻底。无机碱能够有效进行皂化反应，而使用的有机碱成分由于同时含有有机基团，能够有效渗透tac膜，使碱液能够快速均匀分散，与膜成分充分接触，使tac膜的皂化反应更彻底，有利于增加反应速率和提高原料利用率，从而有效增强粘结性。并且将有机碱和无机碱在特定比例下共同使用，还能防止无机碱局部过浓，导致tac膜的反应不均匀从而影响其粘结力和力学性能等问题。但是若有机碱含量较高，降低了无机强碱的含量，同样会导致皂化反应不完全、影响粘结性等问题。

30、优选的，所述小分子醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、苯乙醇、苯丙醇、环己醇中的一种或者几种。

31、进一步优选的，所述小分子醇为甲醇和乙醇。

32、发明人发现，当使用甲醇和乙醇同时作用时，反应更加均匀，两者配合使用，能增强体系中成分的溶解与分散，使得碱液与tac膜的分子间接触更完全，使皂化反应更彻底。

33、优选的，所述界面处理剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或者几种。

34、进一步优选的，所述界面处理剂为十二烷基苯磺酸钠。

35、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

36、本发明的tac膜通过特定的成分的使用和对tac膜进行皂化处理，具有优异的拉伸强度和伸长率等力学性能，改善后tac膜的拉伸强度≥95mpa，伸长率≥10％；具有优异的粘结力，制得的tac膜表面羟基峰的峰面积≥50.00，tac膜与tac膜之间的粘接力≥10.00n/25cm。在后续应用制备层叠体结构的过程中，能有效避免在加热压弯过程中出现膜层之间的分离的问题。本发明提供的tac膜和制备方法条件简单，适合工业化生产，具有广泛的应用前景。