[發(fā)明專(zhuān)利]一種制備聚乙烯醇母料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310750115.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103724637A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇哲;蘇世明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 永安市三源豐水溶膜有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/22
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/22;C08L29/04;C08K5/06;C08K5/053
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種制備顆粒狀聚乙烯醇母料的方法。

背景技術(shù)

聚乙烯醇（PVA）是一種性能優(yōu)異、用途廣泛的水溶性可降解高分子材料，由于具有良好的水溶性、成膜性、粘結(jié)性、乳化性和阻隔性能，廣泛用于薄膜、纖維、粘結(jié)劑、造紙助劑等領(lǐng)域。但PVA的熔融溫度與分解溫度過(guò)于接近，難以進(jìn)行熱塑加工。PVA的常規(guī)加工方法為溶液濕法成型，如濕法紡絲、溶液流延成膜等，需要經(jīng)歷樹(shù)脂的溶解和干燥過(guò)程，存在工藝復(fù)雜、成本高、產(chǎn)率低、廢水排放量大等缺點(diǎn)。受溶液加工成型方法的局限，PVA通常也只能用于制備薄膜、纖維等低維制品或用作助、輔材料。我國(guó)雖然是PVA制品的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，但生產(chǎn)工藝仍以傳統(tǒng)的溶液加工成型為主，不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，實(shí)現(xiàn)PVA的熱塑加工具有重要意義。

PVA熱塑加工的關(guān)鍵難點(diǎn)在于其熔融溫度與分解溫度過(guò)于接近，這是由于PVA分子結(jié)構(gòu)含有大量羥基，形成較強(qiáng)的氫鍵。因此，為了實(shí)現(xiàn)PVA的熱塑加工，目前已公知的方法是添加水、醇類(lèi)、己內(nèi)酰胺等物質(zhì)，通過(guò)增塑作用降低PVA的熔點(diǎn)。如文獻(xiàn)[高分子科學(xué)與工程，2001，17：111]采用水、丙三醇、乙二醇、己內(nèi)酰胺等作為復(fù)配型增塑劑，改善了PVA的熱塑加工性能；公開(kāi)號(hào)為CN1711307A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利提出以水為主增塑劑、一種或多種多元醇為附加增塑劑的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)PVA薄膜的熱塑加工。然而，正如上述文獻(xiàn)所報(bào)道的，由于PVA熱塑加工的溫度超過(guò)100℃，所加入的水在加工過(guò)程中沸騰而產(chǎn)生氣泡，影響PVA制品的品質(zhì)。同時(shí)，所加入的醇類(lèi)物質(zhì)飽和蒸汽壓低，與PVA的相容性也欠佳，因此在PVA制品的使用過(guò)程中不同程度地存在析出現(xiàn)象。可見(jiàn)，上述公知方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)PVA的熱塑加工，但也帶來(lái)制品品質(zhì)和長(zhǎng)期使用問(wèn)題。因此，亟待開(kāi)發(fā)新的制備PVA母料的方法，以滿(mǎn)足熱塑加工的要求，并保證制品良好的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種制備顆粒狀聚乙烯醇母料的方法。

本發(fā)明方法包括以下步驟：

步驟(1).將聚乙烯醇粉末與含有離子液體的改性助劑按70/30～90/10的重量比例進(jìn)行物理混合，得到混合料；

步驟(2).將混合料注入帶有加熱裝置的擠出設(shè)備中，然后在160～180℃溫度下熔融擠出；

步驟(3).將擠出熔體在空氣中冷卻、切粒，制備得到可用于熱塑加工的顆粒狀聚乙烯醇母料。

步驟(1)中所述的聚乙烯醇粉末的數(shù)均顆粒直徑為0.01～0.1mm，平均聚合度為1000～1700，醇解度為88﹪～99.8﹪（mol/mol）；

步驟(1)中所述的含有離子液體的改性助劑為離子液體或離子液體與三乙二醇的二元混合物，其中離子液體的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

或

或

或

或

或

或

或

式中：Me為甲基CH₃-，Et為乙基CH₃-CH₂-，n-Pr為正丙基CH₃-CH₂-CH₂-，n-Bu為正丁基CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-。

所述的含有離子液體的改性助劑中離子液體的重量百分含量為50～100﹪。

本發(fā)明方法通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選出一類(lèi)含有羥基的極性離子液體，將其與分子結(jié)構(gòu)參數(shù)適當(dāng)?shù)木垡蚁┐挤勰┚鶆蚧旌希谶m當(dāng)?shù)募庸囟确秶鷥?nèi)該離子液體的羥基與聚乙烯醇的羥基發(fā)生有效相互作用，顯著削弱聚乙烯醇原有的氫鍵，從而制備得到熱塑加工性能良好的顆粒狀聚乙烯醇母料。此外，本方法還在混合料中加入富含羥基、高沸點(diǎn)的三乙二醇，與上述離子液體一起產(chǎn)生意想不到的協(xié)同促進(jìn)作用，提高了顆粒狀聚乙烯醇母料的熱塑加工性和外觀等品質(zhì)。本方法未使用常規(guī)技術(shù)中采用的水等低沸點(diǎn)增塑劑，因而在實(shí)現(xiàn)聚乙烯醇母料熱塑加工的同時(shí)有效避免了氣泡等缺陷的產(chǎn)生；同時(shí)本方法采用的含有離子液體的改性助劑與聚乙烯醇相容性較好，解決了水、丙三醇等常規(guī)增塑劑在聚乙烯醇中的析出問(wèn)題。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案及效果作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1.