[發明專利]一種可熔融加工的聚乙烯醇組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201510570416.1
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN105086306B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 東為富;相晨農;李婷;汪洋;馬丕明;陳明清
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L71/02;C08K5/053;C08K5/13;C08K3/16;C08K5/1545;C08K3/28;C08K5/134;C08K5/06
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙)32228
• 代理人: 馮智文,聶啟新

技術領域

本發明涉及材料加工領域，尤其是涉及一種具有較寬熔融加工窗口的聚乙烯醇組合物及其制備方法。

背景技術

聚乙烯醇(PVA)是一種綜合性能優異的可由非石油路線大規模生產的高分子聚合物，價格低廉，其耐油、耐溶劑及氣體阻隔性能出眾，在食品、藥品包裝方面具有獨特優勢；然而，由于PVA高分子鏈相鄰羥基間易形成大量的分子內和分子間氫鍵，使其熱分解溫度(200-250℃)與熔點(230℃)接近，熔融時即發生熱分解，因而難以熱塑加工，這極大地限制了PVA的應用與發展。

國內外通常采用共聚和增塑等改性方法，減弱高分子內和分子間的作用力，以降低熔點，改善熔融加工性能；共聚改性由于其技術復雜且被日韓，歐美等國壟斷，國內少有商業的品牌；增塑改性較簡單，且操作方便，國內對增塑研究較多。CN1368515A的專利公開了一種用于熱塑加工聚乙烯醇薄膜的新型增速方法，該方法主要選擇一種可聚合的酰胺類單體作為增塑劑，以及控制水在樹脂中更多以結合水的形式存在，從而有效地降低了PVA樹脂的加工溫度，但是該方法選用的增塑劑容易遷移，且具有一定的毒性，使制備的薄膜不適合做食品包裝膜。以上的方法雖然實現了聚乙烯醇的熱塑加工，但其熱分解溫度性能降低。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種可熔融加工的聚乙烯醇組合物及其制備方法。本發明通過加入熱穩定劑和金屬鹽來提高PVA的熱分解溫度，擴大PVA的熔融加工窗口，實現熔融加工，所述聚乙烯醇組合物通過熔融加工的方法可制成薄膜、纖維、管材、容器等，用于食品、藥品、糧食、干貨等包裝領域。

本發明的技術方案如下：

一種可熔融加工的聚乙烯醇組合物，所述組合物所含原料及各原料的重量份數為：

所述組合物所含原料及各原料的重量份數為：

所述聚乙烯醇的聚合度為500-2400，醇解度為85-100％。

所述增塑劑為乙二醇、丙二醇、甘油、縮水甘油、山梨醇、二縮三乙二醇、一縮二乙二醇、聚乙二醇中的一種或多種。

所述熱穩定劑為羥基酪醇、鞣花酸、綠原酸、咖啡酸、6,7-二羥基-4-甲基香豆素、單寧酸中的一種或多種。

所述金屬鹽為氯化鎂、氯化鈣、氯化鋅、硝酸鈣、硫酸鈣、氯化鋁中的一種或多種。

所述組合物的制備方法為：將聚乙烯醇、增塑劑、熱穩定劑、金屬鹽分別按照所述重量份數稱取，加入混合機中，充分混合均勻，制得預混料；然后將預混料在60-120℃的烘箱里塑化1-3小時；最后將塑化好的的預混料放入擠出機中，直接擠出造粒，制得熱塑性聚乙烯醇組合物；其中擠出溫度為150-250℃。

所述組合物的制備方法為：將聚乙烯醇放入蒸餾水中配置成均勻溶液，再按重量比稱取增塑劑、熱穩定劑和金屬鹽，加入聚乙烯醇溶液中，經攪拌混合均勻、干燥；然后將干燥好的的混合料放入擠出機中，直接擠出造粒，制得熱塑性聚乙烯醇組合物；其中擠出溫度為150-250℃。

所述的聚乙烯醇組合物的用途，用于制備纖維制品、膜產品、中空容器、管材或片材。

本發明有益的技術效果在于：

(1)本發明組合物中熱穩定劑具有鄰二酚羥基結構可以淬滅PVA在受熱過程中產生的自由基，極大的提高了PVA的分解溫度；而且，熱穩定劑本身與聚乙烯醇的相容性極好，其自身結構中的羥基、氨基、羧基等官能團可以與破壞聚乙烯醇分子間的氫鍵，抑制聚乙烯醇的結晶；同時，金屬鹽中Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等金屬陽離子可以與PVA的羥基形成配位，提高了羥基的穩定性，抑制了PVA在受熱過程中小分子的脫除而產生的氣泡，降低了制品的表面粗糙度，改善了制品的表面形貌。

(2)本發明組合物中增塑劑、熱穩定劑和金屬鹽共同改性PVA，各原料組分間相互作用使所得PVA材料的熔點降低、熱分解溫度升高，獲得寬熔融加工窗口，實現熔融加工，本發明組合物中熱穩定劑和金屬鹽的添加量小，而且，熱穩定劑屬于生物大分子，對人體無毒，廣泛存在自然界的植物中，所得聚乙烯醇組合物的綜合性能優異。

(3)本發明組合物所使用的增塑劑、熱穩定劑和金屬鹽環保且無毒，可用于食品包裝和醫用材料等領域。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明進行具體描述。

實施例1