[发明专利]可熔融加工的聚乙烯醇材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201210032307.0 申请日: 2012-02-14
公开(公告)号: CN102604290A 公开(公告)日: 2012-07-25
发明(设计)人: 张艺;张敏敏;许家瑞;刘四委;池振国 申请(专利权)人: 中山大学
主分类号: C08L29/04 分类号: C08L29/04;C08L23/08;C08K3/16;B29C47/92
代理公司: 广州新诺专利商标事务所有限公司 44100 代理人: 周端仪
地址: 510275 *** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 熔融 加工 聚乙烯醇 材料 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇材料的制备方法,尤其是一种可以通过熔融共混加工的聚乙烯醇材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇(PVA)是由聚醋酸乙烯酯经碱催化醇解而得的水溶性聚合物。聚乙烯醇的物理性质受其化学结构、醇解度、聚合度的影响较大。聚乙烯醇的聚合度一般分为超高聚合度(分子量25-30万)、高聚合度(分子量17-22万)、中聚合度(分子量12-15万)和低聚合度(2.5-3.5万)。醇解度一般有78%、88%、98%三种,部分醇解的醇解度通常为87%-89%,完全醇解的醇解度为98%-100%。聚乙烯醇具有多羟基、强氢键的结构特点;聚乙烯醇的聚合度越高其溶液的粘度越大,醇解度越低其低温溶解性越好。因此,赋予了其优异的阻氧、阻油、耐磨、抗撕裂、透明、抗静电、耐化学腐蚀等性能,被应用在涂料、粘胶剂、纤维等行业。然而,聚乙烯醇的熔点与分解温度非常接近,熔融时容易发生热分解,导致不能很容易地进行熔融加工。聚乙烯醇的非热塑性使其加工方式仅限于溶液法纺丝、流延和铸模加工,且加工工艺复杂,产品生产成本昂贵,阻碍其更广泛的应用。

目前,对于聚乙烯醇材料的熔融加工技术,CN1368515A公开的一种用于热塑加工聚乙烯醇材料的新型增塑方法,该方法主要是选择了一种可聚合的酰胺类单体作为增塑剂,并通过控制水在树脂中的存在形式(结合水),有效地降低了聚乙烯醇材料的加工温度。但该方法选用的增塑剂有一定的毒性,使制备的材料不适合做食品包装材料。

JP 77110782报道了一种熔融吹塑聚乙烯醇成膜方法,其技术特点是使用大量水(含量大于40%)作为增塑剂,以降低聚乙烯醇的熔点,使其在低于聚乙烯醇的分解温度的条件下实现吹塑成膜工艺。但这种制备方法在实际生产中稳定性不好,加之体系中存在大量的水,使挤出的树脂容易出现起泡的现象,导致薄膜无法均匀成型。

中国专利ZL01131081公开了一种自制的醇胺类塑化改性剂,该改性剂能够降低聚乙烯醇的塑化温度,实现了水溶性聚乙烯醇材料的可熔融制备,但该专利自制的醇胺类增塑剂也是有毒性的。

发明内容

为解决上述问题,本发明的目的是提供一种可熔融加工的聚乙烯醇材料,不仅降低聚乙烯醇材料的塑化温度,使其适用于熔融加工,而且加工得到的产品质量好、没有毒性。

本发明的另一个目的是提供上述可熔融加工的聚乙烯醇材料的制备方法。

本发明是这样实现的:一种可熔融加工的聚乙烯醇材料,其特征在于:按重量份数计算,配方包括70~95份聚乙烯醇,0.75~5份氯化钙,5~25份乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)。

所述的聚乙烯醇的聚合度为300~7000。

所述的聚乙烯醇的醇解度为50~99%。

所述的乙烯-丙烯酸共聚物的丙烯酸摩尔百分含量为3~20.5%。

上述的可熔融加工的聚乙烯醇材料的制备方法,其特征在于:先将聚乙烯醇、氯化钙和乙烯-丙烯酸共聚物进行预混合,然后将混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出,将挤出的物料切粒,即获得改性的聚乙烯醇材料。

所述双螺杆挤出机进行挤出时,挤出温度为170℃~200℃,螺杆转速50~200rpm。

本发明采用在聚乙烯醇中添加氯化钙及EAA,通过普通塑料加工设备——双螺杆挤出机熔融共混制得的可熔融加工的聚乙烯醇材料。由于其中氯化钙和EAA可以减弱聚乙烯醇的分子间作用力,改变其熔融温度,有利于改善聚乙烯醇的熔融加工特性,使其很好实现熔融加工。而且EAA的加入可以使聚乙烯醇材料的脆性得到改善。其次,所采用的材料具有无毒、环保、成本低廉、易于获得等优点,适用批量化工业生产,通过本发明的方法所制备得到的聚乙烯醇材料可以满足食品包装等行业的要求。

附图说明

图1是本发明表1所列配方的材料的第一次升温DSC曲线图;

图2是本发明表2所列配方的材料的第一次升温DSC曲线图;

图3是本发明表1所列配方的材料的热重曲线图;

图4是本发明表2所列配方的材料的热重曲线图。

具体实施方式

本发明是一种可熔融加工的聚乙烯醇材料,按重量份数计算,配方包括70~95份聚乙烯醇,0.75~5份氯化钙,5~25份乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)。另外,配方中还可根据实际情况添加其他常规组分,如抗氧剂、紫外吸收剂等加工助剂和填料(如碳酸钙、蒙脱土、二氧化硅等)。

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