[发明专利]热塑化改性的高流动性聚乙烯醇、流延薄膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑化改性的高流动性聚乙烯醇流延薄膜材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇是一种具有优异隔氧性、隔油性、耐磨性、耐化学腐蚀性的水溶性高分子。聚乙烯醇改性得到的热塑性母料在农药等有毒物、汽油等特殊物品运输、食品、医用洗涤、纺织品包装、电子电气等包装方面有广泛应用。然而，聚乙烯醇分子链中含有大量的羟基，属于半结晶性聚合物，其熔点与分解温度接近，难于热塑加工。因此开展聚乙烯醇热塑加工改性的研究工作具有重要的意义。

已知的对聚乙烯醇的加工改性方法主要有共聚法、共混法、后反应法和增塑法等。而增塑改性方法简单、高效，国内外对增塑研究的工作较多，如日本可乐丽公司、日本合成化学公司、美国杜邦公司、四川维尼纶厂、四川大学、北京化工大学、华南理工大学、北京工商大学等单位采用水、无机盐、甘油、多元醇及其低聚物、己内酰胺、醇胺等单一或复合增塑改性剂，以降低聚乙烯醇的熔点，改善其加工流动性。

文献(张纪成等，聚乙烯醇的共混改性，合成树脂及塑料，2013，30(1)：52)通过采用复合塑化剂对高、低不同聚合度的聚乙烯醇混料体系进行改性，当甘油/乙酰胺用量为30phr时改性聚乙烯醇的熔体流动速率达到14.5～20.8g·10min^-1。然而，其所采用的水溶液法加工成型工艺历经溶解和干燥过程，存在工艺复杂、生产成本高、生产能力低、劳动强度大、能耗高、制品种类有限等缺点，很难制备厚壁、形状复杂的制品，不利于聚乙烯醇的广泛应用。

杜邦公司US 4119604、4156047公开了以重量份数计40～55份醇解度85％～90％、粘度3～10CP且含有1～4碳酰基的低分子量聚乙烯醇、20～60份醇解度85％～90％、粘度10～35CP且含有1～4碳酰基的中等分子量聚乙烯醇、0～20份乙烯醇和丙烯酸酯共聚物以及10～30份聚乙二醇增塑剂组成的组合物通过预混后再双螺杆熔体挤出吹膜或水溶液浇铸制备水溶性薄膜的方法。专利CN101878099A涉及了一种制备高流动性聚乙烯醇小球的方法，它是采用多步法以叶轮式混合器将聚乙烯醇树脂、增塑剂、填料和其它添加剂等预混后，再将上述混合物在双螺杆挤出机中熔融挤出，得到熔体流动速率介于10～30g·10min^-1的聚乙烯醇小球，以用于水溶性膜和洗涤衣物用品以及生产手术用线。专利CN104177740A报道了一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料及其制备方法，它是利用添加氢氧化镁和碳酸钙抑制聚乙烯醇的分解，通过聚丙烯和乙二醇降低其分解温度，用增塑剂将聚乙烯醇处理后，与木质素、增塑剂和稳定剂等在高速混合机中共混，再以双螺杆挤出机共混熔融挤出，得到可注塑成型的高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料。

上述专利提及的加工工艺方法均采用了两步法或多步法工序，工艺繁琐，且需要预混设备，增加成本，另外还存在聚乙烯醇母料与增塑剂及其它添加剂共混不均而导致改性聚乙烯醇物料组成不均匀、由其加工制成的制品性能有差异的问题。另外，当前国内外制备聚乙烯醇薄膜材料均采用水溶液涂膜法，而溶液加工成型历经溶解和干燥过程，工艺复杂、设备费用大、占地面积多、生产能力低、工人操作劳动强度大、能耗高，很难制备厚壁、形状复杂的制品，同时，也无法与其他材料进行共挤吹塑制备多层复合薄膜。

同时，也有人(如专利CN102643497A；彭贤宾等，塑料工业，2008，36(4)：33)采用单螺杆挤出机对聚乙烯醇热塑加工改性。它与双螺杆挤出机之间的区别主要在于产品的混炼效果。后者具有由摩擦产生的热量较少，物料所受到的剪切比较均匀，螺杆的输送能力较大，挤出量和产品性能比较稳定，物料在机筒内停留长、混合均匀、塑化效果好的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的聚乙烯醇热塑性差、加工困难、熔体流动性能差，且易热氧化降解以及流延膜制备困难、力学性能不佳的问题，提供一种热塑化改性的高流动性聚乙烯醇，其加工温度降低、窗口增宽，热塑性加工性能显著提高，具有较高的熔体流动性能，所制备的流延薄膜材料力学性能优异。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种解决技术问题之一中的热塑化改性的高流动性聚乙烯醇流延薄膜材料，通过采用螺杆挤出加工技术来实现，工艺简单、操作简便，有利于工业化生产。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种解决技术问题之二的热塑化改性的高流动性聚乙烯醇流延薄膜材料的制备方法。