[发明专利]一种冷溶型聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种冷溶型聚合物及其制备方法和应用。该制备方法包括：步骤S1，将皂化后的聚合物分散在良溶剂中，得到聚合物分散液，聚合物为聚乙烯醇或乙烯‑乙烯醇共聚物，聚合物的皂化度为94～100摩尔％；步骤S2，利用沉淀剂对聚合物分散液进行沉淀，得到第一聚合物湿固体，第一聚合物湿固体包括夹带在聚合物中液体分子，液体分子包括良溶剂和沉淀剂；步骤S3，利用萃取剂萃取第一聚合物湿固体中的液体分子，得到萃取后湿固体，萃取剂选自沉淀剂且挥发速度高于步骤S2所用的沉淀剂的挥发速度，留在萃取后湿固体中的萃取剂的90％以上为低级烷烃；步骤S4，对萃取后湿固体进行干燥，得到冷溶型聚合物。上述制备方法效率高，成本低。

技术领域

本发明涉及冷溶型聚合物技术领域，具体而言，涉及一种冷溶型聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚乙烯醇(以下有时简称为“PVA”)是一种水溶性、成膜性、覆膜性和印刷性优良且具有结晶性的聚合物。乙烯-乙烯醇共聚物(以下有时简称为“EVOH”)是目前气体阻隔能力最强的人工合成材料，与PVA一同被应用于氢气、氧气等气体容器的阻气材料。商业化的EVOH通常为非水溶性的，应用中一般采用熔融加工成型，由于结晶温度和分解温度接近存在加工温度窄的缺点。EVOH主要通过高温将聚合物熔融，通过挤出成型、注射成型、压制成型或压延成型等方式制备成品。

通常，工业上通过醋酸乙烯酯均聚得到聚醋酸乙烯酯，通过乙烯及醋酸乙烯酯共聚来制备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，将聚醋酸乙烯酯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物皂化得到PVA和EVOH。PVA和EVOH的阻氢性能受分子量、皂化度等很多因素的影响，这些影响因素对PVA和EVOH薄膜阻氢性能的影响都是结晶度的差异。对于这两种聚合物，皂化度越高，结晶度的上限也越高，氢气阻隔性越强，熔融加工的难度也增大。高结晶度的聚合物除了熔融加工困难，溶解的难度也会增加。

高皂化度(＞94摩尔％)的PVA与EVOH由于生产过程中干燥温度通常超过40℃，得到的干燥PVA和EVOH产物具有较高的结晶性。结晶性高的PVA和EVOH需要升温长时间溶解才能够完全溶解，在需要冷溶、速溶的应用中受限。部分低皂化度的PVA粉末表现出冷溶、速溶的特性，但这类低皂化度PVA与高皂化度PVA的物化性质有明显差异，并不能替代高皂化度的PVA。采用冷冻干燥的方法可将高皂化度PVA的分散液制备为低结晶性或无结晶性的固体产物，但这种方法成本高，效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种冷溶型聚合物及其制备方法和应用，以解决现有技术中制备冷溶型PVA和EVOH的方法成本高、效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种冷溶型聚合物的制备方法，制备方法包括：步骤S1，将皂化后的聚合物分散在良溶剂中，得到聚合物分散液，聚合物为聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物，聚合物的皂化度为94～100摩尔％；步骤S2，利用沉淀剂对聚合物分散液进行沉淀，得到第一聚合物湿固体，第一聚合物湿固体包括夹带在聚合物中液体分子，液体分子包括良溶剂和沉淀剂；步骤S3，利用萃取剂萃取第一聚合物湿固体中的液体分子，得到萃取后湿固体，萃取剂选自沉淀剂且挥发速度高于步骤S2所用的沉淀剂的挥发速度，留在萃取后湿固体中的萃取剂的90％以上为低级烷烃；步骤S4，对萃取后湿固体进行干燥，得到冷溶型聚合物。

进一步地，上述良溶剂选自第一良溶剂中的任意一种或多种、第一良溶剂中的任意一种与第二良溶剂中的任意一种组成的第一混合溶剂、或第二良溶剂中两种的第二混合溶剂，第一混合溶剂中第二良溶剂的质量含量为25％～75％，第一良溶剂包括多元醇、低级脂肪酸、酚类溶剂、低级脂肪酸以及其它溶剂中的任意一种或多种，第二良溶剂包括水和低级脂肪一元醇，第二混合溶剂中水或低级脂肪一元醇的质量含量为25％～75％，其中，多元醇选自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的任意一种或多种；酚类溶剂选自苯酚、甲酚、间甲酚、邻甲酚、对甲酚中的任意一种或多种；低级脂肪一元醇选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的任意一种或多种；低级脂肪酸选自甲酸、乙酸和丙酸中的任意一种或多种；其它溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的任意一种或多种。