[发明专利]一种耐水改性聚乙烯醇涂布液、其制备方法及其形成的涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐水改性聚乙烯醇涂布液、其制备方法及其形成的涂层。

背景技术

近年来，随着食品工业的不断发展，对包装材料的性能要求也逐渐提升，如对氧气、二氧化碳、潮气等的阻隔性。

最早开发的高阻隔软包装材料是聚偏二氯乙烯(PVDC)，主要应用于高端食品、药品、香烟等产品的包装。但是PVDC分子含有大量的氯原子，焚烧时产生大量的二恶英气体污染环境，同时PVDC很难自然降解。

乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)是PVDC的替代品之一，EVOH是PVA的改性品种，但EVOH价格较高，属极性聚合物，无法直接与通用性材料复合，生产过程中必须用粘接性树脂和价格昂贵的多层共挤设备，造价很高，而且此材料阻隔性能受湿度的影响非常大，必须采用五层共挤设备生产，来提高其阻隔性。

聚乙烯醇(PVA)是一种多羟基聚合物，其分子式为(C₂H₄O)_n，吸水性强，能溶于水，由于其分子间氢键的作用，致密度高，气体阻隔性能优异，但其熔点高达220～240℃，而分解温度低，160℃开始醚化，200℃开始分解，使其难以热塑性加工。目前，市售的PVA膜大多采用流延法生产，但流延法生产的一系列缺点限制PVA膜的推广应用。

采用传统的水性改性聚乙烯醇涂布液时，虽然涂布性能能够达到一般的包装要求，但是由于聚乙烯醇分子内含有大量强亲水性的羟基，湿态下能够与水形成氢键，并以氢键的形式跟水缔合，与水缔合后的PVA产品性能发生质的变化，使其在水性体系中无法实现致密交联，并且与基材的粘附力不高。

现有技术中，由于所采用的改性PVA的材料中，功能助剂的添加量过大，使涂布液的稳定性降低，涂层在基膜表面会产生收缩、涂布均匀度不够和涂层容易脱落等现象，而且涂布液的储存期较短。

中国专利申请200410034455.1公开了一种改性聚乙烯醇涂布液及其制作工艺，通过添加纳米氧化硅、偶联剂、增粘剂、增塑剂等助剂，使聚乙烯醇涂布层的水蒸气透过量和氧气透过量有了明显的改善，但涂层的耐水性、流平性、附着力和涂布均匀性较差。

因此，本领域仍需要提供一种质量稳定，同时保持优异气体阻隔性能的高阻隔涂布液。

发明内容：

本发明的目的是提供一种涂层耐水性好、附着力强、流平性好、涂布均匀性好、适应性强并且能保持优异气体阻隔性能的高阻隔涂布液、其制备方法及其形成的涂层。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

所述的耐水改性聚乙烯醇涂布液，包括以下组分：聚乙烯醇5～20份，水45～95份，纳米无机物0.1～3份，改性剂0.8～6份，催化剂0.2～3份，偶联剂0.05～1份，调节剂1～10份，附着力促进剂0.05～5份，流平剂0～0.5份和润湿剂0～2份，所述份数均为质量份数。

所述聚乙烯醇的醇解度为80～99.9％，聚合度为1700～1900。

所述纳米无机物为纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化铝和纳米粘土中的一种或两种以上的任意配比的混合物。

所述改性剂为改性三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂和四硼酸钠中的一种或两种以上的任意配比的混合物；优选为改性三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂或四硼酸钠。

所述改性三聚氰胺甲醛树脂优选为分子量为310～520甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂；所述的脲醛树脂优选为分子量为132～200的脲醛树脂。

所述催化剂为浓度为35～37％的盐酸或浓度为84～86％的磷酸。

所述偶联剂为甲氧基硅烷、醇胺钛酸酯和乙烯基硅烷中的一种或两种以上的任意配比的混合物；优选为甲氧基硅烷、醇胺钛酸酯或乙烯基硅烷；更优选为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、烷醇胺钛酸酯或乙烯基三乙氧基硅烷。

所述调节剂为甲醇、乙醇或两者任意配比混合物。

所述附着力促进剂为烷氧基非离子化合物；优选为Silok628或Silok629。

所述流平剂为聚丙烯酸酯类化合物、有机硅类化合物或两者任意配比的混合物；优选为聚丙烯酸酯类化合物或有机硅类化合物；更优选为RM-2020或Silok 8333。所述流平剂的质量份数优选为0.01～0.5份。

所述润湿剂为聚醚改性有机硅类、非离子类或两者任意配比的混合物；优选为聚醚改性有机硅类或非离子类；更优选为Silok8000或PE-100。所述润湿剂的质量份数优选为0.01～2份。