[发明专利]可熔融加工的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）是一种通过非石油化工路线合成的亲水性聚合物，现随着石油资源的枯竭，优势正日益显现。加之聚乙烯醇具有多羟基、强氢键的结构特点，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，聚乙烯醇的熔点很高，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。虽然聚乙烯醇树脂在国内外已有多年的大规模生产，但都限于溶液法纺丝和铸模加工，且加工工艺复杂，产品生产成本昂贵。因此，聚乙烯醇的非热塑性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，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下实现吹塑成膜。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。

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，以及控制水在树脂中更多以结合水的形式存在，因此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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可熔融加工的聚乙烯醇材料及其制备方法，它不仅能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，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：可熔融加工的聚乙烯醇材料，按重量份数计算，它包括90～100份聚乙烯醇及1～5份氯化钙或氯化锂。

更优选的技术方案是，按重量份数计算，它包括95份聚乙烯醇及5份氯化钙或氯化锂。

所述的聚乙烯醇的聚合度为500～1700、醇解度为88%。

可熔融加工的聚乙烯醇材料的制备方法，先将聚乙烯醇与氯化钙或氯化锂进行预混合，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。该材料可进行熔融加工。

挤出温度为170℃～200℃，双螺杆挤出机的螺杆转速100～300rad/min。

聚乙烯醇是水溶性聚合物，分子具有强极性，本发明采用在聚乙烯醇中添加氯化钙或氯化锂，通过普通塑料加工设备熔融共混制得聚乙烯醇材料。其中氯化钙或氯化锂可以减弱聚乙烯醇的分子间作用力，降低其熔融温度，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；其次，所采用的方法具有简便、成本低廉、易于工业化等优点，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。

根据配方的实验得到如下表所示的数据：

表1

表2

从图1及图2的曲线表明，氯化钙的加入使聚乙烯醇的熔融温度降低，热分解温度提高。从表1及表2可以看出，氯化钙或氯化锂的加入减弱了聚乙烯醇大分子间的作用力，从而使醇解度为88%的聚乙烯醇的熔融温度降低提高聚乙烯醇热稳定性，改善聚乙烯醇熔融加工性能。

附图说明

图1为本发明的聚乙烯醇材料的第一次升温DSC曲线；

图2为本发明的聚乙烯醇材料的热重曲线。

具体实施方式

本发明的实施例1：可熔融加工的聚乙烯醇材料的制备，按重量份数计算，将95份聚乙烯醇（聚乙烯醇的醇解度为88%、聚合度为1500、牌号为1588）及5份氯化钙在混合机中充分混合；将混合物料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为185℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为200rpm，将混合物料挤出后进行切粒，即获得改性的聚乙烯醇材料。

本发明的实施例2：可熔融加工的聚乙烯醇材料的制备，按重量份数计算，将90份聚乙烯醇（聚乙烯醇的醇解度为88%、聚合度为500、牌号为1588）及1份氯化锂在混合机中充分混合；将混合物料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为170℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为100rpm，将混合物料挤出后进行切粒，即获得改性的聚乙烯醇材料。

本发明的实施例3：可熔融加工的聚乙烯醇材料的制备，按重量份数计算，将100份聚乙烯醇（聚乙烯醇的醇解度为88%、聚合度为1700、牌号为1750）及3份氯化钙在混合机中充分混合；将混合物料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为200℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为200rpm，将混合物料挤出后进行切粒，即获得改性的聚乙烯醇材料。