[发明专利]聚乙烯醇水溶性流延膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇水溶性流延膜及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇为聚醋酸乙烯酯醇解得到的半结晶性聚合物，是一种具有优异隔氧性、隔油性、耐磨性、耐化学腐蚀性的可生物降解水溶性高分子。聚乙烯醇流延膜在农药等有毒物、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高极性的羟基，分子间和分子内氢键导致聚合物分子缠绕，其熔点与分解温度接近，难于热塑加工。这一问题可通过共聚法、共混法、后反应法和增塑法等方法改善。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。

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熔体挤出吹膜或水溶液浇铸制备水溶性薄膜的方法。然而其热塑化过程为两步，即原料预混后再双螺杆挤出造粒，工艺繁琐，产品稳定性较差，且需要预混设备，增加成本。

专利CN101878099A涉及了一种制备高流动性聚乙烯醇小球的方法，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，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。宝洁公司专利US7547737公开了以重量百分数计60～95％重均分子量在3000到30000之间的聚乙烯醇、5～40％重均分子量在30000到200000之间的聚乙烯醇和0～30％溶剂通过溶液浇铸或预混熔体挤出制备快速冷水溶解薄膜的方法。所用聚乙烯醇醇解度低于90％。上述专利提及的加工工艺方法同样采用了两步法或多步法工序，工艺繁琐，且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。

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混合、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、等缺点，不利于工业化放大。

专利申请WO 03/020823公开了醇解度70％～100％、溶液粘度2～70mPa·s的聚乙烯醇和多元醇、聚乙二醇等增塑剂在双螺杆挤出机一步挤出得到热塑性聚乙烯醇，并采用热塑加工的方法制备模塑件和吹塑膜，未见报道水溶性流延膜。

综上所述，现有技术并未提供一种一步法热塑化聚乙烯醇并制备水溶性流延膜的方法。

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加工性差、流延膜成型工艺成本高的问题，提供一种聚乙烯醇水溶性流延膜。该种水溶性流延膜热塑加工性好，成本低，均匀稳定。

本发明所要解决的技术问题之二是提供与解决技术问题之一相适应的聚乙烯醇水溶性流延膜制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种聚乙烯醇水溶性流延膜，以重量份数计包括以下组分：

a)低聚合度聚乙烯醇1～99份；

b)高聚合度聚乙烯醇1～99份；

c)塑化剂0.1～40份。

上述技术方案中，所述的组分中低聚合度聚乙烯醇、高聚合度聚乙烯醇、塑化剂不经共混直接熔融挤出制备聚乙烯醇水溶性流延膜。