[发明专利]一种聚乙烯醇基复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乙烯醇基复合材料的制备方法，涉及复合材料加工技术领域，包括以下步骤：(1)微波溶胀；(2)贝壳制粉；(3)表面改性；(4)挤出造粒；本发明通过对聚乙烯醇的微波溶胀处理、对贝壳粉的表面改性处理制得聚乙烯醇基复合材料，该复合材料能够应用于多种塑料制品的加工，如薄膜、中空容器、注塑制品等；加工所制塑料制品在保证良好力学性能的同时还具有优异的阻隔性能。

技术领域：

本发明涉及复合材料加工技术领域，具体涉及一种聚乙烯醇基复合材料的制备方法。

背景技术：

聚乙烯醇是一种性能优良、用途广泛的聚合物，由其制备的中空容器具有良好的力学性能、优异的阻氧阻油性、不吸尘、透明等优点，并在一定条件下具有水溶性和生物降解性，在非极性溶剂等包装材料中占有重要的地位。

聚乙烯醇属于结晶聚合物，分子中含有大量的羟基，能形成大量的分子内和分子间氢键，使其熔点高达220-240℃，但分解温度低，160℃即开始脱水醚化，200℃开始分解，熔融过程即发生分解，无热塑加工窗口，中空容器制备困难。

专利CN201510392452.3公开了一种聚乙烯醇/贝壳粉生物质复合材料及其制备方法，该复合材料由聚乙烯醇、贝壳粉和增塑剂经熔融共混制成，所述增塑剂为多元醇、脂肪族酰胺、脂肪族醇胺和低分子量聚乙二醇，其实施例所制复合材料虽然拉伸强度能够达到80MPa，断裂伸长率能够达到300％，但并不能同时具有较高的拉伸强度和断裂伸长率，并且没有测试其对非极性溶剂的阻隔性能，同时其所采用的贝壳粉是直接经水洗后的贝壳，未对贝壳进行任何处理以改善其使用性能。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种聚乙烯醇基复合材料的制备方法，通过对聚乙烯醇的微波溶胀处理、对贝壳粉的表面改性处理制得聚乙烯醇基复合材料，该复合材料能够应用于多种塑料制品的加工，加工所制塑料制品在保证良好力学性能的同时还具有优异的阻隔性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种聚乙烯醇基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)微波溶胀：向水中加入聚乙烯醇，搅拌下利用微波反应器微波回流处理，处理结束后自然冷却至室温，得到聚乙烯醇水凝胶；

(2)贝壳制粉：将贝壳经水洗除去杂质，并烘干至恒重，再经粗粉碎和细粉碎后制成100-200目的粉体，即得贝壳粉；

(3)表面改性：将异氰尿酸三缩水甘油酯加热到熔点后保温至完全熔融，再加入贝壳粉，继续于该熔点温度保温搅拌，改性结束后待温度自然降至45℃以下时经粉碎制成200-300目的粉体，即得改性贝壳粉；

(4)挤出造粒：将聚乙烯醇水凝胶和改性贝壳粉加入高速混合机中，混合均匀后送入螺杆挤出机中，熔融挤出，造粒，得到聚乙烯醇基复合材料。

所述聚乙烯醇的醇解度为98-99％，粘度55-65mpa.s。

所述水、聚乙烯醇的质量比为1-10:1。

所述微波反应器的工作条件为微波频率2450MHz、微波功率500-800W。

所述异氰尿酸三缩水甘油酯、贝壳粉的质量比为0.1-0.5:1。

所述聚乙烯醇水凝胶、改性贝壳粉的质量比为5-20:1。

所述螺杆挤出机的挤出温度为190-220℃。

为了进一步增强所制复合材料对非极性溶剂的阻隔性能，本发明还添加了聚二甲基丙烯酸镁作为助剂，具体技术方案如下：

(1)微波溶胀：向水中加入聚乙烯醇，搅拌下利用微波反应器微波回流处理，处理结束后自然冷却至室温，得到聚乙烯醇水凝胶；