[发明专利]一种微孔PVA复合材料及制备方法

说明书

本发明提供一种微孔PVA复合材料及制备方法。该材料包括PVA 100份、无机纳米溶胶1‑20份、交联剂0.1‑10份、增塑剂1‑5份、表面活性剂1‑5份。本发明创新的采用与水溶PVA能形成均相溶液的无机纳米溶胶作为添加剂，然后PVA复合膜经拉伸形成微孔膜。本发明的目的旨在提供一种强度优异并且具有微孔结构的PVA薄膜材料。

技术领域

本发明属于绿色PVA薄膜材料制备技术领域，尤其涉及一种拉伸致孔法制备的PVA微孔膜及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性聚合物，能被微生物分解为二氧化碳和水，是一类能完全纳入自然界物质循环体系，对生态环境不造成危害的新一代环境友好型塑料薄膜材料，符合国家大力开发生物降解材料的发展规划，符合提出的节能减排、低碳经济的可持续发展战略，是当前科技绿色环保发展的重要方向。

但是，由于PVA分子结构中大量-OH存在，具有吸湿性大，耐水性差，熔融加工难和热稳定性低等缺点。膜在制备、储存和应用中不可避免地受到水分、热的作用，导致制品降解，变色和机械物理性能下降。因此，要进行改性以增加其耐水性和机械强度，以便扩展PVA的使用范围。

传统的微孔材料是在聚合物基体中加入与其相容性较差的有机组分或无机填料等，再加入一些添加剂和助剂通过化学方法来形成微孔提高其材料的透气性，但这些方法对于微孔的形成很难控制，添加剂加入还会影响膜的性能，并且对工艺和要求较高，不利于大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种微孔PVA复合材料及制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种微孔PVA复合材料，由100份PVA、无机纳米溶胶1-20份、交联剂0.1-10份、增塑剂1-5份、表面活性剂1-5份组成，其中无机纳米溶胶为酸性的纳米硅溶胶或纳米钛溶胶，粒径为50-200nm，PVA等级为1799。

一种微孔PVA复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1.将100份PVA溶解于80-100℃去离子水中，配置成质量分数为18-25％的PVA铸膜液，恒温水浴搅拌30分钟至完全溶解；

步骤2.向步骤1中的铸膜液中缓慢通入氮气鼓泡30min除去PVA铸膜液中的氧气，再缓慢加入0.1-10份交联剂，40-120℃恒温搅拌20分钟，得到微交联PVA铸膜液；

步骤3.将5-20份无机纳米溶胶(20-50nm)，增塑剂1-5份、表面活性剂1-5份，加入乙醇和水按照体积比或质量比1:1制备的溶剂中，经超声分散10-20min混合均匀，得到分散均匀无沉淀混合液；

步骤4.将步骤3中的无沉淀混合液缓慢加入步骤2中的微交联PVA铸膜液中，一边通入氮气，一边缓慢滴加抗凝胶剂，避免出现不可逆凝胶，60℃恒温水浴搅拌反应4小时，得到最终流延成膜的溶液，经模头流延到流延钢带上，钢带加热120-150℃干燥成膜，干燥膜经90-100℃热拉伸，收卷得到微孔PVA复合膜。

进一步的技术方案是，步骤1中的PVA为中高聚合度PVA，聚合度1700-2500，水解度为92％-100％。

进一步的技术方案是，步骤3中的无机纳米溶胶为粒径小于200纳米的纳米硅溶胶或纳米钛溶胶。

进一步的技术方案是，步骤2中的交联剂为无机类、多元有机酸类、醛类化合物中的任意一种。

优选的是，交联剂优选多元有机酸类。

进一步的技术方案是，步骤3中的表面活性剂包括聚山梨脂类(吐温60、吐温80)、硫酸盐类(十二烷基苯磺酸钠)、季铵盐类、硬脂酸中的一种或两种。

优选的是，聚山梨脂类为吐温80。