薄膜水溶性好的聚乙烯醇组合物、薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种薄膜水溶性好的聚乙烯醇组合物、薄膜及其制备方法，主要解决现有技术中热塑法制备水溶性聚乙烯醇薄膜水溶性差、加工成膜性差的问题，通过采用一种聚乙烯醇组合物，以重量份数计，含有以下组分：聚乙烯醇70～95份；热塑剂5～30份；其中，所述热塑剂选自一缩二丙二醇和至少一种选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、季戊四醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二缩三丙二醇、三缩四丙二醇、一缩甘油醚的组合物的技术方案，较好地解决了该问题，可用于水溶性好的聚乙烯醇薄膜的热塑法工业生产中。

PVA composition, film with good water solubility and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
薄膜水溶性好的聚乙烯醇组合物、薄膜及其制备方法和应用
本专利技术公开了一种薄膜水溶性好的聚乙烯醇组合物、薄膜及其制备方法，主要解决现有技术中热塑法制备水溶性聚乙烯醇薄膜水溶性差、加工成膜性差的问题，通过采用一种聚乙烯醇组合物，以重量份数计，含有以下组分：聚乙烯醇70～95份；热塑剂5～30份。将各组分同时加入到双螺杆挤出机中挤出造粒得到该聚乙烯醇组合物。本专利技术公开的聚乙烯醇组合物不仅可以满足塑化加工的要求，同时由该组合物制备的薄膜水溶性好且透明，应用方便。本专利技术公开的制备方法操作方便，成本低，有利于实现工业化。该专利技术极大的拓宽了聚乙烯醇的应用领域。
技术介绍
聚乙烯醇是一种具有优异的隔氧性、隔油性、耐磨性、耐化学腐蚀性的水溶性高分子聚合物。由其制备的聚乙烯醇薄膜可广泛应用于食品、医疗、洗涤及纺织品等包装和农药等有毒物、汽油等特殊物品运输方面。目前，常用的聚乙烯醇薄膜均为溶液成型法。溶液加工成型具有工艺复杂、成本高、能耗高、产量低等缺点。与溶液成型不同，热塑加工成型则具有工艺简单、效率高、成本和能耗低等优点。因此，热塑加工成型成为国内外企业和科研院所研究开发的热点。但是，聚乙烯醇分子链上具有很多羟基，使其分子内和分子间形成大量氢键，导致其熔融温度与分解温度非常接近，难以塑化。因此，对聚乙烯醇进行改性，降低熔融温度，提高热稳定性能是实现聚乙烯醇热塑加工成型的必要条件。目前，聚乙烯醇热塑加工的方法主要有共聚法、共混法、后反应法和增塑法等，其中，增塑改性方法简单、高效，国内外研究也较多，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、北京工商大学等单位采用水、无机盐、丙三醇、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。近年来，国内聚乙烯醇树脂产能一直在扩大，尤其在煤化工快聚乙烯醇速发展以后，通过低成本的煤为原料制备聚乙烯醇树脂的产业给原本不景气市场带来更大的冲击。开发聚乙烯醇加工应用新技术及新产品对国内聚乙烯醇产业较为重要。申请公布号为CN201711451357.1的专利公开了一种改性聚乙烯醇的制备方法。在该专利中，该改性聚乙烯醇材料主要由100质量份的聚乙烯醇、1～10质量份的醋酸乙烯酯-改性木质素、5～20质量份的增塑剂、2质量份的扩链剂和2质量份的抗氧剂制备而成。制备方法是将所有组分通过挤出机造粒制备。该方法是通过调节改性的木质素来进一步调节薄膜组合物的水溶性，该方法较复杂，必须先制备相应的改性木质素。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中热塑法制备水溶性聚乙烯醇薄膜水溶性差、加工成膜性差的问题，提供一种水溶性好且可热塑加工的聚乙烯醇组合物。该组合物通过热塑化剂的协同组合，不仅可以使制备的聚乙烯醇组合物可以热塑化加工，同时由该组合物制备的薄膜具有很好的水溶性，可以拓宽聚烯醇树脂应用领域。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的聚乙烯醇组合物的制备方法，该制备方法操作方便，成本低，有利于大规模生产及应用。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种水溶性好的热塑性聚乙烯醇薄膜，由解决技术问题之一所述的聚乙烯醇组合物热塑加工得到。本专利技术所要解决的技术问题之四是提供一种与解决技术问题之三相对应的水溶性好的热塑性聚乙烯醇薄膜的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之五是提供一种与解决技术问题之三相对应的水溶性好的热塑性聚乙烯醇薄膜的应用方法。为了解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：薄膜水溶性好的聚乙烯醇组合物，以重量百分比计，含有以下组分：a)聚乙烯醇70～95份；b)热塑剂5～30份；其中，所述热塑剂选自一缩二丙二醇和至少一种选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、乙二醇-丙二醇共聚物、季戊四醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二缩三丙二醇、三缩四丙二醇、一缩甘油醚的组合物。上述技术方案中，所述热塑剂可以协同增加聚乙烯醇组合物的热塑加工性和成膜的水溶性，特别适用于热塑加工方法制备水溶性聚乙烯醇薄膜。上述技术方案中，所述的聚乙烯醇的聚合度优选为300～3000；所述的聚乙烯醇的醇解度以摩尔分数计优选为70％～99％；所述聚乙烯醇任选为单一组份或多组份的混合物。上述方案中，作为优选方案之一所述热塑剂还包括聚醚多元醇，此时可以协同改善热塑加工性；作为优选方案之二所述热塑剂还包括多元醇酯类化合物，此时可以协同改善成膜性。上述方案中，所述热塑剂还优选同时包括聚醚多元醇和多元醇类化合物。上述方案中，所述的聚醚多元醇优选为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、聚环氧丙烷和聚四氢呋喃中的至少一种；所述的多元醇酯优选为乙二醇酯和丙三醇酯类化合物中的至少一种。为了解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种上述解决技术问题之一所述技术方案中任一所述的聚乙烯醇组合物的制备方法，采用一步法热塑化加工方法，包括以下步骤：将所述的聚乙烯醇和热塑剂，按照所述份数加入到双螺杆挤出机中，通过熔融、捏合、挤出、造粒，得到所述的聚乙烯醇组合物。上述技术方案中，所述的双螺杆挤出机的加工温度优选为120～240℃；双螺杆挤出机螺杆转速优选为30～300rpm。为了解决上述技术问题之三，本专利技术采用的技术方案如下：一种水溶性好的聚乙烯醇薄膜，含有上述解决技术问题之一所述技术方案中任一所述的聚乙烯醇组合物。为了解决上述技术问题之四，本专利技术采用的技术方案如下：一种水溶性好的聚乙烯醇薄膜的制备方法，采用热塑加工方法，将上述解决技术问题之一所述技术方案中任一所述的聚乙烯醇组合物挤出成膜，得到所述水溶性好的聚乙烯醇薄膜。为了解决上述技术问题之五，本专利技术采用的技术方案如下：一种上述解决技术问题之三所述技术方案中任一所述的水溶性好的聚乙烯醇薄膜的应用方法。上述技术方案中，所述应用方法并无特殊限定，本领域技术人员可以根据现有技术工艺对本专利技术薄膜加以利用，如在洗涤剂包装膜中的应用等。本专利技术的优点在于：通过所述聚乙烯醇的原料和热塑剂的组合设计，通过一步法双螺杆加工制备得到的聚乙烯醇组合物不仅满足可以热塑化加工的需要，同时由该组合物体系制备的薄膜具有较好的水溶性和透明性。本专利技术的性能按以下方法测定。差示扫描量热(DSC)分析：采用美国ThermalAnalysis公司DiscoveryDSC差示扫描量热仪测定，氮气氛条件，气体流量50mL/min，第一次升温范围40～220℃，恒温1分钟，降温范围为220～-50℃，恒温1分钟，第二次升温范围-50～220℃，全过程变温速率均为10℃/min。测试结果包括玻璃化温度(Tg)；熔点(Tm)；结晶温度(Tc)等。熔融指数(MFR)测定：按ASTMD1238标准，采用LLOYDDAVENPORTMFI-10/230熔融指数仪测定，料筒温度190℃，重量负荷2.16或10kg，口模直径2mm、长度8mm，预加热时间4min，每隔设定时间自动切样，取5次求平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚乙烯醇组合物，以重量份数计，含有以下组分：/na)聚乙烯醇70～95份；/nb)热塑剂5～30份；/n其中，所述热塑剂选自一缩二丙二醇和至少一种选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、季戊四醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二缩三丙二醇、三缩四丙二醇、一缩甘油醚的组合物。/n

【技术特征摘要】
1.聚乙烯醇组合物，以重量份数计，含有以下组分：
a)聚乙烯醇70～95份；
b)热塑剂5～30份；
其中，所述热塑剂选自一缩二丙二醇和至少一种选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、季戊四醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二缩三丙二醇、三缩四丙二醇、一缩甘油醚的组合物。


2.根据权利要求1所述的聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述的聚乙烯醇树脂聚合度为300～3000；所述的聚乙烯醇的醇解度以摩尔分数计为70％～99％。


3.根据权利要求1所述的聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述的热塑剂还含有聚醚多元醇和多元醇酯中至少一种。


4.根据权利要求3所述的聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述的聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、乙二醇-丙二醇共聚物、聚环氧丙烷和聚四氢呋喃中的至少一种。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖田鹏飞，詹姆斯洪学王，胡圳，王宇遥，白瑜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11