低粘度聚乙烯醇组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低粘度聚乙烯醇组合物及其制备方法和应用，主要解决现有技术中制备具有低粘度高熔体流动性的可热塑加工的聚乙烯醇组合物具有性能不均一且加工应用性差的问题，通过采用一种聚乙烯醇组合物，以重量百分比计，含有以下组分：聚乙烯醇70％～90％；塑化剂5％～30％；其中，所述的聚乙烯醇的平均粒径为0.1～1mm的技术方案，较好地解决了该问题，可用于低粘度聚乙烯醇组合物的工业化生成中。

Low viscosity polyvinyl alcohol composition and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
低粘度聚乙烯醇组合物及其制备方法和应用
本专利技术公开了一种低粘度聚乙烯醇组合物及其制备方法和应用，该方法的特点在于该组合物含有以下重量百分比的组分：70％～90％的聚乙烯醇，5％～30％的塑化剂，0.1％～10％的功能助剂。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，同时制备的组合物具有较高的熔体流动性，较低的粘度。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、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。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CN102086292A专利公开了以重量份数计100～105份醇解度的聚乙烯醇、30～60份塑化剂、0.5～2份稳定剂、1～10份改性剂和0.5～10份皂石混合，然后经过螺杆挤出机挤出造粒。该方法是先将皂石和水混合均匀后，在与其它组分一起通过双螺杆造粒。尽管专利技术提出复合物可以热塑化，并且产品的性能得到提高，但是该方法工艺繁琐，效率低，且需要预混设备，增加成本。专利WO03/020823公开了醇解度70％～100％、溶液粘度2～70cP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。申请公布号CN105524383A公开了一种聚乙烯醇复合物及制备方法。该方法公开了以重量份数计20-50份聚乙烯醇、10-30份聚乳酸、5-30份增塑剂、5-20份软水、0.1-15份加工助剂，0.1-5份交联剂组合物配方。该组合物的制备是将处聚乳酸以外的组分先在高混机里混合均匀，然后在双螺杆中制备母料，然后母料再与聚乳酸在螺杆挤出机中挤出产品。专利提出复合物加工流动性好成型性好，但是工艺繁琐，效率低。
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制备具有低粘度高熔体流动性的可热塑加工的聚乙烯醇组合物具有性能不均一且加工应用性差的问题，提供一种低粘度聚乙烯醇组合物，该组合物通过聚乙烯醇原料的组合及塑化剂的优选，同时通过所述粒径聚乙烯醇的选择使得组合物体系粘度很低，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低粘度聚乙烯醇组合物的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的低粘度聚乙烯醇组合物的应用方法。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：一种低粘度聚乙烯醇组合物，其特征在于该组合物含有以下组分，以重量百分比计：a)聚乙烯醇树脂70％～90％；b)塑化剂5％～30％；其中，所述的聚乙烯醇的平均粒径为0.1～1mm。上述技术方案中，所述的聚乙烯醇树脂聚合度为300～3000，醇解度以摩尔分数计为70％～99％；所述的聚乙烯醇4％重量百分数的水溶液粘度为3～35cP；所述的聚乙烯为单一组份或多组份的混合物。上述技术方案中，所述的聚乙烯醇的最大粒径优选为不大于1mm。上述技术方案中，所述的塑化剂为多元醇、聚醚多元醇类或/和多元醇酯化物中的至少一种；所述多元醇优选为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、山梨糖醇、甘露糖醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、三缩四丙二醇和一缩甘油醚中的一种或两种以上；所述的聚醚多元醇优选为聚乙二醇、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一种或两种以上；所述的多元醇酯优选为乙二醇酯和甘油酯类化合物中的一种或两种以上。上述的技术方案中，所述的聚乙烯醇组合物还包括0.1％～10％功能助剂，其中，所述功能助剂优选为热稳定剂和除酸味剂。所述的热稳定剂为酚类化合物、磷酸酯类化合物和硫代酯类化合物中的至少一种；所述的除酸剂为金属硬脂酸盐、水滑石、水铝钙石、氧化锌、膨润土和氢氧化镁中的至少一种。上述的技术方案中，所述聚乙烯醇组合物的熔融指数为30～400g/10min(190℃，2.16kg)，进一步优选为120～390g/10min(190℃，2.16kg)。。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，包括以下步骤：将所需量的所述聚乙烯醇、塑化剂和任选的功能助剂直接加入到双螺杆挤出机中，通过熔融、捏合、挤出，得到所述的聚乙烯醇组合物。上述技术方案中，所述双螺杆挤出机加工温度优选为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应用方法。上述技术方案中，所述的应用方法并无特殊限定，例如但不限定将所述组合物用于树脂的粘结剂和模板剂。本专利技术的优点在于：优选聚乙烯醇的原料和塑化剂等配方条件，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，同时组合物体系的粘度很低，流动性很好，便于作为助剂使用。本专利技术的性能按以下方法测定。水溶液粘度测试：按GB/T12010.2-2010标准采用Blookfield公司DV-IIIULTRA旋转粘度计测定聚乙烯醇母料4％水溶液的粘度，恒温2min，转子转速5～50转/分。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2.16kg，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次求平均值，以每10分钟的克数(g/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇组合物，以重量百分比计，含有以下组分：/na)聚乙烯醇70％～90％；/nb)塑化剂5％～30％；/n其中，所述的聚乙烯醇的平均粒径为0.1～1mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇组合物，以重量百分比计，含有以下组分：
a)聚乙烯醇70％～90％；
b)塑化剂5％～30％；
其中，所述的聚乙烯醇的平均粒径为0.1～1mm。


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，醇解度以摩尔分数计为70％～99％；所述的聚乙烯醇4％重量百分数的水溶液粘度为3～35cP；所述的聚乙烯为单一组份或多组份的混合物。


3.根据权利要求1所述的聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述所述的聚乙烯醇的最大粒径不大于1mm。


4.根据权利要求1所述的聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述的塑化剂为多元醇、聚醚多元醇类或/和多元醇酯化物中的至少一种；进一步优选：所述多元醇优选为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、山梨糖醇、甘露糖醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、三缩四丙二醇和一缩甘油醚中的一种或两种以上，所述的聚醚多元醇优选为聚乙二醇、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一种或两种以上，所述的多元醇酯优选为乙二醇酯和甘油酯类化合物中的一种或两种以上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王宇遥，肖田鹏飞，詹姆斯洪学王，胡圳，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