一种低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔组合物、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种低成本可热塑加工的PVA‑EVOH高阻隔组合物、制备方法及其应用，属于材料加工领域。该组合物所含原料及各原料的重量份数为：PVA 40‑80份，EVOH 20‑60份，增塑剂5‑30份，热稳定剂0.5‑10份，金属盐0.1‑2份；将PVA、增塑剂、热稳定剂、金属盐混合预塑化后与EVOH直接混合后，经挤出机挤出造粒制得本发明专利技术高阻隔组合物。本发明专利技术组合物的熔点低，具有较宽的熔融加工窗口，便于热塑加工，可用于制备膜产品、纤维制品、中空容器、管材或片材。

A low cost thermoplastic processable pva-evoh high barrier composition, preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔组合物、制备方法及其应用
本专利技术涉及材料加工领域，尤其是涉及一种低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔组合物及其制备方法。
技术介绍
研究和分析食品药品的生产、加工、储存、运输、流通、直到消费者手中的整个过程表明，使用高阻隔包装可以阻隔氧气和水汽，延长保质期，从而减少食品药品的损失与浪费。目前，铝箔及铝塑复合膜阻隔性能好，但不透明、耐折性差、成本高；PVDC具有良好的阻隔氧气和水蒸气的性能，涂层可热封，但其加工和废弃垃圾处理的过程中会产生HCI气体，即污染环境又污染被包装物，欧美等地区已经停止使用。乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)具有优异的阻隔性能，158～189℃，但价格较高，导致其产品成本很高。CN107501704A的专利公开了一种EVOH高阻隔共挤膜，为七层复合膜，尼龙/乙烯-乙烯醇共聚物层作为阻隔层，生产工艺复杂，产品成本高。聚乙烯醇(PVA)是一种价格更低廉、阻隔性能更优异的高分子材料，食品和药物管理局已经批准PVA可以与食品密切接触。但目前PVA高分子链相邻羟基间易形成大量的分子内和分子间氢键，使其热分解温度(200-250℃)与熔点(226℃)接近，熔融时即发生热分解，因而难以热塑加工成膜，且PVA薄膜容易吸水，吸水后阻隔性能下降。CN1368515A的专利公开了一种用于热塑加工聚乙烯醇薄膜的新型增速方法，该方法主要选择一种可聚合的酰胺类单体作为增塑剂，以及控制水在树脂中更多以结合水的形式存在，从而有效地降低了PVA树脂的加工温度，但是该方法选用的增塑剂容易迁移，且具有一定的毒性，使制备的薄膜不适合做食品包装膜。由于EVOH树脂与PVA树脂熔点相差较大，通常无法直接共混。CN107163465A的专利公开了一种高阻隔性涂层材料及其制备方法，材料包括改性EVOH薄膜，改性EVOH薄膜的内表面上涂布有PVA纳米TiO2溶胶，使用的是溶液涂覆法，流程复杂。因此，研发工艺简单的低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔包装对于减少食品药品的损失与浪费具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔组合物及其制备方法。本专利技术通过加入热稳定剂和金属盐来提高PVA的热分解温度，扩大PVA的熔融加工窗口，实现PVA与EVOH树脂的熔融加工，工艺简单；通添加EVOH树脂改善PVA的易吸水及吸水后阻隔性能下降的缺点；同时使用PVA作为阻隔材料代替大部分EVOH树脂，大幅度降低最终阻隔产品的成本。所述低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔组合物通过熔融加工的方法可制成薄膜、纤维、管材、容器等，用于食品、药品、粮食、干货等阻隔包装领域。本专利技术的技术方案如下：一种低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔组合物，所含原料及各原料的重量份数为：进一步的，所述PVA-EVOH高阻隔组合物的加工熔点为160-190℃。所述PVA为聚合度500-2400，醇解度为85-100％PVA0599、PVA1099、PVA1799中的一组或两种以上组合。所述EVOH中乙烯的含量(摩尔分数)为20-45％，乙烯醇含量(摩尔分数)为55-80％。所述增塑剂为二聚甘油、三聚甘油、五聚甘油、十聚甘油、山梨醇、乙二醇、丙二醇、甘油、缩水甘油、聚乙二醇中的一种或两种以上混合。所述热稳定剂为单宁酸、羟基酪醇、鞣花酸、绿原酸、咖啡酸、6,7-二羟基-4-甲基香豆素中的一种或两种以上混合。所述金属盐为氯化镁、氯化钙、氯化锌、硝酸钙、硫酸钙、氯化铝中的一种或两种以上混合。所述PVA-EVOH高阻隔组合物的制备方法为：(1)将聚PVA、增塑剂、热稳定剂、金属盐分别按照所述重量份数称取，加入混合机中，充分混合均匀，制得预混料，在常温或升温的条件下进行一段时间的塑化；(2)最后将塑化好的的预混料与EVOH混合，放入挤出机中，直接挤出造粒，制得PVA-EVOH高阻隔组合物。所述的PVA-EVOH高阻隔组合物适用于制备膜产品、纤维制品、中空容器、管材或片材。本专利技术有益的技术效果在于：(1)本专利技术组合物所使用的增塑剂、热稳定剂和金属盐环保且无毒，可用于食品和医用阻隔包装材料等领域。(2)本专利技术组合物中增塑剂、热稳定剂和金属盐共同改性PVA，各原料组分间相互作用使所得PVA材料的熔点降低、热分解温度升高，获得宽熔融加工窗口，实现PVA与EVOH树脂的熔融加工，工艺简单，本专利技术组合物中热稳定剂和金属盐的添加量小，而且，热稳定剂属于生物大分子，对人体无毒，广泛存在自然界的植物中，所得高阻隔组合物的综合性能优异。(3)通添加EVOH树脂可改善PVA的易吸水及吸水后阻隔性能下降的缺点；同时使用PVA作为阻隔材料代替大部分EVOH树脂，可大幅度降低后续阻隔产品的成本，获得一种低成本、阻隔性能优异、可热塑加工的PVA-EVOH组合物。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1称取聚乙烯醇(中石化长城能源化工宁夏有限公司，牌号1799)45重量份、聚乙烯醇(中石化长城能源化工宁夏有限公司，牌号1099)5重量份、聚乙烯醇(中石化长城能源化工宁夏有限公司，牌号1799)5重量份、山梨醇15重量份、二聚甘油10重量份、单宁酸5重量份、氯化钙1重量份加入搅拌机中，充分混合均匀，制得预混料；然后再将预混料在60℃的烘箱里塑化3小时；最后将塑化好的预混料与乙烯/乙烯醇共聚物(长春石油化学股份有限公司，牌号EV4405，乙烯含量44mol％)50重量份放入单螺杆挤出机中进行造粒，制得热塑性高阻隔组合物。实施例2称取聚乙烯醇(中石化长城能源化工宁夏有限公司，牌号1799)45重量份、聚乙烯醇(中石化长城能源化工宁夏有限公司，牌号1099)5重量份、聚乙烯醇(中石化长城能源化工宁夏有限公司，牌号1799)5重量份、山梨醇15重量份、二聚甘油10重量份、单宁酸5重量份、氯化钙1重量份加入搅拌机中，充分混合均匀，制得预混料；然后再将预混料在60℃的烘箱里塑化3小时；最后将塑化好的预混料与乙烯/乙烯醇共聚物(长春石油化学股份有限公司，牌号EV3801，乙烯含量38mol％)50重量份放入单螺杆挤出机中进行造粒，制得热塑性高阻隔组合物。实施例3称取聚乙烯醇(中石化长城能源化工宁夏有限公司，牌号1799)55重量份、山梨醇15重量份、二聚甘油10重量份、单宁酸5重量份、氯化钙1重量份加入搅拌机中，充分混合均匀，制得预混料；然后再将预混料在60℃的烘箱里塑化3小时；最后将塑化好的预混料与乙烯/乙烯醇共聚物(长春石油化学股份有限公司，牌号EV4405，乙烯含量44mol％)50重量份放入单螺杆挤出机中进行造粒，制得热塑性高阻隔组合物。实施例4称取聚乙烯醇(中石化长城能源化工宁夏有限公司，牌号1799)55重量份、聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔组合物，其特征在于，所述组合物所含原料及各原料的重量份数为：/n

【技术特征摘要】
1.一种低成本可热塑加工的PVA-EVOH高阻隔组合物，其特征在于，所述组合物所含原料及各原料的重量份数为：





2.根据权利要求1所述的PVA-EVOH高阻隔组合物，其特征在于，所述组合物所含原料及各原料的重量份数为：





3.根据权利要求1或2所述的PVA-EVOH高阻隔组合物，其特征在于，所述PVA-EVOH高阻隔组合物的加工熔点为160-190℃。


4.根据权利要求1或2所述的高阻隔组合物，其特征在于，所述PVA为聚合度500-2400，醇解度为85-100％中的一组或两种以上组合。


5.根据权利要求1或2所述的高阻隔组合物，其特征在于，以摩尔分数计，所述EVOH中乙烯的含量为20-45％，乙烯醇含量为55-80％。


6.根据权利要求1或2所述的聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述增塑剂为水、二聚甘油、三聚甘油、五聚甘油、十聚甘油、山梨醇、乙二醇、丙二醇、甘油、缩水甘油、聚乙二醇中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：东为富，李婷，汪洋，张胜文，白绘宇，陈明清，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32