一种双向拉伸成型的聚乙烯醇膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚乙烯醇膜，采用将可熔融加工聚乙烯醇树脂熔融挤出-双向拉伸成膜，其特征在于：拉伸强度≥40MPa，所述聚乙烯醇树脂包括有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂，所述聚乙烯醇的聚合度为1000-3500、95(mol)%≤醇解度＜99.9(mol)%，所述增塑剂为丙三醇、聚乙二醇、三甘醇二异辛酸酯中的至少一种，所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯中的至少一种。本发明专利技术工艺简单，设备投资少，占地面积少。可用于高端包装领域，如高端服装包装、食品、油品的包装，延长食品保质期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双向拉伸成型的聚乙烯醇膜，具体涉及高端包装应用领域的聚乙烯醇膜。
技术介绍
PVA薄膜制备方法有溶液流延法和熔融挤出吹膜法，分别称为湿法和干法。溶液流延法工艺流程较长，产品质量不易控制，出膜率低，能耗高，设备投资大，所制备的PVA薄膜耐候性不佳，冬天湿度低时，薄膜易发脆，卷曲变形；夏天湿度较大时，薄膜发粘，尺寸不稳定。熔融挤出成膜是将PVA与一些加工助剂混合造粒，而后进行熔融挤出成膜的干法制膜工艺。该工艺简单，出膜率高，能耗低，占地面积小，所制薄膜耐候性好，尺寸稳定。由于聚乙烯醇是多羟基结构，存在分子间与分子内强氢键作用力，使得熔融温度与分解温度很接近，难以进行热塑加工。因而，市场上销售的PVA薄膜基本都采用的是溶液流延法工艺制成的流延膜。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用双向拉伸工艺制得的高品质聚乙烯醇膜，可用于高端包装领域。本专利技术的目的是通过以下措施实现的：一种聚乙烯醇膜，采用将可熔融加工聚乙烯醇树脂熔融挤出-双向拉伸成膜，其特征在于：拉伸强度≥40MPa，所述聚乙烯醇树脂是由有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂组成，所述聚乙烯醇的聚合度(DP)为1000-3500、95(mol)％≤醇解度(DH)＜99.9(mol)％，所述增塑剂为丙三醇、聚乙二醇、三甘醇二异辛酸酯中的至少一种，所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯中的至少一种。上述聚乙烯醇为普通聚乙烯醇或羧基改性聚乙烯醇。上述聚乙烯醇膜，采用普通聚乙烯醇作为原料，聚乙烯醇膜透氧率＜5cm3/(m2*24h*0.1MPa)，所述聚乙烯醇的聚合度(DP)为1000-2400、95(mol)％≤醇解度(DH)＜99.9(mol)％，所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯中的至少一种。上述聚乙烯醇膜，采用羧基改性聚乙烯醇作为原料，聚乙烯醇膜透氧率＜15cm3/(m2*24h*0.1MPa)，所述羧基改性聚乙烯醇是由醋酸乙烯单体与含有羧基的不饱和单体共聚后经醇解获得，其醇解度为95-99.9(mol)％、聚合度为1000～3500，羧基含量为0.1～20mol％；所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、油酸酰、饱和脂肪族二羧酸酯中的至少一种。本专利技术羧基改性聚乙烯醇中含有羧基的不饱和单体是指含有一个以上COOH基团的不饱和羧酸、不饱和羧酸酯或不饱和酸酐，例如衣康酸、丙烯酸、顺丁烯二酸、丙烯酸丁酯、衣康酸酐、马来酸酐等等。上述饱和脂肪族二羧酸酯是由含2-30个C原子，1-5个COOH基团的脂肪酸与含1-10个C原子，1-5个0H基团的脂肪醇酯化而成的，该饱和脂肪族二羧酸酯系列物料均为市售产品，例如杭州金诚助剂有限公司生产的牌号为G32、G36、G60等等的饱和脂肪族二羧酸酯。上述丙三醇、聚乙二醇、三甘醇二异辛酸酯、滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯均为公知、市售产品。本专利技术增塑剂有效降低了PVA的熔融加工温度；本专利技术软水一方面起增塑剂的作用，另一方面起溶胀作用、让PVA分子更好地吸收增塑剂与加工助剂。本专利技术加工助剂与PVA相容性好。上述聚乙烯醇树脂熔融温度得到有效降低、可用于熔融热塑加工成型，分解温度也得到提高、明显提高了树脂品质；同时，整个改性树脂体系润滑性好，放置不易吸潮、不粘连。为了进一步改善本专利技术可熔融加工聚乙烯醇树脂的熔融加工性能、提高品质，优选地，上述树脂由50-85份上述的聚乙烯醇、5-40份上述的增塑剂、5-35份上述的软水和0.1-15份上述的加工助剂组成。为了更进一步提高所制得可熔融加工聚乙烯醇树脂的分解温度、从而提高其品质，同时提高其耐候性，进一步优选地，一种可熔融加工聚乙烯醇树脂，其特征在于：它是以有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水、加工助剂和交联剂为原料制得，所述交联剂为乙酸钙、乙酸锌、氯化铜、氯化锌、硼酸、硼砂中的至少一种。为了更好地提高可熔融加工聚乙烯醇树脂的品质，更优选地，上述可熔融加工聚乙烯醇树脂以50-85份上述的聚乙烯醇、5-40份上述的增塑剂、5-35份上述的软水、0.1-15份上述的加工助剂和上述0.1-5份交联剂为原料制得。具体地，上述可熔融加工聚乙烯醇树脂由有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂组成，其中所述聚乙烯醇的聚合度(DP)为1000-2400、醇解度(DH)为95(mol)％-99.9(mol)％。优选的，所述增塑剂为质量比0-2∶5-6∶1-2的丙三
醇、聚乙二醇、三甘醇二异辛酸酯组成，所述加工助剂为质量比4-5∶0-3∶4-6∶0-3的滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯组成。为了更好地提高热塑性聚乙烯醇树脂的品质，原料中包括交联剂，交联剂优选为质量比2-3∶0-0.5∶3-4∶0-1∶1-2∶3-4的乙酸钙、乙酸锌、氯化铜、氯化锌、硼酸和硼砂组成。或者可熔融加工聚乙烯醇树脂由有效量的羧基改性聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂组成，所述羧基改性聚乙烯醇采用由醋酸乙烯单体与衣康酸单体共聚后经醇解获得，其醇解度为95.0-99.9mol％、聚合度为1000～3500、羧基含量为0.1～20mol％；上述增塑剂为质量比0-4∶2-3∶4-6的丙三醇、聚乙二醇、三甘醇二异辛酸酯组成，所述加工助剂为质量比1-2∶1-2∶0-4∶1-3的滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯组成。为了更好地提高热塑性聚乙烯醇树脂的品质，原料中包括交联剂，所述交联剂为质量比0-1∶2-3∶1-2∶0-3∶1-3∶2-4的乙酸钙、乙酸锌、氯化铜、氯化锌、硼酸和硼砂组成。上述可熔融加工聚乙烯醇树脂可以是任何形状，如颗粒状、圆柱体形、圆锥体形、正方体型、长方体型、片状、圆片状、S状、V形、中空圆柱体型、中空圆锥体形、中空正方体型、中空长方体型中的至少任一形状。上述可熔融加工聚乙烯醇树脂优选直径为0.5-15mm，高0.5-15mm的圆柱体。本专利技术所述可熔融加工聚乙烯醇树脂通过熔融挤出-双向拉伸方式将可熔融加工聚乙烯醇树脂制备成膜，可用于高端包装领域，如高端服装包装、食品、油品的包装，延长食品保质期。具体地：上述熔融挤出-双向拉伸成膜的聚乙烯醇膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将50-85份聚合物，5-40份增塑剂，5-35份软水，0.1-15份加工助剂以任意顺序添加，在搅拌状态下混合均匀并升温至30-90℃，保持1/6-10小时；或者将50-85份聚合物，5-40份增塑剂，5-35份软水，0.1-15份加工助剂、0.1-5份交联剂以任意顺序添加，在搅拌状态下混合均匀并升温至30-90℃，保持1/6-10小时；(2)将步骤(1)所述物料输送至螺杆挤出机中，在120-200℃温度，常压或加压条件下熔融挤出，冷却至20-40℃，经切粒机切粒造型制得可熔融加工聚乙烯醇树脂。(3)将第(2)步所述可熔融加工聚乙烯醇树脂加热至熔融状态，熔融温度为130-190℃，经螺杆挤出双向拉伸成膜，进行热塑加工制成高温水溶聚乙烯
醇薄膜。上述第(1)步骤所述混合成分中含有交联剂时，还添加0.1-5份交联剂混合均匀。上述第(1)步骤中物料的混合方式优选采用搅拌方式混合。上述第(2)步骤中螺杆挤出机优选单螺杆挤出机。上述第(2)步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯醇膜，采用将可熔融加工聚乙烯醇树脂熔融挤出‑双向拉伸成膜，其特征在于：拉伸强度≥40MPa，所述聚乙烯醇树脂包括有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂，所述聚乙烯醇的聚合度为1000‑3500、95(mol)%≤醇解度＜99.9(mol)%，所述增塑剂为丙三醇、聚乙二醇、三甘醇二异辛酸酯中的至少一种，所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇膜，采用将可熔融加工聚乙烯醇树脂熔融挤出-双向拉伸成膜，其特征在于：拉伸强度≥40MPa，所述聚乙烯醇树脂包括有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂，所述聚乙烯醇的聚合度为1000-3500、95(mol)%≤醇解度＜99.9(mol)%，所述增塑剂为丙三醇、聚乙二醇、三甘醇二异辛酸酯中的至少一种，所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯中的至少一种。2.如权利要求1所述的聚乙烯醇膜，聚乙烯醇膜透氧率＜5cm3/(m2*24h*0.1Mpa)，所述聚乙烯醇为常规聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的聚合度为1000-2400、95(mol)%≤醇解度＜99.9(mol)%，所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯中的至少一种。3.如权利要求1所述的聚乙烯醇膜，聚乙烯醇膜透氧<15cm3/(m2*24h*0.2MPa)，所述聚乙烯醇为羧基改性聚乙烯醇，所述羧基改性聚乙烯醇是由醋酸乙烯单体与含有羧基的不饱和单体共聚后经醇解获得，其醇解度为95-99.9(mol)%、聚合度为1000～3500，羧基含量为0.1～20 mol%；所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯中的至少一种。4.如权利要求3所述的聚乙烯醇膜，所述含有羧基的不饱和单体是衣康酸、丙烯酸、顺丁烯二酸、丙烯酸丁酯、衣康酸酐或/和马来酸酐。5.如权利要求1、2或3所述的聚乙烯醇膜，所述饱和脂肪族二羧酸酯为G32、G36或G60。6.如权利要求1、2或3所述的聚乙烯醇膜，所述可熔融加工聚乙烯醇树脂由50-85份聚乙烯醇、5-40份增塑剂、5-35份软水和0.1-15份加工助剂组成。7.如权利要求1、2或3所述的聚乙烯醇膜，所述可熔融加工聚乙烯醇树脂是以有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水、加工助剂和交联剂为原料制得，所述交联剂为乙酸钙、乙酸锌、氯化铜、氯化锌、硼酸、硼砂中的至少一种。8.如权利要求7所述的聚乙烯醇膜，所述可熔融加工聚乙烯醇树脂以50-85份聚乙烯醇、5-40份增塑剂、5-35份软水、0.1-15份加工助剂和0.1-5份交联剂为原料制得。9.如权利要求2所述的聚乙烯醇膜，所述可熔融加工聚乙烯醇树脂由有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂组成，其中所述聚乙烯醇的聚合度为1000-2400、醇解度为95(mol)%-99.9(mol)%；所述增塑剂为质量比0-2：5-6：1-2的丙三醇、聚乙二醇、三甘醇二异辛酸酯组成，所述加工助剂为质量比4-5：0-3：4-6：0-3的滑石粉、二氧化硅、油酸酰胺、饱和脂肪族二羧酸酯组成。10.如权利要求9所述的聚乙烯醇膜，所述可熔融加工聚乙烯醇树脂由有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂、交联剂组成，交联剂为质量比2-3：0-0.5：3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琪，李莉，黎园，吴春林，雷德松，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团四川维尼纶厂，四川大学，
类型：发明
国别省市：北京;11