聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯醇/σ‑磷酸锆复合高阻氧水性涂布液的制备方法，该涂布液中各组分的重量百分比为：聚乙烯醇2.4%～4.1%，σ‑磷酸锆0.5%～1.6%，去离子水95%～95.6%，交联剂0.05%～0.1%，消泡剂0.16%～0.27%，所述的聚乙烯醇/σ‑磷酸锆复合高阻氧涂布液的制备方法为：以水为分散剂，用剥离剂将结晶型的层状σ‑磷酸锆剥离，再去除剥离剂，得在水中单片分散的σ‑磷酸锆纳米颗粒分散液，并将其与聚乙烯醇水溶液共混，加入交联剂、消泡剂等，经过超声、搅拌、过250～400筛等过程，最终得聚乙烯醇/σ‑磷酸锆复合高阻氧水性涂布液，将涂布液在高湿度环境下能够对氧气具有优良的阻隔性能，解决了现有技术中聚乙烯醇涂布液在60%～90%RH下，对氧气阻隔性低的问题。

Preparation method of polyvinyl alcohol / sigma zirconium phosphate composite with high oxygen aqueous coating liquid

The invention discloses a preparation method of polyvinyl alcohol / sigma zirconium phosphate composite with high oxygen and aqueous coating, the coating liquid in the weight percentage of each component is polyvinyl alcohol 2.4% ~ 4.1%, 0.5% ~ 1.6% sigma zirconium phosphate, deionized water, 95% ~ 95.6%, 0.05% ~ 0.1% of crosslinking agent, defoaming agent from 0.16% to 0.27%, the PVA / sigma zirconium phosphate composite with high oxygen liquid coating preparation method is: using water as dispersing agent for stripping agent will crystalline layered sigma zirconium phosphate stripping, stripping agent was removed, sigma zirconium phosphate nanoparticles dispersed in water dispersion of single chip, and with the aqueous solution of polyvinyl alcohol blends, crosslinking agent and defoaming agent, after mixing, ultrasound, 250 ~ 400 screening process, finally the PVA / sigma zirconium phosphate composite with high oxygen water coating solution, the coating liquid in a high humidity environment The utility model has the advantages of good barrier property to oxygen, and solves the problem of low oxygen barrier property of polyvinyl alcohol coating liquid in the prior art from 60% to 90%RH.

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液的制备方法
本专利技术涉及包装薄膜涂布液领域，尤其是聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液的制备方法。
技术介绍
聚乙烯醇是一种白色粉末状树脂，具有良好的水溶性和成膜性，但由于聚乙烯醇容易吸水，在高湿度下（60%～90%RH），聚乙烯醇阻隔涂层对氧气的阻隔性能将会变差。现有技术是通过三聚氰胺树脂、纳米二氧化硅和聚乙烯醇共混，来增加聚乙烯醇阻隔涂层在高湿度下对氧气的阻隔性，但这种阻隔涂层存在质量不稳定、涂层中不同组分的相容性差等问题。σ-磷酸锆是一种层状多功能材料，被用作离子交换剂、催化剂以及吸附剂等。层状磷酸锆具有制备容易、晶形好、热稳定性高、层状结构稳定、比表面积大、离子交换容量高等优点，同时σ-磷酸锆层表面含有大量的-OH基团，可与聚乙烯醇的羟基发生氢键作用，它们之间具有很好的相容性与结合力，将σ-磷酸锆与聚乙烯醇复合可以提高聚乙烯醇涂层在高湿度下对氧气的阻隔性能。
技术实现思路
为了解决现有涂布液中聚乙烯醇在高湿度（60%～90%RH）条件下，对氧气的阻隔性能较低的的问题，本专利技术的目的在于提供一种能够在高湿度条件下，对氧气保持良好阻隔性能的聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液的制备方法。为了实现上述的技术目的，本专利技术的技术方案为：一种聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液，所述的涂布液的原料组成及重量百分含量如下：聚乙烯醇2.4%～4.1%；σ-磷酸锆0.5%～1.6%；去离子水95%～95.6%；交联剂0.05%～0.1%；消泡剂0.16%～0.27%。进一步，所述的聚乙烯醇的醇解度为50%～99.9%，聚合度为1000～2000。进一步，所述的σ-磷酸锆为层状结晶σ-磷酸锆纳米颗粒经剥离后分散在水中的单层分散σ-磷酸锆。优选的，所述的单层分散σ-磷酸锆的制备方法为：（1）将X射线衍射角2θ值为9.6～13.6的层状结晶σ-磷酸锆与去离子水混和，在进行机械搅拌28～32min后，再利用超声波设备进行超声分散28～32min，得到质量浓度为3%的σ-磷酸锆的水分散液；（2）往上述制得的σ-磷酸锆的水分散液中加入与σ-磷酸锆等摩尔质量的剥离剂，并在超声波设备的超声作用下剥离28～32min，即可得到透明的σ-磷酸锆剥离液，然后再往σ-磷酸锆剥离液中滴加盐酸溶液，直至σ-磷酸锆剥离液的pH值为1.5～3.0，此时σ-磷酸锆剥离液会出现凝胶状σ-磷酸锆沉淀，通过离心分离法将σ-磷酸锆剥离液中的凝胶状σ-磷酸锆沉淀进行分离；（3）往上述经离心分离得到的凝胶状σ-磷酸锆中加入去离子水，并通过超声波设备进行超声分散，即可得到单层分散σ-磷酸锆剥离液。优选的，所述的剥离剂为正丙胺、正丁胺、异丁胺、烯丙胺、四丁基氢氧化铵中的至少一种混合而成。一种根据上述所述的聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液的制备方法，将质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液与交联剂、消泡剂加入到由σ-磷酸锆分散在去离子水中的单层分散σ-磷酸锆剥离液中，再通过搅拌、超声处理后，利用250～400目的筛网去除大颗粒后，即可得到聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液。进一步，所述的交联剂为乙二醛、戊二醛、硼酸、硼酸钠中的至少一种混合而成。进一步，所述的消泡剂为异丙醇、乙醇中的至少一种混合而成。采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果为：通过利用σ-磷酸锆具有制备容易、晶形好、热稳定性高、层状结构稳定、比表面积大、离子交换容量高以及其表面含有的大量-OH基团可与聚乙烯醇的羧基发生氢键作用使它们之间能够有良好的相容性和结合力的优点，将σ-磷酸锆与聚乙烯醇进行复合制取的聚乙烯醇/σ-磷酸锆水性涂布液在高湿度环境下能够对氧气具有优良的阻隔性能，解决了现有技术中聚乙烯醇涂布液在60%～90%RH下，对氧气阻隔性低的问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的阐述：图1为本专利技术聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液的制备过程简要示意图。具体实施方式一种聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液，所述的涂布液的原料组成及重量百分含量如下：聚乙烯醇2.4%～4.1%；σ-磷酸锆0.5%～1.6%；去离子水95%～95.6%；交联剂0.05%～0.1%；消泡剂0.16%～0.27%。进一步，所述的聚乙烯醇的醇解度为50%～99.9%，聚合度为1000～2000。进一步，所述的σ-磷酸锆为层状结晶σ-磷酸锆纳米颗粒经剥离后分散在水中的单层分散σ-磷酸锆。优选的，所述的单层分散σ-磷酸锆的制备方法为：（1）将X射线衍射角2θ值为9.6～13.6的层状结晶σ-磷酸锆与去离子水混和，在进行机械搅拌28～32min后，再利用超声波设备进行超声分散28～32min，得到质量浓度为3%的σ-磷酸锆的水分散液；（2）往上述制得的σ-磷酸锆的水分散液中加入与σ-磷酸锆等摩尔质量的剥离剂，并在超声波设备的超声作用下剥离28～32min，即可得到透明的σ-磷酸锆剥离液，然后再往σ-磷酸锆剥离液中滴加盐酸溶液，直至σ-磷酸锆剥离液的pH值为1.5～3.0，此时σ-磷酸锆剥离液会出现凝胶状σ-磷酸锆沉淀，通过离心分离法将σ-磷酸锆剥离液中的凝胶状σ-磷酸锆沉淀进行分离；（3）往上述经离心分离得到的凝胶状σ-磷酸锆中加入去离子水，并通过超声波设备进行超声分散，即可得到单层分散σ-磷酸锆剥离液。优选的，所述的剥离剂为正丙胺、正丁胺、异丁胺、烯丙胺、四丁基氢氧化铵中的至少一种混合而成。如图1所示，一种根据上述所述的聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液的制备方法，将质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液与交联剂、消泡剂加入到由σ-磷酸锆分散在去离子水中的单层分散σ-磷酸锆剥离液中，再通过搅拌、超声处理后，利用250～400目的筛网去除大颗粒后，即可得到聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液。进一步，所述的交联剂为乙二醛、戊二醛、硼酸、硼酸钠中的至少一种混合而成。进一步，所述的消泡剂为异丙醇、乙醇中的至少一种混合而成。实施例1（1）将200gX射线衍射角2θ值为13.6层状结晶σ-磷酸锆与6Kg去离子水混和，在进行机械搅拌30min后，再利用超声波设备进行超声分散30min，得到质量浓度为3%的σ-磷酸锆的水分散液；（2）往上述制得的σ-磷酸锆的水分散液中加入10g正丙胺剥离剂，并在超声波设备的超声作用下剥离30min，即可得到透明的σ-磷酸锆剥离液，然后再往σ-磷酸锆剥离液中滴加盐酸溶液，直至σ-磷酸锆剥离液的pH值为1.5，此时σ-磷酸锆剥离液会出现凝胶状σ-磷酸锆沉淀，通过离心分离法将σ-磷酸锆剥离液中的凝胶状σ-磷酸锆沉淀进行分离；（3）往上述经离心分离得到的凝胶状σ-磷酸锆中加入去离子水，并通过超声波设备进行超声分散，通过调整去离子水的加入量，得到质量浓度为3%的单层分散σ-磷酸锆剥离液；（4）将30Kg经去离子水稀释后质量浓度为5%、醇解度为99.9%、聚合度为2000的聚乙烯醇水溶液、20g乙二醛交联剂、100g乙醇消泡剂加入到步骤（3）制得的单层分散σ-磷酸锆剥离液中，再分别利用机械搅拌设备和超声波搅拌设备进行搅拌30min后，通过400目的筛网进行过筛出料，即可制得聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合水性涂布液。将制得的聚乙烯醇/σ-磷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯醇/σ‑磷酸锆复合高阻氧水性涂布液，其特征在于：所述的涂布液的原料组成及重量百分含量如下：聚乙烯醇      2.4%～4.1%；σ‑磷酸锆      0.5%～1.6%；去离子水      95%～95.6%；交联剂        0.05%～0.1%；消泡剂        0.16%～0.27%。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液，其特征在于：所述的涂布液的原料组成及重量百分含量如下：聚乙烯醇2.4%～4.1%；σ-磷酸锆0.5%～1.6%；去离子水95%～95.6%；交联剂0.05%～0.1%；消泡剂0.16%～0.27%。2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液，其特征在于：所述的聚乙烯醇的醇解度为50%～99.9%，聚合度为1000～2000。3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液，其特征在于：所述的σ-磷酸锆为层状结晶σ-磷酸锆纳米颗粒经剥离后分散在水中的单层分散σ-磷酸锆。4.根据权利要求3所述的一种聚乙烯醇/σ-磷酸锆复合高阻氧水性涂布液，其特征在于：所述的单层分散σ-磷酸锆的制备方法为：（1）将X射线衍射角2θ值为9.6～13.6的层状结晶σ-磷酸锆与去离子水混和，在进行机械搅拌28～32min后，再利用超声波设备进行超声分散28～32min，得到质量浓度为3%的σ-磷酸锆的水分散液；（2）往上述制得的σ-磷酸锆的水分散液中加入与σ-磷酸锆等摩尔质量的剥离剂，并在超声波设备的超声作用下剥离28～32min，即可得到透明的σ-磷酸锆剥离液，然后再往σ-磷酸锆剥离液中滴加盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁富传，孔令涛，崔青青，张和强，
申请(专利权)人：福建师范大学泉港石化研究院，
类型：发明
国别省市：福建,35