聚乙烯醇组合物和薄膜制造技术

一种制备增塑性粒状聚乙烯醇（ＰＶＡ）组合物的方法，该方法包含：　　　　在混合器中以混合物达到至少５０℃的温度所足够的混合器速度和时间混和；　　　　粒状ＰＶＡ树脂，其量为混合物的８０重量％至９０重量％；　　　　和　　　　增塑剂，其量为混合物的１０重量％至２０重量％，其中增塑剂的至少一部分是水；　　　　在混和期间监测混合物的表观粘度和继续混和，直到混合物的表观粘度上升至最大值和下降至基本恒定水平，由此得到含湿量为７％至１４％的增塑性粒状混合物；和　　　　停止混和，和从混合器中移走混合物，　　　　其中在混和期间的全部时间，将混合物温度一直保持在１００℃以下。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合用于形成挤塑吹胀薄膜的增塑性粒状聚乙烯醇(PVA)组合物，其是可生物降解的，因此对于由聚乙烯和其它合成树脂形成的薄膜是环境友好的替代。透明的聚乙烯薄膜已知很长时间，且已经作为包装材料使用，例如作为购物袋或垃圾袋。典型的是，为了提供实用需要的强度和完整性，这些薄膜具有的最小厚度约为10μm。但是，这些薄膜的主要缺点在于它们通常不是可生物降解的。另一方面，纸作为可生物降解的包装材料是已知的。但是，纸通常是不透明的，因此对许多应用是不适宜的。此外，在相对高的湿度的环境下或潮湿的储存条件下，未涂布的纸迅速失去强度或完整性，但是处理，例如为了提高纸的耐潮湿性的涂布，增加成本和/或降低它的可生物降解性。由甘油和水增塑的聚乙烯醇形成的可生物降解PVA材料也是已知的。但是，迄今为止，制备实用目的的挤塑吹塑PVA薄膜的尝试是不成功的，在于发现这些PVA薄膜遇到以下的缺点缺乏清晰度或透明度、变色例如变黄或在极端的情况中，变棕色，特别是高生产成本。这些薄膜另外的缺点在于PVA原材料中原始存在的残余甲醇通常仍然存在于薄膜中，由于甲醇的毒性特征，从健康和安全考虑是不理想的。因此理想的是提供一种具有改进的可生物降解性的PVA薄膜，其对例如环境友好包装材料例如购物袋或垃圾袋的实际应用中是有用的，和其消除或减少有关本领域已知的PVA薄膜的问题。现在，本专利技术人已经发现可以提供一种可生物降解的PVA薄膜，其满足作为包装材料在下列方面实际应用的要求生产成本、机械强度性能、可生物降解性、残余甲醇的消除，和美学特征例如不变色和改善的清晰度。这已经通过提供根据本专利技术对生产PVA薄膜是有用的增塑性粒状PVA组合物得以实现。因此，在本专利技术的一个方面中，制备增塑性粒状PVA组合物的方法包含在混合器中以混合物达到至少50℃的温度所足够的混合器速度和时间混和粒状PVA树脂，其量为混合物的80重量％至90重量％；和增塑剂，其量为混合物的10重量％至20重量％，其中增塑剂的至少一部分是水；在混和期间监测混合物的表观粘度和继续混和，直到混合物的表观粘度上升至最大值和下降至基本恒定水平，由此得到含湿量为7％至14％的增塑性粒状混合物；和停止混和，和从混合器中移走混合物，其中在混和期间的全部时间，将混合物温度一直保持在100℃以下。在本专利技术的第二个方面中，提供通过上述方法制备的增塑性粒状PVA组合物。因此得到的增塑PVA颗粒适合于吹塑成为薄膜，所述的薄膜具有可生物降解，同时显示优异强度和透明度特征。因此，在本专利技术的第三个方面中，提供由如上所定义的增塑性粒状PVA组合物形成的PVA薄膜。根据这个方面，提供一种PVA薄膜，其一种PVA薄膜，其包含80重量％至90重量％量的PVA树脂和10重量％至20重量％量的增塑剂，其特征在于，当使用偏振光显微镜检查法观察时，它具有由截然不同的短范围区域组成的不均匀纹理，每个短范围区域在它的区域内显示各向异性取向(如在使用偏振光显微镜检查法观察时的均匀颜色所证实的)，每个短范围区域被各向同性取向(如在使用偏振光显微镜检查法观察时具有不同的颜色的区域所证实的)。优选PVA树脂具有的摩尔％水解数字为74至94，可以根据需要的成品选择。对于冷水可溶产品，优选摩尔％水解数字为80至90，同时对于热水可溶和可堆肥产品，优选摩尔％水解数字为98至100，例如约99。优选的是，选择PVA树脂为热水可溶和可堆肥的。可能理想的是掺混两种或多种聚乙烯醇组合物，以得到恰当的性能，例如摩尔％水解数字为98和粘度为56mPa.s的产品和摩尔％水解数字为99和粘度为28mPa.s的产品。优选在粒状PVA组合物中存在的PVA树脂的量为组合物的80重量％至90重量％，更优选82重量％至86重量％。PVA树脂组分可以包含高达PVA树脂组分的5重量％的水。PVA树脂组分的数均颗粒大小适宜的为0.5mm至1.0mm，例如在最小颗粒大小为0.1mm和最大颗粒大小为2mm的范围内分布。各种等级和水解度的适宜的PVA树脂材料是已知的和可以获自商业供货商，并且包括以商品名Gohsenol(来自Nippon Gohsei)、Poval(来自Kuraray)和Celvol(来自Celanese)出售的那些。为了增塑PVA树脂颗粒，在粒状PVA组合物中存在增塑剂。增塑剂包括至少水，优选还包括一种或多种其它增塑化合物。优选增塑剂是由水和一种或多种以下化合物形成的二-、三-和多元醇、酯、醚和烷基胺，以及它们的混合物，所述的烷基胺在其最长的链中具有3至14个碳或杂原子(不包括-OH基团)的链长。更优选的是，增塑剂是水与一种或多种以下化合物的混合物甘油、1，2-亚乙基二醇、二甘醇、三甘醇、平均分子量低于200的聚乙二醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇和三乙醇胺。更优选的是，增塑剂由水和甘油组成。优选水占增塑剂的25重量％至100重量％，更优选占40重量％至60重量％。在一个优选的实施方案中，增塑剂由水和甘油组成，水的量为增塑剂的25重量％至62.5重量％，且甘油的量为增塑剂的37.5重量％至75重量％。在增塑剂由水和甘油组成的优选情况下，本专利技术人优选的是在增塑前甘油的存在量为组合物的6重量％至12重量％，优选为8重量％至9重量％，水的存在量为组合物的4重量％至10重量％，优选为5重量％至10重量％。优选甘油与水的重量比为0.8∶1至2∶1，更优选为1.3∶1至1.7∶1。如果增塑剂的总量低于10％，由组合物制备的薄膜不能充分增塑，因此倾向于易脆，难以加工，和遇到缺乏清晰度和变色的缺点。如果增塑剂的量高于20％，薄膜倾向于发粘并且可能相互粘结在一起(′粘连′)，或增塑剂可能从薄膜中浸入或渗移。如果存在的水过量，由于在挤塑期间水沸腾，薄膜中可能出现暗泡(′鱼点′缺陷)。控制PVA和增塑剂的混合物中包括的水量，以提供含湿量为7％至14％，例如7％至11％的增塑性粒状组合物。注意的是提供的PVA树脂可以已经包含少量的水，例如，高于树脂的5重量％，其可以有助于增塑。因此，应当适应性地调节在混合物中由所加入的增塑剂包含的水量，以考虑根据原料PVA树脂中的水含量，以便提供增塑性粒状组合物中的含湿量为7％至14％，例如7％至11％。因此，在另一个方面中，提供一种增塑性粒状PVA组合物，其包含粒状PVA树脂，其量为80重量％至90重量％；甘油，其量为6重量％至12重量％；水，其量为4重量％至10重量％；和防结块剂，其量为0.05重量％至0.5重量％，其中增塑性粒状PVA组合物的含湿量为7％至14％，例如7％至11％。优选的是，根据本专利技术的方法还包含当混合物的表观粘度从它的最大值开始下降时，向增塑混合物中加入防结块剂。然后继续混和，直到防结块剂与增塑性粒状混合物共混。优选加入防结块剂，以便它在增塑组合物的粒状PVA组合物存在的量为0.05重量％至0.5重量％，更优选为0.1重量％至0.3重量％。优选的是，气相法二氧化硅用作防结块剂。适宜的气相法二氧化硅可以作为AerosilR972(来自Degussa)获得。如果不加入防结块剂，或如果气相法二氧化硅低于0.05％，这可能倾向于结块，同时通过提高气相法二氧化硅的量高于0.5％得到很小的好处。如果需要，在组合物中，优选在组合物增塑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·安东尼·泰勒，凯文·马克·戈尼南，托马斯·维维安·辛普金斯，迈克尔·托马斯·威廉斯，安东尼·西里尔·佐登，
申请(专利权)人：聚物股票上市公司，
类型：发明
国别省市：