填充的含聚乙烯醇的组合物及其制备方法技术

公开了一种含ＰＶＡ的可挤出组合物，该组合物使ＰＶＡ制品可在常规挤出机上制造。该组合物包括润滑剂，例如脂肪酸酰胺，最优选的是十八烷基酰胺，并且最优选的是将其经冷压制成片料。该组合物适合于制造各种产品。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含PVA的组合物，尤其是填充的组合物，还涉及这种组合物的制造方法以及含PVA的组合物的挤出方法。为替代占据越来越大的垃圾处理空间如填埋坑或需要焚烧的非生物降解的聚合物，目前对可生物降解的聚合物的需求量大且日益增长。聚乙烯醇(PVA)是一种广泛使用的可生物降解聚合物。作为薄膜，PVA对许多气体都表现出高度的不透过性。加至粘合剂中后，PVA显示出高粘合强度。PVA在制造多种产品上有很大的潜力。然而，因为当前尚无易于挤出的PVA或含PVA的组合物的配方，所以PVA的应用受到了限制。虽然曾尝试过由PVA挤出制品，但已发现挤出的PVA熔体变得非常不稳定，并有大量残余物粘附在挤出机表面上，要求非常精心地控制加工条件，使用专门的挤出机，还要经常中断挤出过程，并清洗挤出机。众所周知，由乙烯与乙烯醇聚合制备乙烯-乙烯醇共聚物的目的在于要保留PVA的优良性能同时又获得可挤出的聚合物。这种共聚物的一个品种是以商品名SOARNOL(日本合成化学工业有限公司注册)市售的。然而，人们发现这种共聚物实际上已经失去了PVA的优良性能，而不是可挤出PVA的有效替代物。以商品名VINEX(空气产品公司(Air produts)注册商标)出售的经化学改性的PVA是人们熟知的。然而，这种产品因化学改性负面影响PVA的一些优良性能而受到损害。对与某些卫生制品如尿布和卫生巾有关的可生物降解聚合物的寻求十分迫切，然而这些制品中通常包括超吸收材料，而目前这类材料也仅能与常规非生物降解聚合物混合。本专利技术至少在优选实施例中涉及提供一种含PVA的组合物、其制造方法以及含PVA组合物的挤出方法，其克服或至少减少某些本领域所认定的缺点。因此，本专利技术第一个方面提供一种含PVA的组合物，其包括PVA和一种其量能使该混合料可有效挤出的润滑剂的混合料。该润滑剂优选包括脂肪酸酰胺，且该组合物最好还包括增塑剂，所得组合物适合于在常规熔融-挤出机上挤出。在本专利技术的实施方案中，含PVA的组合物包括按重量计最多至20％，尤其5～15％的增塑剂，以及最多至5％，尤其0.5％～2.5％的润滑剂。因此，本专利技术组合物是一种可挤出的含PVA的聚合物，通常它具有和其它可挤出聚合物相似的弯曲模量。可挤出组合物仍然保留PVA已知的优异性能，例如高拉伸强度，良好的耐击穿性和良好的绝缘性，可在现有挤出生产线、吹塑和注模设备上加工成型而无需任何改性，而且没有在试图用迄今已知含PVA的组合物挤出制品时，所观察到的诸如热降解和高温交联等加工问题。在本专利技术的实施方案中，含PVA的可挤出组合物已经获得，包括全水解的PVA及部分水解的PVA，并且包括水解70％或以上的PVA。本专利技术的另外一些实施方案提供了含PVA的组合物，其中PVA的分子量在20,000左右，在某些情况下从10,000左右至150,000以上。通常本专利技术的应用并不限于特定水解率的PVA，也不限于具有特定分子量的PVA。本专利技术的第二方面提供一种填充的含PVA组合物，其包括PVA加上填料的混合料。在该组合物中，填料实际上是一种填充剂，并且比PVA便宜，这样就得到了一种依然保持PVA优良性能的组合物，而生产单位重量的产品又比较便宜。在这两个方面，本专利技术优选提供一种丸粒状或片状的含PVA组合物。这些丸粒或片的尺寸优选直径在1～5mm范围，适合用本专利技术方法获得，其中PVA优选以基本未复合的粉状或丸粒状，与至少一种润滑剂及填料及任选其它复合成分混合，并冷压成片或丸粒状。这种冷压法基本上如WO-A-98/26911所述，与不同聚合物相关。使用这种方法可使各组分均匀混合，并可以正确配比复合为最终产品，而且形成比粉料更易处理的形状。此外，由于该混合物被冷压，而不是熔融，所以热降解或性能改变的问题得到缓解。“冷压”的意思是对粉料施压使其结块，而聚合物基本未熔化。该温度优选低于100℃，最优选低于70-80℃。优选不直接对混合料加热。而可通过混合和/或加压产生热，这样可使混合物升温，或者也可提供冷却。如果需要促进粘合，也允许直接加热。由于相邻微丸粒之间的界面压力，聚合物或其它组分会发生某些尤其是微观级的熔化，然而重要的是该聚合物颗丸粒的主体并不液化。优选按任意量将该混合料压缩成片或丸粒，例如在压片机上，这样可使结块更牢。尽管在压力下可能将该混合料挤出通过一锐孔，使混合物通过挤出口后成丸粒状。但这种情况下，优选在混合物挤出时或在各组分预先混合之后，将粘合剂或水分加入该混合料中。优选该混合料基本上是干燥的，但可包括足以经挤压粘合为片或丸粒的残余水分。这样可避免添加单独的粘合剂，使片或丸粒进入挤出机后仅经进一步干燥而较易破碎。在依靠水来粘合时，最好确保这些片或丸粒在挤出前在例如40～80℃下干燥4-8小时，这样可缓解挤出过程中产生蒸汽的问题。为了制成片，最好含有水分，但在成型后的大多数情况下，即使被干燥，这些片料也应保持其形状。优选含水率低于约10重量％，优选大于0.01重量％，更优选低于5％。如果丸粒或片料是在较低压力下挤出的或用其它方法成型的，那么含水率可以约20重量％或更高，以确保粘合。如果丸粒太潮湿，它们会相互粘在一起而影响流动，需要在成型之后进行干燥。所述水分可以包括聚合物中或一种或多种复合组分中的残留水分。此时，所述水分可仅由混合前完全不干燥混合组分而自动提供。优选该填充的含PVA组合物是可挤出的，因此，优选填充的含PVA组合物还包括有效量的润滑剂，以使该组合物可以挤出。适用的润滑剂包括脂肪酸酰胺或增塑剂，或脂肪酸酰胺和增塑剂两者的混合物。本专利技术组合物中加入润滑剂是为了改善在挤出过程中该组合物的热稳定性。该润滑剂可以称为内润滑剂，因其作用是改善聚合物链间的润滑性。本专利技术的组合物可以用于食品或与食品相关的场合，因此优选该润滑剂经检验用于食品。进一步优选润滑剂是脂肪酸酰胺，尤其是直链或支链的C12～C24，更具体地说是C16～C20的脂肪酸酰胺。如果润滑剂包括硬脂酰胺，即一种直链的C18脂肪酸酰胺，那么会得到特别好的出乎意料的结果。本专利技术的组合物一般还包括增塑剂，以降低挤出过程中聚合物的熔化温度。适用的增塑剂可选自甘油、乙二醇、二缩三乙二醇、低分子量的聚乙二醇和低分子量的酰胺。特别优选的增塑剂包含甘油或由甘油组成。尽管本专利技术组合物中各组分的比率是可以改变的，但本专利技术的实施方案一般包括以重量计最多至50％的填料和最高至5％的润滑剂。本专利技术更具体的实施方案包括5～50重量％的填料、40～80重量％的PVA，最多至5重量％的润滑剂和5～20重量％的增塑剂。这样，本专利技术的组合物是可挤出的，然而挤出的难易程度部分地取决于挤出机的状态。尤其是挤出机表面的粗糙度。在本专利技术进一步的实施方案中，该组合物包括另外一种润滑剂，它可称为外润滑剂，以防止或减少该组合物粘附挤出机表面。这种外润滑剂一般占该组合物重量的0.001～0.1％，并且优选与内润滑剂一样是经检验用于食品的。硬脂酸盐是一种适用的外润滑剂。特别是硬脂酸的镁盐、铅盐和锌盐。适合加入本专利技术组合物中的填料可选自常规的聚合物填料。通常该填料是惰性、无机材料，特别优选的填料是/或包含滑石、碳酸钙。在本专利技术的具体实施方案中，这种滑石可以是被微粉化了的，例如平均粒径为约20μm，而且还用例如硬脂酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含ＰＶＡ的组合物，其包括ＰＶＡ和其量足以使该混合料成为可挤出的润滑剂的混合料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HG斯蒂芬斯，
申请(专利权)人：PVAXX研究和开发有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]