聚乙烯醇薄膜及其组合物和制备方法技术

本发明专利技术涉及聚乙烯醇薄膜领域，具体地，涉及聚乙烯醇薄膜及其组合物和制备方法。该聚乙烯醇组合物含有聚乙烯醇、增塑剂、非导电功能性填料、润滑剂和任选的助剂；所述增塑剂含有组分A、组分B和组分C；所述组分A为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇和季戊四醇中的一种或多种；所述组分B为氯化镁、硝酸镁、氯化钙、硫酸铜和醋酸钠中的一种或多种；所述组分C为水。本发明专利技术能够使得较宽醇解度范围的聚乙烯醇经双向拉伸制膜，且所得的聚乙烯醇薄膜具有较高的填料填充量和较高的力学性能。

Polyvinyl alcohol film and its composition and preparation method

The invention relates to the field of polyvinyl alcohol film, in particular to polyvinyl alcohol film and its composition and preparation method. The polyvinyl alcohol composition contains polyvinyl alcohol, plasticizer, non-conductive functional filler, lubricant and optional additives; the plasticizer contains component A, component B and component C; the component A is one or more of glycerol, ethylene glycol, polyethylene glycol and pentaerythritol; and the component B is one or more of magnesium chloride, magnesium nitrate, calcium chloride, copper sulfate and sodium acetate. Species; the component C is water. The invention can make polyvinyl alcohol film with wide alcoholysis range through biaxial stretching, and the obtained polyvinyl alcohol film has higher filler content and higher mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯醇薄膜及其组合物和制备方法
本专利技术涉及聚乙烯醇薄膜领域，具体地，涉及聚乙烯醇薄膜及其组合物和制备方法。
技术介绍
聚乙烯醇(PVA)是为数不多的已工业化生产的可从天然气制备的非石油基高分子材料，其应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等领域。PVA的耐酸碱和耐有机溶剂性能优异，具有极佳的阻隔性能，生物相容性好，可生物降解。但因其分子链上存在多羟基结构，分子内和分子间产生了很强的氢键，导致其熔点和分解温度接近，很难热塑加工，因此其应用目前主要还是基于溶液法工艺，采用溶液流延法制备PVA薄膜存在着步骤繁琐，薄膜强度差等缺点。双向拉伸法的拉伸倍率大(横向拉伸倍率可达10倍以上)、成型速度快(最高收卷速度可达数百米/分钟)、生产效率高，并且得到的薄膜的力学强度、光学性能和厚度均匀性均更佳，但是薄膜成型受工艺条件波动影响显著，薄膜拉伸加工难度大，对于薄膜原料有着更高的要求。而且由于PVA加工的特殊性，还没有针对PVA的双向拉伸法工艺系统研究，使得双向拉伸法制备PVA薄膜难以实现。目前有一些针对PVA增塑的研究，希望通过共聚、共混等手段提高PVA的塑性，使其能够进行热塑性加工，以降低其制备成本，扩大其使用范围，但对于热塑性PVA薄膜的研究还很少。目前较多的都是设计采用熔融加工法制备PVA薄膜(例如CN106189010A、CN106189008A、CN101864132A和CN102391598A等)，但均采用流延法或是吹膜法制备薄膜，这两种方法制备薄膜相对来说对原料和工艺要求都相对较低，薄膜的性能也较双向拉伸法差。CN106189006A提出采用双向拉伸法制备PVA薄膜，但其所述方法需使用95(mol)％≤醇解度<99.9(mol)％的PVA原料，对于PVA的适用性较窄；并且所得的PVA薄膜的拉伸强度提高有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的聚乙烯醇薄膜及其组合物和制备方法，该聚乙烯醇薄膜可以具有高填料含量，并且兼具较高的力学性能。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种聚乙烯醇组合物，该组合物含有聚乙烯醇、增塑剂、非导电功能性填料、润滑剂和任选的助剂；所述增塑剂含有组分A、组分B和组分C；所述组分A为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇和季戊四醇中的一种或多种；所述组分B为氯化镁、硝酸镁、氯化钙、硫酸铜和醋酸钠中的一种或多种；所述组分C为水。本专利技术第二方面提供一种含有上述组合物的聚乙烯醇薄膜。本专利技术第三方面提供一种双向拉伸聚乙烯醇薄膜的制备方法，该方法包括：(1)提供上述组合物所含成分的混合物；(2)将所述混合物进行熔融挤出并流延铸片，得到聚乙烯醇铸片；(3)将聚乙烯醇铸片进行双向拉伸以成膜。本专利技术第四方面提供了由上述方法制得的聚乙烯醇薄膜。本专利技术能够使得较宽醇解度范围的聚乙烯醇经双向拉伸制膜，且所得的聚乙烯醇薄膜具有较高的填料填充量和较高的力学性能。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术一方面提供一种聚乙烯醇组合物，该组合物含有聚乙烯醇、增塑剂、非导电功能性填料、润滑剂和任选的助剂；所述增塑剂含有组分A、组分B和组分C；所述组分A为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇和季戊四醇中的一种或多种；所述组分B为氯化镁、硝酸镁、氯化钙、硫酸铜和醋酸钠中的一种或多种；所述组分C为水。根据本专利技术，所述组分A、组分B和组分C的含量可以在较宽范围内变动，为了获得更有助于提高聚乙烯醇薄膜的填充效果和力学性能，优选地，所述组分A、组分B和组分C的重量比为20-500：100：80-500，优选为30-300：100：100-300，例如为50-200：100：120-250、80-150：100：150-200。根据本专利技术，所述组分A中的聚乙二醇具有的平均分子量优选为200-400。所述组分A优选为丙三醇、平均分子量为200-400的聚乙二醇和季戊四醇中的一种或多种。优选地，所述组分B为氯化镁、硝酸镁和氯化钙中的一种或多种。在本专利技术的一种优选的实施方式中，所述组分A为丙三醇和/或数均分子量为200-400的聚乙二醇，所述组分B为氯化镁和/或硝酸镁；或者，所述组分A为季戊四醇，所述组分B为氯化钙。根据本专利技术，为了在高填充下获得更高力学性能的聚乙烯醇薄膜，优选地，所述聚乙烯醇和增塑剂的重量比为100：5-40，优选为100：10-30，更优选为100：15-25。优选地，所述聚乙烯醇和非导电功能性填料的重量比为100：30-200，优选为100：50-100。优选地，所述聚乙烯醇和润滑剂的重量比为100：0.5-5，优选为100：1-3。其中，本专利技术的组合物适用于较宽范围醇解度、聚合度和粒径的聚乙烯醇，优选地，所述聚乙烯醇的醇解度为80-99mol％，聚合度为1500以上(优选为1500-2500)，粒径为90-500μm。对于低醇解度的聚乙烯醇也适用，例如所述聚乙烯醇的醇解度为80-90mol％，聚合度为1600-1800，粒径为100-300μm。对于高醇解度的聚乙烯醇也适用，例如所述聚乙烯醇的醇解度为95-99mol％，聚合度为1700-2500，粒径为320-400μm。根据本专利技术，所述非导电功能性填料可以为无机材料的，也可以为有机材料的，或者为它们的混合物。优选地，所述非导电功能性填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、沸石、云母、粘土、硅石、硅藻土、高岭土、矾土、硫酸钙、硫酸镁、氧化钙、氧化镁、全硫化纳米粉末橡胶、核壳型冲击改性剂、木粉、竹粉和稻壳粉中的一种或多种。其中，所述全硫化纳米粉末橡胶的具体实例例如可以为全硫化纳米粉末丁苯橡胶、全硫化纳米粉末丁腈橡胶、全硫化纳米粉末丙烯酸酯橡胶、全硫化纳米粉末羧基丁苯橡胶、全硫化纳米粉末羧基丁腈橡胶、全硫化纳米粉末硅橡胶和全硫化纳米粉末丁苯吡橡胶中的一种或多种。本专利技术的非导电功能性填料优选为碳酸钙，特别是平均粒径为0.05-10μm，更优选为0.1-5μm，最优选为0.5-2μm的碳酸钙粒子。在采用碳酸钙粒子作为非导电功能性填料下，将赋予本专利技术的聚乙烯醇薄膜具有较低的成本和较高的力学性能。根据本专利技术，所述润滑剂可以从多种润滑剂中进行选择，优选地，所述润滑剂为聚乙二醇类润滑剂、含氟聚合物类润滑剂、有机硅类润滑剂、脂肪醇类润滑剂、脂肪酸类润滑剂、脂肪酸酯类润滑剂、硬脂酸酰胺类润滑剂、脂肪酸金属皂类润滑剂、烷烃及氧化烷烃类润滑剂和微纳米粒子类润滑剂中的一种或多种。其中，所述聚乙二醇类润滑剂例如可以为平均分子量为500-50000的PEG分子，其可以经过封端、接枝、交联处理，也可以经过其他化学改性或物理改性。其中，所述含氟聚合物类润滑剂例如可以为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯等中的至少一种，也可以为其他单峰或多峰的含氟聚合物以及结晶或半结晶的含氟聚合物。其中，所述有机硅润滑剂可以为现有的各种以碳、硅原子为分子主链，以甲基、苯基、烷氧基、乙烯基等有机基团的低聚物或齐聚物为侧链的化合物。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，该组合物含有聚乙烯醇、增塑剂、非导电功能性填料、润滑剂和任选的助剂；所述增塑剂含有组分A、组分B和组分C；所述组分A为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇和季戊四醇中的一种或多种；所述组分B为氯化镁、硝酸镁、氯化钙、硫酸铜和醋酸钠中的一种或多种；所述组分C为水。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，该组合物含有聚乙烯醇、增塑剂、非导电功能性填料、润滑剂和任选的助剂；所述增塑剂含有组分A、组分B和组分C；所述组分A为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇和季戊四醇中的一种或多种；所述组分B为氯化镁、硝酸镁、氯化钙、硫酸铜和醋酸钠中的一种或多种；所述组分C为水。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组分A、组分B和组分C的重量比为20-500：100：80-500，优选为30-300：100：100-300。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述组分A为丙三醇、平均分子量为200-400的聚乙二醇和季戊四醇中的一种或多种；所述组分B为氯化镁、硝酸镁和氯化钙中的一种或多种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述聚乙烯醇和增塑剂的重量比为100：5-40，优选为100：10-30，更优选为100：15-25；优选地，所述聚乙烯醇和非导电功能性填料的重量比为100：30-200，优选为100：50-100；优选地，所述聚乙烯醇和润滑剂的重量比为100：0.5-5，优选为100：1-3。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述聚乙烯醇的醇解度为80-99mol％，聚合度为1500以上，粒径为90-500μm；优选地，所述聚乙烯醇的醇解度为80-90mol％，聚合度为1600-1800，粒径为100-300μm；优选地，所述聚乙烯醇的醇解度为95-99mol％，聚合度为1700-2500，粒径为320-400μm。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述非导电功能性填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、沸石、云母、粘土、硅石、硅藻土、高岭土、矾土、硫酸钙、硫酸镁、氧化钙、氧化镁、全硫化纳米粉末橡胶、核壳型冲击改性剂、木粉、竹粉和稻壳粉中的一种或多种，优选为碳酸钙；优选地，所述润滑剂为聚乙二醇类润滑剂、含氟聚合物类润滑剂、有机硅类润滑剂、脂肪醇类润滑剂、脂肪酸类润滑剂、脂肪酸酯类润滑剂、硬脂酸酰胺类润滑剂、脂肪酸金属皂类润滑剂、烷烃及氧化烷烃类润滑剂和微纳米粒子类润滑剂中的一种或多种。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的组合物，其中，所述助剂为抗氧剂、吸酸剂和抗静电剂中的一种或多种。8.一种含有权利要求1-7中任意一项所述的组合物的聚乙烯醇薄膜。9.一种双向拉伸聚乙烯醇薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：初立秋，徐萌，刘建叶，董穆，解娜，郭鹏，张琦，尹华，陈若石，白弈青，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11