【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于包装材料，具体涉及一种聚乙烯醇组合物、水溶性膜及包装材料。
技术介绍
1、聚乙烯醇(pva)是一种能溶于水的特殊高分子聚合物，称为“可水溶的塑料”。同时，聚乙烯醇具有无毒无害，耐油、耐溶剂及可生物降解等诸多优势。目前，以聚乙烯醇为基材的多种高附加值水溶性薄膜产品在市场中已取得广泛的应用，根据具体应用的不同可分为冷水可溶、温水可溶及热水可溶的pva膜产品。
2、塑料加工成型的不同方法中，热塑加工法具有连续化生产，操作简单，成本低，节约能源，生产速率快等优点，在乙烯、丙烯、聚偏氟乙烯等塑料产品的加工中具有广泛的应用。然而，由于用于高温水溶的pva原料醇解度高(一般在99％以上)，分子上含有大量的羟基，相对低温水溶的pva原料结构更为规整，分子内和分子间存在很强的氢键作用，结晶度高，流动性差，熔融温度与分解温度相近，在受热熔融时易发生大量分解，熔融加工难度大，难以直接进行热塑加工。
3、目前，主要通过添加增塑剂破坏分子间氢键的方法降低pva熔点，增加其流动性来进行热塑加工，常用的增塑剂包括水、甘油、聚乙二醇、二甘醇、三甘醇、山梨醇等，但由于薄膜热成型过程对其物理结构如结晶度、晶粒尺寸等的影响，使得加入的增塑剂易随空气湿度的升高而迁移析出，耐候性不佳，且薄膜易受空气湿度影响产生发黏等问题。
4、对此，申请号为202011189213.5的中国专利公开了聚乙烯醇组合物、聚乙烯醇薄膜及其制备方法，所提及工艺中通过单一醇类增塑剂复配盐类化合物，降低增塑剂的使用量，抑制增塑剂析出，该方法效果有限
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种聚乙烯醇组合物、水溶性膜及包装材料，旨在解决现有聚乙烯醇薄膜制品中增塑剂易迁移的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种聚乙烯醇组合物，所述聚乙烯醇组合物包括以下重量份原料：100份聚乙烯醇，0.5～5份组分a或组分b，20～35份组分c。
3、所述pva树脂原料聚合度为1700～3000，醇解度为90～99.99％。
4、所述组分a为可与pva树脂络合的盐溶液，由金属盐和去离子水按照质量比2～8:10组成，所述金属盐为氯化钙、氯化镁、氯化锂、硝酸银和硫酸铜中的一种或几种。
5、所述组分b为可与pva树脂交联的交联剂溶液，由交联剂和去离子水按照质量比1～8:100组成，所述交联剂为硼酸、尿素和柠檬酸中的一种或几种。
6、所述组分c为醇类塑化剂、己内酰胺、甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、聚丙烯酰胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的至少两种，且组分c中醇类塑化剂的质量百分比含量为0～40％。
7、所述醇类塑化剂为甘油、聚乙二醇、乙二醇、二乙二醇中的一种或几种。
8、本专利技术第二方面提供一种聚乙烯醇组合物的制备方法，包括以下步骤：
9、将组分a和组分c搅拌混合，或者，将组分b和组分c搅拌混合，得到复配增塑剂，将复配增塑剂与聚乙烯醇搅拌混合，得到聚乙烯醇组合物。
10、优选地，复配增塑剂制备过程中混合时间为15～30min。
11、优选地，复配增塑剂与聚乙烯醇搅拌混合时间为15min～3h，搅拌速率为200～500r/min，搅拌温度为25～80℃。
12、本专利技术通过在常规有机增塑剂中添加可与pva络合的盐溶液或交联剂溶液，并调整比例关系，达到降低所制备聚乙烯醇热塑加工样品结晶度与晶粒大小的目的，解决水溶性膜及包装材料增塑剂析出问题。盐溶液中金属离子，如mg2+、ca2+、l i+、ag+、cu2+与pva中-oh上的氧原子络合时，能够破坏pva分子链内和链间的氢键；价廉易得的硼酸溶液、尿素溶液、柠檬酸溶液可与pva形成轻度交联网络，配合含羟基和/或胺基增塑剂共同作用(含羟基和/或胺基增塑剂中酰胺基团、羟基基团既可与pva分子的羟基之间形成氢键键合，同时又可与pva分子形成络合物，降低分子链的规整性)，加剧破坏pva分子的内部结构，实现降低聚乙烯醇组合物结晶度。
13、聚乙烯醇组合物热熔融加工过程中，水可通过氢键与pva，增塑剂中羟基紧密结合，具有一定的增塑作用，对pva熔融挤出流动性有较大影响，但由于水的沸点较低，在热熔融加工中剧烈蒸发导致pva造粒过程发泡，本专利技术方法在配方中除溶解交联剂，金属盐所用水，不额外添加水，同时在混料过程中通过混合温度，时长，控制最终聚乙烯醇组合物的含水率，避免造粒过程中出现发泡现象。
14、本专利技术第三方面提供一种水溶性薄膜，包括上述聚乙烯醇组合物。
15、本专利技术第四方面提供一种水溶性薄膜的制备方法，包括以下步骤：
16、将聚乙烯醇组合物输送至双螺杆挤出机中，常压或加压状态下，熔融挤出，风冷冷却至20～40℃后造粒，得到可熔融加工聚乙烯醇树脂粒子，再将可熔融加工聚乙烯醇树脂粒子吹膜定型或者熔融流延制成薄膜，收卷，得到水溶性薄膜。
17、优选地，熔融挤出过程中双螺杆挤出机的喂料速度为15～40r/min，温度150～210℃。
18、优选地，可熔融加工聚乙烯醇树脂粒子在载荷2.16kg、210℃下的熔体流动速率为10～25g/10min，含水率为0.5～5％。
19、优选地，熔融流延温度为170～210℃。
20、优选地，吹膜定型温度为150～220℃。
21、优选地，水溶性薄膜厚度为30～120μm。
22、本专利技术第五方面提供一种包装材料，包括上述水溶性薄膜。
23、本专利技术的有益效果：
24、1.本专利技术提供一种聚乙烯醇组合物及其制备的水溶性膜，该水溶性膜制备方法简单，可有效降低聚乙烯醇结晶度及晶粒尺寸，解决水溶性膜及包装材料增塑剂迁移析出的问题，提高聚乙烯醇热塑加工效率的优点，所制备水溶性膜及包装材料具有在60℃下不溶，65℃以上溶解特点。
25、2.本专利技术借助宽角x射线衍射与dsc检测工具等从pva微观结构层面出发，探索pva热塑加工时出现增塑剂析出的原因，控制pva熔融过程中结晶度大小来调整增塑剂配方实现薄膜内部自由体积的调节，从而解决薄膜制备过程中所添加的增塑剂受环境影响在pva薄膜表面析出的问题，同时进一步降低pva热塑温度，实现高效低能热塑加工pva薄膜的目的。
26、3.与目前其他高温水溶pva薄膜相关公开材料中所提及使用分步增塑，促进pva充分溶胀从而改善高温水溶pva薄膜增塑剂小分子析出问题相比，本专利技术所提供方案加工工艺省时简单，改善效果更佳。
27、4.本专利技术水溶性薄膜制备过程中所采用塑化剂配方中回避了淀粉，滑石粉等可以与pva产生竞争增塑剂的化合物，并且薄膜加工工艺最关键的混料步骤是先通过混合工艺制备复配增塑剂，在将复配增塑剂与pva粉末混合增塑的方式，避免由于混料不均匀导致的pva溶胀不充分，造粒时无法完全塑化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，包括以下重量份原料：100份聚乙烯醇，0.5～5份组分A或组分B，20～35份组分C；
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述组分A由金属盐和去离子水按照质量比2～8:10组成。
3.根据权利要求2所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述金属盐为氯化钙、氯化镁、氯化锂、硝酸银和硫酸铜中的一种或几种。
4.根据权利要求1或3所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述组分B由交联剂和去离子水按照质量比1～8:100组成。
5.根据权利要求4所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述交联剂为硼酸、尿素和柠檬酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述醇类塑化剂为甘油、聚乙二醇、乙二醇、二乙二醇中的一种或几种。
7.一种如权利要求1-6任一项所述聚乙烯醇组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的聚乙烯醇组合物的制备方法，其特征在于，复配增塑剂制备过程中混合时间为15～30min。p>
9.根据权利要求7所述的聚乙烯醇组合物的制备方法，其特征在于，复配增塑剂与聚乙烯醇搅拌混合时间为15min～3h，搅拌速率为200～500r/min，搅拌温度为25～80℃。
10.一种水溶性薄膜，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的聚乙烯醇组合物。
11.根据权利要求10所述的一种水溶性薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
12.一种包装材料，其特征在于，包括权利要求10所述的水溶性薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，包括以下重量份原料：100份聚乙烯醇，0.5～5份组分a或组分b，20～35份组分c；
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述组分a由金属盐和去离子水按照质量比2～8:10组成。
3.根据权利要求2所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述金属盐为氯化钙、氯化镁、氯化锂、硝酸银和硫酸铜中的一种或几种。
4.根据权利要求1或3所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述组分b由交联剂和去离子水按照质量比1～8:100组成。
5.根据权利要求4所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述交联剂为硼酸、尿素和柠檬酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇组合物，其特征在于，所述醇类塑化剂为甘油、...
【专利技术属性】
技术研发人员：张静娅，王洁，蒋红光，王道亮，苏璐璐，韩龙，伍岳，
申请(专利权)人：安徽皖维先进功能膜材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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