專利名稱：改性耐水解聚乙烯醇高分子材料及生產方法及用途的制作方法
技術領域：
本發明屬于高分子材料，尤其是指一種改性耐水解聚乙烯醇高分子材料。
背景技術：
現有的改性耐水解聚乙烯醇溶液為黃色，不透明，涂布后的基材卷徑端面呈黃色， 隨著時間的延長，顏色由黃色變為紅褐色，嚴重影響產品的外觀。同時溶液受溫度、時間和 PH值的影響很大，溫度越低、時間越久、pH值越小，改性PVA溶液越容易凝膠，影響產品的加工性能。目前，市場上的高阻隔包裝材料主要有聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯一乙烯醇共聚物(EVOH)和聚乙烯醇(PVA)。隨著市場包裝功能的增加以及環境意識的提高，產品成本的性價比也越顯重要。然而PVDC含有氯離子，加工和垃圾處理的過程中有HCl氣體產生，污染空氣和被包裝物品，歐美等地區已開始限制并停止使用；EVOH的耐水性和耐候性至今沒有解決，而且價格居高不下。PVA涂布膜性價比更為合理，無論是原料的選擇，還是加工和消費過程，都沒有或不釋放任何有毒有害物質，產品無論在性能上，還是在價格上，都比當前的EVOH共擠膜和PVDC涂布膜具有優勢，是PVDC涂布膜的理想替代品。在干燥狀態下(環境的相對濕度小于50%)，PVA涂布膜具有良好的阻隔性能，能有效地阻隔氣體和水分。而當環境的相對濕度大于50%時PVA中的羥基易于同環境中的水相結合形成氫鍵，導致分子聚集結構發生變化，使阻隔性能下降。
發明內容
本發明提供一種改性耐水解聚乙烯醇高分子材料及生產方法及用途，以解決現有的改性耐水解聚乙烯醇溶液隨著時間的延長，顏色由黃色變為紅褐色，嚴重影響產品的外觀及影響產品的加工性能問題。本發明采取的技術方案是，包括下列配方和步驟 ⑴配方，由下列質量份數的原料組成
聚乙烯醇，聚合度1500 2000、醇解度> 99% :8 12份；
純凈水65 75份；
仲丁醇或甲醇5 7份；
有機鈦酸酯0. 2 0. 25份;
丙三醇0. 5 3份；
十二烷基硫酸鈉0. 08 0. 15份；
烷氧基硅烷2 4份；
蜜胺樹脂2 5份；
⑵生產方法
將純凈水加入帶回流塔的反應釜內，在攪拌條件下從液面下加入仲丁醇或甲醇；加熱開始，將聚乙烯醇從加料口徐徐加入反應釜內，當溫度升至45°C時、升溫速率100度/小時，打開回流塔進出水閥門，當溫度升至98°C時、升溫速率100度/小時，恒溫攪拌2小時、攪拌速度100轉/分；當聚乙烯醇成溶液后停止加熱，打開冷卻水和排水閥，在攪拌條件下降溫，降溫速率100度/小時，當溫度降至45°C時，關閉回流塔進水閥，當溫度降至32°C時，停止降溫；在攪拌條件下從液面下加入烷氧基硅烷、蜜胺樹脂、有機鈦酸酯，攪拌15分鐘后， 從液面下加入丙三醇和十二烷基硫酸鈉，攪拌15分鐘后停止攪拌，改性耐水解聚乙烯醇水溶液制成。本發明改性耐水解聚乙烯醇高分子材料在制備高阻隔包裝材料中的用途。本發明改性耐水解聚乙烯醇溶液是一種雙組分膠體，可涂在任何基材形成一種平整、光滑、有光澤不怕劃傷、耐高溫和低溫、耐腐蝕、易于印刷、無毒、無味的透明涂層，可防止氧氣和水蒸汽透入和透出，從而使包裝物不氧化、耐腐蝕、保質和保鮮的目的。本發明是采用改性后的耐水解的聚乙烯醇水溶液在各種基材如ΒΟΡΑ、BOPET, ΡΕ、 BOPP, CPP等上經涂布、干燥而成改性耐水解聚乙烯醇高阻隔包裝材料，該材料的基材的厚度、材質、形狀可根據應用的要求自由選擇，但是基材涂布面的潤濕張力大于等于42達因。 改性后的聚乙烯醇水溶液的涂層厚度為0. 5 8Mffl。改性耐水解聚乙烯醇高阻隔包裝材料的生產方法如下
對各種基材進行表面電暈處理，使基材的表面的潤濕張力大于等于42達因。然后采用現有的涂布機，在表面潤濕張力合格的基材上涂布改性后的聚乙烯醇水溶液，厚度根據不同的性能要求，控制在0. 5 8Mffl。涂布后的基材進入干燥烘道，干燥烘道各部分的溫度為第一溫區70 80°C，第二溫區80 100°C，第三溫區90 150°C，干燥時間為0. 5 5 分鐘，基材的運行速度為50 150m/min，干燥后的材料進行冷卻、收卷。然后放在40°C 50°C的熟化室里進行熟化5 8個小時，最后包裝入庫。若產品需要印刷，無需任何處理，可直接在聚乙烯醇改性水溶液涂層上印刷，油墨附著力強。為了進一步提高包裝效果，還可先在BOPP等基材上印刷，再與改性PVA涂布復合，進一步加工成BOPP /改性PVA /基材高阻隔材料。或者也可以在油墨表面涂布一層聚乙烯醇改性水溶液，增加亮度。本發明的積極效果，采用烷氧基硅烷與蜜胺樹脂協同配合對聚乙烯醇進行交聯， 封閉了聚乙烯醇親水性的羥基，因此，該產品在具有良好的阻氧性能的同時，具有良好的耐水性能，涂層在有水或高濕條件下不會產生返粘、溶脹現象，常溫下不容易凝膠，溶液表面不結皮，實現了常溫配膠、常溫涂布，溶液透明，而且涂層具有良好的印刷、復合適應性，可以滿足各種不同材料結構的復合要求，屬國內首創。用本發明的溶液在各種基材上經涂布、干燥而成改性耐水解聚乙烯醇高阻隔包裝材料。該包裝材料可制成高阻隔復合膜、高阻隔復合容器、高阻隔復合軟管、高阻隔復合管材以及高阻隔復合片材，與除氧劑、抽真空、氣體置換包裝技術相結合，具有優良地耐油、耐有機溶劑性能，對氧氣、氮氣、氫氣及二氧化碳具有優良的阻隔性，其阻氧性能優于PVDC涂布膜，也優于EVOH五層共擠膜，阻氧性能是各種常規樹脂薄膜中最好的。具有優良的防氧化、防霉變、防油脂發哈和優良的保香性能，可以在較長的時間內保持包裝食品的原有風味，同時又能有效地阻擋包裝材料外的異味進入包裝內。延長被包裝產品的貯存期，延長貨架壽命，使商品在生產、流通、周轉等環節易于調節，減少損失和浪費，并擴大地方特產銷售地域，使產品走向更廣泛的市場。可替代市場上所有中間夾鋁箔和鍍鋁層的包裝材料，降低了成本，節約了鋁資源。可廣泛應用到各類食品包裝、化妝品包裝、有機溶劑包裝、醫藥包裝、電子零部件包裝和紡織品的包裝等領域。特別是用于灌裝牙膏，常溫儲存，年失重量小于1克，保質期兩年后總失重小于2克，高溫試驗表明當牙膏失重2克后，膏體香味和色澤正常，稠度符合國際要求，無板結跡象，該產品用于包裝牙膏達到了保質、保香、保濕、防止牙膏板結的功效。同時涂層具有極佳的印刷性能，可以印刷絢麗多彩的圖案，手感舒適，保持平整的外形和鮮明的商標色彩，是國內首創，是對傳統牙膏工業外包裝的一種改造和創新。
具體實施例方式實施例1
⑴配方，由下列質量份數的原料組成
聚乙烯醇，聚合度1500 2000、醇解度> 99% 8份
純凈水65份
仲丁醇或甲醇5份
有機鈦酸酯0. 2份
丙三醇0. 5份
十二烷基硫酸鈉0. 08份
烷氧基硅烷2份
蜜胺樹脂2份
⑵生產方法
將純凈水加入帶回流塔的反應釜內，在攪拌條件下從液面下加入仲丁醇或甲醇；加熱開始，將聚乙烯醇從加料口徐徐加入反應釜內，當溫度升至45°C時、升溫速率100度/小時， 打開回流塔進出水閥門，當溫度升至98°C時、升溫速率100度/小時，恒溫攪拌2小時、攪拌速度100轉/分；當聚乙烯醇成溶液后停止加熱，打開冷卻水和排水閥，在攪拌條件下降溫，降溫速率100度/小時，當溫度降至45°C時，關閉回流塔進水閥，當溫度降至32°C時，停止降溫；在攪拌條件下從液面下加入烷氧基硅烷、蜜胺樹脂、有機鈦酸酯，攪拌15分鐘后， 從液面下加入丙三醇和十二烷基硫酸鈉，攪拌15分鐘后停止攪拌，改性耐水解聚乙烯醇水溶液制成。實施例2
⑴配方，由下列質量份數的原料組成
聚乙烯醇，聚合度1500 2000、醇解度> 99% 10份
純凈水70份
仲丁醇或甲醇6份
有機鈦酸酯0. 225份
丙三醇1. 75份
十二烷基硫酸鈉0. 115份
烷氧基硅烷3份
蜜胺樹脂3. 5份
⑵生產方法同實施例1 實施例3
⑴配方，由下列質量份數的原料組成
聚乙烯醇，聚合度1500 2000、醇解度> 99% :12份
純凈水75份
仲丁醇或甲醇7份
有機鈦酸酯0. 25份
丙三醇3份
十二烷基硫酸鈉0. 15份烷氧基硅烷4份蜜胺樹脂5份 ⑵生產方法同實施例1。實施例4改性耐水解聚乙烯醇高阻隔包裝材料的生產方法
對各種基材進行表面電暈處理，使基材的表面的潤濕張力大于等于42達因。然后采用現有的涂布機，在表面潤濕張力合格的基材上涂布改性后的聚乙烯醇水溶液，厚度根據不同的性能要求，控制在0. 5Mffl ；涂布后的基材進入干燥烘道，干燥烘道各部分的溫度為第一溫區70°C，第二溫區80°C，第三溫區90°C，干燥時間為0. 5分鐘，基材的運行速度為50m/ min，干燥后的材料進行冷卻、收卷。然后放在40°C的熟化室里進行熟化5個小時，最后包裝入庫。實施例5改性耐水解聚乙烯醇高阻隔包裝材料的生產方法
對各種基材進行表面電暈處理，使基材的表面的潤濕張力大于等于42達因。然后采用現有的涂布機，在表面潤濕張力合格的基材上涂布改性后的聚乙烯醇水溶液，厚度根據不同的性能要求，控制在4. 25Mffl ；涂布后的基材進入干燥烘道，干燥烘道各部分的溫度為 第一溫區75°C，第二溫區90°C，第三溫區120°C，干燥時間為2. 75分鐘，基材的運行速度為 lOOm/min，干燥后的材料進行冷卻、收卷。然后放在45°C的熟化室里進行熟化6. 5個小時， 最后包裝入庫。實施例6改性耐水解聚乙烯醇高阻隔包裝材料的生產方法
對各種基材進行表面電暈處理，使基材的表面的潤濕張力大于等于42達因。然后采用現有的涂布機，在表面潤濕張力合格的基材上涂布改性后的聚乙烯醇水溶液，厚度根據不同的性能要求，控制在SMffl;涂布后的基材進入干燥烘道，干燥烘道各部分的溫度為第一溫區80°C，第二溫區100°C，第三溫區150°C，干燥時間為5分鐘，基材的運行速度為150m/ min,干燥后的材料進行冷卻、收卷。然后放在50°C的熟化室里進行熟化8個小時，最后包裝入庫。
權利要求
1.一種改性耐水解聚乙烯醇高分子材料，其特征在于由下列配方和步驟制成的 ⑴配方，由下列質量份數的原料組成聚乙烯醇，聚合度1500 2000、醇解度> 99% :8 12份；純凈水65 75份；仲丁醇或甲醇5 7份；有機鈦酸酯0. 2 0. 25份;丙三醇0. 5 3份；十二烷基硫酸鈉0. 08 0. 15份；烷氧基硅烷2 4份；蜜胺樹脂2 5份；⑵生產方法將純凈水加入帶回流塔的反應釜內，在攪拌條件下從液面下加入仲丁醇或甲醇；加熱開始，將聚乙烯醇從加料口徐徐加入反應釜內，當溫度升至45°C時、升溫速率100度/小時， 打開回流塔進出水閥門，當溫度升至98°C時、升溫速率100度/小時，恒溫攪拌2小時、攪拌速度100轉/分；當聚乙烯醇成溶液后停止加熱，打開冷卻水和排水閥，在攪拌條件下降溫，降溫速率100度/小時，當溫度降至45°C時，關閉回流塔進水閥，當溫度降至32°C時，停止降溫；在攪拌條件下從液面下加入烷氧基硅烷、蜜胺樹脂、有機鈦酸酯，攪拌15分鐘后， 從液面下加入丙三醇和十二烷基硫酸鈉，攪拌15分鐘后停止攪拌，改性耐水解聚乙烯醇水溶液制成。
2.如權利要求1所述的改性耐水解聚乙烯醇高分子材料的生產方法，其特征在于包括下列配方和步驟⑴配方，由下列質量份數的原料組成聚乙烯醇，聚合度1500 2000、醇解度> 99% :8 12份；純凈水65 75份；仲丁醇或甲醇5 7份；有機鈦酸酯0. 2 0. 25份;丙三醇0. 5 3份；十二烷基硫酸鈉0. 08 0. 15份；烷氧基硅烷2 4份；蜜胺樹脂2 5份；⑵生產方法將純凈水加入帶回流塔的反應釜內，在攪拌條件下從液面下加入仲丁醇或甲醇；加熱開始，將聚乙烯醇從加料口徐徐加入反應釜內，當溫度升至45°C時、升溫速率100度/小時， 打開回流塔進出水閥門，當溫度升至98°C時、升溫速率100度/小時，恒溫攪拌2小時、攪拌速度100轉/分；當聚乙烯醇成溶液后停止加熱，打開冷卻水和排水閥，在攪拌條件下降溫，降溫速率100度/小時，當溫度降至45°C時，關閉回流塔進水閥，當溫度降至32°C時，停止降溫；在攪拌條件下從液面下加入烷氧基硅烷、蜜胺樹脂、有機鈦酸酯，攪拌15分鐘后， 從液面下加入丙三醇和十二烷基硫酸鈉，攪拌15分鐘后停止攪拌，改性耐水解聚乙烯醇水溶液制成。
3.如權利要求1所述的改性耐水解聚乙烯醇高分子材料在制備高阻隔包裝材料中的用途。
全文摘要
本發明涉及改性耐水解聚乙烯醇高分子材料及生產方法及用途，屬于高分子材料領域。由下列質量份數的原料組成聚乙烯醇，聚合度1500~2000、醇解度≥99%8～12份，純凈水65～75份，仲丁醇或甲醇5～7份，有機鈦酸酯0.2～0.25份，丙三醇0.5～3份，十二烷基硫酸鈉0.08～0.15份，烷氧基硅烷2～4份，蜜胺樹脂2～5份。實現了常溫配膠、常溫涂布，溶液透明，而且涂層具有良好的印刷、復合適應性，可以滿足各種不同材料結構的復合要求。
文檔編號C08K5/053GK102504453SQ201110334528
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月30日 優先權日2011年10月30日
發明者侯立臣, 劉長龍, 龐志鵬, 馬英俊 申請人:劉長龍