[发明专利]一种显著改善增塑剂迁移的聚乙烯醇制品及其制备方法

说明书

本发明提供一种显著改善增塑剂迁移的聚乙烯醇制品及其制备方法，该方法通过两步增塑改性，先是利用相对分子质量较小的甘油与聚乙烯醇共混增塑改性一段时间后，加入固体多元醇溶液进行二次增塑改性，通过该方法增塑改性后的聚乙烯醇可用于各类热塑性加工工艺，包括模压成型和中空吹塑，得到的聚乙烯醇片材和中空制品在迁移行为和阻隔性能上均有明显改善。

技术领域

本发明属于聚乙烯醇增塑改性工艺技术领域，具体涉及一种显著改善增塑剂迁移的聚乙烯醇制品及其制备方法。

背景技术

中空容器广泛应用于食品、医药、化工、家用电器和工业零部件等的包装。玻璃和金属容器在包装领域长期占据主导地位，但玻璃破损率高、金属易腐蚀，且有重量大、运输不便等问题。近年来，高分子材料以质轻、成型性好、耐腐蚀优异、耐摔等优点，成为新型中空容器的更优选择。目前，中空容器中广泛使用的高分子材料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)等，但对氧气、非极性溶剂等阻隔性较差，限制了其在阻隔容器领域的应用。

聚乙烯醇(PVA)具多羟基结构，对非极性溶剂和氧气阻隔性优异。但PVA的熔点与分解温度接近，难以实现热塑加工。目前PVA产品大多通过溶液法制备，主要用于生产纤维、薄膜等低维制品，但是单纯的通过溶液法无法制备具有特定形状的中空容器。采用与PVA有互补结构的含羟基化合物为改性剂，通过分子复合和增塑可以实现PVA的热塑加工和中空制品的制备，其中甘油是聚乙烯醇热塑加工中广泛使用的增塑剂，但是增塑剂的迁移行为是改性PVA制品使用过程中普遍存在的问题，甘油的迁移会导致PVA制品表面发粘、污染接触物、影响制品阻隔性能和力学性能，因此严重影响聚乙烯醇材料的使用寿命。

本发明的申请人在先授权发明专利“一种聚乙烯醇薄膜的熔融制备方法”(授权公告号CN101864132B)公开的一种聚乙烯醇薄膜的熔融制备方法是将按重量份计聚乙烯醇100份，小分子增塑剂10～45份，聚合物型增塑剂3～15份，加工助剂1～5份，无机纳米填料0.01～5份混合后，放入双螺杆挤出机中，在温度140～250℃、螺杆转速50～200rpm下熔融塑化直接挤出成膜或造粒后再熔融塑化挤出成膜。

在该专利中，通过选择合理的小分子型、聚合物型复配增塑剂对聚乙烯醇进行增塑改性，并结合了熔融挤出工艺，使得所加的增塑剂会在熔融加工过程中部分蒸发、挥发，从而使得薄膜制品中增塑剂含量降低，通过减少增塑剂的含量从而抑制增塑剂的迁移行为。

但是，增塑剂的减少会显著提高PVA的熔体黏度，使PVA熔体流动性变差，不利于PVA制品的成型加工。另外，增塑剂的蒸发、挥发会使制品产生大小不一的气孔，影响制品外观和力学性能。同时，聚合物型复配增塑剂分子量过大，与PVA基体的相容性较差，难以在PVA基体中分散均匀，难以提供理想的增塑效果。

因此，为解决改性聚乙烯醇中增塑剂易迁移析出的问题，提出一种改善聚乙烯醇中空制品迁移行为和阻隔性能的方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的问题，提供一种显著改善增塑剂迁移的聚乙烯醇制品及其制备方法，该方法通过两步增塑改性，先是利用相对分子质量较小的甘油与聚乙烯醇共混增塑改性一段时间后，加入固体多元醇溶液进行二次增塑改性，通过该方法增塑改性后的聚乙烯醇可用于各类热塑性加工工艺，包括模压成型和中空吹塑，得到的聚乙烯醇片材和中空制品在迁移行为和阻隔性能上均有明显改善。

为实现上述目的，本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

一种显著改善增塑剂迁移的聚乙烯醇制品的制备方法，按重量份数计主要包括以下步骤：

(1)将5～15份固体多元醇配置为多元醇水溶液；

其中，所述固体多元醇选择为相对分子量100～800且分子结构中包含至少四个羟基的固体多元醇；