一种高粘度改性聚乙烯醇及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高粘度改性聚乙烯醇及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。

背景技术

聚乙烯醇作为环境友好型高分子包装材料，是一种无毒、无味、可完全降解的可靠的高阻隔性包装材料，并且在一定条件下其阻隔性不随外界环境温度的变化而变化，因此广泛的应用于不同包装材料中。但是，伴随着聚乙烯醇在包装材料中的应用，其固有的使用缺陷也逐渐凸显。例如，聚乙烯醇具有极高的吸水能力，不适用于高湿度的应用环境；并且在聚乙烯醇与其他材料复合使用时，其粘附能力也有待提高。因此，如何提高聚乙烯醇的粘附性成为目前亟待需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种有效提高粘附性的高粘度改性聚乙烯醇及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高粘度改性聚乙烯醇，按重量份包括以下组分，醋酸1-10份、硅溶胶0.1-3份、柠檬醛0.5-6.5份、丙二醛0.5-6.5份、聚乙烯醇1-15份、氢氧化钠0.05-0.2份，其余为水。

作为优选，按重量份包括以下组分，醋酸3-8份、硅溶胶0.5-2份、柠檬醛2-4.5份、丙二醛2-4.5份、聚乙烯醇3-12份、氢氧化钠0.1-0.2份，其余为水。

作为优选，按重量份包括以下组分，醋酸5份、硅溶胶1.5份、柠檬醛3.25份、丙二醛3.25份、聚乙烯醇7份、氢氧化钠0.1份，其余为水。

一种高粘度改性聚乙烯醇的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，将所需醋酸和硅溶胶于20-40℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为30-50r/min，搅拌混合时间为5-10min，得到混合物一；

步骤二，将柠檬醛、丙二醛在20-40℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为30-50r/min，搅拌混合时间为5-10min，得到混合物二；

步骤三，合成改性剂：将混合物一和混合物二在混合搅拌设备内混合，温度为90-98℃，转速为1000-3000r/min，搅拌时间为1-2min；

步骤四，将聚乙烯醇颗粒添加至95℃水溶液中，封闭搅拌完全溶解，然后添加合成的改性剂，并在90-95℃、转速为1000～3000r/min时进行搅拌15-20min。

步骤五，添加阻断剂：将氢氧化钠添加至步骤四中的聚乙烯醇溶液中，混合搅拌设备的转速为30-50r/min，并降温至15-35℃,搅拌时间1-5mim，最终得到改性聚乙烯醇溶液。

与现有技术相比，本发明的有益之处是：所述高粘度改性聚乙烯醇利用可挥发性的醋酸降低体系的酸度，使无毒害的柠檬醛和丙二醛充分均匀的分散在水溶液中，并能够更容易与聚乙烯醇中的羟基结合；另外，使用的硅溶胶可以填充在聚乙烯醇的分子间隙中，增加聚乙烯醇分子的聚合稳定性，从而提高其使用的平整度；使用的硅溶胶及复合柠檬醛和丙二醛降低聚乙烯醇中的羟基数量，从而提高聚乙烯醇的疏水能力，可以增加聚乙烯醇的阻水性，从而整体上提高改性聚乙烯醇粘附性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围：

实施例1

将1重量份的醋酸和0.1重量份的硅溶胶于30℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为40r/min时进行搅拌混合5min；将0.5重量份的柠檬醛和0.5重量份的丙二醛在30℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为40r/min时进行搅拌混合5min；将上述各组分再搅拌设备内进行混合，混合后的上述各组分在温度为95℃、转速为2000r/min时进行搅拌1min，即为合成后的改性剂；然后将将1重量份的聚乙烯醇颗粒添加至95℃水溶液中，封闭搅拌完全溶解，然后添加合成的改性剂，并在95℃、转速为2000r/min时进行搅拌15min，最后将0.05重量份的氢氧化钠添加至上述聚乙烯醇溶液中，转速为40r/min并降温至25℃,搅拌时间3min，最终得到改性聚乙烯醇。

实施例2

将10重量份的醋酸和3重量份的硅溶胶于30℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为40r/min时进行搅拌混合5min；将6.5重量份的柠檬醛和6.5重量份的丙二醛在30℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为40r/min时进行搅拌混合5min；将上述各组分再搅拌设备内进行混合，混合后的上述各组分在温度为95℃、转速为2000r/min时进行搅拌1min，即为合成后的改性剂；然后将将15重量份的聚乙烯醇颗粒添加至95℃水溶液中，封闭搅拌完全溶解，然后添加合成的改性剂，并在95℃、转速为2000r/min时进行搅拌15min，最后将0.2重量份的氢氧化钠添加至上述聚乙烯醇溶液中，转速为40r/min并降温至25℃，搅拌时间3min，最终得到改性聚乙烯醇。

实施例3

将5重量份的醋酸和1.5重量份的硅溶胶于30℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为40r/min时进行搅拌混合5min；将3.25重量份的柠檬醛和3.25重量份的丙二醛在30℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为40r/min时进行搅拌混合5min；将上述各组分再搅拌设备内进行混合，混合后的上述各组分在温度为95℃、转速为2000r/min时进行搅拌1min，即为合成后的改性剂；然后将将7重量份的聚乙烯醇颗粒添加至95℃水溶液中，封闭搅拌完全溶解，然后添加合成的改性剂，并在95℃、转速为2000r/min时进行搅拌15min，最后将0.1重量份的氢氧化钠添加至上述改性的聚乙烯醇溶液中，转速为40r/min并降温至25℃，搅拌时间3min，最终得到改性聚乙烯醇。

对照例1

将5重量份的醋酸和1.5重量份的硅溶胶于30℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为40r/min时进行搅拌混合5min；将上述各组分再在温度为95℃、转速为2000r/min时进行搅拌1min，即为合成后的改性剂；然后将将7重量份的聚乙烯醇颗粒添加至95℃水溶液中，封闭搅拌完全溶解，然后添加合成的改性剂，并在95℃、转速为2000r/min时进行搅拌15min，最后将0.1重量份的氢氧化钠添加至上述改性的聚乙烯醇溶液中，转速为40r/min并降温至25℃，搅拌时间3min，最终得到改性聚乙烯醇。

对照例2

将3.25重量份的柠檬醛和3.25重量份的丙二醛在30℃条件下混合均匀，混合搅拌设备的转速为40r/min时进行搅拌混合5min；将将5重量份的醋酸与上述各组分再搅拌设备内进行混合，混合后的上述各组分在温度为95℃、转速为2000r/min时进行搅拌1min，即为合成后的改性剂；然后将将7重量份的聚乙烯醇颗粒添加至95℃水溶液中，封闭搅拌完全溶解，然后添加合成的改性剂，并在95℃、转速为2000r/min时进行搅拌15min，最后将0.1重量份的氢氧化钠添加至上述改性的聚乙烯醇溶液中，转速为40r/min并降温至25℃，搅拌时间3min，最终得到改性聚乙烯醇。

将上述实施例1-3以及对照例1、2中得到的改性聚乙烯醇，在同等的实验条件下，测试其透湿率和粘附率力，得到如下表1的测试结果；

表1

从表1中可以看出，当添加柠檬醛和丙二醛时，改性剂改良后，聚乙烯醇的透湿率显著降低，并且对应的粘附力显著增加，即改性剂可以显著提高聚乙烯醇的阻水性和粘附性，而当添加硅溶胶时，改性剂改性后，聚乙烯醇的透湿率显著降低，并且粘附力显著增加。因此可以看出，柠檬醛、丙二醛、硅溶胶可以有效提高聚乙烯醇的粘附性，并能显著提高聚乙烯醇的阻水性。

因而，本发明的改性聚乙烯醇及制备方法，将不同特点的原料混合均匀后根据羟醛缩合和氢键的方式可以完成对聚乙烯醇的改性，通过改性的方法一是提高聚乙烯醇的成膜阻水性；二是增加了聚乙烯醇的粘附性，可以更广泛的应用在不同设备及包装容器的涂布、涂膜等领域中，因而实用性和市场前景高。