CN102675786A - 一种不同部分同时具有二种不同水可溶速度薄膜袋用原料的制备方法 - Google Patents

一种不同部分同时具有二种不同水可溶速度薄膜袋用原料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明是涉及一种不同部分同时具有二种不同水可溶速度薄膜袋用原料的制备方法，这种不同部分同时具有二种不同水可溶速度的薄膜袋是由二种水可溶速度不一样的原料制备而成，A材料和B材料的组成：聚乙烯醇(PVA)、复合增塑剂、淀粉或淀粉醚、水溶控制调节剂、爽滑开口剂、防粘连剂；2、A材料和B材料分别经高速搅拌混合后进入双螺杆挤出造粒。由A材料和B材料分别经二台并联的挤出机挤出吹塑的薄膜能形成二个不同水溶性能的薄膜；A材料成型的膜区薄膜水溶崩解时间小于30秒；B材料成型的膜区薄膜水溶崩解时间大于300秒，且同时具有相近的热封温度和性能。

Description

一种不同部分同时具有二种不同水可溶速度薄膜袋用原料的制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜袋用原料的制备方法，具体涉及一种具有二种不同水可溶速度薄膜袋用原料的制备方法。
背景技术
目前用吹塑成型制备的这种一次性使用环保水溶袋都是由单台挤出机挤出吹塑成型，整个袋子都是由同一种原料构成，所以其水溶性能和水溶速度都是保持一致，而不会出现袋子上半部分和下半部分水溶性能各异的特性。就其具体使用领域来看是存在使用上的缺陷和不足的。因为本发明制备的这种袋子主要应用于家庭宠物的卫生清洁：即一种清洁宠物粪便用的一次性使用袋。具体使用方法如下，使用者先用手套进本发明制备的袋子，隔着袋子用手拾起宠物的粪便，然后把袋子翻转过来，这样宠物的粪便就被装进了这个袋子，然后把宠物粪便连同袋子一起扔进抽水马桶，用水直接冲进化粪池。由于本发明制备的袋子上半部分具有极快的水可溶性能，所以进抽水马桶见水后很快崩坏和溶解，不致于堵塞抽水马桶；而与宠物粪便直接接触的袋子下半部分具有一定的耐水性，所以使用者在直接拾起宠物粪便时不至于马上破坏而污染了使用者的手，但当扔进抽水马桶后，在充足的水环境下也能崩坏和水溶，这样也就不会堵塞抽水马桶。而现有技术生产的这种环保清洁袋是不具备这种使用特性的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术和使用存在的不足，提供一种不同部分同时具有二种不同水可溶速度薄膜袋用原料的制备方法，具体技术方案如下。
一种不同部分同时具有二种不同水可溶速度薄膜袋用原料的制备方法，所述不同部分采用不同水溶性能的原料，即分别采用A材料和B材料，A材料和B材料是通过双螺杆共混挤出造料而成；造粒前按各自配方计量后先经高速搅拌机进行混合，而后再经双螺杆挤出造粒；以重量份数计，A材料和B材料的组分为：
      聚乙烯醇(PVA )     30 ~ 60 
      复合增塑剂         15 ~ 30
      淀粉或淀粉醚       10 ~ 30
      水溶控制调节剂     5 ~ 15
      薄膜爽滑开口剂     0.1 ~ 0.5
   薄膜防粘连剂       0.5 ~ 3.0；
B材料使用的聚乙烯醇中除包含醇解度与A材料相同的聚乙烯醇外，还包括部分醇解度比A材料醇解度大的聚乙烯。
进一步优化的，上述制备方法中使用的聚乙烯醇是指聚合度在500~2000的聚乙烯醇，醇解度为80 ~ 99% ，具体使用的牌号包括：PVA-0588、PVA-1788、PVA-1799、PVA-2088、PVA-2099等。
进一步优化的，上述制备方法中A材料使用醇解度为88%的聚乙烯醇，B材料以醇解度为88%的聚乙烯醇为主，适当添加部分醇解度为99%的聚乙烯醇以增加初期的抗水性能。
进一步优化的，上述制备方法中使用的复合增塑剂，包括多元醇和多元醇醚、酰胺、脂肪酸胺或脂肪酸醇胺。按：5 ~ 7：1 ~ 3.0：0.5 ~ 1.0比例（质量比）组成复合增塑剂。
进一步优化的，上述制备方法中使用的多元醇和多元醇醚是指水溶性的多元醇和多元醇醚，包括甘油、乙二醇、聚乙二醇（PEG-200、PEG-400、PEG-1000、PEG-2000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-10000等）、山梨醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘露醇等一种以上。
进一步优化的，上述制备方法中使用的酰胺是指水溶性酰胺类物质，包括己内酰胺、甲酰胺、乙酰胺、碳酰胺中一种。
进一步优化的，上述制备方法中使用的脂肪酸胺或脂肪酸醇胺是指水溶性的脂肪酸胺或脂肪酸醇胺，包括乙二胺、二乙醇胺、三乙醇胺中一种。
进一步优化的，上述制备方法中使用的淀粉或淀粉醚是指以直链淀粉为主的品种或其改性的淀粉，包括可溶性淀粉、氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、羟烷基淀粉中一种。
进一步优化的，上述制备方法中通过调节体系的亲水亲油平衡值来实现薄膜在水中的崩解和水溶速度。这种水溶控制调节剂是由亲水亲油平衡值在3 -- 20范围的一系列非离子表面活性剂组成。以亲水亲油平衡值在7 -- 9的表面活性剂作润湿剂；以亲水亲油平衡值在3 – 6的表面活性剂作水溶崩解剂；以亲水亲油平衡值在13 -- 20的表面活性剂作增溶剂形成对薄膜水溶控制和调节。
进一步优化的，上述制备方法中使用的水溶控制调节剂主要包括： 丙二醇单硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、 聚氧乙烯山梨醇油酸酯、单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、失水山梨醇月桂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯（4EO）失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单月桂酸酯中一种以上。
进一步优化的，上述制备方法中使用的薄膜爽滑开口剂是指烷基脂肪酸或烷基脂肪酸盐、烷基脂肪酰胺类。包括硬脂酸和硬脂酸一价盐（硬脂酸钠、硬脂酸钾）、油酸钠、硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺等。
进一步优化的，上述制备方法中使用的薄膜防粘连剂是指超细的无机粉体，包括滑石粉、轻质碳酸钙、白炭黑、钛白中一种。 
进一步优化的，上述制备方法中A材料或B材料都是通过双螺杆共混挤出造料而成。造粒前按各配方计量后先经高速搅拌机进行混合，而后再经双螺杆挤出造粒。
进一步优化的，上述制备方法中原料混合是按下面工艺实施：按配方计量的主要粉体，包括聚乙烯醇、淀粉先加入高速搅拌机，开启低速（100 – 300转/分）进行混合3--5分钟；然后启动高速（1000 – 1500转/分）搅拌，观察料温的上升，当料温上升至50℃左右时，开始加入复合增塑剂和水溶控制调节剂；加完后保持高速搅拌3 -- 5分钟，控制料温不超过60℃。转入低速添加剩下的原料，包括爽滑开口剂和防粘连剂。添加完后再转入高速搅拌1 - 3分钟，变换到低速出料备用。
进一步优化的，上述制备方法中的A材料和B材料分别经高速搅拌混合后进入双螺杆挤出造粒。A材料的挤出温度控制在120~160℃，B材料的挤出温度控制在130~160℃。
进一步优化的，上述制备方法中的A材料和B材料分别经高速搅拌混合后进入双螺杆挤出造粒。其挤出造粒的温度控制：A材料：
120℃/130℃/140℃/150℃/160℃/150℃；B材料：130℃/140℃/150℃/150℃/160℃/150℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明是涉及一种一次性使用环保薄膜袋的制备用原料的制备方法。本发明制得的原料可以不同部分同时具有二种不同水可溶速度的薄膜袋，其中A料具有较快的水可溶性能，即在水中30秒之内要求崩解，10分钟内完全水溶；B料则在遇水初期能保留一定的抗水性，在水中崩坏的时间大于300秒，但在充分的水环境下也能水溶和生物降解。
这种薄膜袋的上下不同部分同时具有二种不同的水可溶速度：即薄膜袋的上半部分具有极快的水可溶性能，在日常环境下，这种薄膜袋的上半部分在水中的完全崩坏的速度可以保证的30秒钟之内完成，10分钟内实现完全水溶；而薄膜袋子的下半部分则具有一定的初期抗水性能，但在充足的水环境下也能完全崩坏和水溶。而且本发明原料制备的这种袋子无任是上半部分是下半部分，都具有完全可水溶和生物降解的性能，即在使用完后不会造成对环境的任何影响和破坏，是一种绿色环保一次性使用的袋子。
本发明原料制备的这种袋子主要应用于家庭宠物的卫生清洁：即一种清洁宠物粪便用的一次性使用袋。具体使用方法如下，使用者先用手套进本发明制备的袋子，隔着袋子用手拾起宠物的粪便，然后把袋子翻转过来，这样宠物的粪便就被装进了这个袋子，然后把宠物粪便连同袋子一起扔进抽水马桶，用水直接冲进化粪池。由于本发明制备的袋子上半部分具有极快的水可溶性能，所以进抽水马桶见水后很快崩坏和溶解，不致于堵塞抽水马桶；而与宠物粪便直接接触的袋子下半部分具有一定的耐水性，所以使用者在直接拾起宠物粪便时不至于马上破坏而污染了使用者的手，但当扔进抽水马桶后，在充足的水环境下也能崩坏和水溶，这样也就不会堵塞抽水马桶。而且本发明制备这种不同部分同时具有二种不同的水可溶速度的薄膜袋子都具有可生物降解性，所以就是冲进化粪池后在一定的时间内也可以完全生物降解掉而不会残留。 
本发明原料制备的这种不同部分同时具有二种不同水可溶速度的薄膜是由二台并联的挤出机进行共挤吹塑一次成型而成。二台挤出机使用的原料配方和工艺各不同，二台挤出机的原料经塑化后进入同一个吹塑模头后进行热熔复合后一次成型吹塑成膜。 
本发明制备的这种不同部分同时具有二种不同水可溶速度的薄膜在一次吹塑成膜后，与传统的制袋方法有所不同，是由纵向完全热封成袋子的两边，然后在具有水可速溶的一端切口成袋。
 
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的具体详细描述。
实施例1
A材料的组成：聚乙烯醇-1788：35kg；聚乙烯醇-0588：15kg；可溶性淀粉：10kg；复合增塑剂：25kg(其中：乙二醇：17.5kg；甲酰胺：6.25kg；乙二胺：1.25kg )；水溶控制调节剂：12.7kg（其中：丙二醇单硬脂酸酯：8kg；失水山梨醇月桂酸酯：1.7kg；聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单月桂酸酯：2.0kg ）；油酸酰胺：0.3kg；滑石粉：2.0kg。
B材料的组成：聚乙烯醇-1788：45kg；聚乙烯醇-1799：10kg；可溶性淀粉：10kg；复合增塑剂：20kg(其中：乙二醇：12.0kg；己内酰胺：6.0kg；乙二胺：2.0kg )；水溶控制调节剂：11.8kg（其中：丙二醇单硬脂酸酯：7.6kg；失水山梨醇月桂酸酯：2.2kg；聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单月桂酸酯：1.0kg ）；硬脂酸酰胺：0.2kg；滑石粉：3.0kg。
A材料和B材料分别经高速混合均匀后进入双螺杆挤出造粒。A材料的挤出温度控制为：120℃/130℃/140℃/150℃/160℃/150℃；B材料的挤出温度控制为：130℃/140℃/150℃/150℃/160℃/150℃。 
实施例2
A材料的组成：聚乙烯醇-1788：30kg；聚乙烯醇-0588：10kg；羧甲基淀粉：18kg；复合增塑剂：28kg(其中：甘油：16.8kg；碳酰胺：8.4kg；三乙醇胺：2.8kg )；水溶控制调节剂：12.5kg（其中：三聚甘油单硬脂酸酯：6.0kg；聚氧乙烯（4EO）失水山梨醇单硬脂酸酯：3.0kg；聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单油酸酯：3.5kg ）；芥酸酰胺：0.2kg；白炭黑：1.3kg。
B材料的组成：聚乙烯醇-1788：35kg；聚乙烯醇-1799：10kg；羧甲基淀粉：20kg；复合增塑剂：25kg(其中：甘油：16.5kg；碳酰胺：6.5kg；三乙醇胺：2.0kg )；水溶控制调节剂：8.5kg（其中：三聚甘油单硬脂酸酯：5.0kg；失水山梨醇月桂酸酯：1.0kg；聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单月桂酸酯：2.5kg ）；芥酸酰胺：0.3kg；白炭黑：1.2kg。
A材料和B材料分别经高速混合均匀后进入双螺杆挤出造粒。A材料的挤出温度控制为：120℃/130℃/140℃/150℃/160℃/150℃；B材料的挤出温度控制为：130℃/140℃/150℃/150℃/160℃/150℃。 
实施例3
A材料的组成：聚乙烯醇-1788：35kg；聚乙烯醇-0588：20kg；可溶性淀粉：8.0kg；复合增塑剂：25kg(其中：乙二醇：12.5kg；聚乙二醇-400：5.0kg；乙酰胺：6.00kg；二乙醇胺：1.50kg )；水溶控制调节剂：10.0kg（其中：单硬脂酸甘油酯：4.0kg；十聚甘油单硬脂酸酯：2.0kg；失水山梨醇月桂酸酯：2.0kg；聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单月桂酸酯：2.0kg ）；油酸酰胺：0.3kg；滑石粉：1.7kg。
B材料的组成：聚乙烯醇-1788：42kg；聚乙烯醇-1799：8.0kg；可溶性淀粉：10kg；复合增塑剂：26kg(其中：乙二醇：12.0kg；聚乙二醇-400：5.0kg；聚乙二醇-2000：1.0kg；己内酰胺：6.0kg；二乙醇胺：2.0kg )；水溶控制调节剂：12.0kg（其中：丙二醇单硬脂酸酯：6kg；十聚甘油单硬脂酸酯：2.0kg；失水山梨醇月桂酸酯：2.0kg；聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单月桂酸酯：2.0kg ）；硬脂酸酰胺：0.3kg；滑石粉：1.7kg。
A材料和B材料分别经高速混合均匀后进入双螺杆挤出造粒。A材料的挤出温度控制为：120℃/130℃/140℃/150℃/160℃/150℃；B材料的挤出温度控制为：130℃/140℃/150℃/150℃/160℃/150℃。
应用实例：制备不同部分同时具有二种不同水可溶速度的薄膜袋与传统的薄膜制袋有些差异：传统的吹塑薄膜制袋都是通过在薄膜纵向热封一端成袋，而本实例制备的袋子是按袋子尺寸先在吹塑薄膜的纵向热封成袋子的二边，然后在A材料成膜的折边切开成袋子的口。这样就制备出本发明的袋子，即袋子开口的上端部分（A材料成膜部分）具备水快速可溶部分，和袋子的底部（B材料成膜部分），袋子的底端部分具备一定的初期耐水性。以实现同一个袋子的不同部端同时具备二种水可溶速度各异的水溶性薄膜袋子。
按上述具体制备方法中说明的A材料和B材料分别加入二台并联的挤出机机；吹塑模头控制温度为：155℃。同时调节两台挤出机的挤出速度和挤出量，吹塑出来的薄膜膜幅中A材料和B材料各占1/2 左右。然后根据尺寸要求按上述具体制备方法中的步骤和要求进行热封制袋，这样制备出来的袋子上半端1/2部分（A材料）具备水可快速溶解，和下半段1/2部分（B材料）是具有一定的耐水性和水可溶但慢速溶解的部分。
本发明上述实施例造粒制备的A材料 和B材料，经挤出吹塑时二种原料的相容性好，同时具备相近的热封温度和热封性能。常温下检测，吹塑成型的薄膜也具有明显的水溶速度差异。A材料成型的膜区薄膜（35微米厚）水溶崩解时间都小于30秒；B材料成型的膜区薄膜（35微米厚）水溶崩解时间大于300秒。

Claims (10)

1.一种不同部分同时具有二种不同水可溶速度薄膜袋用原料的制备方法，所述不同部分采用不同水溶性能的原料，即分别采用A材料和B材料，其特征在于，A材料或B材料都是通过双螺杆共混挤出造料而成；造粒前按各自配方计量后先经高速搅拌机进行混合，而后再经双螺杆挤出造粒；以重量份数计，A材料和B材料的组分为：
      聚乙烯醇(PVA )     30 ~ 60 
      复合增塑剂         15 ~ 30
      淀粉或淀粉醚       10 ~ 30
      水溶控制调节剂     5 ~ 15
      薄膜爽滑开口剂     0.1 ~ 0.5
   薄膜防粘连剂       0.5 ~ 3.0；
B材料使用的聚乙烯醇中除包含醇解度与A材料相同的聚乙烯醇外，还包括部分醇解度比A材料醇解度大的聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：使用的聚乙烯醇是指聚合度在500~2000的聚乙烯醇，醇解度为80% ~ 99% 。
3.根据权利要求1 所述的制备方法，其特征在于：所述复合增塑剂，包括水溶性多元醇和水溶性多元醇醚、水溶性酰胺、水溶性脂肪酸胺或脂肪酸醇胺，其中多元醇和多元醇醚：酰胺：脂肪酸胺或脂肪酸醇胺按：5 ~ 7：1 ~ 3.0：0.5 ~ 1.0质量比例组成复合增塑剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述水溶性多元醇和水溶性多元醇醚包括甘油、乙二醇、聚乙二醇、山梨醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘露醇中的一种以上；所述水溶性酰胺包括己内酰胺、甲酰胺、乙酰胺、碳酰胺中的一种；所述水溶性脂肪酸胺或脂肪酸醇胺包括乙二胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述水溶控制调节剂通过调节体系的亲水亲油平衡值来实现薄膜在水中的崩解和水溶速度；所述水溶控制调节剂是由亲水亲油平衡值3 ~20的一系列非离子表面活性剂组成，其中以亲水亲油平衡值7 ~ 9的表面活性剂作润湿剂；以亲水亲油平衡值3 ~ 6的表面活性剂作水溶崩解剂；以亲水亲油平衡值在13 ~20的表面活性剂作增溶剂形成对薄膜水溶控制和调节。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述亲水亲油平衡值为3 -- 20的一系列表面活性剂包括： 丙二醇单硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、 聚氧乙烯山梨醇油酸酯、单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、失水山梨醇月桂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯（4EO）失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单油酸酯、聚乙二醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单月桂酸酯等中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所使用的淀粉或淀粉醚包括可溶性淀粉、氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、羟烷基淀粉中的一种；所述爽滑开口剂包括烷基脂肪酸或烷基脂肪酸盐、烷基脂肪酰胺类中一种；所述防粘连剂为超细的无机粉体，包括滑石粉、轻质碳酸钙、白炭黑、钛白中一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：A材料和B材料的制备按下面工艺实施：（1）按配方计量的主要粉体，包括聚乙烯醇、淀粉先加入高速搅拌机，开启低速进行混合3~5分钟；（2）然后启动高速搅拌，观察料温的上升，当料温上升至50℃时，开始加入复合增塑剂和水溶控制调节剂；加完后保持高速搅拌3 ~ 5分钟，控制料温不超过60℃；（3）转入低速添加剩下的原料，包括爽滑开口剂和防粘连剂，添加完后再转入高速搅拌1~3分钟，变换到低速出料备用。
9.根据权利要求8所述 的制备方法，其特征在于所述低速为100 ~ 300转/分，所述高速为1000~1500转/分。
10.根据权利要求1~9任一项所述 的制备方法，其特征在于：A材料和B材料分别经高速搅拌混合后进入双螺杆挤出造粒，A材料挤出造粒的温度控制为：120℃/130℃/140℃/150℃/160℃/150℃；B材料挤出造粒的温度控制为：130℃/140℃/150℃/150℃/160℃/150℃。
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