CN105255080B - 水溶性水泥包装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水溶性水泥包装材料及其制备方法，所述水溶性包装材料由下列重量份的原料加工而成：纳米无机物改性聚乙烯醇80‑120份，水溶性壳聚糖20‑30份，增塑剂1‑3份，表面活性剂1‑3份，消泡剂0.2‑0.5份，丙二醇脂肪酸酯0.5‑0.6份，粘结剂0.2‑0.3份，分散剂0.2‑0.3份，着色剂0‑0.3份，所述纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖二者之间的质量比为4:1，所述增塑剂为聚乙二醇与乙酰胺的等比例混合物，所述表面活性剂为聚氧化乙烯油基醚和聚氧化乙烯辛基苯醚的等比例混合物；本发明的水溶性材料溶解温度宽泛，溶解效率高、溶解效果好，几乎无碎片残留，不需要人工或机械进一步处理，另外膜的阻隔性能及均一性优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种水溶性水泥包装材料及其制备方法。
背景技术
水溶性聚合物薄膜通常用于定量包装材料以简化分散、倾注、量化和溶解，例如用于定量包装水泥，使用时不需要拆包装即可直接投料，用水浇即溶解，避免人体接触及水泥扬尘，目前市场上这类包装材料已经广泛应用，但该类聚合物薄膜对溶解温度的要求较高，溶解温度高的时候，溶解效率高，溶解性能好，几乎无碎片残留，当溶解温度降低时，溶解效率即显著降低，需要较长的溶解时间，影响工作效率，甚至存在大量的碎片，影响混凝土的品质，另外，现有的包装材料阻隔性能不佳，外部空气及水分存在与包装袋内的空气进行置换的可能性，影响水泥的保质期及品质。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种溶解温度宽泛，尤其在低温环境溶解效率高、溶解效果好、阻隔性能好、可靠性好的用于水泥包装的水溶性材料。
本发明的另一个目的在于提供一种上述用于水泥包装的水溶性材料的制备方法，该方法加工成本低，便于工业化生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
水溶性水泥包装材料，所述水溶性水泥包装材料由下列重量份的原料加工而成：
纳米无机物改性聚乙烯醇80-120份
水溶性壳聚糖20-30份
增塑剂1-3份
表面活性剂1-3份
消泡剂0.2-0.5份
丙二醇脂肪酸酯 0.5-0.6
粘结剂0.2-0.3份
分散剂0.2-0.3份
着色剂0-0.3份
所述纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖二者之间的质量比为4:1，所述增塑剂为聚乙二醇与乙酰胺的等比例混合物，所述表面活性剂为聚氧化乙烯油基醚和聚氧化乙烯辛基苯醚的等比例混合物；
所述包装材料的制备方法按如下步骤进行：
（1）将纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖加入到适量的70-80℃热水中充分溶解，然后加入三分之一配方量的分散剂，搅拌20-30min形成稳定的溶液体系；
（2）向步骤（1）的溶液体系中加入配方量的增塑剂、表面活性剂、消泡剂、丙二醇脂肪酸酯、粘结剂、余量的分散剂、着色剂，于70-80℃搅拌30-45min；
（3）将步骤（2）的料采用真空脱气，然后加入成膜机中，流延成膜并烘干获得厚度为40-80μm，含湿量小于等于5%的水溶性水泥包装材料，烘干温度为120-138℃，烘干过程中相对湿度为50-60%。
用于水泥包装的水溶性材料以纳米无机物改性聚乙烯醇为主要原料，具有良好的水溶性及阻隔性能，可有效防止大气对被包装水泥的污染，并阻止被包装袋内的气体与空气发生置换，可有效防止被包装的水泥受潮、变质，大大延长保质期，其阻隔性能不受任何环境影响。
本申请的发明人发现当获得低温环境下溶解效率高、溶解效果好的膜后，存在一个极大的风险，就是该膜的品质均一性较差，本申请的发明人尝试添加一定量的水溶性壳聚糖，发现当纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖以特定的质量比配比时，圆满解决了前述的缺陷，获得的水溶性材料既具备良好的低温水溶性，又具有良好的品质均一性，且机械性能优良。
优选的，所述水溶性包装材料由下列重量份的原料加工而成：
纳米无机物改性聚乙烯醇 100份
水溶性壳聚糖25份
增塑剂2份
表面活性剂2份
消泡剂0.3份
丙二醇脂肪酸酯 0.55份
粘结剂0.25份
分散剂0.25份
着色剂0-0.1份。
一种水溶性水泥包装材料的制备方法的制备方法，
（1）将纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖加入到适量的70-80℃热水中充分溶解，然后加入三分之一配方量的分散剂，搅拌20-30min形成稳定的溶液体系；
（2）向步骤（1）的溶液体系中加入配方量的增塑剂、表面活性剂、消泡剂、丙二醇脂肪酸酯、粘结剂、余量的分散剂、着色剂，于70-80℃搅拌30-45min；
（3）将步骤（2）的料采用真空脱气，然后加入成膜机中，流延成膜并烘干获得厚度为40-80μm，含湿量小于等于5%的水溶性水泥包装材料，烘干温度为120-138℃，烘干过程中相对湿度为50-60%。
本发明的有益效果是：本发明的水溶性材料溶解温度宽泛，溶解效率高、溶解效果好，几乎无碎片残留，不需要人工或机械进一步处理，另外膜的阻隔性能及均一性优良。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。下述实施例中所用的各原料均系薄膜制备技术领域市购常规原料。
消泡剂为吐温-80或司盘-80，粘结剂为酚醛树脂或聚氨酯，分散剂为聚乙二醇200或聚乙二醇400，着色剂为无机颜料，如二氧化钛、氧化铁、氧化锌等。
实施例1：
水溶性水泥包装材料，所述水溶性包装材料由下列重量份的原料加工而成：
纳米无机物改性聚乙烯醇80份
水溶性壳聚糖20份
增塑剂1份
表面活性剂1份
消泡剂0.2份
丙二醇脂肪酸酯 0.5
酚醛树脂0.2份
聚乙二醇0.2份
所述增塑剂为聚乙二醇与乙酰胺的等比例混合物，所述表面活性剂为聚氧化乙烯油基醚和聚氧化乙烯辛基苯醚的等比例混合物，消泡剂为吐温-80，粘结剂为酚醛树酯，分散剂为聚乙二醇200。
所述包装材料的制备方法按如下步骤进行：
（1）将纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖加入到适量的70℃热水中充分溶解，然后加入三分之一配方量的分散剂，搅拌30min形成稳定的溶液体系；
（2）向步骤（1）的溶液体系中加入配方量的增塑剂、表面活性剂、消泡剂、丙二醇脂肪酸酯、粘结剂、余量的分散剂、着色剂，于70℃搅拌45min；
（3）将步骤（2）的料采用真空脱气，然后加入成膜机中，流延成膜并烘干获得厚度为40μm，含湿量小于等于5%的水溶性水泥包装材料，烘干温度为120-138℃，烘干过程中相对湿度为50-60%。
实施例2
水溶性水泥包装材料，所述水溶性包装材料由下列重量份的原料加工而成：
纳米无机物改性聚乙烯醇120份
水溶性壳聚糖30份
增塑剂3份
表面活性剂3份
消泡剂0.5份
丙二醇脂肪酸酯 0.6份
粘结剂0.3份
分散剂0.3份
着色剂0.3份
所述增塑剂为聚乙二醇与乙酰胺的等比例混合物，所述表面活性剂为聚氧化乙烯油基醚和聚氧化乙烯辛基苯醚的等比例混合物，消泡剂为司盘-80，粘结剂为聚氨酯，分散剂为聚乙二醇400，着色剂为二氧化钛。
所述包装材料的制备方法按如下步骤进行：
（1）将纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖加入到适量的80℃热水中充分溶解，然后加入三分之一配方量的分散剂，搅拌20min形成稳定的溶液体系；
（2）向步骤（1）的溶液体系中加入配方量的增塑剂、表面活性剂、消泡剂、丙二醇脂肪酸酯、粘结剂、余量的分散剂、着色剂，于80℃搅拌30min；
（3）将步骤（2）的料采用真空脱气，然后加入成膜机中，流延成膜并烘干获得厚度为80μm，含湿量小于等于5%的水溶性水泥包装材料，烘干温度为120-138℃，烘干过程中相对湿度为50-60%。
实施例3
水溶性水泥包装材料，所述水溶性包装材料由下列重量份的原料加工而成：
纳米无机物改性聚乙烯醇 100份
水溶性壳聚糖25份
增塑剂2份
表面活性剂2份
消泡剂0.3份
丙二醇脂肪酸酯 0.55份
粘结剂0.25份
分散剂0.25份
着色剂0-0.1份。
所述增塑剂为聚乙二醇与乙酰胺的等比例混合物，所述表面活性剂为聚氧化乙烯油基醚和聚氧化乙烯辛基苯醚的等比例混合物，消泡剂为司盘-80，粘结剂为聚氨酯，分散剂为聚乙二醇400，着色剂为氧化铁。
所述包装材料的制备方法按如下步骤进行：
（1）将纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖加入到适量的75℃热水中充分溶解，然后加入三分之一配方量的分散剂，搅拌25min形成稳定的溶液体系；
（2）向步骤（1）的溶液体系中加入配方量的增塑剂、表面活性剂、消泡剂、丙二醇脂肪酸酯、粘结剂、余量的分散剂、着色剂，于75℃搅拌40min；
（3）将步骤（2）的料采用真空脱气，然后加入成膜机中，流延成膜并烘干获得厚度为60μm，含湿量小于等于5%的水溶性水泥包装材料，烘干温度为120-138℃，烘干过程中相对湿度为50-60%。
实施例1-3制得的水溶性包装材料加工成水泥包装袋，性能测试结果如下：
1、水溶性
| 实施例 | 5-10℃ | 50-60℃ |
| 1 | 8s | 2.2s |
| 2 | 8.6s | 2.6s |
| 3 | 6.5s | 1.5s |
本发明的用于水泥包装的水溶性材料溶解温度宽泛，尤其在低温环境溶解效率高、溶解效果好，几乎无碎片残留，不需要人工或机械进一步处理。
2、机械性能（环境相对湿度为50-60%）
| 实施例 | 拉伸强度（Mpa） | 抗裂强度（Mpa） | 延伸率（%） |
| 1 | 75-80 | 280-450 | 200-220 |
| 2 | 78-82 | 280-520 | 250-280 |
| 3 | 75-85 | 300-550 | 270-300 |
3、阻隔性能及均一性能
本发明的用于水泥包装的水溶性材料具有良好的阻隔性能，可有效防止包装袋内的气体与空气发生置换，可有效防止被包装的水泥氧化、变质，大大延长保质期，其阻隔性能不受任何环境影响。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (3)
1.水溶性水泥包装材料，其特征在于：所述水溶性水泥包装材料由下列重量份的原料加工而成：
纳米无机物改性聚乙烯醇80-120份
水溶性壳聚糖20-30份
增塑剂1-3份
表面活性剂1-3份
消泡剂0.2-0.5份
丙二醇脂肪酸酯 0.5-0.6份
粘结剂0.2-0.3份
分散剂0.2-0.3份
着色剂0-0.3份
所述纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖二者之间的质量比为4:1，所述增塑剂为聚乙二醇与乙酰胺的等比例混合物，所述表面活性剂为聚氧化乙烯油基醚和聚氧化乙烯辛基苯醚的等比例混合物；
所述包装材料的制备方法按如下步骤进行：
（1）将纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖加入到适量的70-80℃热水中充分溶解，然后加入三分之一配方量的分散剂，搅拌20-30min形成稳定的溶液体系；
（2）向步骤（1）的溶液体系中加入配方量的增塑剂、表面活性剂、消泡剂、丙二醇脂肪酸酯、粘结剂、余量的分散剂、着色剂，于70-80℃搅拌30-45min；
（3）将步骤（2）的料采用真空脱气，然后加入成膜机中，流延成膜并烘干获得厚度为40-80μm，含湿量小于等于5%的水溶性水泥包装材料，烘干温度为120-138℃，烘干过程中相对湿度为50-60%。
2.根据权利要求1所述的水溶性水泥包装材料，其特征在于：所述水溶性包装材料由下列重量份的原料加工而成：
纳米无机物改性聚乙烯醇 100份
水溶性壳聚糖25份
增塑剂2份
表面活性剂2份
消泡剂0.3份
丙二醇脂肪酸酯 0.55份
粘结剂0.25份
分散剂0.25份
着色剂0-0.1份。
3.一种权利要求1-2任意一项所述的水溶性水泥包装材料的制备方法，其特征在于：
（1）将纳米无机物改性聚乙烯醇和水溶性壳聚糖加入到适量的70-80℃热水中充分溶解，然后加入三分之一配方量的分散剂，搅拌20-30min形成稳定的溶液体系；
（2）向步骤（1）的溶液体系中加入配方量的增塑剂、表面活性剂、消泡剂、丙二醇脂肪酸酯、粘结剂、余量的分散剂、着色剂，于70-80℃搅拌30-45min；
（3）将步骤（2）的料采用真空脱气，然后加入成膜机中，流延成膜并烘干获得厚度为40-80μm，含湿量小于等于5%的水溶性水泥包装材料，烘干温度为120-138℃，烘干过程中相对湿度为50-60%。
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