CN107364157A - 一种pva溶胶挤出流延成膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料加工领域，涉及一种PVA溶胶挤出流延成膜的制备方法。该方法采用介于干法和湿法之间的生产工艺配合以增塑剂通过挤出流延的方法制备高浓度PVA薄膜。流延前PVA浓度可达到25%~50%。本发明的特点在于以接近干法的思路制备PVA溶胶，以湿法流延来制成PVA薄膜。此方法能够做到连续化生产，生产速率较快，薄膜外观性能好，凭证光滑，不容易产生气泡，提高了PVA流延前的浓度，降低PVA薄膜干燥所需要的时间，达到在保证薄膜质量的前提下控制成本、提高生产效率的目的。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料加工领域，涉及一种PVA溶胶挤出流延成膜的制备方法。
背景技术
随着人们环保意识的增强，环保技术的发展，环保投入的增加，人们开始越来越关注塑料制品废弃物造成的白色污染问题，开始从技术层面探索能够替代当前的塑料制品而同时又可以在自然环境中降解的产品，于是可降解塑料应运而生，PVA薄膜就是其中一种。据专家估计，未来几年PVA薄膜的每年平均增长率会达到8%~10%。所以研究性价比较高的PVA薄膜生产技术不仅环保同时也有巨大的经济效益，对于中国塑料包装行业具有重大意义。
从技术角度说，PVA薄膜的生产工艺复杂，效率相对较低，国内生产的PVA薄膜生产速度大约3~4m/min，而国外的工艺也终有7~8m/min，而PE薄膜的生产速度却高达500~600m/min。单位时间内极低的产量导致了PVA薄膜成本较高。因此，在能够保证产品性能的条件下，提高PVA薄膜在单位时间内的产量可以有效地降低生产成本。如果选择干法熔融挤出生产PVA薄膜，生产速率较快，但是生产过程要求严格，薄膜表观易产生缺陷不易控制；如果选择湿法溶液流延生产PVA薄膜，虽然薄膜的性能好，但是PVA含水量大，干燥过程缓慢直接导致降低了薄膜的生产速率。而PVA溶胶挤出流延成膜的制备方法融合了干法熔融挤出和湿法溶液流延两种方法，以接近干法的思路制备PVA溶胶，以湿法流延来制成PVA薄膜。此法能够保证一定的生产速率，并提高了PVA流延前的浓度，降低了PVA薄膜干燥所需要的时间，能够有效地降低成本。
发明内容
本发明的目的在于使用挤出机生产出PVA凝胶，再通过转鼓流延机流延成膜。其特点在于膜品质好，PVA溶胶浓度高，所需干燥时间缩短，从而达到了降低成本的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PVA溶胶挤出流延成膜，其特征在于首先由聚乙烯醇树脂为基体，配合以水、增塑剂等制成一定浓度的均一透明溶液，之后加入另一部分的聚乙烯醇固体粉末搅拌形成不透明高浓度的固液混合物，进入挤出机制成浓度较高的PVA溶胶，并最终采用转鼓流延法干燥成膜。其原料组分及各组分的重量份数分别为：
聚乙烯醇 100份
水 100~500份
增塑剂 1~30份
本发明所用的聚乙烯醇树为脂型号为1788、1799、2097、2099、2299、117中的一种或其中几种的混合物。所述的水为蒸馏水；所述的增塑剂为甘油、无机盐、多元醇及其低聚物、己内酰胺等单一或复合增塑改性剂；
本发明使用挤出机提高流延前的浓度，能够实现生产过程连续化，能耗比高，并且通过计量泵的控制，能够保证溶胶在一定的压力下稳定的输出到流延机上，流延膜的成膜性好，揭膜容易，膜表面平整无缺陷。本发明能够实现节约成本、提高生产效率的目的，值得推广应用。具体实施方式
PVA溶胶挤出流延成膜的制备工艺包括下属步骤：
（1）对PVA原料进行预处理后，按照配方初步制备PVA溶液，浓度在8%~20%。
（2）在PVA溶液中加入另一部分PVA原料，形成不透明高浓度的固液混合物，将PVA溶胶的固体含量控制在25%~50%。
（3）将步骤（2）中的固液混合溶胶加入挤出机中挤出，挤出机转速调节范围为10~20r/min。挤出机各段温度范围在50℃~100℃。
（4）挤出机机头处连接计量泵，目的是给PVA溶胶加压并且使溶胶稳定的输出。设置计量泵转速为25~30r/min。设置适宜的出口温度。
（5）将高浓度的PVA溶胶通过转鼓流延机刀口在流延辊上流延。流延辊加热至50~90℃，流延机刀口与流延辊间隙调节为50~300μm。流延辊速度设置为1-5m/min。
（6）待样品在流延辊上干燥后揭下。
下面以具体实例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种PVA溶胶挤出流延膜，其原料配比如下：
聚乙烯醇（1788） 100份
水 300份
增塑剂 5份
所用的聚乙烯醇原料为絮状固体，采用万能磨粉机对原料进行磨粉，磨粉细度在80-100目左右。将PVA原料分为A、B两部分，用A份PVA配制成浓度为10%的PVA水溶液，按照配方加入称量好的助剂，加入B份PVA原料，形成不透明高浓度的固液混合物，将PVA溶胶的固体含量控制在25%。将上一步制取的固液混合溶胶加入到挤出机中，挤出机各段温度依次按要求设定，转速设置为15r/min并且设置计量泵转速为28r/min。将溶胶输送到转鼓流延机上，通过转鼓流延机刀口在流延辊上流延。流延辊加热至55℃，流延机刀口与流延辊间隙调节为300μm。流延辊速度设置为3m/min。待样品在流延辊上干燥后，揭下进行测试，其拉伸、撕裂性能测试结果见表1。
实施例2
一种高浓度PVA溶胶挤出流延膜，其原料配比如下：
聚乙烯醇 100份
增塑剂 10份
所用的聚乙烯醇原料为絮状固体，采用万能磨粉机对原料进行磨粉，磨粉细度在80-100目左右。将PVA原料分为A、B两部分，用A份PVA配制成浓度为12%的PVA水溶液，按照配方加入称量好的助剂，加入B份PVA原料，形成不透明高浓度的固液混合物，将PVA溶胶的固体含量控制在25%。将上一步制取的固液混合溶胶加入到挤出机中，挤出机各段温度依次按要求设定，转速设置为15r/min并且设置计量泵转速为30r/min。将溶胶输送到转鼓流延机上，通过转鼓流延机刀口在流延辊上流延。流延辊加热至55℃，流延机刀口与流延辊间隙调节为300μm。流延辊速度设置为3m/min。待样品在流延辊上干燥后，揭下进行测试，其拉伸、撕裂性能测试结果见表1。
实施例3
一种高浓度PVA溶胶挤出流延膜，其原料配比如下：
聚乙烯醇 100份
增塑剂 10份
所用的聚乙烯醇原料为絮状固体，采用万能磨粉机对原料进行磨粉，磨粉细度在80-100目左右。将PVA原料分为A、B两部分，用A份PVA配制成浓度为14%的PVA水溶液，按照配方加入称量好的助剂，加入B份PVA原料，形成不透明高浓度的固液混合物，将PVA溶胶的固体含量控制在28%。将上一步制取的固液混合溶胶加入到挤出机中，挤出机各段温度依次按要求设定，转速设置为15r/min并且设置计量泵转速为30r/min。将溶胶输送到转鼓流延机上，通过转鼓流延机刀口在流延辊上流延。流延辊加热至60℃，流延机刀口与流延辊间隙调节为300μm。流延辊速度设置为3m/min。待样品在流延辊上干燥后，揭下进行测试，其拉伸、撕裂性能测试结果见表1。
实施例4
一种高浓度PVA溶胶挤出流延膜，其原料配比如下：
聚乙烯醇 100份
增塑剂 15份
所用的聚乙烯醇原料为絮状固体，采用万能磨粉机对原料进行磨粉，磨粉细度在80-100目左右。将PVA原料分为A、B两部分，用A份PVA配制成浓度为16%的PVA水溶液，按照配方加入称量好的助剂，加入B份PVA原料，形成不透明高浓度的固液混合物，将PVA溶胶的固体含量控制在30%。将上一步制取的固液混合溶胶加入到挤出机中，挤出机各段温度依次按要求设定，转速设置为15r/min并且设置计量泵转速为30r/min。将溶胶输送到转鼓流延机上，通过转鼓流延机刀口在流延辊上流延。流延辊加热至60℃，流延机刀口与流延辊间隙调节为300μm。流延辊速度设置为3m/min。待样品在流延辊上干燥后，揭下进行测试，其拉伸、撕裂性能测试结果见表1。
实施例5
一种高浓度PVA溶胶挤出流延膜，其原料配比如下：
聚乙烯醇 100份
增塑剂 15份
所用的聚乙烯醇原料为絮状固体，采用万能磨粉机对原料进行磨粉，磨粉细度在80-100目左右。将PVA原料分为A、B两部分，用A份PVA配制成浓度为18%的PVA水溶液，按照配方加入称量好的助剂，加入B份PVA原料，形成不透明高浓度的固液混合物，将PVA溶胶的固体含量控制在35%。将上一步制取的固液混合溶胶加入到挤出机中，挤出机各段温度依次按要求设定，转速设置为15r/min并且设置计量泵转速为30r/min。将溶胶输送到转鼓流延机上，通过转鼓流延机刀口在流延辊上流延。流延辊加热至60℃，流延机刀口与流延辊间隙调节为300μm。流延辊速度设置为3m/min。待样品在流延辊上干燥后，揭下进行测试，其拉伸、撕裂性能测试结果见表1。
表1（性能测试结果）
| 项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 |
| 拉伸强度（MPa） | 42.63 | 37.33 | 45.28 | 46.64 | 56.12 |
| 断裂伸长率(%) | 187.02 | 192.17 | 223.42 | 230.97 | 254.06 |
| 撕裂强度（kN/m） | 185.38 | 164.24 | 170.12 | 188.76 | 192.44 |
Claims (3)
1.一种PVA溶胶挤出流延成膜的制备方法，其特征在于采用介于干法和湿法之间的生产工艺，配合以增塑剂，通过挤出流延的方法备高浓度PVA薄膜，流延前PVA浓度可达到25%~50%。
2.根据权利要求1所述的高浓度PVA薄膜，其特征在于所述的干法无水熔融挤出成膜是在挤出之前将PVA通过混合机与增塑剂混合后进行挤出加工；湿法溶液流延成膜是通过配置PVA的低浓度水溶液，加入相应助剂（如增塑剂、着色剂、脱模剂等），使溶液经过狭缝流延在钢带或钢制转鼓，也有经过涂布机涂在涂布辊或皮带上，经过加热（红外加热、热风加热或成膜设备内部加热）使薄膜干燥后制成，介于干法和湿法之间的工艺的特征在于以接近干法的思路制备PVA溶胶，以湿法流延来制成PVA薄膜，此方法能够做到连续化生产，生产速率较快，薄膜外观性能好，凭证光滑，不容易产生气泡，提高了PVA流延前的浓度（25%~50%），降低PVA薄膜干燥所需要的时间，达到在保证膜质量的前提下控制成本的目的并提高生产率。
3.根据权利要求1所述的高浓度PVA薄膜，其特征在于其配方中所使用的增塑剂是水、甘油、无机盐、多元醇及其低聚物、己内酰胺等单一或复合增塑改性剂，其重量份数为1~30份。
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Application publication date: 20171121 |
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