CN110746723A - 一种pvc高阻隔片材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC高阻隔片材及其制备方法，具体涉及PVC复合材料领域，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 45‑55份、PVA 8‑15份、EVOH 12‑18份、PA 10‑15份、云母6‑12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙70wt％‑80wt％、片状纳米碳酸钙20wt％‑30wt。本发明通过共混PVA、EVOH、PA与PVC制备复合材料，拉伸过程中，利用PVA、EVOH、PA与PVC软化点不同，实现拉伸过程中产生分散PVA、EVOH、PA碎片，提高片材阻隔性，使其更容易回收再利用，利用PVA、EVOH、PA、云母的阻隔性来提高PVC共混材料对氧气和水的阻隔性，达到药材和食品包装对材料的要求，制备PVC/云母复合材料，提高片材阻隔性。

Description

一种PVC高阻隔片材及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC复合材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种PVC高阻隔片材及其制备方法。
背景技术
聚乙烯醇(PVC)是有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜。聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。聚氯乙烯(PVC)树脂是由氯乙烯(VC)单体聚合而成的热塑性高聚物，是世界上四大通用塑料之一，由于其生产成本较聚乙烯和一些金属要低，而且加工性能和制品的物理及化学性能优良，可以适应制备硬质到软质、弹性体以及纤维、涂料等性能的需要，广泛应用于工业、农业、建筑业等各个领域。
聚氯乙烯(PVC)材料具有容易二次成型，价格低廉，热合性好等优点，广泛的应用于食品和药片的包装领域，但其热稳定性差，对水蒸气和氧气阻隔性差，单纯使用PVC材料达不到药品和食品包装的要求，通常采用PVC/PVDC，PVC/铝箔复合等方式来提高阻隔性，这种做法大大提高了产品加工成本并且材料不能二次回收利用，形成的废品只能掩埋或焚烧处理，不利于环境保护。因此开发低价格，易于回收再利用的PVC高阻隔片材是药品和食品包装行业迫切要求。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种PVC高阻隔片材及其制备方法，本发明所要解决的技术问题是：制备一种容易回收再利用的PVC复合片材。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种PVC高阻隔片材，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 45-55份、PVA 8-15份、EVOH 12-18份、PA 10-15份、云母6-12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙70wt％-80wt％、片状纳米碳酸钙20wt％-30wt。
在一个优选地实施方式中，所述立方状纳米碳酸钙与片状纳米碳酸钙之间的比例为3-4:1-1.5，所述主料与辅料的重量比设置为100:1.8-2.5。
在一个优选地实施方式中，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 45份、PVA 15份、EVOH 18份、PA 115份、云母12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt。
在一个优选地实施方式中，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 50份、PVA 12份、EVOH 16份、PA 12份、云母9份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt。
在一个优选地实施方式中，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 55份、PVA 8份、EVOH 12份、PA 10份、云母6份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt。
本发明还包括PVC高阻隔片材的制备方法，具体制备步骤如下：
S1、准备原料：先将各原料进行粉碎处理，再经过滤筛分筛粒径过大的胶粒，按照比例准备PVC、PVA、EVOH、PA分别采用超声波清洗器进行清洗、过滤后备用；
S2、混料：称取对应重量份的立方状纳米碳酸钙和片状纳米碳酸钙放入高速共混机中，并将步骤S1中清洗后的原料放入高速共混机，得到混合料；
S3、混炼：
S3.1：将步骤S2得到的混合料送入混炼机中，在120-140℃温度下进行低速混炼15-18min；
S3.2：将混炼后的物料送至双螺杆挤出机在170-190℃下挤出，成型、冷却；
S4、压膜：按照比例称取云母原料，并制备云母纸；
S5、成型：将步骤S4制得的云母纸与步骤S3制得的片材料在210-220℃的温度下压塑成复合膜。
在一个优选地实施方式中，所述步骤S1中超声波清洗水温度设置为20-40℃。
在一个优选地实施方式中，所述步骤S2中混料温度设置为100-160℃，混料时长设置为8-12min。
在一个优选地实施方式中，所述步骤S4中云母纸的厚度设置为0.18-0.32mm。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过PVC、PVA、EVOH、PA、云母共混配方挤出技术，利用PVA、EVOH、PA、云母的阻隔性来提高PVC共混材料对氧气(O2)和水的阻隔性，达到药材和食品包装对材料的要求，制备PVC/云母复合材料，利用云母片层特性，增加气体透过路径，提高片材阻隔性；
2、本发明通过共混PVA、EVOH、PA与PVC制备复合材料，拉伸过程中，利用PVA、EVOH、PA与PVC软化点不同，实现拉伸过程中产生分散PVA、EVOH、PA碎片，提高片材阻隔性，使其更容易回收再利用。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种PVC高阻隔片材，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 45-55份、PVA 8-15份、EVOH 12-18份、PA 10-15份、云母6-12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙70wt％-80wt％、片状纳米碳酸钙20wt％-30wt；
所述立方状纳米碳酸钙与片状纳米碳酸钙之间的比例为3-4:1-1.5，所述主料与辅料的重量比设置为100:1.8-2.5；
而具体到本实施例中：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC45份、PVA15份、EVOH 18份、PA 115份、云母12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt；
本发明还包括PVC高阻隔片材的制备方法，具体制备步骤如下：
S1、准备原料：先将各原料进行粉碎处理，再经过滤筛分筛粒径过大的胶粒，按照比例准备PVC、PVA、EVOH、PA分别采用超声波清洗器在20-40水温下进行清洗、过滤后备用，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)具有极好的加工性能，对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用，由于同乙烯结合而具有热稳定性，含有EVOH阻隔层的多层容器是完全可以重复利用的；PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围；
S2、混料：称取对应重量份的立方状纳米碳酸钙和片状纳米碳酸钙放入高速共混机中，并将步骤S1中清洗后的原料放入高速共混机，在100-160℃温度下混料8-12min，得到混合料；
S3、混炼：
S3.1：将步骤S2得到的混合料送入混炼机中，在120-140℃温度下进行低速混炼15-18min；
S3.2：将混炼后的物料送至双螺杆挤出机在170-190℃下挤出，成型、冷却；
S4、压膜：按照比例称取云母原料，并制备厚度为0.18-0.32mm云母纸；
S5、成型：将步骤S4制得的云母纸与步骤S3制得的片材料在210-220℃的温度下压塑成复合膜。
实施例2：
本发明提供了一种PVC高阻隔片材，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 45-55份、PVA 8-15份、EVOH 12-18份、PA 10-15份、云母6-12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙70wt％-80wt％、片状纳米碳酸钙20wt％-30wt；
所述立方状纳米碳酸钙与片状纳米碳酸钙之间的比例为3-4:1-1.5，所述主料与辅料的重量比设置为100:1.8-2.5；
而具体到本实施例中：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC50份、PVA12份、EVOH 16份、PA 12份、云母9份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt；
本发明还包括PVC高阻隔片材的制备方法，具体制备步骤如下：
S1、准备原料：先将各原料进行粉碎处理，再经过滤筛分筛粒径过大的胶粒，按照比例准备PVC、PVA、EVOH、PA分别采用超声波清洗器在20-40水温下进行清洗、过滤后备用，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)具有极好的加工性能，对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用，由于同乙烯结合而具有热稳定性，含有EVOH阻隔层的多层容器是完全可以重复利用的；PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围；
S2、混料：称取对应重量份的立方状纳米碳酸钙和片状纳米碳酸钙放入高速共混机中，并将步骤S1中清洗后的原料放入高速共混机，在100-160℃温度下混料8-12min，得到混合料；
S3、混炼：
S3.1：将步骤S2得到的混合料送入混炼机中，在120-140℃温度下进行低速混炼15-18min；
S3.2：将混炼后的物料送至双螺杆挤出机在170-190℃下挤出，成型、冷却；
S4、压膜：按照比例称取云母原料，并制备厚度为0.18-0.32mm云母纸；
S5、成型：将步骤S4制得的云母纸与步骤S3制得的片材料在210-220℃的温度下压塑成复合膜。
实施例3：
本发明提供了一种PVC高阻隔片材，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 45-55份、PVA 8-15份、EVOH 12-18份、PA 10-15份、云母6-12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙70wt％-80wt％、片状纳米碳酸钙20wt％-30wt；
所述立方状纳米碳酸钙与片状纳米碳酸钙之间的比例为3-4:1-1.5，所述主料与辅料的重量比设置为100:1.8-2.5；
而具体到本实施例中：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 50份、PVA 12份、EVOH 16份、PA 12份、云母9份；
本发明还包括PVC高阻隔片材的制备方法，具体制备步骤如下：
S1、准备原料：先将各原料进行粉碎处理，再经过滤筛分筛粒径过大的胶粒，按照比例准备PVC、PVA、EVOH、PA分别采用超声波清洗器在20-40水温下进行清洗、过滤后备用，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)具有极好的加工性能，对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用，由于同乙烯结合而具有热稳定性，含有EVOH阻隔层的多层容器是完全可以重复利用的；PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围；
S2、混料：将步骤S1中清洗后的原料放入高速共混机，在100-160℃温度下混料8-12min，得到混合料；
S3、混炼：
S3.1：将步骤S2得到的混合料送入混炼机中，在120-140℃温度下进行低速混炼15-18min；
S3.2：将混炼后的物料送至双螺杆挤出机在170-190℃下挤出，成型、冷却。
实施例4：
本发明提供了一种PVC高阻隔片材，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 45-55份、PVA 8-15份、EVOH 12-18份、PA 10-15份、云母6-12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙70wt％-80wt％、片状纳米碳酸钙20wt％-30wt；
所述立方状纳米碳酸钙与片状纳米碳酸钙之间的比例为3-4:1-1.5，所述主料与辅料的重量比设置为100:1.8-2.5；
而具体到本实施例中：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 55份、PVA 8份、EVOH 12份、PA 10份、云母6份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt；
本发明还包括PVC高阻隔片材的制备方法，具体制备步骤如下：
S1、准备原料：先将各原料进行粉碎处理，再经过滤筛分筛粒径过大的胶粒，按照比例准备PVC、PVA、EVOH、PA分别采用超声波清洗器在20-40水温下进行清洗、过滤后备用，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)具有极好的加工性能，对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用，由于同乙烯结合而具有热稳定性，含有EVOH阻隔层的多层容器是完全可以重复利用的；PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围；
S2、混料：称取对应重量份的立方状纳米碳酸钙和片状纳米碳酸钙放入高速共混机中，并将步骤S1中清洗后的原料放入高速共混机，在100-160℃温度下混料8-12min，得到混合料；
S3、混炼：
S3.1：将步骤S2得到的混合料送入混炼机中，在120-140℃温度下进行低速混炼15-18min；
S3.2：将混炼后的物料送至双螺杆挤出机在170-190℃下挤出，成型、冷却；
S4、压膜：按照比例称取云母原料，并制备厚度为0.18-0.32mm云母纸；
S5、成型：将步骤S4制得的云母纸与步骤S3制得的片材料在210-220℃的温度下压塑成复合膜。
实施例5：
分别取上述实施例1-4所制得的160份PVC高阻隔片材进行性能检测，每40人为一组，分四组分别试用四个实施例中制备的PVC高阻隔片材，得到以下数据：
Figure BDA0002298244040000091
由上表可知，实施例2中原料配合比例适中，该比例制得的PVC高阻隔片材24小时水蒸气透过率≤1.0g/m2(复合YBB00212002-聚氯乙烯固体药用硬片规范)；拉伸强度≥40MPa，缺口冲击强度(23℃)≥5KJ/m2，维卡软化点≥70℃(GB/T22789标准)，在PVC共混体系中加入纳米CaCO3可明显地提高材料的韧性,而不降低材料的强度，开发低价格，使该PVC高阻隔片材符合药品和食品包装行业要求，且易于回收再利用，且回收时片材拉伸时产生碎片而不是回缩成液滴，可解决云母在PVC中分散问题。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种PVC高阻隔片材，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC45-55份、PVA 8-15份、EVOH 12-18份、PA 10-15份、云母6-12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙70wt％-80wt％、片状纳米碳酸钙20wt％-30％wt。
2.根据权利要求1所述的一种PVC高阻隔片材，其特征在于：所述立方状纳米碳酸钙与片状纳米碳酸钙之间的比例为3-4:1-1.5，所述主料与辅料的重量比设置为100:1.8-2.5。
3.根据权利要求1所述的一种PVC高阻隔片材，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 45份、PVA 15份、EVOH 18份、PA 115份、云母12份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt。
4.根据权利要求1所述的一种PVC高阻隔片材，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 50份、PVA 12份、EVOH 16份、PA 12份、云母9份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt。
5.根据权利要求1所述的一种PVC高阻隔片材，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：PVC 55份、PVA 8份、EVOH 12份、PA 10份、云母6份，所述辅料按重量百分比计包括立方状纳米碳酸钙75wt％、片状纳米碳酸钙25％wt。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种PVC高阻隔片材，其特征在于：还包括PVC高阻隔片材的制备方法，具体制备步骤如下：
S1、准备原料：先将各原料进行粉碎处理，再经过滤筛分筛粒径过大的胶粒，按照比例准备PVC、PVA、EVOH、PA分别采用超声波清洗器进行清洗、过滤后备用；
S2、混料：称取对应重量份的立方状纳米碳酸钙和片状纳米碳酸钙放入高速共混机中，并将步骤S1中清洗后的原料放入高速共混机，得到混合料；
S3、混炼：
S3.1：将步骤S2得到的混合料送入混炼机中，在120-140℃温度下进行低速混炼15-18min；
S3.2：将混炼后的物料送至双螺杆挤出机在170-190℃下挤出，成型、冷却；
S4、压膜：按照比例称取云母原料，并制备云母纸；
S5、成型：将步骤S4制得的云母纸与步骤S3制得的片材料在210-220℃的温度下压塑成复合膜。
7.根据权利要求6所述的一种PVC高阻隔片材的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中超声波清洗水温度设置为20-40℃。
8.根据权利要求6所述的一种PVC高阻隔片材的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中混料温度设置为100-160℃，混料时长设置为8-12min。
9.根据权利要求6所述的一种PVC高阻隔片材的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中云母纸的厚度设置为0.18-0.32mm。
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