CN113072724A - 一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜及其制备方法和应用,对现有塑封薄膜的配方进行了改进,改进后的塑封薄膜由以下重量份的原料制成:聚乙烯醇80~100份、调节剂0.1~0.5份、增塑剂0.1~0.5份、复配聚乳酸0.1~0.2份、中性干燥剂0.2~0.5份、苦味剂0.1~0.5份、抗静电剂0.05~0.2份、稳定剂0.1~0.5份。其中,所述调节剂为衣康酸、丙烯酸、马来酸三者中的任一种与磺酸基盐的混合物,一方面可以提高塑封薄膜的耐酸碱性能,另一方面可以拓宽聚乙烯醇的醇解度范围,同时配套节能、高效的熔融吹塑制备方法,解决了塑封薄膜遇水溶解慢、溶解不完全等问题,同时降低了生产成本、方便存储和使用,进而提高衣物洗涤的效率。
Description
技术领域
本发明涉及洗衣凝珠技术领域,具体是涉及一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
洗衣凝珠是一种用水溶膜包裹的新型浓缩洗涤剂,在接触水以后,水溶膜能在一定时间内溶解,释放包裹的液体,达到衣物洗净和护理的功能。其作用方式就要求包裹洗衣凝珠的塑封薄膜能在预定的时间内溶解、释放内含的浓缩洗涤剂。目前,以聚乙烯醇(以下简称PVA)为主要原材料的水溶膜因为环保、重量较轻、适合小体积包装等优点,而在日化领域应用最为广泛。洗衣凝珠生产用的塑封薄膜主要也是使用的PVA水溶膜,具有方便快捷的好处。
然而,使用普通的PVC水溶膜制作洗衣凝珠时,在制作过程中,尤其是在薄膜热封过程中,容易发生脱水交联反应,导致PVA薄膜在水中溶解性降低,在使用时又会很容易在衣物、洗衣机滤网及内壁等形成残留污斑,导致堵塞、细菌滋生等问题,尤其是在低温下难以正常溶解。针对这个问题,中国发明专利CN111484696A对塑封薄膜的配方进行了改进,通过将乙烯丙烯酸甲酯与聚乙烯醇进行共聚改性,以期降低水溶膜产品的熔点和热封薄膜的起始热封温度,但该法引入乙烯丙烯酸甲酯后,加剧了聚合过程的复杂度,反应可控性降低,也增加了生产成本。
同时,现有技术中,为了得到低温水溶性也较好的塑封薄膜,采用的聚乙烯醇的醇解度多在85%~90%之间,这是因为聚乙烯醇的醇解度高于90%,则只能溶解在50℃以上的热水中,低于85%时,则会由于亲水官能团羟基数量减少导致低温水溶性下降,如此,一则,在一定程度上限制了聚乙烯醇原料的来源范围;二则,残留的酯基与碱性衣物清洁剂接触等,会进一步水解聚乙烯醇,提高醇解度,从而影响塑封薄膜的水溶性。
此外,洗衣凝珠在使用前会存在遇水提前溶解,导致内含的浓缩洗涤剂泄露的问题。除此之外,洗衣凝珠的安全性问题也要引起重视,防止被儿童误食造成意外伤害。
发明内容
本发明提供了一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜及其制备方法和应用,对现有塑封薄膜的配方进行了改进,并配套节能、高效的熔融吹塑制备方法,解决了塑封薄膜遇水溶解慢、溶解不完全等问题,同时降低了生产成本、方便存储和使用,进而提高衣物洗涤的效率。
本发明采用的技术方案如下:
一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,其特征在于,所述塑封薄膜由以下重量份的原料制成:
聚乙烯醇80~100份;
调节剂0.1~0.5份;
增塑剂0.1~0.5份;
复配聚乳酸0.1~0.2份;
中性干燥剂0.2~0.5份;
苦味剂0.1~0.5份;
抗静电剂0.05~0.2份;
稳定剂0.1~0.5份。
优选地,所述聚乙烯醇的聚合度为500~3000,醇解度为70~90%。
优选地,所述调节剂为衣康酸、丙烯酸、马来酸三者中的任一种与磺酸基盐的混合物。
优选地,所述磺酸基盐为烯烃类磺酸盐。
优选地,所述增塑剂为甘油、双甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇中的至少一种。
本发明还提供了一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的制备方法:熔融挤出法。具体包括以下步骤:
S1:改性;将所述聚乙烯醇、调节剂、增塑剂以及复配聚乳酸加入搅拌机中进行改性;
S2:混合;将所述中性干燥剂、苦味剂、抗静电剂、稳定剂按照所述重量比加入搅拌机中,继续搅拌10~15分钟;
S3:挤出:将S2中所得的聚乙烯醇混合物料投入混炼挤出机中,进行混炼、挤出;
S4:吹塑成膜。
优选地,所述S1中物料的加入方式可以优化为:首先将所述聚乙烯醇加入搅拌机中,随后在不高于500rpm的搅拌速度下缓慢加入所述增塑剂、调节剂以及复配聚乳酸,继续搅拌5~8分钟后,将搅拌速度提高至2000~2500rpm,待物料的温度升高至50℃时,降低搅拌速度至800~1200rpm,继续搅拌5~8分钟。
优选地,所述S2中的所述中性干燥剂、苦味剂的细度为200~300目。
本发明还提供了一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的应用,其特征在于,所述塑封薄膜用于包裹以所述增塑剂为溶剂的浓缩洗涤剂。
本发明的有益效果是:
本发明优化了洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的制备配方,拓宽了原料聚乙烯醇的来源范围、解决了普通低温溶解性差等问题。
以聚乙烯醇为主要原料的塑封薄膜,其大分子链中含有由于不完全醇解而残留的部分醋酸酯官能团,醋酸酯空间位阻比较大,从而影响了其大分子链的规整性,降低了分子内和分子间的氢键作用力,同时,结晶度降低,增大了分子间自由体积,赋予了该材料良好的水溶性。
本发明在以聚乙烯醇为主要原料的基础上,在配方中加入了调节剂,一方面可以提高塑封薄膜的耐酸碱性能,另一方面可以拓宽聚乙烯醇的醇解度范围(70%~90%),在实际应用中可以灵活调控醇解度而不会影响塑封薄膜的溶解性。进一步地优化调节剂的配方,本发明使用衣康酸、丙烯酸、马来酸三者中的任一种与磺酸基盐的混合物作为调节剂,通过在聚乙烯醇大分子链上引入亲水基团,提高塑封薄膜的耐酸碱性能,使得塑封薄膜在较宽的醇解度范围内均具有较好的低温水溶性,同时也提高了塑封薄膜的亲水性,且不会发生交联。再进一步地优化,本发明的调节剂配方选择烯烃类磺酸盐,其热稳定性好、对人体和环境温和,也具有良好的降解性,制得的塑封薄膜在低温及酸碱环境中依然具有良好的溶解性。复配聚乳酸也可以辅助增加膜的水溶性和降解性。
本发明公开的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的制备方法,熔融挤出法,相较于溶液流延工艺,熔融挤出法工艺具有操作更为简易、机器便于维修、占地小、能耗低等优点。由于聚乙烯醇的熔点和分解温度非常接近,因此在熔融接触加工过程中聚乙烯醇极易发生分解,本发明在配方中加入增塑剂对聚乙烯醇进行改性,可降低聚乙烯醇分子间的作用力,从而降低熔点,便于熔融挤出加工。
进一步地,本发明在改性后的聚乙烯醇混合物中混入适量的中性干燥剂,在不影响塑封薄膜水溶性的前提下,可以防止洗衣凝珠在使用前遇水提前溶解,导致内含的浓缩洗涤剂泄露。添加苦味剂,则可以有效防止存储不当,造成儿童误食洗衣凝珠或者眼、皮肤暴露等事故,使得产品即使被误食也不容易被吞咽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。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:
一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,所述塑封薄膜由以下重量份的原料制成:
聚乙烯醇100份;
调节剂0.1份;
增塑剂0.3份;
复配聚乳酸0.1份;
中性干燥剂0.2份;
苦味剂0.3份;
抗静电剂0.05份;
稳定剂0.3份。
其中,聚乙烯醇的聚合度为1000,醇解度为70%。调节剂为摩尔比为1:1的衣康酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠的混合物。
具体的制备方法如下:
S1:改性;首先将所述聚乙烯醇加入搅拌机中,随后在不高于500rpm的搅拌速度下缓慢加入所述增塑剂、调节剂以及复配聚乳酸,继续搅拌5~8分钟后,将搅拌速度提高至2000~2500rpm,待物料的温度升高至50℃时,降低搅拌速度至800~1200rpm,继续搅拌5~8分钟;
S2:混合;将所述中性干燥剂、苦味剂、抗静电剂、稳定剂按照所述重量比加入搅拌机中,继续搅拌10~15分钟;
S3:挤出:将S2中所得的聚乙烯醇混合物料投入混炼挤出机中,进行混炼、挤出;
S4:吹塑成膜。
其中,S2中的中性干燥剂、苦味剂的细度为300目。
实施例2:
一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,所述塑封薄膜由以下重量份的原料制成:
聚乙烯醇100份;
调节剂0.3份;
增塑剂0.3份;
复配聚乳酸0.1份;
中性干燥剂0.2份;
苦味剂0.3份;
抗静电剂0.1份;
稳定剂0.3份。
其中,聚乙烯醇的聚合度为1000,醇解度为70%。调节剂为摩尔比为1:1的衣康酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠的混合物。
具体的制备方法同实施例1。
实施例3:
一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,所述塑封薄膜由以下重量份的原料制成:
聚乙烯醇100份;
调节剂0.5份;
增塑剂0.3份;
复配聚乳酸0.1份;
中性干燥剂0.2份;
苦味剂0.3份;
抗静电剂0.1份;
稳定剂0.3份。
其中,聚乙烯醇的聚合度为1000,醇解度为70%。调节剂为摩尔比为1:1的衣康酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠的混合物。
具体的制备方法同实施例1。
实施例4:
本实施例使用的聚乙烯醇的醇解度为80%,其他条件同实施例1。
实施例5:
本实施例使用的聚乙烯醇的醇解度为80%,其他条件同实施例2。
实施例6:
本实施例使用的聚乙烯醇的醇解度为80%,其他条件同实施例3。
实施例7:
本实施例使用的聚乙烯醇的醇解度为90%,其他条件同实施例1。
实施例8:
本实施例使用的聚乙烯醇的醇解度为90%,其他条件同实施例2。
实施例9:
本实施例使用的聚乙烯醇的醇解度为90%,其他条件同实施例3。
在其他实施例中,所述调节剂中衣康酸和磺酸基盐的摩尔比可在1:0.5~1:2的范围内适当调整;所述衣康酸也可使用丙烯酸、马来酸等替换,均可达到类似的效果。所述中性干燥剂具体可以选用硫酸钠等来源广泛、便宜易得的中性盐,在实施例1~9中,增加干燥剂的份数至0.5份,仍不会影响所述塑封薄膜的水溶性,但是干燥剂加入量过多,则会对设备等产生不利的影响,可能还会带来加工困难等问题。
所述增塑剂可以选用甘油、双甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇中的至少一种。在另一实施例,发明人将实施例1~9中的洗衣凝珠生产用塑封薄膜,用于包裹以所述增塑剂为溶剂的浓缩洗涤剂,内含的浓缩洗涤剂与塑封薄膜相适配,可增强塑封薄膜的稳定性,提高塑封薄膜的强度,最终制备得到具有一定弹性触感的洗衣凝珠产品。
对比例1:
本对比例中,制备洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的配方中不含调节剂,其他同实施例1。
对比例2:
本对比例中,制备洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的配方中不含调节剂,其他同实施例4。
对比例3:
本对比例中,制备洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的配方中不含调节剂,其他同实施例7。
对比例4:
本对比例中,制备洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的配方中不含增塑剂,制备使用溶液流延工艺,其他同实施例1。
对比例5:
本对比例中,制备洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的制备使用溶液流延工艺,其他同实施例1。
对比例6:
本对比例中,制备洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的配方中不含增塑剂,其他同实施例1。在本对比例中,由于聚乙烯醇的熔点和分解温度非常接近,增塑剂的缺失,导致熔融接触加工过程中聚乙烯醇发生了分解,并未获得有效的塑封薄膜产品。
对比例7:
本对比例中,制备洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的配方中不含中性干燥剂,其他同实施例1。
对上述所得塑封薄膜产品的水溶性和拉伸性能进行测试。
塑封薄膜的水溶性测试试验过程如下:取实施例1~9、对比例1~4、对比例6中的产品,裁剪成15mm×15mm的大小,在环境温度为(23±2)℃下,将裁剪好的塑封薄膜分别置于静止的水中,记录每组中薄膜的溶解时间,每组测试3次,取平均值。溶解完全的程度从低到高依次用“整片”、“碎片”、“碎屑”、“浑浊”、“澄清”等来表示。
表1常温下的水溶性测试结果
可见,本发明的产品均能在60s内溶解,添加中性干燥剂也并不影响其水溶性。相较于对比例1、2,添加了调节剂的塑封薄膜,在聚乙烯醇的醇解度为70%和90%时,也能较好地溶解。
进一步地,在低温环境下(<5℃),对产品进行水溶性测试,添加了调节剂的塑封薄膜仍能在60s内溶解。
表2低温下的水溶性测试结果
塑封薄膜的拉伸性能和断裂伸长率按照GB/T 1040-92《塑料拉伸性能试验方法》标准执行,取实施例1~3、对比例1、对比例4、对比例6中的产品进行测试。试验时,环境温度为(23±2)℃,湿度为(50±5)%,拉伸速率设定为50mm/min,每组测试3~5次,去掉异常值后,取平均值。
表3拉伸性能和断裂伸长率测试结果
从表3的试验结果可知,采用熔融挤出法得到的产品,相较于溶液流延工艺,横向和纵向拉伸强度均有提高,且加入增塑剂后,可显著提高塑封薄膜的力学性能。
除上述优选实施例外,本发明还有其他的实施方式,本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形,只要不脱离本发明的精神,均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。
Claims (9)
1.一种洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,其特征在于,所述塑封薄膜由以下重量份的原料制成:
聚乙烯醇80~100份;
调节剂0.1~0.5份;
增塑剂0.1~0.5份;
复配聚乳酸0.1~0.2份;
中性干燥剂0.2~0.5份;
苦味剂0.1~0.5份;
抗静电剂0.05~0.2份;
稳定剂0.1~0.5份。
2.如权利要求1所述的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,其特征在于,所述聚乙烯醇的聚合度为500~3000,醇解度为70~90%。
3.如权利要求2所述的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,其特征在于,所述调节剂为衣康酸、丙烯酸、马来酸三者中的任一种与磺酸基盐的混合物。
4.如权利要求3所述的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,其特征在于,所述磺酸基盐为烯烃类磺酸盐。
5.如权利要求1所述的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜,其特征在于,所述增塑剂为甘油、双甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇中的至少一种。
6.一种如权利要求1至5任一项所述的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法为熔融挤出法,具体包括以下步骤:
S1:改性;将所述聚乙烯醇、调节剂、增塑剂以及复配聚乳酸加入搅拌机中进行改性;
S2:混合;将所述中性干燥剂、苦味剂、抗静电剂、稳定剂按照所述重量比加入搅拌机中,继续搅拌10~15分钟;
S3:挤出:将S2中所得的聚乙烯醇混合物料投入混炼挤出机中,进行混炼、挤出;
S4:吹塑成膜。
7.如权利要求6所述的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的制备方法,其特征在于,所述S1中物料的加入方式为:首先将所述聚乙烯醇加入搅拌机中,随后在不高于500rpm的搅拌速度下缓慢加入所述增塑剂、调节剂以及复配聚乳酸,继续搅拌5~8分钟后,将搅拌速度提高至2000~2500rpm,待物料的温度升高至50℃时,降低搅拌速度至800~1200rpm,继续搅拌5~8分钟。
8.如权利要求6所述的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的制备方法,其特征在于,所述S2中的所述中性干燥剂、苦味剂的细度为200~300目。
9.一种如权利要求1至5任一项所述的洗衣凝珠生产用的塑封薄膜的应用,其特征在于,所述塑封薄膜用于包裹以所述增塑剂为溶剂的浓缩洗涤剂。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210706 |