CN86108735A - 改善聚氯乙烯制品透湿性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明研究出一种将羧甲基纤维素(CMC)改性成不溶于水的透湿剂，作为聚氯乙烯(PVC)制品的添加剂，能使PVC制品的吸湿率分别为8.8％(PVC薄膜)和6.4％(PVC人造革)，透湿量分别为572g/m²·24小时(PVC薄膜)和548g/m²·24小时(PVC人造革)，PVC薄膜水浸24小时的失重率为1.3％。这种透湿性PVC制品适合于做农用薄膜，服装与鞋类面料等。

Description

目前，世界各国仍大量使用聚氯乙烯来生产塑料薄膜及人造革材料。这些材料，除用于各种包装和装饰品外，还广泛地用于制造雨衣、鞋、衣服及农作物育种护膜等。

这样，在许多场合下，不仅要求该制品具有足够的强度和柔软性等，还要求它必须具有良好的吸湿透汽性。例如做成育秧薄膜，为了防止凝结在薄膜上的水珠滴落而产生烂秧，该膜应有较好的吸湿透汽性;为使雨衣、凉鞋、皮鞋、仿羊革服装有舒适感，亦应有较好的透湿（或透汽）性。

但是，目前国内生产的聚氯乙烯制品，透湿性极差，亦未见到有关改进方面的文章。在国外已经有了这方面的研究并取得一定的成功。例如，美国化学文摘（C.A）（1984年第100卷）211187n摘要报导了苏联卡沙波夫（Kashapov）用羧甲基纤维素或其钠盐（下简称CMC）溶胶使聚氯乙烯（以下称PVC）涂层提高透湿性的方法。他采用了15%的CMC钠盐溶胶，按PVC用量的15%加入涂层胶，可使涂层人造革的透湿性从0.15mg/cm²。小时（即36g/m²。24小时）提高到1.8mg/cm²。小时（即432g/m²。24小时）。又据C.A中介绍，1984年4月28日批准的匈牙利专利（Hung，Teijes）HU31264也叙述了在200份PVC和80份DOP（邻苯二甲酸二辛酯）的混合物中，加入30份CMC钠盐及聚甲基丙烯酸酯，制成一种厚度为50微米的薄膜，具有良好的透湿性。这些文件证明了亲水性物质CMC能与疏水性物质PVC共混，从而提高了PVC制品的透湿性。

但他们能未能提供解决这种掺CMC的PVC制品在雨淋水浸之后，导致CMC流失问题的具体办法。众所周知，CMC是水溶性物质，混合在PVC中的CMC，虽然有PVC树脂的“粘附”，但长时间的雨淋水浸也会使其流失，从而降低透湿性。据本专利发明人的试验，证明混有15%CMC钠盐的PVC薄膜，水浸8小时后失重4.8%，水浸24小时后失重7.5%，吸湿率由原来的5%下降到1.6%。

本发明的任务就是要研制出一种新型的吸湿剂和它的使用方法，以此来做出一种新型的PVC制品，使它既有优良的吸湿透汽性，又不会被水溶解，长时间保持制品优良的透汽性能。

本发明通过下述方法完成上述任务。

制出一种改性的CMC透湿剂。这种改性的CMC（下称透湿剂H）制法如下：

采用取代度为0.4-0.75的粉状CMC，粒度在60目左右，含水量8%以下。先将甲醇、盐酸、醋酸锌和水按100∶（5-10）∶（1-3）∶（30-50）的比例配成混合溶液。它们的具体比例要根据CMC的取代度、酸碱度和含水量来确定。操作顺序如下：先将醋酸锌溶于水中，再加盐酸和甲醇，混合均匀。然后，按重量计，取此混合溶液10-20份，CMC（干料）5份。将CMC投入混合溶液，搅拌均匀后用盐酸调整其pH值至1，然后倒入反应器中，加热升温至60-65℃，不断搅拌，反应4小时后，将剩余的甲醇等液体分离出来（可回收甲醇），加入1-2份乙二醇，升温至110±5℃，并在搅拌下维持2小时，后烘干，粉碎即得透湿剂H。

由于CMC分子中有许多“OH”基，故有很强的吸湿性;又因为它具有-COOH（或-COONa）基，使其具有水溶性。在本发明中，采取了两种有效的措施使CMC的吸湿性得以保持而又抑止了其水溶性。

其一，用甲醇使CMC中的-COOH（或-COONa）基封闭，形成-

-CH₃酯结构，因而使CMC失去水溶性而保留吸湿性。

其二，在以上基础上，又加入乙二醇，使改性的CMC的吸湿性进一步提高。由于乙二醇具有亲水性和较高的沸点（196-198℃），在物料加热和烘干过程中，一部分乙二醇会取代甲醇使部分-

C-CH₃基变成-

O-CH₂CH₂OH基，增加了有吸湿性的-OH基。另一部分乙二醇取代了透湿剂分子之间的吸附的水分子，用CMC的“-OH”基产生氢键连接，增大了CMC分子之间的间隙，同样起增加吸湿性和吸湿速率的作用。

有关加乙二醇与不加乙二醇的数据见表一：

本发明中，使用的透湿剂H与PVC的混合方法如下：

透湿剂H需事先在105-110℃烘干至含水量＜2%，并粉碎至100目以下（否则它很难同PVC树脂混合）。透湿剂H的用量为PVC树脂用量的20%至60%。用量多，则透湿性强，用量低于20%，则PVC薄膜或人造革的透湿量提高不明显，高于60%则PVC薄膜的强度显著下降。在PVC树脂同增塑剂、稳定剂、色素等充分捏合后，加入透湿剂H，然后在100℃左右继续混合10分钟即可。混合料送两辊塑化机压练塑化。在两辊塑化机上的塑化温度不宜太高，要控制在150±5℃，压膜或吹膜温度也应控制在160℃左右;PVC人造革贴膜成型的温度可适当高一些，但不可超过196℃，以免降低透湿性。

下面再以两个具体的实施例，来说明本发明的透湿剂H的制法和PVC制品的制法及其优良性能。

实施例1

以2份醋酸锌（按重量计，下同），用30份水溶解，加入5份盐酸（35%），再加入100份甲醇，搅拌成混合溶液。再称粉状CMC40份，倒入混合液中，搅拌均匀后，测试其PH值，等于1，将混合物置于反应器中，加热至60-65℃，保持4小时，滤去液体，加入15份乙二醇，在105-110℃温度下搅拌2小时左右，烘干，即得透湿剂H42份。

称100份的PVC树脂和70份的邻苯二甲酸二辛酯，在120℃下搅拌10分钟，加入3份三盐基硫酸铅和2份炭黑，120℃下搅拌混合10分钟。称取事先研磨至100目以下，且烘干至含水2%以下的透湿剂40分，加入上述所得之混合料中，在100-105℃下搅拌混合10分钟。然后将混合粉料均匀地铺在一块表面光滑的铝板上，再用另一块表面光滑的铝板盖住，夹紧，置于烘箱中，使铝板温度达到160℃加热半小时（中间用木锤敲打，帮助塑化）。冷却后即得具有透湿性能的PVC薄膜。测试结果见表二。

实施例2

透湿剂的制备与“实施例1”相同。称100份PVC树脂和100份邻苯二甲酸二辛酯，在120℃下搅拌混合10分钟，加入3份三盐基硫酸铅，120份二甲基甲酰胺，2份偶氮二异丁腈和经过烘干、粉碎的透湿剂H40份，搅拌调成糊状，涂刮在一块普通织物上，再将“实施例1”的薄膜贴于其上，用两块铝板夹住后放在烘箱中，加热至170℃，保持半小时（中间用木锤敲打，帮助粘合）。冷却后，即得具有透湿性的PVC人造革。测试结果见表二。

注：吸湿率测试条件为18℃、90%RH，24小时。透湿量用透湿杯按塑料薄膜的标准测试方法进行。

表三列出按前述苏联卡沙波夫方法所得之PVC薄膜，同本发明方法所得之PVC薄膜的对比测试数据。

由表二及表三的数据可看出，加透湿剂H的吸湿透汽效果是显著的;透湿剂H与未改性的CMC相比，经雨淋或水浸后，吸湿透汽性能要稳定得多。

Claims (5)

1、一种提高聚氯乙烯制品透湿性的方法，它是在以聚氯乙烯为主的原料中加入透湿剂H。其特征在于这种透湿剂H是经化学改性后不溶于水并有强吸湿性的羧甲基纤维素衍生物。

2、如权利要求1中所述的透湿剂H，其制造特征是：先将水、醋酸锌、盐酸和甲醇配成混合溶液，再加入羧甲基纤维素或其钠盐（即CMC），混合后pH值为1，在60-65℃下搅拌反应4小时，然后滤出液体（可回收甲醇），再加乙二醇，加热至105-110℃搅拌反应2小时左右，烘干、粉碎。

3、如权利要求1中的透湿剂H制造的配方，其特征是：甲醇、盐酸、醋酸锌和水的混合比例是：100∶（5-10）∶（1-3）∶（30-50）;混合液同CMC的比例是（2-4）∶1;乙二醇同CMC的比例是20∶100。

4、如权利要求1所述，提高聚氯乙烯薄膜的透湿性的方法，其特征是把透湿剂H按下述方法加入，先将透湿剂H粉碎至100目以下，干燥至含水2%以下，再将这种透湿剂H按聚氯乙烯树脂量的20%至60%加入到经过充分混合的聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂  色素等的混合物中，在100℃继续混合10分钟，再送两辊塑化机塑化。塑化温度控制在150℃左右，压膜或吹塑温度为160℃左右。

5、如权利要求1所述，提高聚氯乙烯人造革的透湿性的方法，其特征是把透湿剂H按下述方法加入：（1）直接涂刮在基布上的胶料，是先将聚氯乙烯树脂同增塑剂充分混合后，再将透湿剂H同稳定剂、发泡剂、溶剂一起加入，搅拌成糊;（2）如需贴面层，则面层薄膜制法同权利要求4所述。贴合后成型温度可适当高于压膜温度，但不可超过196℃。