專利名稱：適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液及其制作工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種改性聚乙烯醇涂布液，特別是一種適合高速涂布的耐水改性聚乙 烯醇膠液及其制作工藝。
背景技術：
聚乙烯醇是一種強親水性羥基聚合物，具有良好的氧氣阻隔性能。但是當聚乙烯 醇溶液涂布于基材上時，因其具有親水性，吸濕后阻氧性能大大降低。中國航天科工集團 8511研究所在1995年研制出了耐水改性聚乙烯醇膠液，該膠液涂布成膜干燥后不僅耐水， 而且還有良好的氧氣阻隔性能，但是該膠液黏度大，采用逆轉輥涂布時，上膠量大，干燥速 度慢，生產效率低。目前國內有一家民營企業(yè)也有類似產品，該產品呈堿性，并且其顏色為 黃色，根據(jù)實驗室對該產品的分析，發(fā)現(xiàn)該產品所謂的改性只是物理改性，聚乙烯醇分子上 大量的羥基還裸露在外面，沒有封閉，其膠液涂布成膜干燥后，仍溶于水，耐水性很差，另外 該膠液對環(huán)境的溫度和PH值很敏感，當溫度降低，PH值變小時，膠液容易凝膠，穩(wěn)定性很 差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇涂布液及其制作 方法，此膠液具有良好的氧氣阻隔性能，黏度穩(wěn)定，適合網(wǎng)紋輥涂布，涂布成膜后耐水性好， 干燥速度快，生產效率高，適合工業(yè)化生產。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠 液，它由聚乙烯醇，防結皮劑、改性劑、分散劑、連接劑、催化劑和水組成。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的各組分含量聚乙烯醇 4% _15%、防結皮劑1 % -6.5%、改性劑0.8% -4%、分散劑0. 5 % -2. 5%、連接劑 0. 8% _3%、催化劑0. 08% -0.7%、水 70% -93%。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的各組分含量的優(yōu)選范圍聚 乙烯醇5% -10%、防結皮劑2% -5%、改性劑-3%、分散劑0.5% -2%、連接劑 0. 8% -2. 5%、催化劑 0. 1% -0. 5%、水 77% -90%。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的制作工藝為，將聚乙烯醇、甲醇 和水混合后，升溫攪拌，待溫度達到98°C時保溫2 3小時，聚乙烯醇溶解后溫度降至室溫， 依次加入改性劑、催化劑、水、分散劑和連接劑，進行攪拌。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點本發(fā)明利用協(xié)同效應，克服了改性聚乙烯醇 水溶液的表面結皮、黏度不穩(wěn)定、涂布膜親水性及其與基膜界面穩(wěn)定性差等問題，而且可以 確保聚乙烯醇的氣體阻隔性能，特別是能適應涂布機的高速涂布。本發(fā)明具有如下特點(1)2個月內，配制好的膠液表面不會產生結皮現(xiàn)象，膠液的黏度穩(wěn)定，沒有計時上 升的問題出現(xiàn)。(2)烘干后聚乙烯醇涂層與基膜的界面穩(wěn)定性好，粘附力強，很難將兩者剝離，在加工工藝上取消了預涂。(3)聚乙烯醇涂層具有極佳的耐水性，涂層浸水72小時不起泡、不起皺、不脫落， 在加工工藝上取消了層合。(4)聚乙烯醇的阻氧性能得到了保證。(5)膠液呈酸性，顏色為半透明的乳白色。(6)混合膠液實現(xiàn)了常溫輸送、常溫涂布，簡化了工藝，降低了對涂布設備的要求。(7)膠液適合涂布機高速涂布。本發(fā)明的產品涂布到基膜上，干燥之后，具有較高的氧氣阻隔性和保香性，良好的 疏水性、柔韌性和較強的附著力。含有改性聚乙烯醇的復合薄膜可廣泛用于食品包裝、醫(yī)藥 包裝、化工品包裝和工業(yè)品包裝。本發(fā)明的產品對涂布設備要求較低，普通的干式復合機和 專業(yè)涂布機均可涂布，特別是專業(yè)涂布機涂布時，車速可開到120m/min，實現(xiàn)高速工業(yè)化生產。
具體實施例方式本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液由聚乙烯醇，防結皮劑、改性劑、分 散劑、連接劑、催化劑和水組成。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的各組分含量聚乙烯醇 4% _15%、防結皮劑1 % -6.5%、改性劑0.8% -4%、分散劑0. 5 % -2. 5%、連接劑 0. 8% _3%、催化劑0. 08% -0.7%、水 70% -93%。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的各組分含量的優(yōu)選范圍聚 乙烯醇5% -10%、防結皮劑2% -5%、改性劑-3%、分散劑0.5% -2%、連接劑 0. 8% -2. 5%、催化劑 0. 1% -0. 5%、水 77% -90%。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，所述的防結皮劑為甲醇或乙醇。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，所述的改性劑為醚化的三聚氰胺 甲醛樹脂或醚化的三聚氰胺乙二醛樹脂。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，分散劑為有機硅溶液。有機硅的 制作工藝為用稀水玻璃作為起始原料，經過離子交換出去鈉離子，然后通過制備晶核，直 接酸化反應，晶粒長大等步驟制得有機硅溶液。首先，用離子交換樹脂除去原料中的鈉離 子，制得Si02/Na20重量比較大的稀溶液，稀溶液中的鈉離子含量已較低；其次，將上步驟制 得的稀溶液加熱并停置-段時間，在稀溶液中逐漸形成毫微米大小的晶核；再次，將稀水玻 璃原料及酸化劑(如稀硫酸)持續(xù)加入到前述制得的含晶核的稀溶液中，加入過程應注意 控制混合液中鈉離子的濃度、混合液PH值、加入時間等條件；最后，上述混合液在控制適當 條件下，進行晶粒長大過程，持續(xù)長大過程之后，即可制得有機硅溶液。上述所述有機硅溶液制作工藝中，初始水玻璃的固含量為24%，經離子交換除去 鈉離子后，Si02/Na20比例為3. 5，用水稀釋至SiO2含量為7%，此溶液為A。取出0.92A放 到反應容器中，靜置1小時，待其形成毫微米大小的晶核，然后在充分攪拌的條件下加入剩 下的0. 08A，然后用硫酸調節(jié)溶液PH值2 4，將此酸化的溶液加熱到50°C，恒溫反應6 10小時后，降至室溫即得有機硅溶液。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，連接劑為水溶性丙烯酸酯或硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，催化劑為鹽酸或硫酸。本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的制作工藝，將聚乙烯醇、甲醇 和水混合后，升溫攪拌，待溫度達到98°C時保溫2 3小時，聚乙烯醇溶解后溫度降至室 溫，依次加入改性劑、催化劑、水、分散劑和連接劑，進行攪拌。制作過程中，聚乙烯醇的配 比4% -15%，優(yōu)選范圍為5% -10% ；防結皮劑的配比_6.5%，優(yōu)選范圍為2% -5% ； 改性劑的配比0.8% _4%，優(yōu)選范圍為-3% ；連接劑的配比0.8% -3%，優(yōu)選范圍 為0. 8 % -2. 5 % ；催化劑的配比0. 08 % -0. 7 %，優(yōu)選范圍為0. 1 % -0. 5 % ；水的配比 70% -93%，優(yōu)選范圍 77% -90%。下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例1 本實施例是由7%的聚乙烯醇，3. 5%的甲醇，2%的醚化三聚氰胺甲 醛樹脂，1. 25%的有機硅溶液，1.65%的水溶性丙烯酸酯，0. 3%的硫酸和84. 3%的水組 成。將上述配比的聚乙烯醇、甲醇和水混合后，升溫攪拌，待溫度達到98°C時，恒溫2小時， 然后降至室溫，加入上述配比的醚化三聚氰胺甲醛樹脂、硫酸、有機硅溶液和水溶性丙烯 酸酯，充分攪拌，即得本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇涂布液。在厚度為12μπι 的聚酯膜PET上涂布1 μ m厚的本實施例的產品，干燥成膜后，其氧氣透過量為0. 27cm3/ m2 · 24h · 0. IMPa，涂層疏水性好。實施例2 本實施例是由10%的聚乙烯醇，5%的甲醇，3%的醚化三聚氰胺甲醛樹 脂，2 %的有機硅溶液，2 %的硅烷偶聯(lián)劑，0. 5 %的硫酸和77. 5 %的水組成。將上述配比的聚 乙烯醇、甲醇和水混合后，升溫攪拌，待溫度達到98°C時，恒溫2小時，然后降至室溫，加入 上述配比的醚化三聚氰胺甲醛樹脂、硫酸、有機硅溶液和硅烷偶聯(lián)劑，充分攪拌，即得本發(fā) 明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇涂布液。在厚度為80 μ m的茂金屬聚乙烯MPE上涂布 Iym厚的本實施例的產品，干燥成膜后，其氧氣透過量為1.9cm7m2 · 24h · 0. IMPa，涂層疏 水性好。實施例3 本實施例是由15%的聚乙烯醇，6. 5%的乙醇，3%的醚化三聚氰胺乙二 醛樹脂，2. 5%的有機硅溶液，3%的硅烷偶聯(lián)劑，0. 7%的鹽酸和68. 3%的水組成。將上述 配比的聚乙烯醇、乙醇和水混合后，升溫攪拌，待溫度達到98°C時，恒溫2小時，然后降至室 溫，加入上述配比的醚化三聚氰胺乙二醛樹脂、鹽酸、有機硅溶液和硅烷偶聯(lián)劑，充分攪拌， 即得本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇涂布液。在厚度為15 μ m的尼龍膜BOPA上 涂布1 μ m厚的本實施例的產品，干燥成膜后，其氧氣透過量為0. 35cm3/m2 · 24h · 0. IMPa, 涂層疏水性好。實施例4 本實施例是由4%的聚乙烯醇，1 %的乙醇，1 %的醚化三聚氰胺乙二醛 樹脂，0. 5%的有機硅溶液，0. 8%的水溶性丙烯酸酯，0. 的鹽酸和92. 6%的水組成。將 上述配比的聚乙烯醇、乙醇和水混合后，升溫攪拌，待溫度達到98°C時，恒溫2小時，然后 降至室溫，加入上述配比的醚化三聚氰胺乙二醛樹脂、鹽酸、有機硅溶液和水溶性丙烯酸 酯，充分攪拌，即得本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇涂布液。在厚度為15μπι的 聚丙烯膜BOPP上涂布Ιμπι厚的本實施例的產品，干燥成膜后，其氧氣透過量為1.9cm3/ m2 · 24h · 0. IMPa，涂層疏水性好。實施例5 本實施例是由5%的聚乙烯醇，2%的甲醇，2%的醚化三聚氰胺甲醛樹脂，1 %的有機硅溶液，1 %的水溶性丙烯酸酯，0. 2%的鹽酸和88. 8%的水組成。將上述配比 的聚乙烯醇、甲醇和水混合后，升溫攪拌，待溫度達到98°C時，恒溫2小時，然后降至室溫， 加入上述配比的醚化三聚氰胺甲醛樹脂、鹽酸、有機硅溶液和水溶性丙烯酸酯，充分攪拌， 即得本發(fā)明適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇涂布液。在厚度為70μπι的流延聚丙烯膜 CPP上涂布1 μ m厚的本實施例的產品，干燥成膜后，其氧氣透過量為7Cm3/m2 -24h ·0. IMPa, 涂層疏水性好。
權利要求
一種適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，其特征在于適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液由聚乙烯醇，防結皮劑、改性劑、分散劑、連接劑、催化劑和水組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，其特征在于 所述適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的各組分含量聚乙烯醇4% -15%、防結 皮劑-6.5%、改性劑0.8% -4%、分散劑0. 5% -2. 5%、連接劑0. 8% _3%、催化劑 0. 08% -0. 7%、水 70% -93%。
3.根據(jù)權利要求1所述的適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，其特征在于適 合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的各組分含量的優(yōu)選范圍聚乙烯醇5% -10%, 防結皮劑2% -5%、改性劑-3%、分散劑0.5% -2%、連接劑0.8% -2.5%、催化劑 0. 1% -0. 5%、水 77% -90%。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，其特征是 所述的防結皮劑為甲醇或乙醇。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述的適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，其特征在于 所述的改性劑為醚化的三聚氰胺甲醛樹脂或醚化的三聚氰胺乙二醛樹脂。
6.根據(jù)權利要求1、2或3所述的適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，其特征在于 分散劑為有機硅溶液。
7.根據(jù)權利要求1、2或3所述的適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，其特征在于 連接劑為水溶性丙烯酸酯或硅烷偶聯(lián)劑。
8.根據(jù)權利要求1、2或3所述的適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液，其特征在于 催化劑為鹽酸或硫酸。
9.根據(jù)權利要求1、2或3所述的適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液的制作工藝， 其特征在于將聚乙烯醇、甲醇和水混合后，升溫攪拌，待溫度達到98°C時保溫2 3小時， 聚乙烯醇溶解后溫度降至室溫，依次加入改性劑、催化劑、水、分散劑和連接劑，進行攪拌。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適合高速涂布的耐水改性聚乙烯醇膠液及其制作工藝。本發(fā)明的產品是由聚乙烯醇、防結皮劑、改性劑、分散劑、連接劑和水組成。本發(fā)明的制作工藝是將聚乙烯醇、防結皮劑和水充分混合后，升溫至98℃，恒溫2～3小時，充分溶解后，依次加入改性劑、催化劑、水、分散劑和連接劑，充分混合。本發(fā)明克服了改性聚乙烯醇水溶液的表面結皮、黏度不穩(wěn)定、涂布膜親水性及其與基膜界面穩(wěn)定性差等問題，而且可以確保聚乙烯醇的氣體阻隔性能，特別是能適應涂布機的高速涂布。
文檔編號C09D5/00GK101979447SQ200910036098
公開日2011年2月23日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權日2009年10月16日
發(fā)明者孫紅旗, 李子繁, 胡焱清 申請人:中國航天科工集團八五一一研究所