專利名稱：制備高流動性聚乙烯醇小球的方法及聚乙烯醇小球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備高流動性聚乙烯醇小球的方法以及所得到的小球，所述聚乙烯醇 小球適合通過成型法和吹塑制備水溶性制品。
背景技術(shù)：
塑料的傳統(tǒng)性質(zhì)之一是它們的疏水性質(zhì)，即，它們在水中具有不透性和不溶性。然 而，存在能夠溶于水的塑料，諸如聚乙烯醇。這種材料在某些條件下具有溶解于水的性質(zhì)，這使得其在一些應(yīng)用中非常有用。聚乙烯醇是得自另一種合成聚合物一聚乙酸乙烯酯或聚乙酸酯 (polyethanoate)的合成聚合物。聚乙酸酯鏈的乙酸酯基團在標準條件下在甲醇中水解，羥基留在鏈中，而乙酸甲 酯分離。因此得到聚乙烯醇。這種化學反應(yīng)可以以相當精確地方式進行控制，以水解期望百分比的乙酸酯基團 (水解度)。新的聚合物具有非常類似于聚乙烯的結(jié)構(gòu)。-0H基團的存在具有非常重要的作用。 最重要的作用是該聚合物是親水性的，其水溶性是鏈中存在的-0H基團比例和溶解溫度的 函數(shù)。因此，當80 %至89 %之間的乙酸酯基團已被-0H基團取代時，得到的聚合物在冷水中 可溶；然而，當幾乎100%的乙酸酯基團被取代時，該聚合物僅在超過85°C的溫度下可溶。所有溶解量的聚乙烯醇是可生物降解的并且其衍生物是無毒的。已知的這種聚合物小球在其塑化相具有2至7gr/10分鐘之間的熔體流動速率，因 此它們僅對通過擠出和擠出吹塑的成型技術(shù)有效，其能夠用這些小球制造薄膜和/或管狀 胃(tubular bands)。這些應(yīng)用的實例是描述在美國專利US 3，186，869，COATED FILMFOR LAUNDRY PACKAGE和美國專利US 3，322，674 LAUNDRYPACKAGE中的那些，這些專利描述了水溶性膜 以及用于洗滌衣物的用品。這些參考文獻的水溶性膜內(nèi)部涂覆有蠟或其它材料，以便防止 容器的內(nèi)含物與膜形式的材料相互作用以及防止其溶解性特征退化。聚乙烯醇的其它感興趣應(yīng)用是生產(chǎn)手術(shù)用線，該手術(shù)用線用于外科手術(shù)中的縫 合。不同類型的線在不同的溶解度下使用，這取決于線溶解的速度。這種應(yīng)用的實例描述 在專利E88113740中。然而，所有這些小球通常具有嚴重的缺陷由于它們的熔體流動速率低，因此實際 上不可能在注射技術(shù)的情況下使用這些小球。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及制備聚乙烯醇小球的方法，所述聚乙烯醇小球在其塑化態(tài)具有10至 30gr/10分鐘之間的熔體流動速率。這種程度的流動性允許隨后在注射成型法和/或注射 吹塑工藝中使用這些小球，而利用常規(guī)聚乙烯醇小球的流動性值不可能進行所述注射成型法和/或注射吹塑工藝而獲得不同的水溶性產(chǎn)品。為得到所述小球，在葉輪式混合器中由聚乙烯醇樹脂(優(yōu)選為粉末形式，不管其 水解度如何)、諸如丙三醇等的至少一種增塑劑和諸如硬脂酸鈣、二氧化硅或IRGAN0 X類 抗氧劑(一種合成材料抗氧化劑)等的至少一種填料或添加劑來制造化合物或混合物，其 中所述混合物經(jīng)受熱處理，在該熱處理過程中，最初地，在聚乙烯醇樹脂與所述葉輪式混合 器之間發(fā)生受控的熱沖擊；具體而言，在聚乙烯醇樹脂被傾倒入葉輪式混合器中之后，該聚 乙烯醇樹脂被預(yù)熱，直到達到10°c至75°C之間的溫度，因此葉輪式混合器的起始溫度須在 10°C與75°C之間。在該初始受控熱沖擊之后，通過添加所述混合物的剩余組分(同時添加或所添加 的組分處于相同的相)而使該處理過程繼續(xù)，并且升高反應(yīng)器的溫度，直到在不小于10分 鐘的時間段內(nèi)達到100與168°C之間的值。如此得到的化合物或混合物被引入設(shè)置有用于強制排出氣體的機構(gòu)的雙螺桿擠 出機中，其中氣體排量在10%與50%之間，大于非水溶性聚合物中的常規(guī)容量，鑒于處于 其塑化相的聚乙烯醇產(chǎn)生的蒸汽體積超過常規(guī)非水溶性聚合物的蒸汽體積3與8%之間。此刻應(yīng)該考慮的另一方面是螺桿的幾何形狀必須具有進攻性剪切點和粉碎區(qū)，以 便在化合物或混合物擠出過程中實現(xiàn)該化合物或混合物的均勻混合，沿著螺桿的刀片之間 具有不同的距離和深度。螺桿設(shè)計所具有的這種特定幾何學與熔融小球在機器中的停留時 間密切相關(guān)。該停留時間是關(guān)鍵參數(shù)，原因在于如果該時間分別小于或大于每種材料的特 點時間，則小球不會完全熔化或者它們會降解。當化合物熔化時，擠出材料即被熱剪切以制造小球，所述小球在其冷卻階段之后 其揮發(fā)性組分的百分比小于10%。


為了闡述以上所描述的內(nèi)容，一組附圖附于本說明書之后并構(gòu)成其組成部分，其 中本發(fā)明的僅為說明性和非限定性的實施方式以簡化的示意方式描繪。圖1示意性和概括性地顯示小球的制備方法。
具體實施例方式本發(fā)明的說明書附圖以舉例的方式描述了本發(fā)明所述方法的實施方式。本發(fā)明包括制備聚乙烯醇基小球的方法，所述聚乙烯醇基小球適于通過成型法和 吹塑制備水溶性制品；第一步驟中，具體地，在葉輪式混合器(4)中，80%的聚乙烯醇樹脂 (優(yōu)選為粉末形式)(1)、15%的增塑劑一例如丙三醇(2)、5%的填料或添加劑——例如抗 氧劑IRGAN0X(3)來生產(chǎn)混合物，對該混合物進行熱處理，首先在粉末形式的聚乙烯醇樹脂 (1)與葉輪式混合器(4)之間發(fā)生受控熱沖擊，將環(huán)境溫度下的樹脂傾倒入葉輪式混合器 (4)中，所述葉輪式混合器(4)的容器的起始溫度處于35°C，并將該樹脂保持在其中，直到 所述樹脂也達到35 °C。當聚乙烯醇粉末已經(jīng)達到35°C，在葉輪式混合器的容器中加入剩余組分(15%丙 三醇和5%抗氧劑IRGAN0X)使得該處理過程繼續(xù)，葉輪式混合器(4)的溫度然后被升高直 至160°C，保持12分鐘。其它組分可以被同相地或同時地加入葉輪式混合器中。
以這樣的方法得到的混合物被加入到設(shè)置有用于強制排出氣體的機構(gòu)(6)的雙 螺桿擠出機(5)中，在雙螺桿擠出機(5)中設(shè)有單氣體排出管(7)。螺桿的幾何形狀具有進 攻性剪切點和粉碎區(qū)，以便在處于熔融相的混合物的流動性程度到達llgr/10分鐘之后， 所擠出的材料被熱剪切而產(chǎn)生小球(8)，其在冷卻期之后的揮發(fā)性組分的量是0. 68%。
權(quán)利要求
一種制備聚乙烯醇小球的方法，該聚乙烯醇小球的類型適于通過成型法和吹塑制造零件，其中第一步驟是在反應(yīng)器中混合聚乙烯醇樹脂(1)、至少一種增塑劑(2)和至少一種填料或添加劑(3)，在第二步驟中，由上步驟得到的所述混合物在擠出機(5)中被擠出，其特征在于，具體地使用聚乙烯醇樹脂(1)、至少一種增塑劑(2)和至少一種填料(3)在葉輪式混合器(4)中制造所述混合物，該混合物經(jīng)歷熱處理，在該熱處理過程中，最初地，在所述聚乙烯醇樹脂(1)與所述葉輪式混合器(4)之間發(fā)生受控的熱沖擊，其中在所述聚乙烯醇樹脂被傾倒入所述葉輪式混合器中之后，所述聚乙烯醇樹脂則被預(yù)熱，直至10℃與75℃之間的溫度，因此所述葉輪式混合器的起始溫度應(yīng)當處于10℃和75℃之間，在該初始熱沖擊之后，通過添加所述混合物的剩余組分，繼續(xù)所述處理過程，在不小于10分鐘的時間段內(nèi)升高反應(yīng)器的溫度，直到其達到100與168℃之間，以便隨后在設(shè)置有用于強制排出氣體的機構(gòu)(6)的雙螺桿擠出機(5)中引入如此得到的混合物，所述雙螺桿擠出機的螺桿具有進攻性剪切點和粉碎區(qū)，以使處于熔融相的聚合物的流動性程度在10和30gr/10分鐘之間，此時，所述混合物被擠出并立即被熱剪切以產(chǎn)生小球(8)，所得小球(8)隨后被冷卻。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的制備聚乙烯醇小球的方法，其特征在于，設(shè)于所述雙螺桿 擠出機(5)中的排氣管(7)的氣體排量在10%與50%之間，該排量大于具有相同流動性的 非水溶性聚合物所建立的氣體排量。
3.由聚乙烯醇樹脂、至少一種增塑劑和至少一種填料或添加劑形成的聚乙烯醇小球， 其特征在于，當其被熔化時，所述聚乙烯醇小球的流動性程度在10和30gr/10分鐘之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小球，其特征在于，所述小球的揮發(fā)性組分的百分比小于 10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備高流動性聚乙烯醇小球的方法，其中第一步驟為在葉輪式混合器(4)中混合聚乙烯醇樹脂(1)、增塑劑(2)和裝載物(3)，所述混合物經(jīng)歷熱處理，其中，最初，在聚乙烯醇樹脂(1)與葉輪式混合器(4)之間發(fā)生受控的熱沖擊；接下來，反應(yīng)器的溫度被升高，以及在第二步驟中，所述混合物在雙螺桿擠出機(5)中通過用于強制排出氣體的超尺寸機構(gòu)(6)擠出，其中處于熔融相的所述混合物的流動性將達到10和30gr/10分鐘之間，并且此時所述混合物被擠壓并立刻被熱剪切而產(chǎn)生小球(8)。
文檔編號B29B9/06GK101878099SQ200880118026
公開日2010年11月3日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者依倫娜·莫里諾·洛佩茲 申請人:水溶性塑料制品有限公司