应用于聚偏二氯乙烯的改性剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了应用于聚偏二氯乙烯的改性剂，包括组分一、组分二以及组分三，所述的组分一包括0.5?1.5%的蜂蜡和0.5?1.5%的司盘?80；所述的组分二包括0.5?1.5%的吐温?80、30?60%的水和0.15?0.3%的纳米SiO2；所述的组分三包括30?60%的聚偏二氯乙烯乳液。通过上述方式，本发明的应用于聚偏二氯乙烯的改性剂及其制备方法，将不同特点的原料根据油水乳化原理均匀混合，然后改性聚偏二氯乙烯溶液，通过改性的方法一是降低聚偏二氯乙烯乳液的粘度；二是增加了聚偏二氯乙烯成膜的机械性能，三是增加了聚偏二氯乙烯成膜的阻湿性能，可以更广泛的应用于食品包装、涂布、涂膜等领域中。
【专利说明】
应用于聚偏二氯乙烯的改性剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于食品包装技术领域，尤其涉及一种应用于聚偏二氯乙烯的改性剂及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚偏二氯乙烯为偏二氯乙烯和氯乙烯形成的共聚物，是一种无毒、无味、安全可靠 的高阻隔性包装材料，并且其高阻隔的性能不随外界环境温湿度的变化而改变。由于军偏 二氯乙烯的高阻隔性能而被广泛用于包装肉制品、休闲食品、茶叶等不同食品中。伴随着聚 偏二氯乙烯在食品行业的中的应用，其固有的使用缺陷也逐渐凸显，例如乳液粘稠、起泡、 不均匀、不耐热，成膜变黄、粘着性差、成膜厚度不均等；因此改性聚偏二氯乙烯合成改性或 乳液改性已经成为国内外研究的热点。
[0003] 蜂蜡是一种疏水性的大分子油脂类物质，经过司盘乳化后在水溶液中可形成稳定 的分散液，而纳米二氧化硅在水溶液中分散均匀后可以均匀的填充于聚偏二氯乙烯分子 中，从而降低聚偏二氯乙烯的粘度，增加其阻水性和机械性能。
【发明内容】
[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种应用于聚偏二氯乙烯的改性剂及其制备 方法，将不同特点的原料根据油水乳化原理均匀混合，然后应用至改性聚偏二氯乙烯溶液 中，适用于聚偏二氯乙烯的涂布成膜、涂膜成膜、喷雾成膜等，通过改性的方法降低聚偏二 氯乙烯的粘度、增加其成膜机械性能和成膜阻湿性能。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种应用于聚偏二 氯乙烯的改性剂及其制备方法，包括组分一、组分二以及组分三，所述的组分一包括0.5-1.5%的蜂蜡和0.5-1.5%的司盘-80;所述的组分二包括0.5-1.5%的吐温-80、30-60%的水和 0.15-0.3%的纳米Si〇2;所述的组分三包括30-60%的聚偏二氯乙烯乳液。
[0006] 在本发明一个较佳实施例中，所述的组分一包括1.0%的蜂蜡和1.0%的司盘-80;所 述的组分二包括0.8%的吐温_80、47%的水和0.21%的纳米Si〇2;所述的组分三包括50%的聚 偏二氯乙烯乳液。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供了一种应用于聚偏 二氯乙烯的改性剂的制备方法，具体包括以下步骤： a、 组分一混合:将蜂錯与司盘-80在75-90 °C的水浴条件下，转速为10r/min-200r/min 时混合5_30min; b、 组分二混合:将吐温-80加入到75-90°C的水中，随后加入纳米Si〇2,在温度为75-90 °C，转速为1000_5000r/min时进行搅拌混合10-20min; c、 合成改性剂:将混合后的组分一与组分二在温度为75-85°C、转速为1000_3000r/min 时进行搅拌l_5min; d、 改性聚偏二氯乙烯:将合成的改性剂与聚偏二氯乙烯在温度为45-65°C，转速为1000 ~3000r/min时进行揽摔20_30min。
[0008] 本发明的有益效果是:本发明的应用于聚偏二氯乙烯的改性剂及其制备方法，利 用司盘-80及吐温-80分别具有的亲油及亲水特征，使蜂蜡和纳米Si0 2充分均匀的分散在水 溶液中；另外，使用的纳米级Si02颗粒可以填充的PVDC的分子间隙中，增加其流动性和成膜 机械性能，增加聚偏二氯乙烯分子的聚合稳定性;使用的蜂蜡具有疏水的性质，可以增加聚 偏二氯乙烯的阻水性。
【附图说明】
[0009] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它 的附图，其中： 图1是本发明应用于聚偏二氯乙烯的改性剂制备方法的一较佳实施例的流程图； 图2是纳米Si〇2与蜂蜡对聚偏二氯乙烯粘度的交互作用图； 图3是纳米Si02与蜂蜡对聚偏二氯乙烯成膜透湿率的交互作用图； 图4是纳米Si02与蜂蜡对聚偏二氯乙烯成膜机械性能的交互作用图。
【具体实施方式】
[0010] 下面将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 例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0011] 一种应用于聚偏二氯乙烯的改性剂，包括组分一、组分二以及组分三，所述的组分 一包括0.5-1.5%的蜂蜡和0.5-1.5%的司盘-80;所述的组分二包括0.5-1.5%的吐温-80、30-60%的水和0.15-0.3%的纳米Si0 2;所述的组分三包括30-60%的聚偏二氯乙烯乳液。
[0012] 本实施例中，所述的组分一包括1. 〇%的蜂蜡和1. 〇%的司盘-80;所述的组分二包括 0.8%的吐温_80、47%的水和0.21%的纳米Si02;所述的组分三包括50%的聚偏二氯乙烯乳液。
[0013] 如图1所示，本发明还提供了一种应用于聚偏二氯乙烯的改性剂的制备方法，具体 包括以下步骤： a、 组分一混合:将蜂錯与司盘-80在75-90 °C的水浴条件下，转速为10r/min-200r/min 时混合5_30min; b、 组分二混合:将吐温-80加入到75-90°C的水中，随后加入纳米Si02,在温度为75-90 °C，转速为1000_5000r/min时进行搅拌混合10-20min; c、 合成改性剂:将混合后的组分一与组分二在温度为75-85°C、转速为1000_3000r/min 时进行搅拌l_5min; d、 改性聚偏二氯乙烯:将合成的改性剂与聚偏二氯乙烯在温度为45-65°C，转速为1000 ~3000r/min时进行揽摔20_30min。
[0014] 实施例1:蜂蜡对改性聚偏二氯乙烯效果的影响 以不同比例的蜂蜡合成改性剂并改性聚偏二氯乙烯，按照表1的配方设计将组分一中 蜂蜡与司盘-80在86°C水浴条件下，转速为lOOr/min时混合15min;将组分二中吐温-80加入 到85°C的水中，随后加入纳米Si02,在85°C，3000r/min搅拌混合15min;将混合后的组分一 与组分二在80°C、2000r/min搅拌3min即为合成后的改性剂;然后将合成的改性剂与聚偏二 氯乙烯50°C，2000r/min搅拌25min。分析不同配方中聚偏二氯乙烯粘度、成膜透湿率及成膜 机械性能。
[0015] 表1改性剂加工配方
[0016] 实验结果： 根据表2实验结果可以看出，蜂蜡添加量为0.5%_1.5%时，改性剂改性后，聚偏二氯乙烯 的粘度及透湿率显著降低，并且拉伸强度显著增加因此可以看出，蜂蜡可以提高聚偏二氯 乙烯的机械强度及成膜阻湿性能，显著降低聚偏二氯乙烯的粘度。
[0017] 表2不同改性剂的改性聚偏二氯乙烯结果
[0018]实施例2:纳米Si〇2对聚偏二氯乙烯改性剂效果的影响 以不同比例的蜂蜡合成改性剂并改性聚偏二氯乙烯，按照表3的配方设计将组分一中 蜂蜡与司盘-80在86 °C水浴条件下，转速为100r/min时混合15min;将组分二中吐温-80加入 到85°C的水中，随后加入纳米Si〇2,在85°C，3000r/min搅拌混合15min;将混合后的组分一 与组分二在80°C、2000r/min搅拌3min即为合成后的改性剂;然后将合成的改性剂与聚偏二 氯乙烯50°C，2000r/min搅拌25min。分析不同配方中聚偏二氯乙烯粘度、成膜透湿率及成膜 机械性能。
[0019] 表3不同改性剂加工配方
[0020] 实验结果： 根据表4实验结果可以看出，纳米Si〇2添加量为0.15%-0.3%时，改性剂改性后，聚偏二 氯乙烯的粘度及透湿率显著降低，并且拉伸强度显著增加因此可以看出，纳米Si02可以提 高聚偏二氯乙烯的机械强度及成膜阻湿性能，显著降低聚偏二氯乙烯的粘度。
[0021] 表4不同改性剂的改性聚偏二氯乙烯结果
实施例3:不同蜂蜡及纳米Si〇2对聚偏二氯乙烯改性剂效果影响 根据design-expert8.0.6设计以纳米Si〇2和蜂錯为因素的中心组合实验，具体改性剂 配方设计见表5。以不同比例的蜂蜡合成改性剂并改性聚偏二氯乙烯，按照表5的配方设计 将组分一中蜂蜡与司盘-80在86°C水浴条件下，转速为100r/min时混合15min;将组分二中 吐温-80加入到85°C的水中，随后加入纳米Si〇2，在85°C，3000r/min搅拌混合15min;将混合 后的组分一与组分二在80°C、2000r/min搅拌3min即为合成后的改性剂;然后将合成的改性 剂与聚偏二氯乙稀50°C，2000r/min搅拌25min。分析不同配方中聚偏二氯乙稀粘度、成膜透 湿率及成膜机械性能。
[0022] 表5不同改性剂加工配方
[0023]实验结果： 从表6实验结果可以看出，与配方十四相比，添加不同剂量的蜂蜡和纳米Si02的改性剂 就能降低聚偏二氯乙烯乳液的粘度及透湿率，增加其拉伸强度。进一步得出，在试验设计的 添加范围内，改性剂可以显著增加聚偏二氯乙烯成膜的机械性能及成膜阻湿性能，并且降 低乳液的粘度。利用De s i gn-exper t8.0.6自带的二次多项式拟合程序对表6中不同的结果 进行二次回归拟合后得到，当纳米Si02添加量为0.21%、蜂蜡添加量为1.0%时，聚偏二氯乙 烯粘度最低，并且具有最大的成膜透湿率及拉伸强度。如图2-4所示，分别为纳米Si0 2、蜂蜡 对聚偏二氯乙烯粘度、透湿率、拉伸强度影响的交互作用图也证明了上述数据。
[0024]表6不同改性剂的改性聚偏二氯乙烯结果
[0025] 利用司盘-80及吐温-80分别具有的亲油及亲水特征，使蜂蜡和纳米Si〇2充分均匀 的分散在水溶液中；另外，使用的纳米级Si0 2颗粒可以填充的PVDC的分子间隙中，增加其流 动性和成膜机械性能，增加聚偏二氯乙烯分子的聚合稳定性;使用的蜂蜡具有疏水的性质， 可以增加聚偏二氯乙烯的阻水性。
[0026] 通过上述分析结果表明，司盘-80和吐温-80可以建立起有效的油水乳化体系，并 且作用于蜂蜡及纳米Si02水溶液体系中可合成有效的改性剂，以降低聚偏二氯乙烯的粘 度、增加其成膜阻湿性及机械强度。当蜂蜡添加量在1. 〇%左右，纳米Si02添加量为0.21%时， 合成的改性剂对聚偏二氯乙烯有最佳的改性效果。
[0027] 综上所述，本发明的应用于聚偏二氯乙烯的改性剂及其制备方法，将不同特点的 原料根据油水乳化原理均匀混合，然后改性聚偏二氯乙烯溶液，，通过改性的方法一是降低 聚偏二氯乙烯乳液的粘度;二是增加了聚偏二氯乙烯成膜的机械性能，三是增加了聚偏二 氯乙烯成膜的阻湿性能，可以更广泛的应用于食品包装、涂布、涂膜等领域中。
[0028] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种应用于聚偏二氯乙烯的改性剂，其特征在于，包括组分一、组分二以及组分三， 所述的组分一包括0.5-1.5%的蜂蜡和0.5-1.5%的司盘-80;所述的组分二包括0.5-1.5%的 吐温-80、30-60%的水和0.15-0.3%的纳米Si0 2;所述的组分三包括30-60%的聚偏二氯乙烯 乳液。2. 根据权利要求1所述的应用于聚偏二氯乙烯的改性剂，其特征在于，所述的组分一包 括1.0%的蜂蜡和1.0%的司盘-80;所述的组分二包括0.8%的吐温-80、47%的水和0.21 %的纳 米Si02;所述的组分三包括50%的聚偏二氯乙烯乳液。3. 根据权利要求1或2所述的应用于聚偏二氯乙烯的改性剂的制备方法，其特征在于， 具体包括以下步骤： a、 组分一混合:将蜂錯与司盘-80在75_90°C的水浴条件下，转速为10r/min-200r/min 时混合5_30min; b、 组分二混合:将吐温-80加入到75-90°C的水中，随后加入纳米Si02,在温度为75-90 °C，转速为1000_5000r/min时进行搅拌混合10-20min; c、 合成改性剂:将混合后的组分一与组分二在温度为75-85°C、转速为1000-3000r/min 时进行搅拌l_5min; d、 改性聚偏二氯乙烯:将合成的改性剂与聚偏二氯乙烯在温度为45-65°C，转速为1000 ~3000r/min时进行揽摔20_30min。
【文档编号】C08L71/02GK106046630SQ201610420792
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】章建浩, 梁艳文, 赵见营
【申请人】常熟市屹浩食品包装材料科技有限公司