專利名稱：一種水溶性聚乙烯醇拉鏈及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種特殊設(shè)計(jì)的環(huán)保拉鏈產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地說，是一種以聚乙烯 醇(PVA)為主體材料，經(jīng)過改性后制成的拉鏈產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)是的普通拉鏈，都使用了非環(huán)保的金屬或者塑料材料，而隨著塑料科技 的發(fā)展，塑料性能有了極大的提高，它們用于拉鏈制造的原材料日益增多。但是它們的廢棄 物卻導(dǎo)致"白色污染"，危害人類生存環(huán)境。在注重環(huán)保的今天，人們?cè)噲D找到一種能夠自然 降解的塑料，以解決人類面臨的環(huán)境問題。因此，世界各國(guó)都投入了大量的人力物力，研制 可降解的材料。早期的可降材料是在傳統(tǒng)材料中加入可生物降解的填料或降解助劑，以此 來改善材料在自然條件下的降解性能。然而這類材料并非可完全降解，而且還不同程度影 響了材料的物理、力學(xué)性能，加大了制造成本等，破碎的非降解部分還會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，因 而至今未能擴(kuò)大應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研究出一種水溶性聚乙烯醇拉鏈及其生產(chǎn)工藝。 本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有非環(huán)保的金屬或者塑料材料的普通拉鏈，用過后的廢棄物
難處理，導(dǎo)致環(huán)境污染的問題。 本發(fā)明的所述的水溶性聚乙烯醇拉鏈，包括布邊、拉頭和拉鏈齒，所述的布邊采用 聚乙烯醇短纖維紗線機(jī)織而成或采用改性聚乙烯醇短纖維紗線機(jī)織而成；拉頭采用聚乙烯 醇注塑成型或改性聚乙烯醇注塑成型；拉鏈齒采用聚乙烯醇擠出成型或改性聚乙烯醇擠出 成型。 本發(fā)明所述的拉頭用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝包括在聚乙烯醇樹脂中，按比例 添加增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑、或/和其它需要的組分，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒制成。聚乙 烯醇樹脂用量為30至45kg，再加入增塑劑1至9kg，填充料10至50kg，增強(qiáng)劑2至10kg，
攪拌均勻后，通過雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行PVA改行造粒。螺桿轉(zhuǎn)速0-50轉(zhuǎn)；擠出溫度1區(qū)
0-10(TC， II區(qū)60-210°C， III區(qū)60-250°C ;較佳的螺桿轉(zhuǎn)速為10-30轉(zhuǎn)，較佳的擠出溫度 I區(qū)20-80°C， II區(qū)60-180°C， III區(qū)130-190°C。 本發(fā)明所述的拉鏈齒用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝包括；在聚乙烯醇樹脂中，按比 例添加增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑，或/和其它需要的組分，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒制成。聚 乙烯醇樹脂用量為30至45kg，再加入增塑劑1至9kg，填充料10至50kg，增強(qiáng)劑2至10kg， 攪拌均勻后，通過雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行PVA改行造粒；聚乙烯醇樹脂、增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑
均為重量用量。 本發(fā)明的拉鏈采用聚乙烯醇(PVA)作為主要原料。該拉鏈與傳統(tǒng)拉鏈相比較，有 如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)(特性) 水溶解性水溶解性是本PVA拉鏈最顯著的特性之一。聚乙烯醇是一種十分獨(dú)特
3的水溶性高分子聚合物，其水溶性很大程度上受醇解度的支配，可以通過控制醇解度來控 制其水溶性。由此可制造出不同溶解溫度的水溶性PVA拉鏈，用于不同場(chǎng)合。
，環(huán)保性能本PVA拉鏈?zhǔn)黔h(huán)境友好型塑料拉鏈。首先，聚乙烯醇材料的水溶性賦予 本PVA拉鏈優(yōu)良的可回收再利用特性，且回收再造過程不產(chǎn)生二次污染，耗能低。其次，聚 乙烯醇是以C、 H、 0為化學(xué)成分的高分子化合物，具有生物降解特性。它的降解機(jī)理是首 先溶于水，形成膠液滲入土壤，可增加土壤團(tuán)粘化、透氣性和保水性，特別適合沙土改造；然 后，在土壤中的PVA可被土壤中分離的細(xì)菌——假單細(xì)胞(Pseudomonas)屬菌株分解。至 少兩種細(xì)菌組成的共生體系可降解PVA :—種菌是聚乙烯醇的活性菌，另一種是產(chǎn)生聚乙 烯醇活性菌所需物質(zhì)的菌。仲醇的氧化反應(yīng)酶首先催化聚乙烯醇，然后水解酶切斷被氧化 的聚乙烯醇主鏈，進(jìn)一步降解，最終可降低為C02和H20。'衛(wèi)生性能本PVA拉鏈就是最安全、衛(wèi)生的塑料拉鏈，可以用于有無毒要求的產(chǎn)品 中。許多研究表明，純PVA是無毒的，與皮膚接觸完全無害。但是PVA隨食物或藥物進(jìn)入消 化系統(tǒng)，則會(huì)淤積在肝臟和腎臟上。美國(guó)FDA允許PVA作為食物包裝黏合劑和包裝紙組分， 但禁止用PVA作內(nèi)服藥劑。杜邦公司對(duì)PVA進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)表明，PVA 口服毒性相當(dāng)?shù)汀?
，力學(xué)性能制作PVA拉鏈的PVA材料除了可水溶、可降解、無毒性的突出特性外，還 有優(yōu)良的力學(xué)性能。拉伸強(qiáng)度等指標(biāo)不僅明顯優(yōu)于常規(guī)可降解塑料，而且也等同或優(yōu)于傳 統(tǒng)塑料。幾種常用塑料的機(jī)械性能對(duì)比指標(biāo)見表一。
防靜電性制作PVA拉鏈的PVA材料的靜電壓低于其它塑料，不吸塵，可徹底解決 產(chǎn)品使用過程中因靜電侵?jǐn)_，而引起的可塑性降低和靜電吸塵狀況，降低產(chǎn)品使用過程中 材料的損耗和操作難度。見表二。，耐油及耐化學(xué)藥品性制作PVA拉鏈的PVA材料在植物油、動(dòng)物油、礦物油、較低極 性的有機(jī)溶劑，以及許多化學(xué)藥品接觸狀態(tài)下，不發(fā)生溶解、溶脹、滲透、老化等現(xiàn)象。但可 與強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、氯自由基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 本發(fā)明的PVA拉鏈的用途很廣，利用它來制作服裝、鞋包，醫(yī)療用的防護(hù)服，核工 業(yè)防護(hù)服等。本發(fā)明的拉鏈在使用后，可方便地溶解于水中，滲透到土壤里，在自然環(huán)境下， 可快速完全地分解成二氧化碳和水，不留任何污染物。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的局部放大示意圖。
圖3為拉鏈齒拉合后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為幾種常用塑料的機(jī)械性能對(duì)比表。
圖5為PVA與其它材料的靜電壓對(duì)比表。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一點(diǎn)的說明。 如圖所示，本發(fā)明所述的水溶性聚乙烯醇拉鏈，包括布邊3、拉頭1和拉鏈齒2，所 述的布邊3采用聚乙烯醇短纖維紗線機(jī)織而成或采用改性聚乙烯醇短纖維紗線機(jī)織而成； 拉頭1采用聚乙烯醇注塑成型或改性聚乙烯醇注塑成型；拉鏈齒2采用聚乙烯醇擠出成型或改性聚乙烯醇擠出成型。拉鏈齒2帶有凹槽和與凹槽的凸鉤。 所述的聚乙烯醇短纖維紗線或/改性聚乙烯醇短纖維紗線的生產(chǎn)工藝，該工藝包 括采用溶液紡絲，經(jīng)高倍拉伸、定型工藝，由該工藝得到的紗線在常溫水中不溶解，具有較 高的溶解溫度。 所述的拉頭用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，該工藝包括在聚乙烯醇樹脂中，按比例 添加增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑、或/和其它需要的組分，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒制成。聚乙 烯醇樹脂用粉末，用量為30至45kg，再加入增塑劑1至9kg，填充料10至50kg，增強(qiáng)劑2至 10kg，攪拌均勻后，通過雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行PVA改性造粒；增塑劑是山黎醇、丙三醇中的一 種或二種；填充料為一種水溶性高分子材料包覆的納米碳酸鈣；增強(qiáng)劑是白炭黑、碳酸鈣 中的一種或二種；聚乙烯醇樹脂、增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑均為重量用量。 所述的拉頭用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝中，螺桿轉(zhuǎn)速0-50轉(zhuǎn)；擠出溫度1區(qū) 0-10(TC， II區(qū)60-210°C， III區(qū)60-250°C ;較佳的螺桿轉(zhuǎn)速為10-30轉(zhuǎn)，較佳的擠出溫度 I區(qū)20-80°C， II區(qū)60-180°C， III區(qū)130_190°C。 所述的拉頭用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝中，所述的聚乙烯醇拉頭用的聚乙烯醇樹 脂采用1799-2299聚合度和醇解度的PVA樹脂，增塑劑采用丙三醇、山梨醇及類似多元醇 中的一種或幾種，填充料采用碳酸鈣、硅藻土及類似普通填料中的一種或幾種，增強(qiáng)劑是炭 黑、白炭黑、納米二氧化硅、短玻纖、晶須及類似增強(qiáng)材料中的一種或幾種，其它需要的組 分，包括色母料，潤(rùn)滑劑。 所述的拉鏈齒用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，該工藝包括在聚乙烯醇樹脂中，按比 例添加增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑，或/和其它需要的組分，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒制成。聚 乙烯醇樹脂用粉末，用量為30至45kg，再加入增塑劑1至9kg，填充料10至50kg，增強(qiáng)劑2 至10kg，攪拌均勻后，通過雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行PVA改行造粒；；增塑劑是山黎醇、丙三醇中 的一種或二種；填充料為一種水溶性高分子材料包覆的納米碳酸鈣；增強(qiáng)劑是白炭黑、碳 酸鈣中的一種或幾種；聚乙烯醇樹脂、增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑均為重量用量。
所述的拉鏈齒用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝中，螺桿轉(zhuǎn)速0-50轉(zhuǎn)；擠出溫度1區(qū) 0-100。C， II區(qū)60-210。C， III區(qū)60-250。C ;較佳的螺桿轉(zhuǎn)速為10-30轉(zhuǎn)，擠出溫度1區(qū) 20-80°C， II區(qū)60-180°C， III區(qū)130_190°C。 所述的拉鏈齒用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝中，所述的聚乙烯醇拉鏈齒用的聚乙烯 醇樹脂采用1799-2299聚合度和醇解度的聚乙烯醇樹脂，增塑劑采用丙三醇、山梨醇及類 似多元醇中的一種或幾種，填充料采用碳酸鈣、硅藻土及類似普通填料中的一種或幾種，增 強(qiáng)劑是炭黑、白炭黑、納米二氧化硅、短玻纖、晶須及類似增強(qiáng)材料中的一種或幾種，其它需 要的組分，包括色母料，潤(rùn)滑劑。 由上述方法制成的PVA拉鏈，其性能經(jīng)測(cè)試如下 拉鏈閉合拉力 1N 拉鏈拉開拉力 1. 5N 閉合拉鏈承拉能力 3kg/cm 拉鏈的循環(huán)使用壽命2000T 拉鏈連續(xù)使用100次的成功率 100% 本發(fā)明生產(chǎn)的拉鏈，可整體在熱水中完全溶解。在溶解所用熱水溫度為50-100°C下，溶解時(shí)間為0-60分鐘；確切地說，在溶解所用熱水溫度為70-95t:，溶解時(shí)間為0-20分 鐘；更確切地說，在溶解所用熱水溫度為85-95t:，溶解時(shí)間為0-10分鐘。
權(quán)利要求
一種水溶性聚乙烯醇拉鏈，包括布邊、拉頭和拉鏈齒，其特征在于所述的布邊采用聚乙烯醇短纖維紗線機(jī)織而成或采用改性聚乙烯醇短纖維紗線機(jī)織而成；拉頭采用聚乙烯醇注塑成型或改性聚乙烯醇注塑成型；拉鏈齒采用聚乙烯醇擠出成型或改性聚乙烯醇擠出成型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯醇短纖維紗線的生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝包括采 用溶液紡絲，經(jīng)高倍拉伸、定型工藝，由該工藝得到的紗線在常溫水中不溶解，具有較高的 溶解溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉頭用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝包括在 聚乙烯醇樹脂中，按比例添加增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑、其它需要的組分，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠 出造粒制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的拉頭用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，其特征在于聚乙烯醇樹脂 用粉末，用量為30至45kg，再加入增塑劑1至9kg，填充料10至50kg，增強(qiáng)劑2至10kg， 攪拌均勻后，通過雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行PVA改行造粒；增塑劑是山黎醇、丙三醇中的一種或二 種；填充料為一種水溶性高分子材料包覆的納米碳酸鈣；增強(qiáng)劑是白炭黑、碳酸鈣中的一 種或二種；聚乙烯醇樹脂、增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑均為重量用量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的拉頭用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，其特征在于螺桿轉(zhuǎn)速0-50 轉(zhuǎn)；擠出溫度1區(qū)0-100。C， II區(qū)60_21(TC， III區(qū)60-25(TC ;較佳的螺桿轉(zhuǎn)速為10-30 轉(zhuǎn)，較佳的擠出溫度1區(qū)20-80°C， II區(qū)60-180°C， III區(qū)130_190°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的拉頭用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的聚乙烯 醇拉頭用的聚乙烯醇樹脂采用1799-2299聚合度和醇解度的PVA樹脂，增塑劑采用丙三醇、 山梨醇及類似多元醇中的一種或幾種，填充料采用碳酸鈣、硅藻土及類似普通填料中的一 種或幾種，增強(qiáng)劑是炭黑、白炭黑、納米二氧化硅、短玻纖、晶須及類似增強(qiáng)材料中的一種或 幾種，其它需要的組分，包括色母料，潤(rùn)滑劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉鏈齒用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，特征在于該工藝包括在 聚乙烯醇樹脂中，按比例添加增塑齊U、填充料、增強(qiáng)劑，其它需要的組分，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠 出造粒制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的拉鏈齒用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，其特征在于聚乙烯醇樹 脂用粉末，用量為30至45kg，再加入增塑劑1至9kg，填充料10至50kg，增強(qiáng)劑2至10kg， 攪拌均勻后，通過雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行PVA改行造粒；；增塑劑是山黎醇、丙三醇中的一種或 二種；填充料為一種水溶性高分子材料包覆的納米碳酸鈣；增強(qiáng)劑是白炭黑、碳酸鈣中的 一種或幾種；聚乙烯醇樹脂、增塑劑、填充料、增強(qiáng)劑均為重量用量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的拉鏈齒用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，特征在于螺桿轉(zhuǎn)速0-50 轉(zhuǎn)；擠出溫度1區(qū)0-100。C， II區(qū)60_21(TC， III區(qū)60-25(TC ;較佳的螺桿轉(zhuǎn)速為10-30 轉(zhuǎn)，擠出溫度1區(qū)20-80°C， II區(qū)60-180°C， III區(qū)130_190°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的拉鏈齒用改性聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝，特征在于所述的聚乙 烯醇拉鏈齒用的聚乙烯醇樹脂采用1799-2299聚合度和醇解度的聚乙烯醇樹脂，增塑劑采 用丙三醇、山梨醇及類似多元醇中的一種或幾種，填充料采用碳酸鈣、硅藻土及類似普通填 料中的一種或幾種，增強(qiáng)劑是炭黑、白炭黑、納米二氧化硅、短玻纖、晶須及類似增強(qiáng)材料中 的一種或幾種，其它需要的組分，包括色母料，潤(rùn)滑劑。
全文摘要
本發(fā)明的所述的水溶性聚乙烯醇拉鏈，包括布邊、拉頭和拉鏈齒，所述的布邊采用聚乙烯醇短纖維紗線機(jī)織而成或采用改性聚乙烯醇短纖維紗線機(jī)織而成；拉頭采用聚乙烯醇注塑成型或改性聚乙烯醇注塑成型；拉鏈齒采用聚乙烯醇擠出成型或改性聚乙烯醇擠出成型。本發(fā)明的水溶性聚乙烯醇拉鏈的用途很廣，利用它來制作服裝、鞋包，醫(yī)療用的防護(hù)服，核工業(yè)防護(hù)服等。
文檔編號(hào)C08K5/053GK101775187SQ20101003982
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者唐岷, 方海素, 鄒慶玉 申請(qǐng)人:世源科技(嘉興)醫(yī)療電子有限公司