一種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜，還涉及 該種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乙烯醇縮丁醛簡(jiǎn)稱PVB，聚乙烯醇縮丁醛樹脂具有較高的透明性、耐寒性、耐沖 擊、抗紫外線等優(yōu)越性能，與金屬、玻璃、木材、陶瓷、纖維制品等有良好的粘結(jié)力。聚乙烯醇 縮丁醛樹脂可以用于制作安全玻璃的夾層材料，制備的安全玻璃透明性好，沖擊強(qiáng)度大，廣 泛用于航空和汽車領(lǐng)域。涂料工業(yè)中用于制備防腐蝕涂料，具有很強(qiáng)的防銹能力；還可以 制備附著力、耐水性好的金屬底層涂料和防寒漆。陶瓷工業(yè)中用于制造花紋鮮艷的薄膜花 紙，可代替陶瓷花紙。樹脂工業(yè)用于制造代替鋼、鉛等有色金屬的壓塑料；可配成多種粘合 劑，廣泛用于木材、陶瓷、金屬、塑料、皮革、層壓材料等的粘接；紡織工業(yè)用于制造織物處理 劑和紗管。食品工業(yè)用于制造無(wú)毒包裝材料；造紙工業(yè)用于制造紙張?zhí)幚韯?。此外，還可用 于制造防縮劑、硬挺劑及其他防水材料。市場(chǎng)前景廣闊。
[0003] 傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是用聚乙烯醇PVA與正丁醛在催化劑的條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)，生 成PVB顆粒。以此PVB顆粒用流延法制成PVB膜片，用傳統(tǒng)配方制備的PVB膜片由于PVB 長(zhǎng)鏈上都是縮醛基與羥基，缺乏彈性相，測(cè)試可知所得PVB膜片缺乏彈性，柔軟性欠佳，韌 性不足，同時(shí)，耐候性能的提升也是達(dá)到了一個(gè)瓶頸?，F(xiàn)在以PVB經(jīng)改性與壓延得到軟質(zhì)膠 膜，可用于取代傳統(tǒng)危害環(huán)境的聚氯乙烯PVC，加工制成工業(yè)用布的背膠貼合、雨衣膠皮、合 成皮和夾網(wǎng)布等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜，具有優(yōu)異 的接著性，并且柔軟與強(qiáng)韌兼具，同時(shí)具有優(yōu)異的耐候性。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供該種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜的制備方法，操作簡(jiǎn) 單，成本低廉。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠 膜，包括以下組分，各組分按重量份計(jì)為：
[0007] 聚乙烯醇 100重量份； 正丁醛 30~55重量份； 鹽酸 5~10重量份； 三甘醇二異辛酸酯 15~30重量份； 季戊四醇 10~20重量份； 乙醇胺 5~15重量份； 松香酸 2~7重量份； 去離子水 300~800重量份。
[0008] 本發(fā)明通過(guò)分步縮合反應(yīng)，在用聚乙烯醇PVA與正丁醛在催化劑鹽酸的條件下進(jìn) 行初步縮合反應(yīng)的基礎(chǔ)上，采用了四官能度的季戊四醇與正丁醛進(jìn)一步進(jìn)行縮合反應(yīng)，可 以使聚乙烯醇縮丁醛的支鏈化程度大大提高，同時(shí)提高產(chǎn)物的耐候性；乙醇胺作為表面活 性劑，可以大大降低了溶液的表面張力，使反應(yīng)體系的液滴表面形成一層強(qiáng)烈的保護(hù)膜，有 利于控制縮合度，使聚乙烯醇縮丁醛的支鏈化程度進(jìn)一步提高，PVB分子的支鏈化程度越 高，其膠膜產(chǎn)品的柔軟度越好，韌性越高。
[0009] 松香酸作為良好的分散劑，具有非常強(qiáng)的乳化能力，在縮合反應(yīng)過(guò)程中可以潤(rùn)滑 生成的PVB分子鏈，并使其在反應(yīng)體系中更分散，加快反應(yīng)。目前各主要生產(chǎn)廠家一般都是 通過(guò)加入乳化劑等表面活性劑來(lái)控制PVB粘結(jié)，但這就帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題，即乳化劑的去除 困難，需要耗費(fèi)大量的水，成本高。同時(shí)乳化劑去除不徹底，將導(dǎo)致PVB膠膜與其他附著層 的粘合力大幅降低，且造成產(chǎn)品的透明性降低，顏色和其他物理性能上也會(huì)有變化。本發(fā)明 采用松香酸，后期不需要去除，能與產(chǎn)品融為一體，在體系中能起到很好的分散作用，同時(shí) 不會(huì)影響PVB膠膜的粘合力以及透明度等性能，解決了目前PVB膠膜制備工藝中的一大難 題。
[0010] 優(yōu)選的，各組分按重量份計(jì)為：
[0011] 聚乙烯醇 100重量份； 正丁醛 45重量份； 鹽酸 5重量份； 三甘醇二異辛酸酯 25重量份； 季戊四醇 15重量份； 乙醇胺 10重量份； 松香酸 5重量份； 去離子水 500重量份。
[0012] 優(yōu)選的，各組分按重量份計(jì)為：
[0013] 聚乙烯醇 100重量份； 正丁醛 55重量份； 鹽酸 10重量份； 三甘醇二異辛酸酯 15重量份； 季戊四醇 20重量份；
[0014] 乙醇胺 5重量份； 松香酸 2重量份； 去離子水 800重量份。
[0015] 優(yōu)選的，各組分按重量份計(jì)為：
[0016] 聚乙烯醇 100重量份； 正丁醛 30重量份； 鹽酸 8重量份； 三甘醇二異辛酸酯 30重量份； 季戊四醇 10重量份； 乙醇胺 15重量份； 松香酸 7重量份； 去離子水 300重量份。
[0017] 優(yōu)選的，所述鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20~25%。
[0018] 該種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜的制備方法，依次包括以下步驟：
[0019] 步驟一、將聚乙烯醇和1/2~2/3正丁醛溶解在去離子水中，并加熱至80~90°C， 邊攪拌邊緩慢滴加1/2鹽酸，鹽酸在1~3h內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3~5h后，在20~ 25°C水浴中降溫至30~40°C，得到混合溶液；
[0020] 步驟二、向混合溶液中加入季戊四醇和剩余的正丁醛，并加入乙醇胺和松香酸，加 熱至60~75°C，邊攪拌邊緩慢滴加剩余的鹽酸，鹽酸在2~3. 5h內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)攪拌反 應(yīng)1~3h后，在20~25°C水浴中冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾和水洗后用氫氧化鈉溶液浸泡，再進(jìn) 行水洗和干燥，制得高韌性聚乙烯醇縮丁醛；
[0021] 步驟三、將制得的高韌性聚乙烯醇縮丁醛與三甘醇二異辛酸酯混合均勻，然后壓 延成膜，輥筒的轉(zhuǎn)速為30~45m/min，輥筒溫度150~200°C，即得高韌性聚乙烯醇縮丁醛 膠膜。
[0022] 本發(fā)明采用分步縮合法，先將聚乙烯醇PVA與正丁醛在催化劑鹽酸的條件下進(jìn)行 初步縮合反應(yīng)，然后采用了四官能度的季戊四醇與正丁醛進(jìn)一步進(jìn)行縮合反應(yīng)，在步驟二 中反應(yīng)溫度相對(duì)降低，有利于聚乙烯醇PVA與正丁醛在此溫度下進(jìn)行再次縮合反應(yīng)，在松 香酸的分散和潤(rùn)滑作用下，能加快反應(yīng)速度，乙醇胺能很好地控制反應(yīng)體系的縮合度，得到 粘度更好，支鏈化程度更高，柔軟性更好的高韌性聚乙烯醇縮丁醛，然后將高韌性聚乙烯醇 縮丁醛和增塑劑三甘醇二異辛酸酯進(jìn)行壓延制成高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明通過(guò)分步縮合反應(yīng)，使聚乙烯醇PVA與 正丁醛進(jìn)行二次縮合反應(yīng)，同時(shí)采用四官能度的季戊四醇使聚乙烯醇縮丁醛的支鏈化程度 大大提高，提高產(chǎn)物的耐候性；乙醇胺作為表面活性劑，有利于控制縮合度，得到粘度更好， 支鏈化程度更高，柔軟性更好的高韌性聚乙烯醇縮丁醛；松香酸作為良好的分散劑，具有非 常強(qiáng)的乳化能力，在縮合反應(yīng)過(guò)程中可以潤(rùn)滑生成的PVB分子鏈，并使其在反應(yīng)體系中更 分散，加快反應(yīng)，后期不需要去除，解決了目前PVB膠膜制備工藝中需要去除乳化劑的一大 難題。
[0024] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明一種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜實(shí)施例1，包括以下組分，各組分重量分別 為：
[0026] 聚乙烯醇 100kg; 正丁醛 45kg, 鹽酸 5kg; 三甘醇二異辛酸酯 25kg:
[0027] 季戊四醇 15kg; 乙醇胺 IOkg, 松香酸 5kg; 去離子水 500kg。
[0028] 其中，所述鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 %。
[0029] 該種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜的制備方法，依次包括以下步驟：
[0030] 步驟一、將聚乙烯醇和1/2正丁醛溶解在去離子水中，并加熱至85°C，邊攪拌邊緩 慢滴加1/2鹽酸，鹽酸在I. 5h內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5h后，在20~25°C水浴中降溫至 30~40°C，得到混合溶液；
[0031] 步驟二、向混合溶液中加入季戊四醇和剩余的正丁醛，并加入乙醇胺和松香酸，加 熱至65°C，邊攪拌邊緩慢滴加剩余的鹽酸，鹽酸在2h內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h后，在 20~25°C水浴中冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾和水洗后用氫氧化鈉溶液浸泡，再進(jìn)行水洗和干燥， 制得高韌性聚乙烯醇縮丁醛；
[0032] 步驟三、將制得的高韌性聚乙烯醇縮丁醛與三甘醇二異辛酸酯混合均勻，然后壓 延成膜，輥筒的轉(zhuǎn)速為40m/min，輥筒溫度180°C，即得高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜。
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