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 長鏈上都是縮醛基與羥基，缺乏彈性相，測試可知所得PVB膜片缺乏彈性，柔軟性欠佳，韌 性不足，同時，耐候性能的提升也是達到了一個瓶頸?，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，并且柔軟與強韌兼具，同時具有優(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 單，成本低廉。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，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 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一步進行縮合反應(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烈的保護膜，有 利于控制縮合度，使聚乙烯醇縮丁醛的支鏈化程度進一步提高，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，具有非常強的乳化能力，在縮合反應(yīng)過程中可以潤滑 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 通過加入乳化劑等表面活性劑來控制PVB粘結(jié)，但這就帶來另一個問題，即乳化劑的去除 困難，需要耗費大量的水，成本高。同時乳化劑去除不徹底，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 不會影響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)過濾和水洗后用氫氧化鈉溶液浸泡，再進 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一步進行縮合反應(yīng)，在步驟二 中反應(yīng)溫度相對降低，有利于聚乙烯醇PVA與正丁醛在此溫度下進行再次縮合反應(yīng)，在松 香酸的分散和潤滑作用下，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)點是：本發(fā)明通過分步縮合反應(yīng)，使聚乙烯醇PVA與 正丁醛進行二次縮合反應(yīng)，同時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 常強的乳化能力，在縮合反應(yīng)過程中可以潤滑生成的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【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步描述：
【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明一種高韌性聚乙烯醇縮丁醛膠膜實施例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)過濾和水洗后用氫氧化鈉溶液浸泡，再進行水洗和干燥， 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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