一种高流动性PVB树脂的制备方法与流程

文档序号:11379004阅读:1358来源:国知局

本发明属于热缩性高分子材料技术领域,特别是一种高流动性pvb树脂的制备方法。



背景技术:

pvb(聚乙烯醇缩丁醛)树脂在透明性、成膜性、耐寒性、抗冲击性、以及与玻璃、陶瓷等的粘结性方面具有优越性能。pvb树脂是制备夹层玻璃的必备材料,随着汽车行业、建筑业、光伏产业的发展,夹层安全玻璃的用量越来越大,我国市场对pvb树脂的需求量越来越大,但国内却没有厂家能够供给,绝大部分依赖进口,且主要被美国孟山都、杜邦和日本积水这三大公司所垄断,因此国内pvb树脂的合成成功,打破了国外的技术垄断,突破了pvb膜片长期依赖进品的被动局面。

pvb树脂的合成方法是以聚乙烯醇和正丁醛为原料,以盐酸为催化剂经低温连续缩合和再次缩合反应得到的pvb树脂。在此方法中,首先是低温连续缩合,将聚乙烯醇与适量物料比的正丁醛、盐酸于低温开始投入,反应相变后逐渐升温、保温,经后处理得到缩醛度>78%的pvb树脂。但是上述方法易导致产品大分子链断裂从而影响产品强度和稳定性,导致加工成pvb膜时需提高加工温度或增塑剂的使用量,加工成本高而且成品率低。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术的不足,而提出一种高流动性pvb树脂的制备方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:

一种高流动性pvb树脂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

(1)缩合反应:将a型聚乙烯醇和b型聚乙烯醇加入到去离子水中,搅拌升温到90℃以上,配制成浓度为8-10%的溶液,其中,所述a型聚乙烯醇的质量占聚乙烯醇总量的1%-10%,将该溶液降温到5-15度,在催化剂盐酸的作用下慢慢加入正丁醛使之进行缩合反应,其中,盐酸与总聚乙烯醇的质量比为12-15:100,盐酸质量浓度为31%-40%,正丁醛与总聚乙烯醇的质量比为50-58:100,反应发生后,在2-3小时之内逐渐升温至60-70℃,维持该温度1-3小时,然后冷却至室温;

(2)水洗:将所述冷却后的反应液输送至水洗釜,用35-55℃水洗5-6次,加入液碱溶液调节ph值至10-13;

(3)脱水、干燥:中和后的反应液,经离心机脱水后至含水率小于30%,随后通过气流干燥脱去余下水分,即制得所述pvb树脂成品。

而且,所述步骤(1)中,在升温至60-70℃,并维持该温度1-3小时后,加入碱液以彻底终止反应。

而且,在步骤(1)中,所述a型聚乙烯醇是分子量在20000-30000之间的聚乙烯醇;所述b型聚乙烯醇是分子量在70000-80000之间的聚乙烯醇。

而且,所述步骤(2)中,为确保水洗彻底,在用35-55℃水洗后,保持0.5-1h,再用冷水洗3-8次。

本发明的优点和积极效果是:

1、本发明制备方法中反应物料聚乙烯醇和正丁醛混合的温度为5-15℃,正丁醛是一次性全部投入聚乙烯醇溶液中,混合过程中分散效果好,物料混合均匀,可以极大的减少生成树脂结块,很好的提高树脂粉的均匀程度,产品密实程度高,可以得到堆集密度1.3-1.8g/cm3的pvb树脂。

2、本发明制备方法中所涉及的常温连续缩合与已有技术相比,初始反应温度由低温5-15℃提高温度到20-25℃后,反应速度加快,同时聚乙烯醇分子链易展开,官能团暴露、活性高,易发生缩合反应,产品极易达到较高缩醛度含量,再通过多步的升温缩合,熟化稳定,极易得到缩醛度>80%的pvb树脂。

3、本发明制备方法中所涉及的常温连续缩合与已有技术相比,初始反应温度由低温度5-15℃提高温度到20-25℃后,可以保证产品分子链更大的展开,缩合更多的丁醛基团,在更高温度下缩醛化完后不会蜷曲,合成的产品丁醛基更易暴露,极易与增塑剂发生更好的增塑作用,流动性好,保温1-3小时后,升温缩合不仅可以更好的防止树脂粘结,同时可以使产品大分子链反应均匀,使产品的稳定性更好。

4、本发明制备方法配方中使用了极高比例的催化剂盐酸,可以保证大型反应釜中溶液酸的浓度和均匀性,保证反应产品均一性,有利于提高pvb树脂的流动性,合成过程结束后可得到熔融指数1.2-1.8g/10min的pvb树脂。

5、本发明制备方法中,反应结束后于40-50℃下进行中和处理,生成pvb树脂分子链易展开,粘附在分子链表面的盐酸小分子极易被碱中和,降低了产品水洗的次数,可以得到稳定的pvb树脂。

6、本发明提高了pvb树脂的流动性,对产品的稳定性也有较大提高,制得的产品能极好的应用于汽车行业、建筑行业和光伏产业,利润空间大。

具体实施方式

以下对本发明实施例做进一步详述:需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式,同样属于本发明保护的范围。

实施例1

将a型和b型聚乙烯醇共125g加入1340ml去离子水中,a型聚乙烯醇的质量是聚乙烯醇总量的1-5%,持续搅拌并升温至90-98℃,并保温30-100min,将溶液降温至5-10℃,加入盐酸、投入正丁醛,盐酸与总聚乙烯醇的质量比为12-15:100,盐酸质量浓度35%,正丁醛与总聚乙烯醇的质量比为50-58:100,反应发生后,在2-3小时之内,升温至60-70℃,之后保温,加入氢氧化钠终止反应,之后进行水洗,先用35-45℃的热水洗5-6次,再加入少量氢氧化钠调节ph至10-13,保持0.5-1h,再用冷水洗3-8次,水洗后的聚乙烯醇缩丁醛树脂经脱水干燥,得到聚乙烯醇缩丁醛树脂成品。

其中,所述a型聚乙烯醇是分子量在20000-30000之间的聚乙烯醇;所述b型聚乙烯醇是分子量在70000-80000之间的聚乙烯醇。

实施例2

将a型和b型聚乙烯醇共105g加入1340ml去离子水中,a型聚乙烯醇的量是聚乙烯醇总量的5-10%,持续搅拌并升温至90℃以上,并保温30-100min,将溶液降温至5-10℃,加入盐酸、投入正丁醛,盐酸与总聚乙烯醇的质量比为12-15:100,盐酸质量浓度31%,正丁醛与总聚乙烯醇的质量比为50-58:100,反应发生后,在2-3小时之内,升温至60-70℃,之后保温,加入氢氧化钠终止反应,之后进行水洗,先用35-45℃的热水洗5-6次,再加入少量氢氧化钠调节ph至10-13,保持0.5-1h,再用冷水洗3-8次,水洗后的聚乙烯醇缩丁醛树脂经立信脱水干燥,得到聚乙烯醇缩丁醛树脂成品。

比较例1

将a型和b型聚乙烯醇共132g加入1340ml去离子水中,a型聚乙烯醇的量是聚乙烯醇总量的1-5%,持续搅拌并升温至90-98℃,并保温30-100min,将溶液降温至12-15℃,加入盐酸、投入正丁醛,盐酸与总聚乙烯醇的质量比为12-15:100,盐酸质量浓度40%,正丁醛与总聚乙烯醇的质量比为50-58:100,反应发生后,在2-3小时之内,升温至60-70℃,之后保温,加入适量的氢氧化钠终止反应,之后进行水洗,先用35-55℃的热水洗5-6次,再加入少量氢氧化钠,调节ph至10-13,保持0.5-1h,再用冷水洗3-8次,水洗后的聚乙烯醇缩丁醛树脂经脱水干燥,得到聚乙烯醇缩丁醛树脂成品。

比较例2

将a型和b型聚乙烯醇共125g加入1340ml去离子水中,a型聚乙烯醇的量是聚乙烯醇总量的5-10%,持续搅拌并升温至95℃以上,并保温60min。将溶液降温至12-15℃,加入盐酸、投入正丁醛,盐酸与总聚乙烯醇的质量比为12-15:100,盐酸质量浓度35%,正丁醛与总聚乙烯醇的质量比为50-58:100,反应发生后,在2-3小时之内,升温至60-70℃,之后保温,加入适量的氢氧化钠终止反应,之后进行水洗,先用35-45℃的热水洗5-6次,再加入少量氢氧化钠,调节ph至10-13,保持0.5-1h,再用冷水洗3-8次,水洗后的聚乙烯醇缩丁醛树脂经脱水干燥,得到聚乙烯醇缩丁醛树脂成品。

根据上表,可以看出本发明在工业上的可利用性

本发明的聚乙烯醇缩丁醛树脂堆积密度适中、缩醛度高、流动性好,合成方法简单容易控制,后续处理难度小成本低,生产的产品可以满足汽车挡风玻璃、建筑安全玻璃及太阳能电池等领域对聚乙烯醇缩丁醛树脂的要求,因此本方法可以用作汽车挡风玻璃、建筑安全玻璃、及太阳能电池等领域的聚乙烯醇缩丁醛树脂生产。

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