[发明专利]一种聚乙烯醇缩醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机高分子化合物的制备。涉及一种聚乙烯醇缩醛树脂的制备方法，采用本发明生产的聚乙烯醇缩醛树脂产品主要应用于漆、胶黏剂、油墨、树脂改性剂、汽车用安全玻璃、建筑安全玻璃，例如玻璃幕墙、装饰玻璃、隔音隔热玻璃和数字玻璃等安全玻璃和光伏封装材料领域。

背景技术

聚乙烯醇缩醛（Polyvinyl acetal）材料有着广泛的用途，其中以聚乙烯醇缩甲醛（Polyvinyl formal，简称PVF）和聚乙烯醇缩丁醛（Polyvinyl butyral， 简称PVB）为主。以PVB为例，因黏度和乙烯醇基含量等指标的不同，可以用作漆、胶黏剂、油墨、树脂改性剂、安全玻璃中间膜等。其中安全玻璃中间膜用量大约占PVB消耗总量的90%，通常是将含有增塑剂的PVB树脂采用挤出流延工艺生产得到，PVB中间膜与玻璃有良好粘结力，且透明度和耐候性俱佳。目前，汽车前挡安全玻璃几乎全部采用PVB材料作为安全膜，汽车天窗及侧窗也部分采用PVB材料。建筑安全玻璃领域的PVB用量占中间膜总量的大于70%，产品也是五花八门，如玻璃幕墙、装饰玻璃、隔音隔热玻璃和数字玻璃等。可以说日常生活中随处可见PVB材料的身影。

PVB树脂的传统合成工艺可分为均相法和非均相法两种，均相法通常是以聚醋酸乙烯酯（Polyvinyl acetate，简称PVAc）为起始，醇解和缩醛化同时进行，再经过沉淀、洗涤、干燥等程序制得成品。非均相法是以聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，简称PVA）为起始，先把PVA溶解于水中形成PVA溶液，再加入丁醛和催化剂反应，产品从水中析出为粉末状，在通过洗涤干燥得到成品。均相法由于工艺复杂、产品质量不稳定而逐渐被弃用，非均相法后处理过程简便，逐渐成为主流，但在非均相法工艺中，产物析出后会形成颗粒，此时缩醛度还较低，而包裹在颗粒内部的初期产物进一步反应变得困难，通常通过改善颗粒的细度和均匀度改善上述状况。美国专利US 5238994采用添加表面活性剂的办法细化颗粒，尽管可以有效控制颗粒细度和均匀度，但由于表面活性剂的添加增加了洗涤难度。而采用水和醇作混合溶剂，将PVA、醛和催化剂投入其中进行边溶解边反应的方式，因PVA易溶于水而难溶于醇，而PVB则相反的不同溶解特性，使得反应过程很漫长。美国专利US 2345946公开了添加仅10～15%的醇来促进反应进行，而并不是为了形成均相反应体系，其本质还是在非均相中进行反应，其缩醛化的均一程度难以达到均相法反应的效果。因此，现有技术下存在的问题：一是，由于现有技术中树脂颗粒内部与反应物料接触不充分，得到的聚乙烯醇缩丁醛均一性差，使得高聚合度聚乙烯醇缩醛雾度相对较高，以采用聚合度1400以上，且醇解度97%以上的聚乙烯醇合成的聚乙烯醇缩丁醛为例，其缩醛度通常在68%～78%之间、雾度通常在0.5～2.0之间(以本专利所用测试方法为准)，不利于用作透明材料；二是，反应过程中添加乳化剂造成洗涤困难。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，针对PVA为起点合成聚乙烯醇缩醛树脂的传统非均相法中树脂颗粒内部与反应物料接触不充分，缩醛化均一性差；PVA为起点合成聚乙烯醇缩醛树脂的传统非均相法中添加乳化剂造成洗涤困难的问题，提供一种聚乙烯醇缩醛树脂的制备方法；从而提供一种缩醛化均一程度高的聚乙烯醇缩醛树脂合成方法，该方法聚乙烯醇缩醛树脂合成的基本原料为聚乙烯醇、醛、催化剂、有机溶剂和抗氧剂。

本发明的内容是：一种聚乙烯醇缩醛树脂的制备方法，其特征是包括下列步骤：

a、配料：按聚乙烯醇100质量份、水400～1900质量份、醛10～220质量份、催化剂0.5～30质量份、有机溶剂400～9500质量份、抗氧剂0.01～3质量份的原料组成和质量份配方量取各原料；

所述聚乙烯醇是醇解度为80%～99%、聚合度为400～3000的聚乙烯醇；所述醛为C1～15的脂肪醛、C7～10的芳香醛中的一种或两种以上的混合物；所述催化剂为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸和C1～10的脂肪酸中的一种或两种以上的混合物；所述抗氧剂为芳香胺类、受阻酚类抗氧剂中的一种或两种以上的混合物；所述有机溶剂为C1～6的一元脂肪醇、C3～6的酮中的一种或两种有机溶剂的混合物；