[发明专利]一种聚乙烯醇缩醛树脂及其制备方法、以及其应用

说明书

本发明公开一种聚乙烯醇缩醛树脂及其制备方法、以及其应用，其中，所述聚乙烯醇缩醛树脂的缩醛度为75％上、内消旋与外消旋异构体之比为3.5以上，且所述聚乙烯醇缩醛树脂还含有离子型官能团结构和金属离子。本发明提供的聚乙烯醇缩醛树脂，通过高缩醛度和高内消旋与外消旋异构体比例的存在，使得聚乙烯醇缩醛制得的聚乙烯醇缩醛中间膜的刚性显著提升，从而在较宽温度范围内实现抗冲击性能的提升；同时，通过离子型官能团和金属离子的引入，使制得的聚乙烯醇缩醛中间膜在较宽的温度范围内，通过离子型官能团和金属离子形成的离子键的断裂与再生获得自我修复性能，从而进一步提高聚乙烯醇缩醛中间膜的抗冲击性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种聚乙烯醇缩醛树脂及其制备方法、以及其应用。

背景技术

随着技术的不断发展，人类各类通行工具的速度也在不断地提升。在此同时，高速行驶使得人们对汽车、飞机、火车等通行载体的安全性和舒适性等都提出了更高的要求。其中，挡风玻璃作为外界环境和驾驶员或乘客之间唯一的屏障，除了需要具有极高的透明度不影响视野外，在高速行驶过程挡风玻璃能否有效保持抗冲击性和长时间使用状态下的耐久性也成为评价其综合性能的关键因素。

通常情况下，挡风玻璃是由两个单层玻璃和一层具有优异耗散性能的聚乙烯醇缩醛中间膜组成。在受到外部环境的剧烈冲击时，需要挡风玻璃具有极强的抗穿透能力和粘接性能，即不会导致外来冲击物击穿挡风玻璃层伤害驾驶员或乘客，也不会发生玻璃碎片的大量飞散而使得驾驶员或乘客受到二次伤害。需要指出的是，汽车、飞机等往往需要在较宽的温度范围内使用，例如，飞机在高空中飞行的温度有时达到零下50～60℃，在部分高纬度地区，冬季温度也往往在零下40℃或者更低的温度；而在部分区域，夏季温度也能达到40℃及以上。因此，夹层玻璃需要在较宽的温度范围内都具备极佳的抗冲击性能和耐候性能才能保障其安全稳定地使用。从破碎与断裂的角度来看，断裂或破碎等破坏性行为往往是由初始的结构缺陷如银纹、气泡等进一步生长和扩展所导致的。当受到轻度撞击或在极端温度环境下，夹层玻璃极易产生裂纹或气泡、划痕等问题。能否有效地、及时地钝化这些结构缺陷对夹层玻璃的长期使用具有十分重要的意义，这一属性也被称为自我修复的能力。具有自我修复能力的夹层玻璃无疑将会显著提升夹层玻璃的安全性以及使用寿命。

上述夹层玻璃的诸多高端性能需求往往依赖于其中的夹层玻璃中间膜来决定和实现。当前，夹层玻璃中间膜的主要材料为聚乙烯醇缩醛树脂，以聚乙烯缩丁醛(PVB)为例，其兼具极佳的透明度、冲击强度、耐寒、粘接性能，从而占据了高端夹层玻璃80％以上的市场份额。

然而应用目前的聚乙烯醇缩醛树脂材料制备聚乙烯醇缩醛中间膜时，聚乙烯醇缩醛中间膜存在抗冲击性低且无法满足长久使用的问题，特别是无法同时满足高抗冲击性和自我修复性能。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种聚乙烯醇缩醛树脂及其制备方法、以及其应用，旨在提供一种具有极佳的耐冲击性能和自我修复性能的聚乙烯醇缩醛。

为实现上述目的，本发明提出一种聚乙烯醇缩醛树脂，所述聚乙烯醇缩醛树脂的缩醛度不低于75％、内消旋与外消旋异构体之比不低于为3.5，且所述聚乙烯醇缩醛树脂还含有离子型官能团结构和金属离子。

可选地，所述离子型官能团结构包括羧基、磺酸基、亚磺酸基、磷酸基、氨基或以上基团对应的碱中的任意一种；和/或，

所述离子型官能团结构的质量为所述聚乙烯醇缩醛树脂中缩醛基团的1～5％。

可选地，所述聚乙烯醇缩醛树脂的缩醛基团包括甲缩醛基、乙缩醛基、丁缩醛基、2-乙基己缩醛基中的任意一种。

本发明还提出一种如上所述的聚乙烯醇缩醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

S10、将聚乙烯醇溶解于纯水中，在80～90℃下充分搅拌形成混合溶液，将所述混合溶液冷却至20℃以下；