CN101481484B - 含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的pvb片材及其制备方法 - Google Patents

含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的pvb片材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于夹层玻璃中间膜的技术领域,涉及的夹层玻璃中间膜是一种增塑PVB片材,其中含有有机纳米蒙脱土以及起稳定作用的有机锡稳定剂,采用母料法和熔融插层法在双螺杆挤出机的强剪切力作用下实现有机纳米蒙脱土在PVB片材中的熔融插层纳米化。同时,在保持光学性能不下降的条件下,提高了PVB片材的拉伸强度、剥离强度和热性能。

Description

含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材及其制备方法
技术领域
本发明属于夹层玻璃中间膜技术领域,特指一种含有有机纳米蒙脱土的增塑PVB片材及其制备方法。
背景技术
至今,聚合物纳米改性技术已有20多年历史,由于纳米粒子的纳米尺寸效应和界面效应,聚合物纳米复合物质在力学性能、耐热性等方面具有很大的优势,可以在添加量很低(1~3%)的情况下获得的性能明显提高。此类技术引起了高分子材料各领域科技人员极大的研究兴趣。由于蒙脱土具有独特的纳米层状结构和超大的比表面积,经有机化插层处理的纳米蒙脱土与许多聚合物相容性良好,可在聚合物基体中得到插层或剥离而分散良好,纳米蒙脱土改性也是至今应用最成功的一项聚合物纳米改性技术。
含增塑剂的PVB片材作为一种夹层玻璃中间膜主要用于制造汽车、建筑、火车、船舶和展示柜等领域。在这些应用领域中,希望PVB片材呈透明且无色,或至少色泽非常低。作为一种光学物质,PVB片材要求具有很好的光学性能,一般要求尽量少添加其他物质,不能添加影响透光率和雾度的添加剂。例如碳酸钙、滑石粉和钛白粉等,即使添加很少量也会影响光学性能。
而蒙脱土(折射率1.51)与PVB(折射率1.49)两者对光的折射率非常接近,有机纳米蒙脱土由于经过有机化处理后在聚合物中分散性良好,以纳米级尺寸分散于PVB中的少量有机纳米蒙脱土可以在不影响光学性能的同时明显改进PVB的力学性能和使用性能,具有一般纳米无机粒子所没有的改性效果。有机纳米蒙脱土改性高分子物质技术已在聚酰胺、环氧树脂和聚酯等领域得到成功应用,但还未见有机纳米蒙脱土改性PVB的相关技术。
由于有机纳米蒙脱土采用具有较强酸性的长链烷基季铵盐作为有机化插层剂,这种长烷链季铵盐会对PVB分子产生不良影响,催化了PVB分子链脱丁醛反应,造成PVB膜的力学性能下降、颜色发黄等问题。
发明内容
本发明的目的是采用有机纳米蒙脱土对增塑PVB进行纳米改性以提高综合性能,通过必要的技术手段解决有机纳米蒙脱土造成PVB分子的催化降解发黄间题,把有机纳米蒙脱土用于PVB夹层玻璃中间膜。
本发明的目的是这样实现的:
含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材,是按如下重量份数的物质制备而成:
PVB树脂(按聚乙烯醇计算,羟基含量为15~25%):50~150份;
增塑剂:30~50份;
有机纳米蒙脱土:0.5~5份;
有机锡稳定剂或不影响PVB光学性能的稳定剂:0.05~0.5份;
抗氧剂:0.1~0.5份;
紫外光吸收剂:0.05~0.2份。
所述的有机纳米蒙脱土的重量份数为0.5~5份,有机锡稳定剂添加量为0.05~0.5份。
所述的有机纳米蒙脱土的重量份数为0.5~3份,有机锡稳定剂添加量为0.05~0.2份。
所述的有机纳米蒙脱土的重量份数为1~2份,有机锡稳定剂添加量为0.1~0.15份。
所述的增塑剂是3GO(三乙二醇二异辛酸酯)或DHA(己二酸二己酯)。
所述的有机纳米蒙脱土改性含增塑剂的PVB片材中还可以含有如下重量份数的物质:
粘结强度调节剂:0.002~0.01份;
荧光增白剂:0.005~0.01份。
所述的有机纳米蒙脱土是采用长链烷基季铵盐对钠基蒙脱土进行有机化插层处理制备得到的,其中的长链烷基季铵盐为不含易着色基团(如苄基)的下列物质之一:十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基溴化铵等。
优选的季铵盐为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵等之一。
所述的有机锡稳定剂为下列物质之一:二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、双(马来酸单丁酯)二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二正辛基锡、双(巯基乙酸异丁酯)二正辛基锡和甲基硫醇锡等。
含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材的制备方法,其工艺步骤如下(重量份数):
(1)将0.5~5份的有机锡稳定剂、0.2~1份的抗氧剂、0.1~0.4份的紫外光吸收剂加入到10~20份的增塑剂中搅拌混合均匀;
(2)将5~50份的有机纳米蒙脱土投入到步骤(1)制备的溶液中,搅拌捏合至有机纳米蒙脱土被充分浸润吸收;
(3)将步骤(2)所得物质与100~300份的PVB树脂和90~130份的增塑剂在双螺杆挤出机中进行混合熔融挤山造粒制得有机纳米蒙脱土母料;
(4)将步骤(3)制得的有机纳米蒙脱土母料与400~1200份的PVB树脂、200~350份的增塑剂、1~4份的抗氧剂和0.4~1.6份的紫外光吸收剂在双螺杆挤出机中进行混合熔融挤出流延成型PVB片材。
本发明相比现有技术突出的优点是:
1.本发明与现有产品及进口产品相比,其拉伸强度、剥离强度和耐热性等关键指标都明显提高,同时,透光率、雾度及黄度系数等光学性能也都没有明显改变。
2.本发明通过加入有机锡稳定剂解决了有机纳米蒙脱土改性PVB树脂时出现的有机纳米蒙脱土中残留季铵盐催化PVB脱丁醛反应及黄变问题。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述:
实施例1:含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材,其产品含量及其生产工艺如下(以重量份数计):1.2份的二月桂酸二丁基锡、0.6份的抗氧剂1010、0.2份的紫外光吸收剂UV326与10份的3GO混合搅拌,再加入15份的有机纳米蒙脱土,继续搅拌至液体完全被有机纳米蒙脱土吸收,接着,把这种处理过的有机纳米蒙脱土与80份的3GO和200份的PVB树脂进行高速混合,然后采用双螺杆挤出机在130~160℃温度下挤出造粒得到有机纳米蒙脱土母料,最后,这种有机纳米蒙脱土母料与2.4份的抗氧剂1010、0.8份的紫外光吸收剂UV326、360份的3GO和800份的PVB树脂,采用高速混合机混合至增塑剂被吸收后,投入到双螺杆挤出机中在150℃温度熔融挤出流延成型得到厚度为0.76mm厚度的PVB片材。
实施倒2:除了增加有机纳米蒙脱土在PVB片材中的含量外,也就是按1000份PVB树脂计,对应的有机纳米蒙脱土添加量增加到15份,其他组分的配比以及加工工艺同实施例1。
实施例3:除了增加有机纳米蒙脱土在PVB片材中的含量外,也就是按1000份PVB树脂计,对应的有机纳米蒙脱土添加量增加到30份,其他组分的配比以及加工工艺同实施例1。
对比1:以质量份数计,将1000份的PVB树脂、450份的3GO增塑剂、3份抗氧剂1010、1份紫外光吸收剂UV326投入到高速混合机中进行高速混合,当增塑剂被吸收后,再投入到双螺杆挤出机中在150℃温度熔融挤出流延成型得到厚度为0.76mm厚度的PVB片材。
对比2:除了不加有机锡稳定剂,其他组分及比例和加工工艺同实施例1。
表1:产品性能对比表
  项目   例1   例2   例3   对比1   对比2   进口产品
  拉伸强度:MPa   23.8   24.6   25.1   22.0   22.6   20.7
  断裂伸长率:%   246   271   263   256   219   190
  透光率:%   89.7   89.5   88.5   90.1   浑浊   88
  雾度:%   0.5   0.6   1.1   0.4   浑浊   0.5
  180°剥离强度:N/cm   52.4   65.2   60.2   31.5   -   47
  热收缩率:%   3.3   2.5   2.1   5.3   -   4.8
  黄度指数:YID   9.4   9.7   11.5   8.7   37   8.5

Claims (7)

1.含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材,其特征在于:所述的含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材是按如下重量份数的物质制备而成:
PVB树脂——按聚乙烯醇计算,羟基含量为15~25%∶50~150份;
增塑剂:30~50份;
有机纳米蒙脱土:0.5~5份;
有机锡稳定剂:0.05~0.5份;
抗氧剂:0.1~0.5份;
紫外光吸收剂:0.05~0.2份。
2.根据权利要求1所述的含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材,其特征在于:所述的有机纳米蒙脱土的重量份数为0.5~3份,有机锡稳定剂添加量为0.05~0.2份。
3.根据权利要求1所述的含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材,其特征在于:所述的有机纳米蒙脱土的重量份数为1~2份,有机锡稳定剂添加量为0.1~0.15份。
4.根据权利要求1所述的含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材,其特征在于:所述的增塑剂是3GO(三乙二醇二异辛酸酯)或DHA(己二酸二己酯)。
5.根据权利要求1所述的含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材,其特征在于:所述的有机纳米蒙脱土是由长链烷基季铵盐对钠基蒙脱土进行有机化插层处理制备得到的,其中的季铵盐为下列物质之一:十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基溴化铵。
6.根据权利要求1所述的含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材,其特征在于:所述的有机锡稳定剂为下列物质之一:二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、双(马来酸单丁酯)二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二正辛基锡、双(巯基乙酸异丁酯)二正辛基锡和甲基硫醇锡。
7.一种如权利要求1所述的含改性有机纳米蒙脱土及增塑剂的PVB片材的制备方法,其特征在于:其工艺步骤如下(重量份数):
(1)将0.5~5份的有机锡稳定剂、0.2~1份的抗氧剂、0.1~0.4份的紫外光吸收剂加入到10~20份的增塑剂中搅拌混合均匀;
(2)将5~50份的有机纳米蒙脱土投入到步骤(1)制备的溶液中,搅拌捏合至有机纳米蒙脱土被充分浸润吸收;
(3)将步骤(2)所得物质与100~300份的PVB树脂和90~130份的增塑剂在双螺杆挤出机中进行混合熔融挤出造粒制得有机纳米蒙脱土母料;
(4)将步骤(3)制得的有机纳米蒙脱土母料与400~1200份的PVB树脂、200~350份的增塑剂、1~4份的抗氧剂和0.4~1.6份的紫外光吸收剂在双螺杆挤出机中进行混合熔融挤出流延成型PVB片材。
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