CN102174238A - 一种制备高强度pvb片材的配方 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热塑性高分子材料技术领域，特指一种制备高强度PVB片材的配方，由下列组份(重量份数)的物质组成：PVB胶片边角料：350～1000份；粘接强度控制剂：0.04～0.2份；抗氧剂：0.5～2份；紫外线吸收剂：0.5～2份；荧光增白剂：0.004～0.014份；增塑剂：10～60份；PVB树脂：20～120份；扩链剂：1～8份，本发明的有益效果是：通过加入高沸点有机酸作为粘接强度调节剂，不但实现了利用PVB胶片边角料再生产PVB片材的高效回收利用，又合理的调节PVB胶片与无机玻璃之间的粘接性能，使得生产出的PVB片材完全符合质量要求，通过加入邻苯二甲酸酐作为扩链剂，实现了PVB胶片的力学性能大幅度提升，使得生产出的PVB片材的技术指标达到甚至超越国际先进水平。

Description

一种制备高强度PVB片材的配方
技术领域
本发明属于热塑性高分子材料技术领域，特指一种制备高强度PVB片材的配方。
背景技术
安全玻璃主要有钢化玻璃和夹层玻璃两种类型，普通玻璃热处理后就成为钢化玻璃，其强度增强了四倍，但钢化玻璃仅是一种“相对”意义的安全玻璃，因为在有外来冲击时它仍旧会破碎飞落，而且钢化玻璃有一定比例的自爆率，即使在无外力冲击时，也可能会自行突然碎裂；夹层玻璃则是另一种意义的安全玻璃，是在两层普通玻璃之间夹入一层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶膜而制成的特种玻璃，这种胶膜是通过较高分子量的聚乙烯醇和丁醛缩结合反应而成的一种聚合物，经增塑剂塑化挤压而成型的一种高分子材料，该产品是夹层玻璃的专用塑料材料。PVB胶膜以其优良的光学性能、机械性能和对无机玻璃良好的粘结性能成为生产各类安全玻璃的必须原材料，在受到外界强烈冲击时，PVB胶膜能够吸收冲击能量，不产生破碎片，在具有安全特性的同时，还有优异的隔音、光控、保温、防雾等性能，是最为理想的安全玻璃加工材料。
与进口产品相比国内PVB胶膜普遍存在断裂强度低、抗冲击性能差和粘接强度难以控制的问题。这主要是因为国内胶片的原料来源是进口边角料，这些进口边角料在反复加热熔融、强剪切的作用下会造成分子链的断裂。这三个问题一直制约着国产胶片在高端市场上的应用。国内产品主要是普通PVB中间膜用于一些低端产品，高端功能性产品依然依赖进口。
发明内容
本发明的目的是提供一种用特效扩链剂与PVB树脂、增塑剂及其它功能助剂制备高强度PVB片材的配方。
本发明的目的是这样实现的：
一种制备高强度PVB片材的配方，由下列组份(重量份数)的物质组成：
PVB胶片边角料：350～1000份；
粘接强度控制剂：0.04～0.2份；
抗氧剂：        0.5～2份；
紫外线吸收剂：  0.5～2份；
荧光增白剂：    0.004～0.014份；
增塑剂：        10～60份；
PVB树脂：       20～120份；
扩链剂：        1～8份。
上述的：增塑剂为：3GO或DBS；
粘接强度控制剂为：沸点在200℃以上的有机酸；
抗氧剂为：      抗氧剂B-900或抗氧剂1010；
紫外线吸收剂为：紫外线吸收剂UV-327或UV-326；
扩链剂为：      邻苯二甲酸酐或二异氰酸酯；
荧光增白剂为：  荧光增白剂OB或荧光增白剂KB。
上述的有机酸是一水柠檬酸或酒石酸。
PVB分子中含有官能团性质活泼的羟基(-OH)，它能够和其它的一些化学物质发生反应，从而实现对其技术改性。本发明技术正是基于此点实现的。
上述的扩链剂邻苯二甲酸酐与PVB分子中的羟基(-OH)反应形成酯基，从而实现扩连作用，化学反应如下：
Figure BDA0000048953250000031
其中：PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂，由PVAC(聚醋酸乙烯)经皂化反应生成PVA(聚乙烯醇)，PVA经缩醛化反应生成PVB，其化学反应式如下：
Figure BDA0000048953250000032
在挤出机高温热和其它功能助剂的作用下，扩链剂中提供出参与反应的活泼羰基，活泼羰基与PVB大分子结构中的羟基反应形成酯基，将PVB分子链与PVB分子链以化学键的形式连接在一起，形成具有类似三维网状结构的大分子链体系。
同时扩链剂的用量必须非常合理。如果用量太大，那么扩链反应将消耗PVB大分子大量的仲羟基，这将影响胶片与无机玻璃的粘结性能；如果用量太小，那么也起不到明显的强度改善效果。本技术中扩链剂的用量很合理，再配合使用粘接强度控制剂，既能明显改善胶片的力学性能，又不影响胶片与无机玻璃的粘结强度。
扩链后形成的类似三维网状结构的大分子链体系使得PVB大分子链趋于有序，分子结构更加紧凑，分子刚性和分子量增大，这能赋予PVB胶片非常优越的力学性能和耐环境性能。它能同时大幅度的提高胶片的拉伸强度和断裂伸长率，能大幅度增大胶片的抗冲击性能和抗穿透性能，为国产胶片能早日进军中高档胶片市场提供了一个技术基础。
本发明的有益效果是：
1、通过加入高沸点有机酸作为粘接强度调节剂，不但实现了利用PVB胶片边角料再生产PVB片材的高效回收利用，又合理的调节PVB胶片与无机玻璃之间的粘接性能，使得生产出的PVB片材完全符合质量要求。
2、通过加入邻苯二甲酸酐作为扩链剂，实现了PVB胶片的力学性能大幅度提升，使得生产出的PVB片材的技术指标达到甚至超越国际先进水平。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述：
一种制备高强度PVB片材的配方，由下列组份(重量份数)的物质组成：
PVB胶片边角料： 350～1000份；
粘接强度控制剂：0.04～0.2份；
抗氧剂：        0.5～2份；
紫外线吸收剂： 0.5～2份；
荧光增白剂：   0.004～0.014份；
增塑剂：       10～60份；
PVB树脂：      20～120份；
扩链剂：       1～8份。
上述的：增塑剂为：3GO或DBS；
粘接强度控制剂为：沸点在200℃以上的有机酸；
抗氧剂为：       抗氧剂B-900或抗氧剂1010；
紫外线吸收剂为： 紫外线吸收剂UV-327或UV-326；
扩链剂为：       邻苯二甲酸酐或二异氰酸酯；
荧光增白剂为：   荧光增白剂OB或荧光增白剂KB。
上述的有机酸是一水柠檬酸或酒石酸。
上述的扩链剂邻苯二甲酸酐与PVB分子中的羟基(-OH)反应形成酯基，从而实现扩连作用，化学反应如下：
Figure BDA0000048953250000051
扩链后形成的类似三维网状结构的大分子链体系使得PVB大分子链趋于有序，分子结构更加紧凑，分子刚性和分子量增大，这能赋予PVB胶片非常优越的力学性能和耐环境性能。它能同时大幅度的提高胶片的拉伸强度和断裂伸长率，能大幅度增大胶片的抗冲击性能和抗穿透性能，为国产胶片能早日进军中高档胶片市场提供了一个技术基础。
为了加深对上述实施例的理解，上述制备高强度PVB片材的配方的取值范围内选取组份物质的重量，并按下述生产工艺均可生产出高强度的PVB胶片，取值举例详见下表：
Figure BDA0000048953250000061
高强度PVB胶片的生产工艺是：将称好重量的PVB胶片边角料用破碎机粉碎成颗粒料，通过风送系统送入多角距锥形混合机中，并同时加入磨成粉的PVB树脂，将一水柠檬酸配制成12％的水溶浆加入，将扩链剂邻苯二甲酸酐加入混合机内，同时将抗氧剂B-900、紫外线吸收剂UV-327、荧光增白剂OB溶解在增塑剂3GO中加入混合机。混合机夹套用18℃以下的冷却水冷却。将该混合物混合25分钟后，加入单螺杆挤出机进行熔体挤出，控制熔体温度145～155℃，熔体经过滤，用齿轮泵送入模头，调整模头的模唇间隙和冷却辊的牵引速度，使PVB胶片的厚度为0.76mm。
为了更好的说明胶片的力学性能，除了拉伸强度和断裂伸长率外，还引入了另一个重要的指标-弹性模量，弹性模量反映的是胶片抵抗形变能力的大小。
本发明产品、不加扩链剂的普通产品、国际先进水平产品的检测数据列表对比如下：
  项目   本发明产品   普通产品   国际先进水平产品
  收缩率(％)   2   2   2
  雾度(％)   0.5   0.3   0.5
  透光率(％)   90   89   90
  拉伸强度(Mpa)   25.0   21   24.0
  断裂伸长率(％)   354   214   250
  弹性模量(Mpa)   19   15   20
  黄色指数(％)   8.4   9   8
  敲击级别   6   7   6
注：上表数据由国家化学建材质量监督检验中心检测得出。
从上表可以看出，本发明利用PVB胶片边角料，通过加入高沸点有机酸作为粘接强度调节剂，不但实现了利用PVB胶片边角料再生产PVB片材的高效回收利用，又合理的调节PVB胶片与无机玻璃之间的粘接性能，使得生产出的PVB片材完全符合质量要求，通过加入邻苯二甲酸酐作为扩链剂，实现了PVB胶片的力学性能大幅度提升，使得生产出的PVB片材的技术指标达到甚至超越国际先进水平。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种制备高强度PVB片材的配方，其特征在于：由下列组份(重量份数)的物质组成：
PVB胶片边角料： 350～1000份料；
粘接强度控制剂：0.04～0.2份；
抗氧剂：        0.5～2份；
紫外线吸收剂：  0.5～2份；
荧光增白剂：    0.004～0.014份；
增塑剂：        10～60份；
PVB树脂：       20～120份；
扩链剂：        1～8份。
2.根据权利要求1所述的一种制备高强度PVB片材的配方，其特征在于：所述的：增塑剂为：  3GO或DBS；
粘接强度控制剂为：沸点在200℃以上的有机酸；
抗氧剂为：      抗氧剂B-900或抗氧剂1010；
紫外线吸收剂为：紫外线吸收剂UV-327或UV-326；
扩链剂为：      邻苯二甲酸酐或二异氰酸酯；
荧光增白剂为：  荧光增白剂OB或荧光增白剂KB。
3.根据权利要求2所述的高强度PVB片材的配方，其特征在于：所述的有机酸是一水柠檬酸或酒石酸。
4.根据权利要求2所述的一种制备高强度PVB片材的配方，其特征在于：所述的扩链剂邻苯二甲酸酐与PVB分子中的羟基(-OH)反应形成酯基，从而实现扩连作用，化学反应如下：
Figure FDA0000048953240000021
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