CN102942645B - 改性聚乙烯醇树脂的制备方法及其应用 - Google Patents

改性聚乙烯醇树脂的制备方法及其应用 Download PDF

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本发明提供一种改性聚乙烯醇树脂的制备方法及其应用，所述方法具体步骤如下：（1）称取聚乙烯醇树脂粉末，丙烯腈，氢氧化钠，混合溶解配制成原料液；（2）将原料液充分搅拌并加热，温度达70℃时原料液回流，回流30分钟，原料液粘度增大，继续回流30分钟后停止加热，自然冷却至室温；（3）向冷却后的原料液中添加稀盐酸成混合液，倒入冰水冲充分搅拌后进行抽滤，所得滤饼放入真空干燥箱干燥后，获得聚乙烯醇氰乙基醚固体；（4）将（3）中所获得固体溶解在强极性溶剂中，然后将该溶解液与单异氰酸酯稀溶液混合搅拌，室温反应3～5小时后，最后获得改性聚乙烯醇树脂溶液。改性后的聚乙烯醇树脂同时具备介电常数高，介电损耗低，低吸潮性三大优点。

Description

改性聚乙烯醇树脂的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种冷光片介质层的制备方法与应用，具体涉及一种改性聚乙烯醇树脂的制备方法与应用。
背景技术
EL冷光片主要是由透明电极，发光层，反光绝缘层，背电极组成，作为一种新型的绿色低能的发光器件，已经被广泛地应用于广告片，灯具等各个领域。目前，冷光片中的关键材料——介质层，由于耐潮性差和介电常数低等缺点，而严重地限制了冷光片更为广泛的推广和应用。
冷光片采用的传统的介质层大多为陶瓷粉体分散于普通树脂中制备的，此种介质层介电常数低，通常只有不到10，而介电损耗又较大，因此用此种介质层制备的冷光片只能应用于普通的弱光照明的广告片和灯具中。
另外一种尝试提高介电常数的介质层，是采用氰乙基化改性后的聚乙烯醇树脂制备，此种介质浆料虽然介电常数有了大幅的提升，但由于氰乙基化不完全，树脂中仍含有大量的羟基，使得用此种材料制备的冷光片吸潮性非常强，置放于空气中不久便吸收大量水分而使得冷光片无法正常工作。因此，制备出一种兼具低吸潮性和高介电常数的介质浆料就显得至关重要。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明旨在于提供一种可制备出兼具低吸潮性，高介电常数，低介电损耗三大优点的介质浆料，从而推广冷光片可在更多的领域应用，同时，摒弃了传统的将钛酸钡粉溶于聚合物形成胶黏剂的方法，直接使用本发明所制备的聚合物作为介质层，不但降低了介电损耗，与现有的低介电损耗的树脂介质层相比，也具备较低的吸潮性。
通过实验可得知，现有的介质层之所以会产生大量吸潮，是因为用于介质层的聚乙烯醇树脂中具有大量的羟基，即使采用氰乙基化改性后的聚乙烯醇树脂同样残留羟基，可将通过上述方法改性的聚乙烯醇树脂进行元素分析，具体的说是通过计算树脂内的含氮量来推算出氰乙基化率。因此，本发明需要解决的问题将残留在聚乙烯醇树脂中的羟基进行充分反应。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
改性聚乙烯醇树脂的制备方法，所述方法具体步骤如下：
（1）称取聚乙烯醇树脂粉末50g，丙烯腈300g，氢氧化钠2g，充分搅拌溶解在蒸馏水中，配制成原料液；
（2）将原料液放置在双口瓶，通过搅拌器充分搅拌，并开始加热油浴锅，当加热温度在70℃时，原料液开始回流，维持温度回流30分钟，原料液粘度增大，继续维持温度回流30分钟后停止加热，待原料液自然冷却至室温；
（3）在冷却后的原料液中添加稀盐酸中和未反应完全的氢氧化钠，充分搅拌后成混合液，将混合液倒入冰水冲充分搅拌后进行抽滤，所得滤饼放入真空干燥箱干燥后，获得聚乙烯醇氰乙基醚固体；
（4）将（3）中所获得固体溶解在强极性溶剂中，然后将该溶解液与非封闭型单异氰酸酯稀溶液以1：1.1的官能团摩尔数比例混合搅拌，室温反应3～5小时后，最后获得改性聚乙烯醇树脂溶液；
其中所述非封闭型单异氰酸酯稀溶液为单官能团异氰酸酯的一种或多种。
作为一种优选方案，所述方法具体步骤如下：
（1）称取聚乙烯醇树脂粉末100g，丙烯腈200g，氢氧化钠10g，丙酮溶液400ml，充分搅拌溶解在蒸馏水中，配制成原料液；
（2）将原料液放置在双口瓶，通过搅拌器充分搅拌，并开始加热油浴锅，当加热温度在70℃时，原料液开始回流，维持温度回流30分钟，向原料液中补充加入100ml丙酮溶液，继续维持温度回流30分钟后停止加热，待原料液自然冷却至室温；
（3）在冷却后的原料液中添加稀盐酸中和未反应完全的氢氧化钠，充分搅拌后成混合液，将混合液倒入冰水冲充分搅拌后进行抽滤，所得滤饼放入真空干燥箱干燥后，获得聚乙烯醇氰乙基醚固体；
（4）将（3）中所获得固体溶解在强极性溶剂中，然后将该溶解液与封闭型单异氰酸酯稀溶液以1:1.2的官能团摩尔数比例混合搅拌，加热至50～６０℃反应３～5小时后，最后获得改性聚乙烯醇树脂溶液；
其中，所述封闭型单异氰酸酯稀溶液为单官能团异氰酸酯的一种或多种。
本发明所获得的改性聚乙烯醇树脂可应用在冷光片内反光绝缘层中的印刷介质层。
应用在冷光片制作时方法简易，首先准备ITO膜片或者PET膜片，将发光粉浆料通过丝网印刷的方式印刷的ITO膜片上，然后将通过上述方法获得的改性聚乙烯醇树脂溶液印刷在上述发光层上，厚度为25μm，最后，在绝缘层上印刷一层导电银浆作为背电极，再在最外面印刷一层绝缘用的UV油墨，便可完成含有改性聚乙烯醇树脂介质层的冷光片制作。
本发明有益效果在于：改性后的聚乙烯醇树脂同时具备介电常数高，介电损耗低，低吸潮性三大优点，在大幅增加冷光片亮度的同时，良好的耐潮性也保证了用该冷光片制备的器件在户外等潮湿环境下的正常使用。
具体实施方式
以下所述实施例将详细说明了本发明。
实施例1
制备方法的步骤如下：
（1）称取聚乙烯醇树脂粉末50g，丙烯腈300g，氢氧化钠2g，充分搅拌溶解在蒸馏水中，配制成原料液；
（2）将原料液放置在双口瓶，通过搅拌器充分搅拌，并开始加热油浴锅，当加热温度在70℃时，原料液开始回流，维持温度回流30分钟，原料液粘度增大，继续维持温度回流30分钟后停止加热，待原料液自然冷却至室温；
（3）在冷却后的原料液中添加稀盐酸中和未反应完全的氢氧化钠，充分搅拌后成混合液，将混合液倒入冰水冲充分搅拌后进行抽滤，所得滤饼放入真空干燥箱干燥后，获得聚乙烯醇氰乙基醚固体；
（4）将（3）中所获得固体溶解在强极性溶剂中，然后将该溶解液与非封闭型单异氰酸酯稀溶液以1：1.1的官能团摩尔数比例混合搅拌，室温反应3～5小时后，最后获得改性聚乙烯醇树脂溶液。
强极性溶剂可选择介电常数较大的溶剂，例如：DMF,DMSO等；非封闭型单异氰酸酯稀溶液可选择单官能团异氰酸酯，例如：甲基异氰酸酯稀溶液或正丁基异氰酸酯等。
应用方式：直接将所获得的改性聚乙烯醇树脂溶液印刷在上述发光层上，厚度为25μm。
实施例2
制备方法的步骤如下：
（1）称取聚乙烯醇树脂粉末100g，丙烯腈200g，氢氧化钠10g，丙酮溶液400ml，充分搅拌溶解在蒸馏水中，配制成原料液；
（2）将原料液放置在双口瓶，通过搅拌器充分搅拌，并开始加热油浴锅，当加热温度在70℃时，原料液开始回流，维持温度回流30分钟，向原料液中补充加入100ml丙酮溶液，继续维持温度回流30分钟后停止加热，待原料液自然冷却至室温；
（3）在冷却后的原料液中添加稀盐酸中和未反应完全的氢氧化钠，充分搅拌后成混合液，将混合液倒入冰水冲充分搅拌后进行抽滤，所得滤饼放入真空干燥箱干燥后，获得聚乙烯醇氰乙基醚固体；
（4）将（3）中所获得固体溶解在强极性溶剂中，然后将该溶解液与封闭型单异氰酸酯稀溶液以1:1.2的官能团摩尔数比例混合搅拌，加热至50～６０℃反应３～5小时后，最后获得改性聚乙烯醇树脂溶液；
强极性溶剂可选择介电常数较大的溶剂，例如：DMF,DMSO等；非封闭型单异氰酸酯稀溶液可选择单官能团异氰酸酯，例如：对氯苯基异氰酸酯稀溶液或环己基异氰酸酯稀溶液等。
应用方式：直接将所获得的改性聚乙烯醇树脂溶液印刷在上述发光层上，厚度为25μm。
通过对含有改性聚乙烯醇树脂作为介质层的冷光片进行寿命测试结果如下：
产品（含有的介质层） 平均寿命（小时）
未改性聚乙烯醇树脂 200
非封闭型异氰酸酯改性的树脂 3000
封闭型异氰酸酯改性的树脂 3500
上述测试得知，本发明所提供的一种改性聚乙烯醇树脂作为冷光片介质层后，冷光片的平均寿命比未使用本发明的产品高达15～17.5倍，大大延长了冷光片的使用寿命。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.改性聚乙烯醇树脂的制备方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：
(1)称取聚乙烯醇树脂粉末50g，丙烯腈300g，氢氧化钠2g，充分搅拌溶解在蒸馏水中，配制成原料液；
(2)将原料液放置在双口瓶，通过搅拌器充分搅拌，并开始加热油浴锅，当加热温度在70℃时，原料液开始回流，维持温度回流30分钟，原料液粘度增大，继续维持温度回流30分钟后停止加热，待原料液自然冷却至室温；
(3)在冷却后的原料液中添加稀盐酸中和未反应完全的氢氧化钠，充分搅拌后成混合液，将混合液倒入冰水中充分搅拌后进行抽滤，所得滤饼放入真空干燥箱干燥后，获得聚乙烯醇氰乙基醚固体；
(4)将(3)中所获得固体溶解在强极性溶剂中，然后将该溶解液与非封闭型单异氰酸酯稀溶液以1：1.1的官能团摩尔数比例混合搅拌，室温反应3～5小时后，最后获得改性聚乙烯醇树脂溶液；
其中，所述强极性溶剂为DMF或DMSO，所述非封闭型单异氰酸酯稀溶液为甲基异氰酸酯稀溶液或正丁基异氰酸酯稀溶液。
2.改性聚乙烯醇树脂的制备方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：
(1)称取聚乙烯醇树脂粉末100g，丙烯腈200g，氢氧化钠10g，丙酮溶液400ml，充分搅拌溶解在蒸馏水中，配制成原料液；
(2)将原料液放置在双口瓶，通过搅拌器充分搅拌，并开始加热油浴锅，当加热温度在70℃时，原料液开始回流，维持温度回流30分钟，向原料液中补充加入100ml丙酮溶液，继续维持温度回流30分钟后停止加热，待原料液自然冷却至室温；
(3)在冷却后的原料液中添加稀盐酸中和未反应完全的氢氧化钠，充分搅拌后成混合液，将混合液倒入冰水中充分搅拌后进行抽滤，所得滤饼放入真空干燥箱干燥后，获得聚乙烯醇氰乙基醚固体；
(4)将(3)中所获得固体溶解在强极性溶剂中，然后将该溶解液与封闭型单异氰酸酯稀溶液以1:1.2的官能团摩尔数比例混合搅拌，加热至50～60℃反应3～5小时后，最后获得改性聚乙烯醇树脂溶液；
其中，所述强极性溶剂为DMF或DMSO，所述封闭型单异氰酸酯稀溶液为对氯苯基异氰酸酯稀溶液或环己基异氰酸酯稀溶液。
3.根据权利要求1或2中所述的改性聚乙烯醇树脂的应用，用于冷光片内反光绝缘层中的印刷介质层。
4.根据权利要求3所述的改性聚乙烯醇树脂的应用，印刷厚度为25μm。
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