CN104292720B - 一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜及其制备方法 - Google Patents
一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛纳米复合隔热膜，原料组成按照质量份数计算如下：PVB：15份；纳米掺铝氧化锡：0.075‑0.6份；偶联剂：0.0045‑0.036份；分散剂：0.015‑0.12份；分散介质：1.5‑12份；抗氧化剂：0.1‑0.3份；成膜剂：100‑300份；增塑剂：0‑0.8份；PVB组成按照质量份数计算为：聚乙烯醇：5‑15份；蒸馏水：100‑200份；表面活性剂：0.05‑2份；催化剂：0.2‑4份；正丁醛：3‑15份；所述催化剂为多元有机酸。采用共混法制备PVB纳米掺铝氧化锡复合隔热膜透明性良好，断裂伸长率明显提高，减轻了浓盐酸对设备的腐蚀程度和对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于聚合物/纳米粒子复合材料领域，涉及一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)纳米透明隔热膜及其制备方法，具体涉及一种多元有机酸作为催化剂合成PVB以及PVB纳米复合透明隔热膜的制备方法，主要应用于建筑节能、汽车节能的安全玻璃等行业。
背景技术
节能环保始终备受各国关注，然而温室效应及大面积玻璃墙和窗户均使得空调能耗日益增大，安全玻璃因其安全、隔音、隔热、抗紫外线等优异的性能被广泛应用于建筑业和汽车行业。隔热型安全玻璃的隔热效果完全取决其所用的膜材料。
太阳光辐射中的能量绝大部分在可见光区与近红外光区，而紫外线和近红外光线对人的视觉不仅没有贡献，且近红外光区中的能量占了太阳光谱能量中的一半。当太阳光透过玻璃传递入室内时，若在保证室内的采光前提下，尽可能降低红外光区热辐射和紫外线的透过率，一定程度上避免了室内温度过高，从而减少了空调使用率，这对于节能环保具有较大的意义。因此，开发出具有良好防紫外、隔热、抗冲击且不影响透明性的多功能安全玻璃专用膜，具有很大的实用价值。
采用屏蔽紫外线及对红外线有反射作用的纳米粒子作为功能添加剂，能够使材料达到屏蔽紫外线和反射太阳光中的红外线进而阻隔红外热辐射的功能。例如中国专利CN101993657A公开了一种智能纳米透明保温隔热玻璃涂料，该涂料以有机硅树脂、纳米ITO等氧化物、稀释剂及助剂为组分，合成智能纳米透明保温隔热玻璃涂料，玻璃涂膜后使节能玻璃的热工性能可随气候变化进行智能调节，实现冬季保温、得热与夏季的遮阳、采光、隔热功能，提高节能效果，然而该法制得的节能玻璃未见其具备良好的抗冲击性能；中国专利CN200410014672.4公开了一种纳米透明隔热复合涂料及其该涂料的隔热效果测试装置，涂料由高分子树脂(如聚氨酯)、纳米隔热粉体(ITO或ATO)、涂料助剂和稀释剂等组成，该涂料具有附着力强、透明、隔热等特点，适用于汽车玻璃和建筑玻璃上适用。两种专利所述制备为涂料，均不能作为膜材料直接使用。而中国专利CN102304261A公开了一种隔热透明聚乙烯醇缩丁醛纳米复合材料及其制备方法，通过原位分散法制备了PVB/ITO透明隔热复合材料，该材料具有优异的透光性、红外反射率和力学性能，可以作为隔热安全玻璃中的夹层中间胶膜使用。
上述专利普遍采用具有优良的红外反射率及可见光透过率的纳米ITO和纳米ATO，但因其原料较为稀贵，所制备的隔热透明材料适用于高档市场，并不能满足大众化市场的需求。为继续进一步降低生产成本，急需寻找纳米ITO和ATO的替代品。
聚乙烯醇缩丁醛是一种无毒、无臭、无腐蚀性的热塑性树脂。PVB经过加工制成的薄膜常用于制作安全玻璃的夹层材料，该安全玻璃透明度高，抗冲击性好，还有一定的防紫外线、隔热、隔音及防盗性能，广泛应用于汽车和建筑领域。目前，传统的PVB制备工艺是以聚乙烯醇、正丁醛为原料，以浓盐酸为催化剂，加入适量的表面活性剂，经过缩醛反应制得粉末状的PVB树脂。该方法的不足之处在于，反应体系中的浓盐酸会使缩醛反应进行得过于剧烈，从而导致反应不完全、PVB粒度不均匀且缩醛度不高。此外，浓盐酸还具有易挥发、污染空气、腐蚀设备等缺点。为此，中国专利CN103183756A公开了一种采用固体有机酸作为催化剂制备聚乙烯醇缩丁醛的方法，采用对甲苯磺酸代替浓盐酸作为催化剂，制备得到粒径均匀、缩醛度高的PVB树脂，但对甲苯磺酸的成本相对较高，且纯PVB胶膜防紫外线隔热性能一般。
随着建筑和汽车行业的快速发展，人们对隔热型安全玻璃用PVB中间胶膜需求量与日俱增。因此迫切需要开发成本较低，适用于大众化市场且有良好防紫外线隔热隔音透明及抗冲性的安全玻璃用PVB胶膜。
发明内容
本发明目的在于公开涉及一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜及其制备方法，以聚乙烯醇(PVA)、正丁醛为原料，采用多元有机酸替代浓盐酸作为催化剂，通过缩醛化反应制备出粒度均匀、缩醛度高的PVB树脂，较大程度上减轻了对环境的污染以及对设备的腐蚀程度，降低了原料成本。选用纳米掺铝氧化锡作为功能添加剂，经过硅烷偶联剂及分散剂的双重处理，借助超声波分散与PVB、抗氧化剂及成膜剂进行共混，得到均相溶液后，倒入模具中成型，得到一系列PVB纳米掺铝氧化锡复合隔热膜。该纳米复合材料隔热膜透明性良好，具有很好的紫外线屏蔽效果和反射红外热辐射的能力，并且有较好的力学性能尤其断裂伸长率等韧性指标明显提高，工艺操作简单，达到了优良的节能效果。
本发明所采用的技术方案如下，一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜，原料组成按照质量份数计算如下：PVB：15份；纳米掺铝氧化锡：0.075-0.6份；偶联剂：0.0045-0.036份；分散剂：0.015-0.12份；分散介质：1.5-12份；抗氧化剂：0.1-0.3份；成膜剂：100-300份；增塑剂：0-0.8份；所述PVB的组成按照质量份数计算为：聚乙烯醇：5-15份；蒸馏水：100-200份；表面活性剂：0.05-2份；催化剂：0.2-4份；正丁醛：3-15份；所述催化剂为多元有机酸。
优选地，所述成膜剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
进一步地，所述纳米掺铝氧化锡的表面改性剂是偶联剂及分散剂，其中偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；其中分散剂为聚磷酸类、聚硅酸类、聚羧酸类、聚酯和聚醚型超分散剂中的一种，优选为聚醚型超分散剂，如市售的超分散剂6300、超分散剂598。
进一步地，所述分散介质为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种；所述抗氧化剂为苯酚类、酚类、膦类、酯类有机物的一种，优选为苯酚类，如2,6-二叔丁基对甲基苯酚、抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)等。
进一步地，所述增塑剂为酯类，如三甘醇或四甘醇的脂肪族二酯、邻苯二甲酸二异辛酯、癸二酸二烷基酯、乙二酸二烷基酯、磷酸三有机酯，优选为三甘醇-二(2-乙基己酸酯)或四甘醇二庚酸酯。
优选地，所述催化剂为多元有机酸，具体为顺丁烯二酸酐、柠檬酸中的一种。
优选地，所述纳米掺铝氧化锡、偶联剂、分散剂、分散介质的质量比为1:0.06:0.2:20。
优选地，所述聚乙烯醇、蒸馏水、表面活性剂、催化剂、正丁醛的质量比为1:20:0.01:0.06:0.6。
所述一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛隔热膜的制备方法为，以多元有机酸为催化剂，在表面活性剂的存在下向聚乙烯醇溶液中加入正丁醛，经过缩醛化反应制得PVB树脂，用偶联剂及分散剂对纳米掺铝氧化锡粒子进行表面改性处理，通过超声波将其分散于PVB溶液中，再与抗氧化剂搅拌，得到均相溶液后，倒入模具中成型，得到PVB纳米掺铝氧化锡复合隔热膜。
具体地，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按照上述质量份数称取原料，将聚乙烯醇和蒸馏水加入到装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，搅拌混合后升温至85-95℃，待聚乙烯醇完全溶解后，冷却至50℃，加入上述质量份数的表面活性剂和多元有机酸催化剂，待其完全溶解后，冷却至10-15℃。用恒压漏斗缓慢滴加上述质量份数的正丁醛，滴完继续保持直至沉淀析出，在2-4h内升温至45-50℃后，继续反应1-3h。用NaOH溶液对反应得到的沉淀物进行中和，并浸泡一段时间，水洗，过滤，干燥，得到PVB树脂；
(2)按照上述质量份数称取纳米掺铝氧化锡粒子、偶联剂、分散剂及分散介质，混合后超声波分散20-300min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(3)称取步骤(1)制得的PVB、成膜剂和抗氧化剂，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(2)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散40-360min，继续搅拌，得到浓度为0.05-0.1g/mL的均相溶液，倒入模具中成膜，得到PVB纳米掺铝氧化锡复合隔热膜。
本发明选用多元有机酸作为催化剂，采用无毒、低成本的纳米掺铝氧化锡作为功能粒子，利用超声波将表面改性过的纳米粒子分散于PVB基体中，制备出PVB复合隔热膜。该透明隔热膜可直接用于加工制备防紫外、抗冲击且隔热隔音透明的多功能安全玻璃，不仅降低了原材料成本，而且很大程度上减轻了浓盐酸对设备的腐蚀程度和对环境的污染，还很大程度提高了材料的断裂伸长率，且操作工艺简单，可满足众多的大众化市场需求，达到节能环保的目的。
附图说明
图1为实施例1制备的PVB和实施例3制备的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜的红外谱图。
图2为PVB掺铝氧化锡复合隔热膜与PVB薄膜的透射光谱图。
图3为PVB、PVB掺铝氧化锡复合隔热膜的热失重(TG)对比图。
图4为自制的隔热性能效果测试装置图，其中1为碘钨灯；2为精密温度计；3为挡板；4为保温层；5为密闭保温容器；6为盖板。
具体实施方式
以下结合附图及具体实例进一步描述本发明，但这些实施例并不用于限制本发明的范围。
本发明所述的分散剂为超分散剂，如由上海泰格聚合物技术有限公司提供的超分散剂6300，超分散剂598；
本发明所用的纳米掺铝氧化锡粉体，其原料采用含锡化合物和含铝化合物，以下仅作举例说明，配方按重量份数计为：五水四氯化锡：10份；九水硝酸铝：0.5-10份。制备方法可采用溶胶-凝胶法、磁控溅射法、化学气相沉积法、喷雾热解法、脉冲激光沉积法、水热法、均匀沉淀法中的一种方法制成。本发明中仅以五水四氯化锡与九水硝酸铝的质量比为1:0.24，并采用均匀沉淀法做详细说明：分别称取10g五水四氯化锡和2.4g九水硝酸铝，加入30mL蒸馏水和少量盐酸，使其溶解，过滤除去不溶物质，在快速搅拌下缓慢滴加氨水，调节pH值至5，生成白色沉淀。静置陈化3h，过滤，用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次，过滤，在80℃下恒温干燥，得前驱体粉末。将前驱体在600℃温度下煅烧2h，制得白色掺铝氧化锡纳米粒子。以下实施例中采用此方法制得的纳米粉体。其他方法也适用于本发明，在此不多赘述。
本发明所述PVA型号为1799型；本发明采用美国尼高力公司提供的NicoletAvatar 370傅立叶红外变换光谱仪测试所制备的PVB纳米复合材料薄膜，扫描范围为400-4000cm-1，扫描16次，分辨率为0.4cm-1；采用日本岛津公司UV-3600型紫外-可见光-近红外分光光度计测试所制备的PVB纳米复合膜片在200-2500nm光波长范围内的透过率，表征其光学性能；采用上海现代环境工程技术有限公司提供的PPH-1铅笔硬度计对PVB纳米复合材料薄膜进行硬度测试；本发明按照国标GB/T1040.3-2006采用WDT30型微机控制万能材料试验机测试PVB纳米复合薄膜的力学性能；本发明采用美国TG仪器公司提供SDTQ-600型TG测试仪测试PVB纳米复合材料的耐热性能。
利用图4中的装置测试密闭保温容器中的空腔温度。其中照射光源采用与太阳光能量相近的碘钨灯(功率500W)，灯源距离盖板300mm，测试时盖板以玻璃/被测隔热透明薄膜/玻璃的结构封住保温容器，打开光源，用精密温度计测量并记录密闭保温容器中空腔内空气温度随照射时间的温度变化，在同样照射条件下比较不同样品的温度-时间曲线，计算空腔内空气的最终温度与初始温度的差，从而宏观评价材料的隔热性能。
实施例1
(1)分别称取100g PVA、2000g蒸馏水，加入到装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，升温至90℃，待PVA完全溶解后，冷却至50℃，加入1g十二烷基硫酸钠和6g马来酸酐，待其完全溶解后，冷却至15℃。称取60g正丁醛，用恒压漏斗缓慢向上述混合溶液中，滴完继续保持直至沉淀析出，在2h内升温至45℃后，继续反应2h。用NaOH溶液对反应得到的沉淀物进行中和，并浸泡4h，水洗，过滤，干燥，得到PVB树脂；
(2)称取步骤(1)制得的15g PVB树脂、0.3g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)及300mL乙醇，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液，倒入模具中成膜，得到PVB薄膜。性能测试见表1。
实施例2
(1)分别称取0.075g纳米掺铝氧化锡粒子(通过上述方法制得的，下同)、0.0045gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.015g超分散剂598及1.5g乙醇，混合后超声波分散40min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(2)称取实例1中制得的15g PVB树脂、300mL乙醇和0.3g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(1)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散60min，继续搅拌，得到均相溶液，倒入模具中成膜，制得掺铝氧化锡含量为0.5％(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。性能测试见表1。
实施例3
(1)分别称取0.15g纳米掺铝氧化锡粒子、0.009gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.03g超分散剂598及3g乙醇，混合后超声波分散20min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(2)称取实例1中制得的15g PVB树脂、600mL乙醇和0.3g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(1)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散40min，继续搅拌，得到均相溶液，倒入模具中成膜，制得掺铝氧化锡含量为1％(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。性能测试见表1。
从图中1中可以看出，红外光谱中3434.39cm-1和3423.46cm-1处分别为纯PVB薄膜和PVB掺铝氧化锡复合隔热膜的羟基吸收峰，可以看出PVB复合隔热膜的羟基吸收峰发生红移，说明复合材料中PVB的羟基与掺铝氧化锡的羟基形成了网络结构。1129.50cm-1和1130.62cm-1处是-C-O-C-O-C-的不对称伸缩振动峰。实施例3中PVB复合隔热膜红外光谱中663.86cm-1处为-O-Sn(Al)-O-伸缩振动峰。
从图2中可以看出：添加了1％纳米掺铝氧化锡的PVB纳米复合隔热膜大大降低了紫外光的透过率，并且一定程度上降低了红外光区的透过率，可见光透过率在70％以上，证明该材料对光的透过性具有明显的光谱选择性。
从图3中可以看出在PVB中加入纳米掺铝氧化锡，使材料的耐热性能得到大幅度提高。
实施例4
(1)分别称取0.15g纳米掺铝氧化锡粒子、0.036gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.03g超分散剂598及3g乙醇，混合后超声波分散40min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(2)称取实例1中制得的15g PVB树脂、300mL乙醇和0.1g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(1)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散60min，继续搅拌，得到均相溶液，倒入模具中成膜，制得掺铝氧化锡含量为1％(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。性能测试见表1。
实施例5
(1)分别称取0.15g纳米掺铝氧化锡粒子、0.009gγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、0.12g超分散剂598及3g乙醇，混合后超声波分散40min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(2)称取实例1中制得的15g PVB树脂、450mL乙醇和0.3g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(1)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散60min，继续搅拌，得到均相溶液，倒入模具中成膜，制得掺铝氧化锡含量为1％(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。性能测试见表1。
实施例6
(1)分别称取0.3g纳米掺铝氧化锡粒子、0.018gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.06g超分散剂6300及6g乙醇，混合后超声波分散100min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(2)称取实例1中制得的15g PVB树脂、300mL乙醇和0.2g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(1)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散200min，继续搅拌，得到均相溶液，倒入模具中成膜，制得掺铝氧化锡含量为2％(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。性能测试见表1。
实施例7
(1)分别称取0.45g纳米掺铝氧化锡粒子、0.027gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.09g超分散剂598及9g乙醇，混合后超声波分散40min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(2)称取实例1中制得的15g PVB树脂、300mL乙醇和0.1g 2,6-二叔丁基对甲基苯酚，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(1)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散60min，继续搅拌，得到均相溶液，倒入模具中成膜，制得掺铝氧化锡含量为3％(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。性能测试见表1。
实施例8
(1)分别称取0.6g纳米掺铝氧化锡粒子、0.036g N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.12g超分散剂598及1.5g乙醇，混合后超声波分散300min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(2)称取实例1中制得的15g PVB树脂、300mL乙醇和0.3g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(1)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散360min，继续搅拌，得到均相溶液，倒入模具中成膜，制得掺铝氧化锡含量为4％(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。性能测试见表1。
实施例9
(1)分别称取0.3g纳米掺铝氧化锡粒子、0.018gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.06g超分散剂598及6g乙醇，混合后超声波分散40min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(2)称取实例1中制得的15g PVB树脂、300mL乙醇、0.8g增塑剂四甘醇二庚酸酯和0.3g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(1)制得的纳米掺铝氧化锡分散液，再超声波分散60min，继续搅拌，得到均相溶液，倒入模具中成膜，制得掺铝氧化锡含量为2％(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。性能测试见表1。
对比实施例1
(1)分别称取100g PVA、2000g蒸馏水，加入到装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，升温至90℃，待PVA完全溶解后，冷却至室温，加入1g十二烷基硫酸钠和20g浓盐酸，待其完全溶解后，冷却至15℃。称取60g正丁醛，用恒压漏斗缓慢向上述混合溶液中，滴完继续保持直至沉淀析出，在2h内升温至45℃后，继续反应2h。用NaOH溶液对反应得到的沉淀物进行中和，并浸泡4h，水洗，过滤，干燥，得到PVB树脂；
(2)称取步骤(1)制得的15g PVB树脂、0.3g抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)及300mL乙醇，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液，倒入模具中成膜，得到PVB薄膜。性能测试见表1。
对比实施例2
将实施例2中的采用的PVB树脂替换为对比实施例1中的PVB树脂，其他条件不变，性能测试表1。
表1 各实施例所制得的PVB及掺铝氧化锡复合隔热膜的性能
注：ΔT表示各样品在500W的钨丝灯照射60min后，密闭保温空腔内空气的最终温度与初始温度的差。
由表1可见：实施例1和对比实施例1分别为采用马来酸酐和浓盐酸为催化剂制备而得的纯PVB薄膜，可以看出采用多元酸马来酸酐作为催化剂，PVB的力学性能尤其断裂伸长率得到了明显的提高；实施例2和对比实施例2相比只是采用PVB原料不同，导致断裂伸长率有很大不同。实施例1为未添加纳米掺铝氧化锡的PVB薄膜，其可见光透过率为91％，△T即密闭保温空腔内最终温度与初始温度差为35.1℃，而实施例2、3、4、5采用添加纳米掺铝氧化锡分别为0.5％和1％质量分数(以PVB质量计)的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜作为隔热盖板时，其密闭保温空腔内最终温度与初始温度差分别为31.2℃、30.1℃、29.7℃、29.8℃，与实施例1纯PVB相比，均有较大程度的下降，说明添加少量纳米掺铝氧化锡后的PVB掺铝氧化锡复合隔热膜的隔热效果明显优于纯PVB材料，且隔热效果较为明显，这与图2中的结果相一致。同时，添加纳米掺铝氧化锡的PVB复合材料的力学性能也有较大幅度的提高，但可见光区的透过率也有所降低，且随着掺铝氧化锡加入量的增加，可见光区的透过率逐渐降低，根据汽车隔热膜的公共安全行业标准GA/T744《汽车车窗玻璃遮阳膜》中的“汽车用前挡膜透光率须达到70％以上”这一要求，实施例2、3、4、5均符合要求(掺铝氧化锡含量为0.5-1％(以PVB质量计))。此外，添加纳米掺铝氧化锡的PVB复合隔热膜的硬度也较大程度的增加。
Claims (8)
1.一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜，其特征在于：原料组成按照质量份数计算如下：PVB：15份；纳米掺铝氧化锡粉体：0.075-0.6份；偶联剂：0.0045-0.036份；分散剂：0.015-0.12份；分散介质：1.5-12份；抗氧化剂：0.1-0.3份；成膜剂：100-300份；增塑剂：0-0.8份；所述PVB的组成按照质量份数计算为：聚乙烯醇：5-15份；蒸馏水：100-200份；表面活性剂：0.05-2份；催化剂：0.2-4份；正丁醛：3-15份；所述催化剂为顺丁烯二酸酐、柠檬酸中的一种。
2.如权利要求1所述的安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜，其特征在于：所述成膜剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
3.如权利要求1所述的安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜，其特征在于：所述的偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述的分散剂为聚磷酸类、聚硅酸类、聚羧酸类、聚酯和聚醚型超分散剂中的一种。
4.如权利要求1所述的安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜，其特征在于：所述抗氧化剂为酚类、膦类、酯类有机物的一种；
所述增塑剂为三甘醇或四甘醇的脂肪族二酯、邻苯二甲酸二异辛酯、癸二酸二烷基酯、乙二酸二烷基酯中一种或多种。
5.根据权利要求1所述的安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜，其特征在于：所述的抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲基苯酚或抗氧剂2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；所述的增塑剂为三甘醇-二(2-乙基己酸酯)或四甘醇二庚酸酯。
6.如权利要求1所述的安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜，其特征在于：所述纳米掺铝氧化锡、偶联剂、分散剂、分散介质的质量比为1:0.06:0.2:20。
7.如权利要求1所述的安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜，其特征在于：所述聚乙烯醇、蒸馏水、表面活性剂、催化剂、正丁醛的质量比为1:20:0.01:0.06:0.6。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜的制备方法，其特征在于，
所述制备方法的步骤为：
(1)按照上述质量份数称取原料，将聚乙烯醇和蒸馏水混合后升温至85-95℃，待聚乙烯醇完全溶解后，冷却至50℃，加入上述质量份数的表面活性剂和顺丁烯二酸酐或柠檬酸催化剂，待其完全溶解后，冷却至10-15℃，用恒压漏斗缓慢滴加上述质量份数的正丁醛，滴完继续搅拌至沉淀析出，在2-4h内升温至45-50℃后，继续反应1-3h，用NaOH溶液对反应得到的沉淀物进行中和，浸泡后，经水洗、过滤、干燥，得到PVB树脂；
(2)按照上述质量份数称取纳米掺铝氧化锡粒子、偶联剂、分散剂及分散介质，混合后超声波分散20-300min，得到纳米掺铝氧化锡分散液；
(3)称取步骤(1)制得的PVB、增塑剂四甘醇二庚酸酯、成膜剂和抗氧化剂，搅拌混合使其完全溶解，得到PVB溶液；加入步骤(2)制得的分散液，再超声波分散40-360min，继续搅拌，得到浓度为0.05-0.1g/mL的均相溶液，倒入模具中成膜，得到PVB掺铝氧化锡复合隔热膜。
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| CN201410487104.XA CN104292720B (zh) | 2014-09-23 | 一种安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛复合隔热膜及其制备方法 |
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