CN104513631B - 聚乙烯醇缩丁醛胶片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚乙烯醇缩丁醛胶片及其制备方法。该聚乙烯醇缩丁醛胶片包括含有聚乙烯醇缩丁醛树脂和增塑剂的片状基体，以及分散于所述片状基体中的隔热隔音复合材料颗粒；其中，按重量份计，所述聚乙烯醇缩丁醛树脂含量为75～84份、增塑剂含量为15～20份、隔热隔音复合材料颗粒含量为1～5份；且所述隔热隔音复合材料颗粒是以具有反射红外线功能的纳米材料为核体，以隔音棉为壳层的壳核式结构。本发明提供的聚乙烯醇缩丁醛胶片，通过掺杂壳核式结构的隔热隔音复合材料颗粒，实现了单层聚乙烯醇缩丁醛胶片同时具有良好的隔热和隔音效果，结构简单，简化了制作工艺，节约了原料成本，适于推广使用。

Description

聚乙烯醇缩丁醛胶片及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及聚乙烯醇缩丁醛胶片及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片是制造夹层玻璃用的通用粘合材料，现有工艺为聚乙烯醇缩丁醛树脂经增塑剂塑化挤压成型。以PVB胶片为粘合材料制成的夹胶玻璃，可见光透光率大于70%，能保持建筑物及汽车玻璃的通透性。其中PVB胶片还能吸收99％以上的紫外线，避免室内人体和家具衣物等受到紫外线伤害。但PVB胶片不能阻挡红外线在夹胶玻璃中穿透，致使节能效果差。而且，虽然PVB胶片对声波有一定的阻尼功能，但是远远不能满足隔音要求严格的场合。因此，现有的普通PVB胶片无法应用于隔热隔音要求严格的夹胶玻璃中。

针对上述普通PVB胶片的不足，人们做了一系列的改进。例如，有人将掺锡氧化铟等具有反射红外线功能的纳米材料掺杂到普通PVB膜中，利用这些纳米材料优异的吸热功能，从而改善隔热效果；还有人提高PVB膜的厚度，从而提高隔音效果。但是，上述单层PVB胶片的隔热、隔音效果改进有限，仍然无法满足使用要求。因此，有人采用多层复合结构的隔热和/或隔音胶片，例如，在两片PVB胶片之间夹持特殊的隔热膜；或在两片PVB胶片之间夹持特殊的隔音膜；或在两片隔热PVB胶片之间再夹持隔音膜的“三明治”式结构，但是，这样既提高了原料成本，又增加了生产难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种隔热隔音效果好的聚乙烯醇缩丁醛胶片，以解决现有聚乙烯醇缩丁醛胶片隔热隔音效果差的技术问题。

本发明的另一目的是提供一种工艺简单，条件易控，生产成本低的聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种聚乙烯醇缩丁醛胶片，其包括含有聚乙烯醇缩丁醛树脂和增塑剂的片状基体，以及分散于所述片状基体中的隔热隔音复合材料颗粒；按重量份计，所述聚乙烯醇缩丁醛树脂含量为75～84份、增塑剂含量为15～20份、隔热隔音复合材料颗粒含量为1～5份；且所述隔热隔音复合材料颗粒是以具有反射红外线功能的纳米材料为核体，以隔音棉为壳层的壳核式结构。

以及，一种聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，包括以下步骤：

按照上述的聚乙烯醇缩丁醛胶片中的聚乙烯醇缩丁醛树脂、增塑剂和隔热隔音复合材料颗粒的量称取相应组分；

将相应组分进行混料处理后挤出成型，得到聚乙烯醇缩丁醛胶片。

上述聚乙烯醇缩丁醛胶片中掺杂的壳核式结构的隔热隔音复合材料颗粒，其中，该颗粒的核体采用具有反射红外线功能的纳米材料，可以有效地反射红外光，从而实现隔热；该颗粒的壳层采用隔音棉，可以有效地吸收噪音；核体和壳层共同构成纳米级别的隔热隔音颗粒。而且，通过这种壳核式结构，即隔热材料作为核体和隔音材料作为壳层这种结构，使隔热材料和隔音材料均能在胶片内部均匀分布，从而克服了隔热材料或隔音材料局部分散不均的问题，实现了单层聚乙烯醇缩丁醛胶片同时具有良好的隔热和隔音效果。此外，与现有的多层复合结构隔热隔音胶片相比，该单层的聚乙烯醇缩丁醛胶片结构简单，无需复杂的多层复合工序，简化了制作工艺，节约了原料成本，使夹胶玻璃的厚度较薄，符合现代轻巧微型化设计的要求。

上述聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，原料易得，制备方法简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低，适于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例提供的PVB胶片示意图。

图2是图1中PVB胶片掺杂的壳核式隔热隔音复合材料颗粒示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种聚乙烯醇缩丁醛胶片，如图1所示，其包括含有聚乙烯醇缩丁醛树脂和增塑剂的片状基体1，以及分散于上述片状基体1中的隔热隔音复合材料颗粒2；按重量份计，其含有如下组分：

所述聚乙烯醇缩丁醛树脂含量为75～84份、增塑剂含量为15～20份、隔热隔音复合材料颗粒2含量为1～5份。其中，聚乙烯醇缩丁醛树脂和增塑剂一起构成了片状基体1。

具体地，在上述片状基体1中，聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂作为胶片的主要基体材料，与增塑剂共混挤出时，可增加PVB胶片的柔韧性，使之更容易加工。在优选实施例中，该塑化剂为三甘醇双正庚酸酯。

如图2所示，上述隔热隔音复合材料颗粒2是以具有反射红外线功能的纳米材料为核体21，以隔音棉为壳层22的壳核式结构。该隔热隔音复合材料颗粒2以适当的比例分散于上述片状基体1中，可使单层PVB胶片同时具有良好的隔热、隔音效果。其中，该颗粒的核体采用具有反射红外线功能的纳米材料，可以有效地反射红外光，从而实现隔热；该颗粒的壳层采用隔音棉，可以有效地吸收噪音；核体和壳层共同构成纳米级别的隔热隔音颗粒。而且，发明人经实验研究发现，如果将上述具有反射红外线功能的纳米材料和隔音棉直接掺杂在PVB胶片中，由于掺杂分布的随机性，具有隔热效果的纳米材料和具有隔音效果的隔音棉很难均匀地的分布在胶片中；而通过这种壳核式结构，即隔热材料作为核体和隔音材料作为壳层这种结构，使隔热材料和隔音材料均能在胶片内部均匀分布，从而克服了上述隔热材料或隔音材料局部分散不均的问题，比上述直接掺杂的方法获得了更好的隔热隔音效果。

在优选实施例中，上述隔热隔音复合材料颗粒2的粒径为10～30nm。在另一优选实施例中，上述隔热隔音复合材料颗粒核体21的粒径为5～10nm。在另一优选实施例中，上述隔热隔音复合材料颗粒壳层22的厚度为2.5～10nm。在上述核体粒径和壳层厚度范围内，可使PVB胶片保持良好的透光率。

在具体实施例中，作为核体21的具有反射红外线功能的纳米材料为掺锡氧化铟、掺锑氧化铟、掺氟氧化锡、掺铝氧化锌中的至少一种，这些纳米材料具有优异的阻挡红外线的功能，有效地起到隔热效果。

上述隔音棉可以采用常用的商品隔音棉。在优选实施例中，上述隔音棉可以为以高分子材料为主体经发泡形成的发泡隔音棉，或者以高分子材料为主体经纤维化形成的纤维隔音棉。在具体实施例中，上述隔音棉可以为聚氨酯发泡隔音棉或聚酯纤维隔音棉。

上述实施例提供的聚乙烯醇缩丁醛胶片，通过掺杂壳核式结构的隔热隔音复合材料颗粒，使隔热材料和隔音材料均能在胶片内部均匀分布，避免了局部分散不均的问题，实现了单层聚乙烯醇缩丁醛胶片同时具有良好的隔热和隔音效果。而且，通过调节隔热隔音复合材料颗粒粒径、核体粒径和壳层厚度，使胶片具有良好的透光率；通过调节隔热隔音复合材料颗粒的掺杂比例，保证胶片的透明、隔热、隔音效果的同时又优化了胶片的综合性能。上述实施例提供的聚乙烯醇缩丁醛胶片克服了现有的单层聚乙烯醇缩丁醛胶片隔热、隔音效果差的问题，而且与现有的多层复合结构隔热隔音胶片相比，该单层的聚乙烯醇缩丁醛胶片结构简单，无需复杂的多层复合工序，简化了制作工艺，节约了原料成本，使夹胶玻璃的厚度较薄，符合现代轻巧微型化设计的要求。

本发明实施例还提供一种聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，包括以下步骤：

S01.称取各组分：按照上述的聚乙烯醇缩丁醛胶片中的聚乙烯醇缩丁醛树脂、增塑剂和隔热隔音复合材料颗粒的量称取相应组分；

S02.混合挤出成型：将相应组分进行混料处理后挤出成型，得到聚乙烯醇缩丁醛胶片。

具体地，上述步骤S01中聚乙烯醇缩丁醛树脂、增塑剂、隔热隔音复合材料颗粒各组分如上文所述，在此不再重复阐述。

在优选实施例中，上述隔热隔音复合材料颗粒可以通过以下制备方法得到，该制备方法包括以下步骤：

S001.制备含纳米材料的分散液：将20～30重量份的具有反射红外线功能的纳米材料、0.1～1重量份的分散剂、0.1～1重量份的消泡剂加入60～80重量份的溶剂中，研磨，得到含有重量百分比为20%～30%的纳米材料的分散液；

S002.制备核壳式结构的颗粒：将50～60重量份的隔音棉溶解于上述纳米材料的分散液中，得到粘性溶胶，陈化直至所述粘性溶胶固化为凝胶状固体，粉碎，得到隔热隔音复合材料颗粒。

在步骤S001中，上述具有反射红外线功能的纳米材料与上文相同，在此不再重复阐述。在优选实施例中，上述分散剂可以为磷酸钠、硅酸钠、硫酸钠中的至少一种；在另一优选实施例中，上述消泡剂可以为二甲醚、二乙醚、二丙醚中的至少一种；在又一优选实施例中，上述溶剂可以为乙醇、乙二醇、丙三醇中的至少一种。

将上述各组分混合后，先在2300～3000转/分的高速下搅拌15～20分钟，然后在纳米研磨机中循环研磨4～8小时，使纳米材料的粒径为5～10nm。

在步骤S002中，上述陈化是指将上述粘性溶胶在室温下静置1～5小时，室温是指20～30℃。然后将陈化后固化得到的凝胶状固体粉碎，粉碎后颗粒大小为10～30nm。

通过上述制备方法，即可得到以具有反射红外线功能的纳米材料为核体，以隔音棉为壳层的壳核式结构的隔热隔音复合材料颗粒。

在步骤S02中，上述挤出成型的工艺条件为加热温度为80～133℃，挤出压力为1.0～1.5MPa，挤出厚度设为0.38～0.76mm。

上述实施例提供的聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，只需将各原料混合、挤出成型即可，制备方法简单，条件易控，原料易得，成本低廉，对设备要求低，适于工业化生产。

现通过以下实施例对本发明进行进一步详细的说明。

实施例1

取20重量份的掺锡氧化铟粉末，加入到78.3重量份的乙醇溶剂中，再加入1重量份的磷酸钠分散剂和0.7重量份的二甲醚消泡剂，2500转/分的速度下搅拌20分钟后，在纳米研磨机中循环研磨4小时，得到质量百分比约为20%的掺锡氧化铟分散液。

取50重量份的隔音棉，溶解到100重量份的上述20%的掺锡氧化铟分散液中，得到粘性溶胶。室温下陈化约2小时后，该粘性溶胶固化为凝胶状固体。将该固体取出并粉碎成细微粉末，就得到隔音棉包裹掺锡氧化铟的壳核式隔热隔音复合材料。

取77重量份的商品PVB树脂粉，20重量份的三甘醇双正庚酸酯增塑剂，3重量份的上述壳核式隔热隔音复合材料，搅拌均匀后，利用挤出机制得厚度为0.38～0.76mm毫米的胶片，就得到了掺杂壳核式隔热隔音复合材料的PVB胶片。

实施例2

取30重量份的掺铝氧化锌粉末，加入到68.3重量份的乙二醇溶剂中，再补加1重量份的商品硫酸钠分散剂和0.7重量份的二丙醚消泡剂，2700转/分的速度下搅拌20分钟后，在纳米研磨机中循环研磨5小时，得到质量百分比为30%的掺铝氧化锌分散液。

取60重量份的隔音棉，溶解到100重量份的上述30%的掺铝氧化锌分散液中，得到粘性溶胶。室温下陈化约4小时后，该粘性溶胶固化为凝胶状固体。将该固体取出并粉碎成细微粉末，就得到隔音棉包裹掺铝氧化锌的壳核式隔热隔音复合材料。

取76重量份的商品PVB树脂粉，20重量份的三甘醇双正庚酸酯增塑剂，4重量份的上述壳核式隔热隔音复合材料，搅拌均匀后，利用挤出机制得厚度为0.38～0.76mm毫米的胶片，就得到了掺杂壳核式隔热隔音复合材料的PVB胶片。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚乙烯醇缩丁醛胶片，其包括含有聚乙烯醇缩丁醛树脂和增塑剂的片状基体，以及分散于所述片状基体中的隔热隔音复合材料颗粒；其中，按重量份计，所述聚乙烯醇缩丁醛树脂含量为75～84份、增塑剂含量为15～20份、隔热隔音复合材料颗粒含量为1～5份；且所述隔热隔音复合材料颗粒是以具有反射红外线功能的纳米材料为核体，以隔音棉为壳层的壳核式结构。

2.如权利要求1所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片，其特征在于：所述核体粒径为5～10纳米，和/或所述壳层的厚度为2.5～10纳米。

3.如权利要求1或2所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片，其特征在于：所述具有反射红外线功能的纳米材料为掺锡氧化铟、掺锑氧化铟、掺氟氧化锡、掺铝氧化锌中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片，其特征在于：所述增塑剂为三甘醇双正庚酸酯。

5.如权利要求1或2所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片，其特征在于：所述聚乙烯醇缩丁醛胶片的厚度为0.38～0.76mm。

6.一种聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，包括以下步骤：

按照权利要求1-4任一项所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片中的聚乙烯醇缩丁醛树脂、增塑剂和隔热隔音复合颗粒材料的量称取相应组分；

将相应组分进行混料处理后挤出成型，得到聚乙烯醇缩丁醛胶片。

7.如权利要求6所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，其特征在于：所述隔热隔音复合材料颗粒的制备方法包括如下步骤：

将20～30重量份的具有反射红外线功能的纳米材料、0.1～1重量份的分散剂、0.1～1重量份的消泡剂加入60～80重量份的溶剂中，研磨，得到含有重量百分比为20％～30％的纳米材料的分散液；

将50～60重量份的隔音棉溶解于所述纳米材料的分散液中，得到粘性溶胶，陈化直至所述粘性溶胶固化为凝胶状固体，粉碎，得到隔热隔音复合材料颗粒。

8.如权利要求7所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，其特征在于：所述陈化是将所述粘性溶胶在室温下静置1～5小时。

9.如权利要求7所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，其特征在于：所述分散剂为磷酸钠、硅酸钠、硫酸钠中的至少一种；和/或所述消泡剂为二甲醚、二乙醚、二丙醚中的至少一种；和/或所述溶剂为乙醇、乙二醇、丙三醇中的至少一种。

10.如权利要求6～9任一项所述的聚乙烯醇缩丁醛胶片的制备方法，其特征在于：所述挤出成型的步骤中，加热温度为80～133℃，挤出压力为1.0～1.5MPa。