CN109135625A - 一种耐辐照、高透明度的玻璃夹层胶片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑全彩PVB胶片，具体涉及一种耐辐照、高透明度的建筑全彩PVB胶片，包括PVB树脂粉、增塑剂、抗氧剂、紫外吸收剂、湿润分散剂、有机颜料和气相二氧化硅。该PVB胶片通过气相二氧化硅对有机颜料表面进行改性处理，并在增塑剂、颜料混合过程中添加湿润分散剂研磨，使得颜料可以均匀分散在增塑剂中，控制颜料粒径分布，获得的全彩PVB胶片透明度高，颜色均匀、细腻，胶片色差小，夹层玻璃的雾度小。

Description

一种耐辐照、高透明度的玻璃夹层胶片及其制备方法

技术领域

本发明属于玻璃夹层材料领域，涉及一种耐辐照、高透明度的全彩玻璃夹层胶片及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是聚乙烯醇和丁醛的缩合物，是一种半透明的薄膜，无杂质，表面平整，有一定的粗糙度和良好的柔软性，对无机玻璃有很好的粘结力，具有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性，是当前世界上制造夹层、安全玻璃用的最佳粘合材料，同时在建筑幕墙、招罩棚、橱窗、银行柜台、监狱探视窗、炼钢炉屏幕及各种防弹玻璃等建筑领域也有广泛的应用。

在欧美，大部分建筑玻璃都采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)夹层玻璃，这不仅为了避免伤害事故，还因为PVB夹层玻璃有极好的抗震入侵能力。使用了PVB薄膜的夹层玻璃能阻隔声波，维持安静、舒适的办公环境。其特有的过滤紫外线功能，既保护了人们的皮肤健康，又可使家中的贵重家具、陈列品等摆脱褪色的厄运。它还有减弱太阳光的透射，降低制冷能耗等优点。

随着工业的发展与生活水平的提高，夹层玻璃的种类也越来越丰富，彩色的夹层玻璃也越来越得到人们的青睐，彩色玻璃装修是可以应用在大至窗户、幕墙、壁画、隔断，小至灯箱、工艺品，构成东方艺术一笔浓郁的色彩。光线通过彩色玻璃，进入室内，变得非常绚丽多彩，产生一些奇妙的效果，光与影的结合展现了彩色玻璃的强大魅力。

目前高端建筑用彩色PVB胶片基本上被国外的企业所垄断，国内生产的建筑彩色PVB胶片良莠不齐，在产品质量上仍存在较多的问题，很多胶片存在合成夹玻的透明度不好，耐辐照变色、褪色等问题。CN 103059641A公开了一种多彩PVB中间膜，通过添加染料制备得到彩色的PVB中间膜，但是染料在后期使用过程中经过辐照等后易发生颜色变暗等现象，同时也会引起玻璃的雾度增加，影响使用效果。

通常情况下，全彩PVB胶片一般均用挤出成型法直接成膜，即将所需的着色剂、增塑剂与PVB树脂直接混合，均匀溶解，在140℃的双螺杆挤出机挤成的彩色PVB片材，但是该方法得到的PVB胶片是均匀一色的彩色中间膜，其色彩分布不均匀，得到的胶片难以满足玻璃夹层的日常使用。例如专利申请CN 103740014A公开了一种彩色安全玻璃用夹层塑料薄膜，其包括PVB树脂、增塑剂、分散剂、透明染料组成，通过PVB树脂与增塑剂、分散剂、透明染料混合后加入挤出机中挤出制膜即得。其得到的薄膜颜色分布不均匀，透明度较低，并且在光照下逐渐发生变色。

因此，如何制备出一种耐辐照的全彩PVB胶片，并降低生产成本以适应目前日益增长的需求是目前亟需解决的问题。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷，本发明提供一种耐辐照、透明度高的玻璃夹层胶片，通过选用改性的有机颜料克服普通颜料耐光耐热性差的问题，并添加润湿分散剂辅助研磨，提高颜料在体系中的分散性，使得制备得到的胶片透明度更高，亮度、色调和饱和度等也进一步提升。

本发明提供一种耐辐照、透明度高的玻璃夹层胶片，其包括以下原料：PVB树脂粉、增塑剂、抗氧剂、紫外吸收剂、湿润分散剂、有机颜料、气相二氧化硅。

进一步地，所述玻璃夹层胶片，按照重量份数计，包括以下原料：60-70份PVB树脂粉、30-40份增塑剂、0.01-0.03份抗氧剂、0.01-0.02份紫外吸收剂、0.2-0.5份湿润分散剂、0.001-0.1份有机颜料、0.2-0.5份气相二氧化硅。

更进一步地，所述玻璃夹层胶片，按照重量份数计，包括以下原料：63-68份PVB树脂粉、32-37份增塑剂、0.01-0.02份抗氧剂、0.01-0.02份紫外吸收剂、0.3-0.4份湿润分散剂、0.005-0.05份有机颜料、0.3-0.4份气相二氧化硅。

更进一步地，所述玻璃夹层胶片，按照重量份数计，包括以下原料：65份PVB树脂粉、35份增塑剂、0.02份抗氧剂、0.015份紫外吸收剂、0.35份湿润分散剂、0.01份有机颜料、0.35份气相二氧化硅。

进一步地，所述增塑剂选自三甘醇二异辛酸脂、双季戊四醇酯、乙二醇酯中的一种或多种。

更进一步地，所述增塑剂优选为三甘醇二异辛酸脂。

进一步地，所述抗氧剂选自巴斯夫1010，巴斯夫168或其混合物。

更进一步地，所述抗氧剂为巴斯夫1010和巴斯夫168的混合物，二者质量比为10.5-1.5。

更进一步地，巴斯夫1010和巴斯夫168的质量比为1:0.8-1.2。

更进一步地，巴斯夫1010和巴斯夫168的质量比为1:1。

进一步地，所述紫外吸收剂选自UV-326、UV-P、T-P中的一种或多种。

进一步地，所述湿润分散剂为高分子分散剂GR-5100H。

进一步地，所述有机颜料的耐热值均在200℃以上，耐光值均大于7。

更进一步地，所述有机颜料选自但不限于钛菁蓝、钛菁绿、桃红、碳黑、永固黄中的一种或多种。

进一步地，所述气相二氧化硅为疏水性气相二氧化硅，粒径为7-40nm。

本发明还提供了一种耐辐照、透明度高的玻璃夹层胶片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将抗氧剂和紫外吸收剂溶解在增塑剂中得混合物1；

(2)将润湿分散剂、气相二氧化硅、颜料均匀分散在混合物1中，经过球磨机中充分研磨，过滤，形成稳定均匀的分散体系，得混合物2；

(3)混合物2与PVB树脂粉通过双螺杆挤出机挤出胶片，即得。

进一步地，所述步骤(2)中在球磨机中研磨50-70min。

进一步地，所述步骤(3)中挤出机的温度控制为一区35-45℃、二区45-55℃、三区100-110℃、四区135-145℃、五区140-150℃、六区155-165℃、七-九区165-175℃。

进一步地，所述步骤(3)中挤出机的模头温度控制为170-190℃。

本发明还提供了上述玻璃夹层胶片在制备建筑用全彩玻璃中的应用。

本发明的有益效果为：

(1)本发明采用有机颜料进行胶片的配色，避免了传统染料和无机颜料在长期光照等环境中引起的变色、褪色问题，在100h耐辐照测试中，本发明提供的玻璃夹层胶片可以达到完全不变色。

(2)本发明在制备过程中添加湿润分散剂进行研磨，控制颜料粒径分布，获得的玻璃夹层胶片透明度高，颜色均匀、细腻，胶片色差小，夹层玻璃的雾度小。

(3)本发明还加入了气相二氧化硅对有机颜料进行表面处理，进一步提高了有机颜料的耐热值和分散性，使得其与进口高档产品相媲美，极大地拓宽了有机颜料的档次和应用范围。

具体实施方式

实施例1一种建筑全彩PVB胶片及其制备方法

PVB胶片组成：65份PVB树脂粉、35份三甘醇二异辛酸脂、0.02份巴斯夫1010和168(二者比例为1:1)、0.015份UV-326、0.35份高分子分散剂GR-5100H、0.01份钛菁蓝、0.35份疏水性气相二氧化硅。

PVB胶片制备方法：

(1)将巴斯夫1010、168、UV-326混合在三甘醇二异辛酸脂中，得混合物1；

(2)将混合物1、钛菁蓝、高分子分散剂GR-5100H和疏水性气相二氧化硅加入到球磨机中充分研磨60min，过滤，形成稳定均匀的分散体系，得混合物2；

(3)混合物2与PVB树脂粉，通过双螺杆挤出机挤出胶片，即得。

其中，步骤(3)中挤出机的温度控制为一区40℃、二区50℃、三区105℃、四区140℃、五区145℃、六区160℃、七-九区170℃；挤出机的模头温度控制为180℃。

实施例2一种建筑全彩PVB胶片及其制备方法

PVB胶片组成：60份PVB树脂粉、32份三甘醇二异辛酸脂、0.02份巴斯夫1010和168(二者比例为1:1.2)、0.02份UV-P、0.4份高分子分散剂GR-5100H、0.01份钛菁绿、0.4份疏水性气相二氧化硅。

PVB胶片制备方法：

(1)将巴斯夫1010、168、UV-P混合溶解在三甘醇二异辛酸脂中，形成稳定的分散体系，得混合物1；

(2)将混合物1、高分子分散剂GR-5100H和疏水性气相二氧化硅加入到球磨机中充分研磨60min，过滤，形成稳定均匀的分散体系，得混合物2；

(3)混合物2与PVB树脂粉混合，通过双螺杆挤出机挤出胶片，即得。

其中，步骤(3)中挤出机的温度控制为一区35℃、二区45℃、三区100℃、四区135℃、五区140℃、六区155℃、七-九区165℃；挤出机的模头温度控制为170℃。

实施例3一种建筑全彩PVB胶片及其制备方法

PVB胶片组成：70份PVB树脂粉、40份三甘醇二异辛酸脂、0.03份巴斯夫1010和168(二者比例为1:0.8)、0.02份T-P、0.5份高分子分散剂GR-5100H、0.01份桃红、0.5份疏水性气相二氧化硅。

PVB胶片制备方法：

(1)将巴斯夫1010、168和T-P混合溶解在三甘醇二异辛酸脂中，形成稳定的分散体系，得混合物1；

(2)将混合物1、桃红、高分子分散剂GR-5100H和疏水性气相二氧化硅加入到球磨机中充分研磨60min，过滤，形成稳定均匀的分散体系，得混合物2；

(3)混合物2与PVB树脂粉，通过双螺杆挤出机挤出胶片，即得。

其中，步骤(3)中挤出机的温度控制为一区45℃、二区55℃、三区110℃、四区145℃、五区150℃、六区165℃、七-九区175℃；挤出机的模头温度控制为190℃。

实施例4一种建筑全彩PVB胶片及其制备方法

PVB胶片组成：63份PVB树脂粉、30份双季戊四醇酯、0.01份巴斯夫1010和168(二者比例为1:0.5)、0.01份UV-326、0.3份高分子分散剂GR-5100H、0.01份钛菁蓝、0.3份疏水性气相二氧化硅。

PVB胶片制备方法：

(1)将巴斯夫1010、168、UV-326溶解在双季戊四醇酯中，形成稳定的分散体系，得混合物1；

(2)将混合物1、钛菁蓝、高分子分散剂GR-5100H和疏水性气相二氧化硅加入到球磨机中充分研磨50min，过滤，形成稳定均匀的分散体系，得混合物2；

(3)混合物2与PVB树脂粉混合，通过双螺杆挤出机挤出胶片，即得。

其中，步骤(3)中挤出机的温度控制为一区37℃、二区47℃、三区107℃、四区142℃、五区147℃、六区152℃、七-九区167℃；挤出机的模头温度控制为183℃。

实施例5一种建筑全彩PVB胶片及其制备方法

PVB胶片组成：68份PVB树脂粉、37份乙二醇酯、0.03份巴斯夫1010和168(二者比例为1:1.5)、0.02份UV-326、0.2份高分子分散剂GR-5100H、0.01份钛菁蓝、0.2份疏水性气相二氧化硅。

PVB胶片制备方法：

(1)将巴斯夫1010、168、UV-326充分溶解在乙二醇酯中，形成稳定的分散体系，得混合物1；

(2)将混合物1、钛菁蓝、高分子分散剂GR-5100H和疏水性气相二氧化硅加入到球磨机中充分研磨70min，过滤，形成稳定均匀的分散体系，得混合物2；

(3)混合物2与PVB树脂粉混合，通过双螺杆挤出机挤出胶片，即得。

其中，步骤(3)中挤出机的温度控制为一区40℃、二区50℃、三区105℃、四区140℃、五区145℃、六区160℃、七-九区170℃；挤出机的模头温度控制为180℃。

对比例1用无机颜料代替有机颜料

除用无机颜料钛白代替有机颜料外，其余同实施例1。

对比例2用染料代替有机颜料

除用染料透明蓝2N代替有机颜料外，其余同实施例1。

对比例3不添加气相二氧化硅

除不含有气相二氧化硅外，其余同实施例1。

对比例4不添加润湿分散剂

除不含有润湿分散剂外，其余同实施例1。

对比例5未采用球磨机进行研磨

PVB胶片组成：同实施例1。

PVB胶片制备方法：

(1)将巴斯夫1010、168、UV-326充分溶解在三甘醇二异辛酸脂中，形成稳定的分散体系，得混合物1；

(2)将混合物1、钛菁蓝、高分子分散剂GR-5100H和疏水性气相二氧化硅与PVB树脂粉混合，通过双螺杆挤出机挤出胶片，即得。

其中，挤出机的温度控制为一区40℃、二区50℃、三区105℃、四区140℃、五区145℃、六区160℃、七-九区170℃；挤出机的模头温度控制为180℃。

试验例 不同PVB胶片制备的夹层玻璃的雾都和耐辐照性能

(1)雾度检测

1)装置和器具：透光率/雾度测定仪、安全手套、流动性试验压机、浮法玻璃(2块100×100mm)。

2)试样要求：采用100mm×100mm的正方形夹层玻璃作为试样。

3)试验程序：开启测定仪预热，取0.76mm/0.38mm厚，100mm×100mmPVB胶片，立即放在两块纯净的玻璃中间，按下列条件将夹层玻璃放在压力机下，温度：130±2℃，压力：0.50bar，预热：1分钟20秒，然后在温度：130±2℃，压力：2.00±0.05bar，上述条件下压制5分钟。用安全手套取出制片冷却，在透光率/雾度仪上装上样品，记录透光率及雾度的数值。

4)精度：透光率0.1％，雾度0.01％。

(2)耐辐照测试

1)装置：耐辐照试验机；透射比测定仪。

2)辐照光源：无臭氧石英管式水银蒸汽弧光灯。灯壳的轴应是垂直的。灯的标称尺寸是长360mm，直径是9.5mm，电弧长300mm±14mm，其工作功率750w±50w。

3)电源变压器和电容器：能够弧光灯提供最小值为1100V的启动峰压和500V±50V的工作电压。

4)试样固定和旋转装置：以1r/min-5r/min的速度绕着设置在轴心的辐照源旋转，以保证均匀辐照。

5)试样：尺寸，76mm×300mm，数量为三块。

6)试验程序

首先测定三块76×300mm试验片的可见光透射比，保护每块试样的一部分，使其免于辐照，然后置试样于离灯轴230mm处的装置上，并使其长度方向上与灯轴平行。在整个试验中保持试样温度45±5℃。辐照时间为100h。辐照后再测定每块试样辐照区的透射比。

检测结果如下表

表1不同PVB胶片制备的夹层玻璃雾都和耐辐照性能结果

由表1结果可知，对比例1使用染料配制的全彩胶片夹玻虽然雾都较小，但是其耐辐照100h会发生严重的变色现象，染料的耐候性能差。对比例2使用无机颜料配制的全彩胶片，虽然胶片的耐候性合格，但胶片的颜色暗沉，雾度大，且颜料在增塑剂中不易分散均匀，易沉淀，造成胶片色差。对比例3未添加气相二氧化硅，与实施例1相比颜料抗老化性能大幅降低，而且亮度、色调和饱和度等也均出现一定程度的弱化。对比例4未添加润湿分散剂，使得颜料未能均匀分散，制得的胶片雾都明显增加、颜色不均匀。对比例5未经过球磨机研磨，直接进行挤压制备，得到的胶片中有机颜料未能均匀分散，显著降低了胶片的雾都和颜色均一性。

因此，实施例1使用有机颜料，添加一定量的湿润分散剂分散颜料和气相二氧化硅制作的全彩PVB胶片的性能最好，颜色更加明亮通透。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种耐辐照、透明度高的玻璃夹层胶片，其特征在于，所述玻璃夹层胶片包括以下原料：PVB树脂粉、增塑剂、抗氧剂、紫外吸收剂、湿润分散剂、有机颜料、气相二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的玻璃夹层胶片，其特征在于，按照重量份数计，包括以下原料：60-70份PVB树脂粉、30-40份增塑剂、0.01-0.03份抗氧剂、0.01-0.02份紫外吸收剂、0.2-0.5份湿润分散剂、0.001-0.1份有机颜料、0.2-0.5份气相二氧化硅。

3.根据权利要求2所述的玻璃夹层胶片，其特征在于，所述增塑剂选自三甘醇二异辛酸脂、双季戊四醇酯、乙二醇酯中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的玻璃夹层胶片，其特征在于，所述抗氧剂选自巴斯夫1010，巴斯夫168或其混合物。

5.根据权利要求2所述的玻璃夹层胶片，其特征在于，所述紫外吸收剂选自UV-326、UV-P、T-P中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的玻璃夹层胶片，其特征在于，所述湿润分散剂为高分子分散剂GR-5100H。

7.根据权利要求2所述的玻璃夹层胶片，其特征在于，所述有机颜料选自钛菁蓝、钛菁绿、桃红、碳黑、永固黄中的一种或多种。

8.根据权利要求2所述的玻璃夹层胶片，其特征在于，所述气相二氧化硅为疏水性气相二氧化硅，粒径为7-40nm。

9.一种权利要求1-8任一项所述耐辐照、透明度高的玻璃夹层胶片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将抗氧剂和紫外吸收剂溶解在增塑剂中得混合物1；

(2)将润湿分散剂、气相二氧化硅、颜料均匀分散在混合物1中，经过球磨机中充分研磨，过滤，形成稳定均匀的分散体系，得混合物2；

(3)混合物2与PVB树脂粉通过双螺杆挤出机挤出胶片，即得。

10.权利要求1-8任一项所述玻璃夹层胶片在制备建筑用全彩玻璃中的应用。