CN110590979A - 一种具有高缩醛率的pvb树脂粉的制备方法 - Google Patents

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    • C08F8/28—Condensation with aldehydes or ketones

Abstract

本发明涉及一种具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，通过二甲亚砜或二甲亚砜/异丙醇作为反应介质，盐酸或硫酸作为催化剂，聚乙烯醇和正丁醛反应缩合形成PVB树脂。本发明所设计的反应体系中所采用的溶剂DMSO具有高沸点以及对PVA和PVB好的溶解性，该性质有利于分子内的缩醛反应，克服了因发生分子间交联反应而影响目标产物的性能，以及缩醛度低的困难。与现有技术相比，本发明方法所设计的体系有利于溶剂的重复利用，避免有机溶剂造成的环境污染问题。

Description

一种具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法
技术领域
本发明属于高分子化合物技术领域，具体涉及一种具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法。
背景技术
聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是一种重要的高分子材料，具有优良的化学、光学与机械拉伸性能，其折射率与玻璃接近，透明度高，在汽车玻璃夹层中被广泛应用。根据相对分子量的高低，PVB树脂可分为高粘度和低粘度两类，高粘度PVB树脂要求数均分子量超过100000，缩醛率含量在78～85％之间，是制备安全玻璃膜片的优选材料。PVB产品在使用过程中缩醛度是产品品质的重要指标，高端PVB缩醛度要求达到80％以上，需求量逐年增加。
PVB主要通过聚乙烯醇(PVA)和丁醛缩合合成，其生产工艺主要包括沉淀法和均相法两种，沉淀法工艺采用水作为溶剂，在工业生产中应用较为广泛，其缺点是存在高分子交联及缩醛度低的问题，导致产品易结块、塑性不够；而均相法则采用有机溶剂作为溶剂，反应效果理想，高分子交联减少，缩醛度高，但由于溶剂易挥发，导致挥发性溶剂带来的生产成本提高，以及环境污染方面的环保压力增加。
本发明采用高沸点及对PVA有好的溶解性的溶剂二甲亚砜(DMSO)或二甲亚砜/异丙醇(DMSO/IPA)为反应介质，解决生产PVB过程中，高分子交联及缩醛度低，以及挥发性溶剂所带来的环保问题，制备高缩醛度的PVB。
发明内容
为了克服目前PVB生产存在的问题，本发明提供了一种具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，利用全新的PVB合成体系，即通过高沸点的二甲亚砜(DMSO)或二甲亚砜/异丙醇(DMSO/IPA)为反应介质，利用其对反应物PVA和PVB好的溶解性，使反应过程处于均相体系，解决生产PVB过程中，高分子交联及缩醛度低，以及挥发性溶剂所带来的环保问题，制备得到的PVB分子间交联度降低，缩醛度高的PVB。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，通过二甲亚砜或二甲亚砜/异丙醇作为反应介质，盐酸或硫酸作为催化剂，聚乙烯醇和正丁醛反应缩合形成PVB树脂。
上述反应体系的通式为S/PVA/BA/C，式中S表示反应介质，优选为二甲亚砜、以及二甲亚砜/异丙醇混合物；PVA是聚乙烯醇；BA是正丁醛；C是催化剂，优选为盐酸、硫酸。
作为优选，所述聚乙烯醇、正丁醛的质量比为1：0.5～0.9。
更为优选的，所述聚乙烯醇、正丁醛的质量比为1：0.73。
作为优选，反应体系中聚乙烯醇的质量浓度为5～8％。
作为优选，反应体系中，当催化剂为硫酸时，其质量浓度为0.4～1％，当催化剂为盐酸时，其质量浓度为1～2.5％。
作为优选，二甲亚砜、异丙醇的质量比为2～4：1。
作为优选，反应温度为40～70℃。
作为优选，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1788(PVA1788)。
作为优选，所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，包括下述步骤：
(1)按比例将聚乙烯醇加入反应介质中，85℃恒温搅拌溶解；
(2)完全溶解后，水浴冷却至30℃，搅拌下，恒压滴加催化剂；
(3)在30℃水浴中，恒压滴加正丁醛溶液；
(4)1小时后，升温到设定温度，恒温反应；
(5)反应结束后，冷却至室温，用水处理反应液(搅拌下滴加水)，得沉淀产物；
(6)产物离心甩干，然后放至气干塔中进行烘干，得到PVB树脂粉末。
本发明可以很好的提高树脂粉的均匀程度，产品密实程度高，可以得到堆集密度0.2～0.3g/cm3的PVB树脂。
本发明所设计的反应体系中所采用的溶剂DMSO具有高沸点以及对PVA和PVB好的溶解性，该性质有利于分子内的缩醛反应，克服了因发生分子间交联反应而影响目标产物的性能，以及缩醛度低的困难。
与现有技术相比，本发明方法所设计的体系有利于溶剂的重复利用，避免有机溶剂造成的环境污染问题。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，这些实施例是对本发明的说明而作，不是对本发明的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。实施例中的物质份数都为质量份数，聚乙烯醇(PVA)采用PVA1788。
实施例1
称取6份聚乙烯醇(PVA)，溶解在70份的二甲基亚砜(DMSO)和20份异丙醇的混合溶剂中，在85℃温度下搅拌溶解，待完全溶解后，冷却至30℃搅拌加入0.55份硫酸，用恒压滴液漏斗滴加4.4份正丁醛和10份二甲基亚砜(DMSO)的混合液，滴加完毕后，在室温下搅拌1小时，再缓慢升温到60℃，恒温反应4小时。反应完毕，冷却至25摄氏度(室温)，用水处理反应液，得沉淀产物；产物离心甩干，然后产物在气干塔中进行烘干，转化率85.6％，所得PVB缩醛度为88.8％。
实施例2
称取6份聚乙烯醇(PVA)，溶解在70份的二甲基亚砜(DMSO)，在85℃温度下搅拌溶解，待完全溶解后，冷却至30℃搅拌加入1份盐酸，用恒压滴液漏斗滴加4.4份正丁醛和10份二甲基亚砜(DMSO)的混合液，滴加完毕后，在室温下搅拌1小时，再缓慢升温到60℃，恒温反应4小时。反应完毕，冷却至25摄氏度，用水处理反应液，产物在气干塔中进行烘干，转化率88.2％，所得PVB缩醛度为80.4％。
实施例3
称取6份聚乙烯醇(PVA)，溶解在70份的二甲基亚砜(DMSO)，在85℃温度下搅拌溶解，待完全溶解后，冷却至30℃搅拌加入2份盐酸，用恒压滴液漏斗滴加4.4份正丁醛和10份二甲基亚砜(DMSO)的混合液，滴加完毕后，在室温下搅拌1小时，再缓慢升温到60℃，恒温反应4小时。反应完毕，冷却至25摄氏度，用水处理反应液，产物在气干塔中进行烘干，转化率89.2％，所得PVB缩醛度为82.4％。
实施例4
称取6份聚乙烯醇(PVA)，溶解在50份的二甲基亚砜(DMSO)和20份异丙醇的混合溶剂中，在85℃温度下搅拌溶解，待完全溶解后，冷却至30℃搅拌加入0.6份硫酸，用恒压滴液漏斗滴加4.4份正丁醛和10份二甲基亚砜(DMSO)的混合液，滴加完毕后，在室温下搅拌1小时，再缓慢升温到50℃，恒温反应4小时。反应完毕，冷却至25摄氏度，用水处理反应液，产物在气干塔中进行烘干，转化率85.2％，所得PVB缩醛度为85.8％。
实施例5
称取6份聚乙烯醇(PVA)，溶解在70份的二甲基亚砜(DMSO)和20份异丙醇的混合溶剂中，在85℃温度下搅拌溶解，待完全溶解后，冷却至30℃搅拌加入0.8份硫酸，用恒压滴液漏斗滴加4.4份正丁醛和10份二甲基亚砜(DMSO)的混合液，滴加完毕后，在室温下搅拌1小时，再缓慢升温到60℃，恒温反应4小时。反应完毕，冷却至25摄氏度，用水处理反应液，产物在气干塔中进行烘干，转化率87.6％，所得PVB缩醛度为89.0％。
实施例6
称取6份聚乙烯醇(PVA)，溶解在70份的二甲基亚砜(DMSO)和20份异丙醇的混合溶剂中，在85℃温度下搅拌溶解，待完全溶解后，冷却至30℃搅拌加入1.1份硫酸，用恒压滴液漏斗滴加4.4份正丁醛和10份二甲基亚砜(DMSO)的混合液，滴加完毕后，在室温下搅拌1小时，再缓慢升温到60℃，恒温反应4小时。反应完毕，冷却至25摄氏度，用水处理反应液，产物在气干塔中进行烘干，转化率88.6％，所得PVB缩醛度为90.0％。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于通过二甲亚砜或二甲亚砜/异丙醇作为反应介质，盐酸或硫酸作为催化剂，聚乙烯醇和正丁醛反应缩合形成PVB树脂。
2.根据权利要求1所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇、正丁醛的质量比为1：0.5～0.9。
3.根据权利要求2所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇、正丁醛的质量比为1：0.73。
4.根据权利要求1所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于：反应体系中聚乙烯醇的质量浓度为5～8％。
5.根据权利要求1所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于：反应体系中，当催化剂为硫酸时，其质量浓度为0.4～1％，当催化剂为盐酸时，其质量浓度为1～2.5％。
6.根据权利要求1所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于：二甲亚砜、异丙醇的质量比为2～4：1。
7.根据权利要求1所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于：反应温度为40～70℃。
8.根据权利要求1所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1788。
9.根据权利要求1所述的具有高缩醛率的PVB树脂粉的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)将聚乙烯醇加入反应介质中，85℃恒温搅拌溶解；
(2)完全溶解后，冷却至30℃，搅拌加入催化剂；
(3)恒压滴加正丁醛溶液；
(4)1小时后，升温到设定温度，恒温反应；
(5)反应结束后，冷却至室温，用水处理反应液，得沉淀产物；
(6)产物离心甩干，然后放至气干塔中进行烘干，得到PVB树脂粉末。
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