CN113683969A - 一种pvb胶片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PVB胶片。这种PVB胶片包括以下组分：PVB树脂、增塑剂、抗氧剂、光稳定剂、粘结力调节剂、偶联剂。本发明制备的PVB胶片，对玻璃具有良好的粘结力，在水分含量为2％的条件下合片，夹层玻璃敲击等级依旧可以达到4级以上；72小时水煮和28天耐湿试验边部不会脱胶，具有优异的湿态粘结力，可广泛用于汽车以及建筑上，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种PVB胶片

技术领域

本发明涉及聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)材料技术领域，特别涉及一种PVB胶片。

背景技术

PVB(聚乙烯醇缩丁醛酯)胶片又称为PVB薄膜或PVB中间膜，它是当今世界制造夹层安全玻璃的最佳材料。PVB胶片由PVB树脂制成，树脂无毒、无臭、无腐蚀性、不易燃，具有良好的透光性、绝缘性、耐候性、耐磨、耐水、耐油、耐老化的作用，对无机和有机玻璃有特殊的粘结性和透光性能。因此，PVB胶片广泛应用于汽车、建筑、各种防弹玻璃、飞行航天器、军事仪器、太阳能电池，工业用复合减震钢板等，市场前景非常广泛。

由于PVB夹层玻璃需求飞速发展，对胶片的质量要求也越来越高，国内PVB的发展起步较慢，胶片某些性能不能满足特定的使用要求。现有技术中胶片粘结力不稳定，胶片表面水分的变化对其粘结力有很大影响，胶片的水分控制十分重要，当水分含量过少，胶片很脆，夹层玻璃的强度明显下降，以至当玻璃受到冲击被击穿，当水分含量多时，胶片与玻璃之间的粘结力降低并导致使用中脱胶和发泡，一般在建筑玻璃用胶片的含水率为0.3％-0.6％之间，在这个范围内胶片对玻璃粘结得最紧，但中间层PVB胶片属于有机材料在大气环境中容易受到气候环境中水蒸气的侵蚀而发生老化脱胶。

现有技术中，玻璃与PVB胶片的粘接方式为玻璃中的硅羟基与胶片上的羟基间形成氢键，汽车用玻璃的粘结力控制稳定在4-6级之间，为降低玻璃与胶片的粘接力，通常在胶片的表面加入小的离子(如钙、镁、钾离子)，从玻璃中置换出氢，阻碍氢键的形成；另外游离水分子也与胶片上的氢键争夺和玻璃上硅羟基的结合，从而使粘接力降低，导致脱胶现象。通常PVB胶片中常使用乙酸钾、乙酸镁等碱金属盐的水溶液来调节PVB胶片与玻璃的粘接力，但是偶联剂中的水解基团遇水易水解成硅醇，在挤出过程中硅醇与PVB本身的羟基键合，或者自聚，失去了偶联PVB和玻璃的作用，从而使偶联剂失去了防止PVB胶片在高水分条件下易脱落的作用。胶片的吸水稳定性仍然是夹层玻璃领域的技术难题，如何改善PVB胶片吸水稳定性是提高产品质量必须攻克的技术难题。一种具有较好的粘结性和透光性，同时兼具良好的吸水稳定性、抵御气候环境变化的PVB胶片，具有重要的开发、研究意义。

发明内容

为了克服现有技术PVB胶片存在容易受到水蒸气的侵蚀而发生老化脱胶的问题，本发明的目的之一在于提供一种PVB胶片，具有较好的粘结性同时兼具良好的吸水稳定性，本发明的目的之二在于提供这种PVB胶片的制备方法，本发明的目的之三在于提供这种PVB胶片的应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明提供了一种PVB胶片，包括以下组分：PVB树脂、增塑剂、抗氧剂、光稳定剂、粘结力调节剂、偶联剂。

优选的，这种PVB胶片包括以下质量份的组分：PVB树脂68-74份、增塑剂26-30份、抗氧剂0.1-0.3份、光稳定剂0.1-0.3份、粘结力调节剂0.03-0.07份、偶联剂0.004-0.008份。

优选的，这种PVB胶片中，PVB树脂的参数如下：羟基含量为17-20wt％；在20℃下的粘度为200-300cp；在测试温度140℃负荷21.6kg条件下PVB树脂的熔融指数为0.8-1.2g/10min。

优选的，这种PVB胶片中，增塑剂为三甘醇二异辛酸酯(3GO)、三甘醇二正庚酸酯、四甘醇二异辛酸酯、癸二酸二丁酯、己二酸二己酯、双季戊四醇酯中的至少一种；进一步优选的，增塑剂为三甘醇二异辛酸酯(3GO)、甘醇二正庚酸酯、四甘醇二异辛酸酯中的至少一种；再进一步优选的，增塑剂为三甘醇二异辛酸酯(3GO)。

优选的，这种PVB胶片中，偶联剂为硅烷偶联剂，进一步优选的，偶联剂为环氧基硅烷偶联剂；再进一步优选的，偶联剂选自β-(3,4-环氧环已基)-乙基三乙氧基硅烷(KH-1771)、β-(3,4-环氧环已基)-乙基三甲氧基硅烷(A-186)中的至少一种。

优选的，这种PVB胶片中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物；进一步优选的，阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：(0.5-2)；再进一步优选的，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：(0.8-1.2)；选用的主抗氧剂(受阻酚类抗氧剂)和辅助抗氧剂(亚磷酸酯类抗氧剂)具有很好的协同效应，可以有效地防止PVB在挤出过程中的热降解，给PVB胶片额外的长效保护。

优选的，这种PVB胶片的抗氧剂中，受阻酚类抗氧剂选自抗氧剂1010、1024、1076、1098中的至少一种；亚磷酸酯类抗氧剂选自抗氧剂168、626中的至少一种。

在本发明一些优选的具体实施方式中，抗氧剂选用为抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和抗氧剂168(三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)的混合物；抗氧剂1010和抗氧剂168的质量百分比优选为1:1。

优选的，这种PVB胶片中，光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂中的至少一种；进一步优选的，光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂的混合物；再进一步优选的，苯并三唑类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂的质量比为(0.5-3)：1；更进一步优选，苯并三唑类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂的质量比为2:1。

优选的，这种PVB胶片的光稳定剂中，苯并三唑类光稳定剂为紫外线吸收剂UV-326，受阻胺类光稳定剂为光稳定剂770；UV-326和光稳定剂770抑制光氧老化的机理不同，UV-326吸收紫外线机理为阻止光引发，光稳定剂770清除自由基机理为切断自动氧化链式反应，两者并用，光稳定效果显著提高。

优选的，这种PVB胶片中，粘结力调节剂为含有羟基的可溶于增塑剂的有机物；进一步优选的，粘结力调节剂为1,2-戊二醇、柠檬酸单甘脂、甘油酯类中的至少一种；再进一步优选的，粘结力调节剂为1,2-戊二醇。

本发明还提供了上述PVB胶片的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)将PVB胶片组分中除PVB树脂之外的其他组分进行混合，得到混合剂；

2)将PVB树脂和步骤1)的混合剂混炼挤出、熔融塑化，得到PVB胶片。

优选的，这种PVB胶片的制备方法步骤1)中，混合后需要加热，加热的温度为60-80℃；进一步优选的，加热的温度为70℃；增塑剂与光稳定剂、抗氧剂混合，加热，搅拌至溶解完全，加入偶联剂，粘结力调节剂，搅拌，得到混合剂。

优选的，这种PVB胶片的制备方法步骤2)中，熔融塑化的温度为160-200℃。

优选的，这种PVB胶片的制备方法步骤2)中，熔融塑化在双螺杆挤出机中进行；进一步优选的，双螺杆挤出机转速为80-100rpm；再进一步优选的，双螺杆挤出机转速为80rpm。

优选的，这种PVB胶片的制备方法步骤2)中，熔融塑化后需要通过模具成型，得到PVB胶片；进一步优选的，模具的开口为0.3-0.8mm。

本发明还提供了上述PVB胶片在制备夹层玻璃中的应用。

本发明的有益效果是：

(1)本发明制备的PVB胶片，对玻璃具有良好的粘结力，在水分含量为2％的条件下合片，夹层玻璃敲击等级依旧可以达到4级以上；72小时水煮和28天耐湿试验边部不会脱胶，具有优异的湿态粘结力；可广泛用于汽车以及建筑上，具有显著的经济和社会效益。

(2)本发明利用偶联剂和一种新型的粘结力调节剂来调节PVB胶片与玻璃的粘结力，不使用水作为粘结力调节剂的溶剂，不在体系中引入水分，可以缓解偶联剂的水解速度，使PVB胶片合成夹玻后遇到水分才水解成硅醇发挥作用，可以使PVB胶片和玻璃通过偶联剂链接在一起。

(3)本发明不使用传统的碱金属离子型调节剂调节PVB胶片与玻璃的粘接力，使用羟基型的调节剂，阻止PVB的羟基与玻璃的硅羟基形成氢键，从而调节粘结力，还可以一定程度上防止外界水分对PVB与玻璃的氢键的破坏导致粘接力下降形成脱胶。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例和对比例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。

实施例1

(1)将100g 1010、100g 168、65g 770、135g UV326溶于28kg三甘醇二异辛酸脂(增塑剂)中，加热溶解的温度为70℃，待完全溶解后加入6g硅烷偶联剂(A-186)、50g 1,2-戊二醇搅拌均匀，保温60min备用。

(2)挤出机加热：挤出机分段加热区域Z1:40℃、Z2:60℃、Z3:60℃、Z4:90℃、Z5:120℃、Z6:150℃、Z7:150℃、Z8:150℃，模头温度Z：150℃。

(3)挤出时喂料比例：PVB树脂粉与三甘醇二异辛酸脂质量比为72:28。

(4)原料混合经过挤出、拉伸、水槽定型、压水辊挤水、热风干燥、收卷后得到成品胶片。

实施例2

(1)将100g 1010、100g 168、65g 770、135g UV326溶于28kg三甘醇二异辛酸脂(增塑剂)中，加热溶解的温度为70℃，待完全溶解后加入6g硅烷偶联剂(A-186)、50g柠檬酸单甘脂搅拌均匀，保温60min备用。

(2)挤出机加热：挤出机分段加热区域Z1:40℃、Z2:60℃、Z3:60℃、Z4:90℃、Z5:120℃、Z6:150℃、Z7:150℃、Z8:150℃，模头温度Z：150℃。

(3)挤出时喂料比例：PVB树脂粉与三甘醇二异辛酸脂质量比为72:28。

(4)原料混合经过挤出、拉伸、水槽定型、压水辊挤水、热风干燥、收卷后得到成品胶片。

实施例3

(1)将100g 1010、100g 168、65g 770、135g UV326溶于28kg三甘醇二异辛酸脂(增塑剂)中，加热溶解的温度为70℃，待完全溶解后加入6g硅烷偶联剂(A-186)、25g 1,2-戊二醇搅拌均匀，保温60min备用。

(2)挤出机加热：挤出机分段加热区域Z1:40℃、Z2:60℃、Z3:60℃、Z4:90℃、Z5:120℃、Z6:150℃、Z7:150℃、Z8:150℃，模头温度Z：150℃。

(3)挤出时喂料比例：PVB树脂粉与三甘醇二异辛酸脂质量比为72:28。

(4)原料混合经过挤出、拉伸、水槽定型、压水辊挤水、热风干燥、收卷后得到成品胶片。

对比例1

(1)将100g 1010、100g 168、65g 770、135g UV326溶于28kg三甘醇二异辛酸脂(增塑剂)中，加热溶解的温度为70℃，待完全溶解后加入6g硅烷偶联剂(A-186)搅拌均匀，保温60min备用。

(2)将50g乙酸钾配制成3kg水溶液作粘结力调节剂待用。

(2)挤出机加热：挤出机分段加热区域Z1:40℃、Z2:60℃、Z3:60℃、Z4:90℃、Z5:120℃、Z6:150℃、Z7:150℃、Z8:150℃，模头温度Z：150℃。

(3)挤出时喂料比例：PVB树脂粉与三甘醇二异辛酸脂质量比为72:28；乙酸钾溶液投加量按溶液中乙酸钾质量为胶片原料总质量的万分之5折算得到。

(4)原料混合经过挤出、拉伸、水槽定型、压水辊挤水、热风干燥、收卷后得到成品胶片。

将上述实施例与对比例制备得到的PVB胶片进行以下性能测试。

1)高水份敲击

试验目的：验证高水份的胶片与玻璃的粘结力。

取1块试样，将胶片试样放入恒温恒湿箱内，将胶片调整至2.0％的高水份，然后合片过釜。出釜后，用玻璃刀将每片分成2部份，每部份划成150mm×300mm，共2小片。将样品放入-20℃±2℃低温冷柜中(2小时)。在敲击盒内进行，试样与铁板成5°角，置于铁板上，按顺序，用小型锤子从试样底部开始有规则地敲击，逐渐向上直至10-15cm处。观察PVB胶片露出面积，定出敲击级别，敲击级别判定标准如下表1所示。

表1敲击级别判定标准

2)28天耐湿性试验

实验目的：验证安全玻璃经受一定时间的大气湿气后边部胶片与玻璃的粘结力。

将尺寸至少为300×300mm的三块试样垂直置于恒温恒湿箱中，温度保持在50±2℃，相对湿度为95±4％。在上述条件下试样表面不应产生任何水汽凝结现象；如果几块试样同时试验，试样之间应留适当的空隙；同时防止容器顶板和壁面上的凝结水滴到试样上。耐湿试验时间28天，14天取出1块做敲击试验，28天取出1块做敲击试验，测试结果如下表2所示。

表2实施例和对比例性能检测结果

通过表1-2可知，本发明PVB胶片耐湿性好，在水分含量为2％的高水分条件下合片，夹层玻璃敲击等级依旧可以达到4级以上，与玻璃保持良好的粘接性，实施例1中28天耐湿试验边部不脱胶，表明本发明制备的PVB胶片可有效防止PVB胶片在高水分和长时间水汽侵蚀的条件下产生脱胶的现象。

Claims (10)

1.一种PVB胶片，其特征在于，包括以下组分：PVB树脂、增塑剂、抗氧剂、光稳定剂、粘结力调节剂、偶联剂。

2.根据权利要求1所述的一种PVB胶片，其特征在于，所述PVB胶片包括以下质量份的组分：PVB树脂68-74份、增塑剂26-30份、抗氧剂0.1-0.3份、光稳定剂0.1-0.3份、粘结力调节剂0.03-0.07份、偶联剂0.004-0.008份。

3.根据权利要求1所述的一种PVB胶片，其特征在于，所述PVB树脂的参数如下：羟基含量为17-20wt％；在20℃下的粘度为200-300cp；在测试温度140℃负荷21.6kg条件下PVB树脂的熔融指数为0.8-1.2g/10min。

4.根据权利要求1所述的一种PVB胶片，其特征在于，所述增塑剂为三甘醇二异辛酸酯、三甘醇二正庚酸酯、四甘醇二异辛酸酯、癸二酸二丁酯、己二酸二己酯、双季戊四醇酯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种PVB胶片，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种PVB胶片，其特征在于，所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。

7.根据权利要求1或4所述的一种PVB胶片，其特征在于，所述粘结力调节剂为可溶于增塑剂的含有羟基的有机物。

8.根据权利要求7所述的一种PVB胶片，其特征在于，所述粘结力调节剂为1,2-戊二醇、柠檬酸单甘脂、甘油酯类中的至少一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的PVB胶片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将PVB胶片组分中除PVB树脂之外的其他组分进行混合，得到混合剂；

2)将PVB树脂和步骤1)的混合剂混炼挤出、熔融塑化，得到PVB胶片。

10.权利要求1-8任一项所述的PVB胶片在制备夹层玻璃中的应用。