專利名稱：改性聚乙烯醇縮丁醛制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用聚乙烯醇水溶液與丁醛反應(yīng)制備改性聚乙烯醇縮丁醛的工藝方法。
聚乙烯醇縮丁醛薄膜(PVB薄膜)是生產(chǎn)安全層壓玻璃(例如用于汽車上的風(fēng)擋玻璃)必不可少的中間層，它是由聚乙烯醇縮丁醛經(jīng)增塑處理后擠壓成型的粘性薄膜，其厚度不足1毫米。為了獲得高質(zhì)量的安全層壓玻璃，PVB薄膜必須具備一系列優(yōu)良的性能。特別是，它必須具有很強的與玻璃表面的粘合力，同時還必須具有很強的抗沖擊能力和很高的透明度?，F(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)有了各種不同的制備聚乙烯醇縮丁醛的工藝方法。例如，EUR0130872歐洲專利曾公開了一種利用聚乙烯醇水溶液與丁醛反應(yīng)制備聚乙烯醇縮丁醛的工藝方法，其工藝過程主要包括反應(yīng)、中和、洗滌和干燥等工序。聚乙烯醇水溶液與丁醛的反應(yīng)是在觸媒酸和乳化劑的參與下進(jìn)行的，反應(yīng)溫度為5-12℃。觸媒酸可以是任何一種有機酸或無機酸，通常使用的是廉價的鹽酸；EUR0130872專利采用的乳化劑是十六烷基磺基琥珀酸鈉(DOS)。此外，F(xiàn)R2401941法國專利也公開了一種類似的制備PVB薄膜的方法，該方法所采用的乳化劑是烷基磺酸鈉或烷基芳基磺酸鈉，例如，十二烷基苯磺酸鈉。但是，無論是歐洲專利采用的十六烷基磺基琥珀酸鈉乳化劑，還是法國專利采用的十二烷基苯磺酸鈉乳化劑，在實際上都存在某些不足之處。對于十二烷基苯磺酸鈉來說，要從粉狀的PVB產(chǎn)品中徹底清除乳化劑是非常困難的，殘留的十二烷基苯磺酸鈉乳化劑將導(dǎo)致PVB薄膜與玻璃表面的粘合力大幅度降低。采用十六烷基磺基琥珀酸鈉作為乳化劑制備的PVB薄膜雖然具有較強的粘合力，但是對薄膜的含水量卻非常敏感，含水量稍高或稍低都將使PVB薄膜的抗沖擊能力顯著降低，因此，制備PVB薄膜和制造安全層壓玻璃都必須在安裝有空氣調(diào)節(jié)器的廠房內(nèi)進(jìn)行，以嚴(yán)格控制PVB薄膜的含水量。
本發(fā)明的目的即在于對現(xiàn)有技術(shù)中利用聚乙烯醇水溶液與丁醛反應(yīng)制備聚乙烯醇縮丁醛的工藝方法加以適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，以使所制備的PVB薄膜既保持很強的粘合力，同時又具有很強的抗沖擊能力和很高的透明度。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將聚乙烯醇水溶液與丁醛反應(yīng)中所采用的乳化劑由單一的十六烷基磺基琥珀酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉改為十六烷基磺基琥珀酸鈉與其它烷基磺基琥珀酸鈉或辛基苯基聚氧乙烯醚的混合乳化劑。由于上述混合乳化劑很容易在環(huán)境溫度下通過水洗而徹底清除，因而可以保證PVB薄膜的強粘合力。而且，上述混合乳化劑可使PVB薄膜形成所謂“微型水庫”而將過量的水份約束起來，使其在PVB薄膜與玻璃粘合時不再起作用。因此，按照本發(fā)明的工藝方法制備的聚乙烯醇縮丁醛經(jīng)增塑后擠壓成型的PVB薄膜，在相當(dāng)寬的含水量范圍內(nèi)不僅保持了很強的粘合力和很高的透明度，而且明顯增強了抗沖擊能力，是作為安全層壓玻璃中間層的理想材料。以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明改性聚乙烯醇縮丁醛制備方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明改性聚乙烯醇縮丁醛制備方法是利用聚乙烯醇水溶液與丁醛反應(yīng)制備改性聚乙烯醇縮丁醛的工藝方法，它主要包括反應(yīng)、中和、洗滌和干燥等工序并可按以下步驟順序進(jìn)行。
1、向重量濃度為8-15％的聚乙烯醇水溶液中加入鹽酸和混合乳化劑，鹽酸和混合乳化劑的加入量分別為聚乙烯醇重量的0.1％和0.3％。
混合乳化劑是十六烷基磺基琥珀酸鈉與其它烷基磺基琥珀酸鈉(如已二基磺基琥珀酸鈉、戊二基磺基琥珀酸鈉、二異丁基磺基琥珀酸鈉)或辛基苯基聚氧乙烯醚的混合物，十六烷基磺基琥珀酸鈉占混合物重量的10-90％，其余皆為其它烷基磺基琥珀酸鈉或辛基苯基聚氧乙烯醚。其中最佳的混合乳化劑當(dāng)屬十六烷基磺基琥珀酸鈉和辛基苯基聚氧乙烯醚各占50％(重量比)的混合乳化劑。
2、在5-12℃的溫度條件下，在10-90分鐘內(nèi)向混合液中緩慢加入丁醛，丁醛的加入量應(yīng)足以使混合液中75-88％的聚乙烯醇與之反應(yīng)并生成顆粒狀沉淀。丁醛加入終了后保持30分鐘以上，此時混合液溫度將升高到8-15℃。在加入丁醛和保持過程中應(yīng)不斷攪拌混合液。
3、在1.5-4小時內(nèi)將混合液溫度由8-15℃緩慢升高至60-80℃并在此溫度下保持0.5-1小時。
4、利用NaOH中和混合液，使其PH值達(dá)到5并在此狀態(tài)下保持15分鐘以上。
5、利用30-60℃的無離子水洗滌反應(yīng)沉淀物并利用NaOH再次中和混合液，使其PH值達(dá)到11并保持30分鐘以上。
6、利用室溫?zé)o離子水充分洗滌反應(yīng)沉淀物，然后將沉淀物從混合液中分離并干燥即得粉狀聚乙烯醇縮丁醛產(chǎn)品。
按照上述工藝步驟制備的聚乙烯醇縮丁醛經(jīng)增塑處理(即在聚乙烯醇縮丁醛中加入適量的多元醇或多元酯類增塑劑)和擠壓成型后，可制成具有足夠塑性的PVB薄膜。采用成熟的工藝將PVB薄膜壓入玻璃中，可以制成安全層壓玻璃。按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對PVB薄膜進(jìn)行的平錘試驗、落球試驗和透明度試驗表明，與現(xiàn)有工藝相比，采用本發(fā)明所獲得的聚乙烯醇縮丁醛不僅抗沖擊能力明顯增強，而且在很大的含水量范圍內(nèi)增強了與玻璃表面的粘合力。由于聚乙烯醇縮丁醛這一獨特的性能，使得制備PVB薄膜和制造安全層壓玻璃的操作完全不必在安裝有空氣調(diào)節(jié)設(shè)施的廠房內(nèi)進(jìn)行，這對于PVB薄膜的制備和高質(zhì)量安全層壓玻璃的加工制造都是十分有利的。因此，本發(fā)明將特別適于制備作為安全層壓玻璃中間層的PVB薄膜。
權(quán)利要求
1.一種利用聚乙烯醇水溶液與丁醛反應(yīng)制備改性聚乙烯醇縮丁醛的工藝方法，包括反應(yīng)、中和、洗滌和干燥等工序，即首先將適當(dāng)濃度的聚乙烯醇水溶液與一定量的丁醛在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下和適當(dāng)?shù)挠|媒酸及乳化劑的參與下進(jìn)行反應(yīng)，然后利用堿中和混合液并利用無離子水洗滌反應(yīng)沉淀物，最后將反應(yīng)沉淀物分離并干燥即得粉狀聚乙烯醇縮丁醛產(chǎn)品；本發(fā)明的特征在于所述反應(yīng)工序中采用的乳化劑是十六烷基磺基琥珀酸鈉與其它烷基磺基琥珀酸鈉或辛基苯基聚氧乙烯醚的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于首先向重量濃度為8-15％的聚乙烯醇水溶液中加入觸媒酸鹽酸和乳化劑，鹽酸和乳化劑的加入量分別與聚乙烯醇重量的0.1％和0.3％；然后在5-12℃的溫度條件下，在10-90分鐘時間內(nèi)向混合液中緩慢加入丁醛，丁醛的加入量應(yīng)足以使混合液中75-88％的聚乙烯醇與之反應(yīng)并生成顆粒狀沉淀，丁醛加入終了后保持30分鐘以上，在加入丁醛和保持過程中應(yīng)不斷攪拌混合液；然后在1.5-4小時的時間內(nèi)將混合液溫度由8-15℃升高至60-80℃并保持0.5-1小時；然后用NaOH中和混合液，使其PH值達(dá)到5并保持15分鐘以上；然后用30-60℃的無離子水洗滌反應(yīng)沉淀物并用NaOH再次中和混合液，使其PH值達(dá)到11并保持30分鐘以上；然后用室溫?zé)o離子水充分洗滌反應(yīng)沉淀物，最后將反應(yīng)沉淀物從混合液中分離并干燥即得粉狀聚乙烯醇縮丁醛產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的工藝方法，其特征在于所述乳化劑為十六烷基磺基琥珀酸鈉與其它烷基磺基琥珀酸鈉或辛基苯基聚氧乙烯醚的混合物，其中十六烷基磺基琥珀酸鈉占10-90％(重量比)，其余皆為其它烷基磺基琥珀酸鈉或辛基苯基聚氧乙烯醚。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝方法，其特征在于所述乳化劑是十六烷基磺基琥珀酸鈉和辛基苯基聚氧乙烯醚各占50％(重量比)的混合物。
全文摘要
改性聚乙烯醇縮丁醛制備方法涉及一種聚乙烯醇水溶液和丁醛反應(yīng)制備改性聚乙烯醇縮丁醛的工藝方法，包括反應(yīng)、中和、洗滌和干燥等工序，反應(yīng)工序中采用乳化劑為十六烷基磺基琥珀酸鈉與其它烷基磺基琥珀酸鈉或辛基苯基聚氧乙烯醚的混合物。采用本發(fā)明制備的聚乙烯醇縮丁醛經(jīng)增塑后制成的聚乙烯醇縮丁醛薄膜與玻璃的粘合力強并具有良好的抗沖擊性能和較高的透明度，故特別適于作為各種安全層壓玻璃的中間層。
文檔編號C08F8/00GK1147524SQ9610779
公開日1997年4月16日 申請日期1996年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月20日
發(fā)明者R·狄蓋爾 申請人:天津市冰峰有機化工有限公司