改性聚乙烯醇缩丁醛制备方法 本发明涉及一种利用聚乙烯醇水溶液与丁醛反应制备改性聚乙烯醇缩丁醛的工艺方法。
聚乙烯醇缩丁醛薄膜(PVB薄膜)是生产安全层压玻璃(例如用于汽车上的风挡玻璃)必不可少的中间层，它是由聚乙烯醇缩丁醛经增塑处理后挤压成型的粘性薄膜，其厚度不足1毫米。为了获得高质量的安全层压玻璃，PVB薄膜必须具备一系列优良的性能。特别是，它必须具有很强的与玻璃表面的粘合力，同时还必须具有很强的抗冲击能力和很高的透明度。现有技术中，已经有了各种不同的制备聚乙烯醇缩丁醛的工艺方法。例如，EUR0130872欧洲专利曾公开了一种利用聚乙烯醇水溶液与丁醛反应制备聚乙烯醇缩丁醛的工艺方法，其工艺过程主要包括反应、中和、洗涤和干燥等工序。聚乙烯醇水溶液与丁醛的反应是在触媒酸和乳化剂的参与下进行的，反应温度为5-12℃。触媒酸可以是任何一种有机酸或无机酸，通常使用的是廉价的盐酸；EUR0130872专利采用的乳化剂是十六烷基磺基琥珀酸钠(DOS)。此外，FR2401941法国专利也公开了一种类似的制备PVB薄膜的方法，该方法所采用的乳化剂是烷基磺酸钠或烷基芳基磺酸钠，例如，十二烷基苯磺酸钠。但是，无论是欧洲专利采用的十六烷基磺基琥珀酸钠乳化剂，还是法国专利采用的十二烷基苯磺酸钠乳化剂，在实际上都存在某些不足之处。对于十二烷基苯磺酸钠来说，要从粉状地PVB产品中彻底清除乳化剂是非常困难的，残留的十二烷基苯磺酸钠乳化剂将导致PVB薄膜与玻璃表面的粘合力大幅度降低。采用十六烷基磺基琥珀酸钠作为乳化剂制备的PVB薄膜虽然具有较强的粘合力，但是对薄膜的含水量却非常敏感，含水量稍高或稍低都将使PVB薄膜的抗冲击能力显著降低，因此，制备PVB薄膜和制造安全层压玻璃都必须在安装有空气调节器的厂房内进行，以严格控制PVB薄膜的含水量。
本发明的目的即在于对现有技术中利用聚乙烯醇水溶液与丁醛反应制备聚乙烯醇缩丁醛的工艺方法加以适当的改进，以使所制备的PVB薄膜既保持很强的粘合力，同时又具有很强的抗冲击能力和很高的透明度。
为了实现上述目的，本发明将聚乙烯醇水溶液与丁醛反应中所采用的乳化剂由单一的十六烷基磺基琥珀酸钠或十二烷基苯磺酸钠改为十六烷基磺基琥珀酸钠与其它烷基磺基琥珀酸钠或辛基苯基聚氧乙烯醚的混合乳化剂。由于上述混合乳化剂很容易在环境温度下通过水洗而彻底清除，因而可以保证PVB薄膜的强粘合力。而且，上述混合乳化剂可使PVB薄膜形成所谓“微型水库”而将过量的水份约束起来，使其在PVB薄膜与玻璃粘合时不再起作用。因此，按照本发明的工艺方法制备的聚乙烯醇缩丁醛经增塑后挤压成型的PVB薄膜，在相当宽的含水量范围内不仅保持了很强的粘合力和很高的透明度，而且明显增强了抗冲击能力，是作为安全层压玻璃中间层的理想材料。以下结合具体实施例对本发明改性聚乙烯醇缩丁醛制备方法作进一步的详细说明。
本发明改性聚乙烯醇缩丁醛制备方法是利用聚乙烯醇水溶液与丁醛反应制备改性聚乙烯醇缩丁醛的工艺方法，它主要包括反应、中和、洗涤和干燥等工序并可按以下步骤顺序进行。
1、向重量浓度为8-15％的聚乙烯醇水溶液中加入盐酸和混合乳化剂，盐酸和混合乳化剂的加入量分别为聚乙烯醇重量的0.1％和0.3％。
混合乳化剂是十六烷基磺基琥珀酸钠与其它烷基磺基琥珀酸钠(如：已二基磺基琥珀酸钠、戊二基磺基琥珀酸钠、二异丁基磺基琥珀酸钠)或辛基苯基聚氧乙烯醚的混合物，十六烷基磺基琥珀酸钠占混合物重量的10-90％，其余皆为其它烷基磺基琥珀酸钠或辛基苯基聚氧乙烯醚。其中最佳的混合乳化剂当属十六烷基磺基琥珀酸钠和辛基苯基聚氧乙烯醚各占50％(重量比)的混合乳化剂。
2、在5-12℃的温度条件下，在10-90分钟内向混合液中缓慢加入丁醛，丁醛的加入量应足以使混合液中75-88％的聚乙烯醇与之反应并生成颗粒状沉淀。丁醛加入终了后保持30分钟以上，此时混合液温度将升高到8-15℃。在加入丁醛和保持过程中应不断搅拌混合液。
3、在1.5-4小时内将混合液温度由8-15℃缓慢升高至60-80℃并在此温度下保持0.5-1小时。
4、利用NaOH中和混合液，使其PH值达到5并在此状态下保持15分钟以上。
5、利用30-60℃的无离子水洗涤反应沉淀物并利用NaOH再次中和混合液，使其PH值达到11并保持30分钟以上。
6、利用室温无离子水充分洗涤反应沉淀物，然后将沉淀物从混合液中分离并干燥即得粉状聚乙烯醇缩丁醛产品。
按照上述工艺步骤制备的聚乙烯醇缩丁醛经增塑处理(即在聚乙烯醇缩丁醛中加入适量的多元醇或多元酯类增塑剂)和挤压成型后，可制成具有足够塑性的PVB薄膜。采用成熟的工艺将PVB薄膜压入玻璃中，可以制成安全层压玻璃。按照有关的标准对PVB薄膜进行的平锤试验、落球试验和透明度试验表明，与现有工艺相比，采用本发明所获得的聚乙烯醇缩丁醛不仅抗冲击能力明显增强，而且在很大的含水量范围内增强了与玻璃表面的粘合力。由于聚乙烯醇缩丁醛这一独特的性能，使得制备PVB薄膜和制造安全层压玻璃的操作完全不必在安装有空气调节设施的厂房内进行，这对于PVB薄膜的制备和高质量安全层压玻璃的加工制造都是十分有利的。因此，本发明将特别适于制备作为安全层压玻璃中间层的PVB薄膜。