[发明专利]一种高弹性的聚乙烯醇缩丁醛及其合成方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，涉及一种高弹性的聚乙烯醇缩丁醛及其合成方法与应用，将制得的聚乙烯醇缩丁醛制成膜片，主要应用于建筑安全玻璃与汽车前挡风玻璃以及太阳能光伏组件中。

背景技术

聚乙烯醇缩丁醛简称PVB，传统的生产工艺是用PVA1799与正丁醛在催化剂的条件下进行缩合反应，生成PVB颗粒。以此PVB颗粒用流延法制成PVB膜片，主要应用于汽车前挡风玻璃和高层建筑安全玻璃中。用传统配方制备的PVB膜片由于原料采用的是PVA1799，其聚合度为1700，醇解度为99％，醋酸根的含量很少，反应生成PVB后再制成PVB膜片，由于PVB长链上都是缩醛基与羟基，缺乏弹性相，测试可知所得PVB膜片缺乏弹性，柔软性欠佳，对声波的吸收性能不明显，同时，抗冲击性能的提升也是达到了一个瓶颈。

在太阳能光伏领域中，太阳能电池板组件中，经常用EVA薄膜作为粘结层，起着保护晶硅片的作用。EVA分子中，醋酸乙烯酯(VA)含量为30～33％，由于EVA支链上具有醋酸根，充当为弹性相，故EVA的分子具有一定的弹性效果，柔软性能好，可以吸收一部分外力冲击的能量和声波。但由于EVA自身的分子结构的因素，EVA薄膜的抗氧化性和耐紫外线性能都比PVB膜片差，而且对玻璃的粘结效果也差于PVB膜片。

发明内容

为克服以上材料的缺点，解决现有技术的不足，本发明的首要目的在于提供一种高弹性的聚乙烯醇缩丁醛的合成方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法合成的高弹性的聚乙烯醇缩丁醛。该材料摄取现有材料的优点，通过新的生产工艺生产，是新型具有高弹性的PVB，其除了具备PVB本身的性能外，还具有类似于EVA的性能，满足实际应用中对材料的性能要求。

本发明的目的还在于提供上述高弹性的聚乙烯醇缩丁醛的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高弹性的聚乙烯醇缩丁醛的合成方法，该方法是以聚乙烯醇PVA1788与正丁醛作为反应物，在催化剂的条件下进行缩合反应，制得高弹性的聚乙烯醇缩丁醛；所述催化剂为盐酸。

上述高弹性的聚乙烯醇缩丁醛的合成方法具体包括以下步骤：

将聚乙烯醇PVA1788溶于水，加入正丁醛并混合均匀，所述聚乙烯醇PVA1788与正丁醛的质量比为1∶(0.50～0.55)，聚乙烯醇PVA1788与水的质量比为3∶(47～50)；在20～24℃及搅拌条件下滴加盐酸，所述聚乙烯醇PVA1788与盐酸的质量比为1∶(0.74～1)；然后于20～24℃恒温搅拌反应5～8小时，再升温至45～55℃继续搅拌反应4～6小时；反应完毕后，将反应物冷却至室温，经过滤和水洗后用氢氧化钠溶液浸泡，再进行水洗和干燥，制得高弹性的聚乙烯醇缩丁醛。

所述PVA1788溶于水是在90～95℃下进行的，溶解完毕后，将其冷却至20～24℃，再加入正丁醛。

所述盐酸的质量分数为15％～20％；所述滴加盐酸为慢速滴加，滴加时间为8-14分钟。

所述滴加盐酸及恒温搅拌反应时的搅拌速度为110～140转/分钟；所述升温至45～55℃继续反应时的搅拌速度为75～90转/分钟。

所述水均为去离子水；所述水洗均为用水冲洗至滤液呈中性；所述氢氧化钠溶液的质量浓度为15％～20％；所述用氢氧化钠溶液浸泡是在搅拌条件下进行，搅拌速度为50～70转/分钟，浸泡的时间为10～15分钟；所述干燥的温度为45～60℃。其中，加入氢氧化钠溶液将PVB颗粒浸没即可，使碱与PVB颗粒中残留的酸反应。

一种高弹性的聚乙烯醇缩丁醛就是根据上述方法合成的，该高弹性的聚乙烯醇缩丁醛为粉状，其水的质量含量少于1％。

上述高弹性的聚乙烯醇缩丁醛的应用之一是用于制备建筑安全玻璃与汽车前挡风玻璃，还可应用于制备太阳能电池板夹层膜，有利于延长组件的使用寿命。

在以上应用中，将本发明的高弹性的聚乙烯醇缩丁醛制备成聚乙烯醇缩丁醛(PVB)膜片后使用，制备方法为：将高弹性的聚乙烯醇缩丁醛与三甘醇二异辛酸酯增塑剂进行混合，混合质量比为1∶(0.15～0.2)。把混合均匀的上述混合物投入挤出机进料口进行挤出成膜，即得聚乙烯醇缩丁醛(PVB)膜片。

本发明的原理是：