[发明专利]一种制备聚乙烯醇缩丁醛高分子树脂的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种制备聚乙烯醇缩丁醛高分子树脂的方法。

背景技术

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是由聚乙烯醇(PVA)和丁醛在催化剂存在的条件下缩合形成的高分子树脂。这种树脂因其独特的分子结构，而具有各种优良的性质，用途广泛，对玻璃、金属、木材、陶瓷和皮革等具有较好的粘结性能，对燃料和颜料有高分散性，与其它高分子树脂互溶性良好。但目前最主要的是利用其粘结性能和光学性能，将高粘度的PVB树脂加工成树脂薄膜，作为安全玻璃的中间粘合夹层，以吸收外界的强冲击力，不产生碎片，减少事故发生的危险系数，因而在航空、汽车、军事、高层建筑领等域备受亲睐。

PVB的制备方法，根据其在反应过程中反应体系的变化主要分为3种：1、沉淀法。均相的PVA水溶液和丁醛反应的过程中PVB树脂缓慢的析出形成沉淀，体系由均相变为非均相。2、均相法。均相PVA溶液与丁醛反应，反应过程维持均一体系；3、一步法。聚醋酸乙烯酯水解和PVA的缩醛化同时进行。三种反应各有优缺点：1、沉淀法生产的PVB虽回收、水洗容易，但需要精确的控制各个阶段的反应温度和时间，否则易发生分子间的交联、团聚，且缩醛基分布不均匀；2、目前均相法采用的有机溶剂要配制PVA树脂溶液比较困难或者有机溶剂的成本比较高，不利于实现，且树脂与溶剂的分离纯化困难，树脂易着色，热稳定性差；3、一步法中虽可以获得高缩醛度的PVB，但易包裹催化剂，不易洗去，且缩醛基分布不均，产品性能不稳定，对设备要求高，反应条件苛刻。

在《Synthesis of Poly(vinyl butyral)s in Homogeneous Phase and Their Thermal Properties》一文中也提到用NMP作为溶剂进行反应，但是文章中对催化剂和丁醛的加入温度和加入方式都没有进行详细的研究，对催化剂种类的研究也仅限于盐酸，对生成的PVB也只提到了缩醛度可以达到一定的范围，对粘度、雾度和透明度等应用型指标没有进行研究。本发明涉及的技术较《Synthesis of Poly(vinyl butyral)s in Homogeneous Phase and Their Thermal Properties》一文更清晰的交代了所加催化剂的种类、含量、温度，丁醛的加入温度，反应温度和反应时间。

在《均相法生产聚乙烯醇缩丁醛干粉工艺开发》中提到了用二甲亚砜作为溶剂进行反应，但是二甲亚砜只对PVA有良好的溶解性能，当体系中含有水时，其为PVB不良溶剂，又该技术涉及的是一个从均相到非均相的过程，这易造成工艺不稳定，缩醛基分布不均。

发明内容

本发明提供了一种制备聚乙烯醇缩丁醛高分子树脂的方法，旨在解决现有技术提供的沉淀法生产的聚乙烯醇缩丁醛树胶虽回收、水洗容易，但需要精确的控制各个阶段的反应温度和时间，否则易发生分子间的交联、团聚，且缩醛基分布不均匀；均相法生产聚乙烯醇缩丁醛树胶时采用的有机溶剂要配制聚乙烯醇树脂溶液比较困难或者有机溶剂的成本比较高，不利于实现，且树脂与溶剂的分离纯化困难，树脂易着色，热稳定性差；一步法生产的聚乙烯醇缩丁醛树胶虽可获得高缩醛度的聚乙烯醇缩丁醛，但易包裹催化剂，不易洗去，且缩醛基分布不均，产品性能不稳定，对设备要求高，反应条件苛刻的问题。

本发明的目的在于提供一种制备聚乙烯醇缩丁醛高分子树脂的方法，该方法包括以下步骤：

在60～90℃的条件下，将重量份数为20份的聚乙烯醇树脂在重量份数为200～2000份的有机溶剂N-甲基吡咯烷酮溶液中溶胀1～10小时；

在20～30℃条件下，加入重量份数为0.6～20份的催化剂；

在50～80℃条件下，采用滴加的方式在10～240分钟内加入丁醛，并在50～80℃的条件下反应4～12小时；

将反应后的溶液体系中倾入到PH为7～14、重量份数为200～2000份的碱性水溶液中，使聚乙烯醇缩丁醛树脂析出；

对析出的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤捣碎，得到白色均匀的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。

进一步，所述聚乙烯醇树脂为聚乙烯醇树脂0599、聚乙烯醇树脂0899、聚乙烯醇树脂1099、聚乙烯醇树脂1799、聚乙烯醇树脂2699中的至少一种。

进一步，所述催化剂为浓盐酸、浓硫酸、浓磷酸、对甲苯磺酸中的至少一种。

进一步，所述碱性水溶液为用去离子水配制的氨水、氢氧化钾、氢氧化钠溶液中的至少一种。

进一步，对析出的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤捣碎时需要用去离子水。