[发明专利]一种高透明度聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种高透明度聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法。

二、背景技术

聚乙烯醇缩丁醛树脂具有较高的透明性、耐寒性、耐冲击、抗紫外线等优越性能，与金属、玻璃、木材、陶瓷、纤维制品等有良好的粘结力。聚乙烯醇缩丁醛树脂可以用于制作安全玻璃的夹层材料，制备的安全玻璃透明性好，冲击强度大，广泛用于航空和汽车领域。涂料工业中用于制备防腐蚀涂料，具有很强的防锈能力；还可以制备附着力、耐水性好的金属底层涂料和防寒漆。陶瓷工业中用于制造花纹鲜艳的薄膜花纸，可代替陶瓷花纸。树脂工业用于制造代替钢、铅等有色金属的压塑料；可配成多种粘合剂，广泛用于木材、陶瓷、金属、塑料、皮革、层压材料等的粘接；纺织工业用于制造织物处理剂和纱管。食品工业用于制造无毒包装材料；造纸工业用于制造纸张处理剂。此外，还可用于制造防缩剂、硬挺剂及其他防水材料。市场前景广阔。

我国聚乙烯醇缩丁醛的研究虽自上世纪60年代就已开始，但发展速度缓慢，产品质量档次不高，主要集中在涂料、粘合剂等领域。现随着汽车行业、建筑业的发展，对高档聚乙烯醇缩丁醛树脂的需求量巨大，但国内却没有厂家能够生产，全部依赖进口。透明度问题是制约国内聚乙烯醇缩丁醛树脂应用领域拓展的瓶颈。

三、发明内容

本发明旨在提供一种高透明度度聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，所要解决的技术问题是提高聚乙烯醇缩丁醛树脂的透明度。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明高透明度聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，包括预处理、缩合以及后处理各单元过程：

所述预处理是将聚乙烯醇用去离子水洗涤2-3次，然后以去离子水为溶剂配制成质量浓度8-12%的聚乙烯醇溶液，加热至90-100℃使聚乙烯醇完全溶解，加压过滤得到预处理后的聚乙烯醇；将正丁醛减压蒸馏除杂后得到预处理后的正丁醛，氮封储存备用；将工业盐酸旋蒸浓缩除杂，然后加入去离子水配制成质量浓度30-35%的盐酸；预处理的目的是减少原料杂质带入量，提高成品聚乙烯醇缩丁醛的纯度。

所述缩合是以预处理后的聚乙烯醇和预处理后的正丁醛为原料，以去离子水为溶剂，以盐酸为催化剂，在氮气气氛中于0-10℃反应2小时，然后升温至15-35℃继续反应2小时，反应结束后洗涤并干燥得到聚乙烯醇缩丁醛树脂，其中聚乙烯醇、正丁醛、盐酸和去离子水的质量比为7-9：3.5-4.5：2.7-3.3：63-81。

优选方案是缩合过程中在0-10℃先加入50%的正丁醛，待反应1小时后再加入余量的正丁醛继续反应。

缩合反应结束后的洗涤是在氮气气氛中用去离子水洗涤至中性，然后置于浸泡液中浸泡4-6小时，再用去离子水洗涤2-3次；所述浸泡液是环氧丙烷与水按质量比1：5配制得到的混合溶液。浸泡液需在20℃以下配制、储藏。浸泡液具有较强的表面活性、渗透性和对聚乙烯醇缩丁醛树脂的微溶性，能较好的洗去聚乙烯醇缩丁醛树脂表面和内部的杂质，且环氧丙烷的沸点只有34℃，能轻易的从聚乙烯醇缩丁醛树脂中分离出来。

本发明制备得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂在选择波长430nm时的透明度≥95%，在选择波长660nm时的透明度≥98%。

本发明提高了聚乙烯醇缩丁醛树脂的透明度，使其应用领域得到扩展，国内已有的生产技术制备的聚乙烯醇缩丁醛树脂的透明度远达不到该水平，使用领域较窄，主要用于涂料、粘合剂领域，该发明技术制得的产品其主要应用于汽车行业、建筑业对聚乙烯醇缩丁醛树脂有较高要求的行业，利润空间大。

四、具体实施方式

1、原料的预处理

将聚乙烯醇用去离子水洗涤2-3次，然后以去离子水为溶剂配制成质量浓度10%的聚乙烯醇溶液，加热至98℃保温2小时使聚乙烯醇完全溶解，制成质量浓度16%的聚乙烯醇溶液，加去离子水降温并制成质量浓度10%的聚乙烯醇溶液，将2道加压过滤得到预处理后的聚乙烯醇；

将正丁醛减压蒸馏除杂后得到预处理后的正丁醛，氮封储存备用；

将工业盐酸旋蒸浓缩除杂，然后加入去离子水配制成质量浓度31%的盐酸；

2、缩合

向缩合釜中加入溶剂去离子水，将预处理后的聚乙烯醇加入缩合釜中，加质量浓度31%的盐酸和预处理后的正丁醛，聚乙烯醇、正丁醛、盐酸和去离子水的质量比为8：4：3：75，其中正丁醛分两次投入，两次投入比为1：1；其具体控制步骤为，待缩合釜温度达到5℃时加入盐酸和50%的预处理后的正丁醛，待反应1小时后，再投入余量的预处理后的正丁醛，继续反应1小时，然后升温至25℃保温2小时。缩合釜进料前需经氮气置换，缩合反应过程中需采取氮封处理。