聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法技术

本发明专利技术技术方案公开了一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，包括：向聚乙烯醇中加入水，在第一温度下搅拌至所述聚乙烯醇充分溶解，形成聚乙烯醇水溶液；在所述聚乙烯醇水溶液中加入羧甲基纤维素钠的水溶液，形成混合水溶液体系；在第二温度下，向所述混合水溶液体系中边搅拌边滴加催化剂；在第三温度下，向加入催化剂的混合水溶液体系中边搅拌边滴加正丁醛，发生缩醛反应；在第四温度下进行保温，经抽滤、水洗、真空冷冻干燥后，获得聚乙烯醇缩丁醛树脂。本发明专利技术技术方案的制备方法能够解决反应前期PVB不均匀析出导致的缩醛度分布不均匀及缩醛度不高等问题，可以更好的生产高质量PVB产品。可以更好的生产高质量PVB产品。

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是由聚乙烯醇和正丁醛在酸催化剂作用下的缩醛产物，PVB树脂是白色多孔颗粒或粉末，可溶于乙醇、酮类、卤代烷、芳烃类溶剂。PVB树脂具有良好的柔软性、透明性、耐寒性、耐冲击、耐紫外辐照，并且与金属、玻璃、木材、陶瓷、纤维制品等有良好的粘结力，广泛用于制造夹层玻璃、涂料和粘合剂等。PVB产品在使用过程中缩醛度是产品品质的重要指标，高端PVB缩醛度要求达到80％以上，但是由于PVB侧链的空间位阻以及反应过程中发生的复杂相行为，很难获得此值。
[0003]传统合成PVB树脂的方法是二步沉淀法，该方法主要使用无机酸催化剂(主要是盐酸)，由于酸性强，反应速度快，容易出现高分子交联和局部结块的想象，另外，受多方面因素影响，产品品质不够稳定，缩醛基分布不均，整体缩醛度很难提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术技术方案旨在提供一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，解决反应前期PVB不均匀析出导致的缩醛度分布不均匀及缩醛度不高问题，更好的生产高质量PVB产品。
[0005]具体的，本专利技术技术方案的聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法包括：向聚乙烯醇中加入水，在第一温度下搅拌至所述聚乙烯醇充分溶解，形成聚乙烯醇水溶液；在所述聚乙烯醇水溶液中边搅拌边加入羧甲基纤维素钠的水溶液，形成混合水溶液体系；在第二温度下，向所述混合水溶液体系中边搅拌边滴加催化剂；在第三温度下，向加入催化剂的混合水溶液体系中边搅拌边滴加正丁醛，发生缩醛反应；在第四温度下进行保温，经抽滤、水洗、真空冷冻干燥后，获得聚乙烯醇缩丁醛树脂。
[0006]可选的，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分比为1％～10％。
[0007]可选的，所述聚乙烯醇的型号包括PVA1799、PVA1797、PVA1795、PVA1788、PVA1999、PVA2099、PVA2488、PVA2699中的至少一种。
[0008]可选的，所述羧甲基纤维素钠的摩尔质量为17～340kg/mol。
[0009]可选的，所述羧甲基纤维素钠与所述聚乙烯醇的质量比为(0.001～0.2)：1。
[0010]可选的，所述催化剂由四丁基溴化铵与对甲苯磺酸一水合物反应获得。
[0011]可选的，所述催化剂与所述聚乙烯醇的质量比为(0.2～5.0):1。
[0012]可选的，所述正丁醛与所述聚乙烯醇的质量比为(0.6～1.1):1。
[0013]可选的，所述第二温度为30～60℃，所述催化剂的滴加速度为1～5mL/min；所述第三温度为3℃～30℃，所述正丁醛的滴加速度为5～20mL/h，所述缩醛反应的时间为1小时～5小时。
[0014]可选的，所述第一温度为90℃～100℃；所述第四温度为30℃～60℃，保温时间为1小时～3小时。
[0015]与现有技术相比，本专利技术技术方案的高缩醛度聚乙烯醇缩丁醇的制备方法具有如下有益效果：
[0016]向体系中加入羧甲基纤维素钠，其长碳链作为亲油基，羟基和羧酸基作为亲水基，，使得聚乙烯醇、催化剂、正丁醛混合均匀，分散良好，反应无交联和结块现象，得到的PVB粉末极细，产品缩醛度高达85％，另外PVB产品的玻璃化转变温度也提高到了70℃～80℃。
[0017]缩醛反应时采用四丁基溴化铵与对甲苯磺酸一水合物反应并溶于水作为催化剂，使得反应相对温和，形成的粒径均一，粉末较细，缩醛度分布均匀，产品稳定性好，避免了现有技术中由于无机酸催化剂的酸性高，极易造成局部缩醛反应过快，而出现结块、缩醛度分布不均的情况。
[0018]通过对反应温度、老化温度、表面活性剂种类和用量、正丁醛的用量及滴加速度、催化剂的种类和用量及滴加速度、反应时间、老化时间以及搅拌速度等进行控制，使得制备的聚乙烯醇缩丁醛树脂更加稳定可靠。
[0019]对样品进行冷冻干燥，有效避免了真空干燥时温度过高使产品黄化的情况。制备方法简单，可操作性强，易于工业化生产。
具体实施方式
[0020]为了使本领域
人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0021]本专利技术实施例提供一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，包括：
[0022]步骤S1：向聚乙烯醇中加入水，在第一温度下搅拌至所述聚乙烯醇充分溶解，形成聚乙烯醇水溶液；
[0023]步骤S2：在所述聚乙烯醇水溶液中边搅拌边滴加羧甲基纤维素钠的水溶液，形成混合水溶液体系；
[0024]步骤S3：在第二温度下，向所述混合水溶液体系中边搅拌边滴加催化剂；
[0025]步骤S4：在第二温度下，向所述混合水溶液体系中边搅拌边滴加催化剂；
[0026]步骤S5：在第四温度下进行保温，经抽滤、水洗、真空冷冻干燥后，获得聚乙烯醇缩丁醛树脂。
[0027]在步骤S1中，所述聚乙烯醇(PVA)的型号可以包括PVA1799、PVA1797、PVA1795、PVA1788、PVA1999、PVA2099、PVA2488、PVA2699中的至少一种。在所述聚乙烯醇的型号中，前两位数字表示聚乙烯醇的聚合度，后两位数字表示醋酸乙烯的醇解度。例如，所述PVA1799是指聚乙烯醇的聚合度为1700、醋酸乙烯的醇解度为99％的聚乙烯醇。所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇所占的质量百分比应控制在合适的范围内，若聚乙烯醇的质量百分比太低，反应体系粘度降低，虽然有利于传质，但是反应速度太慢，效率太低，而且会产生大量废水，不利于环保；若聚乙烯醇的质量百分比过高，反应速度加快，但会影响产品品质，如颗粒较大、局部结块等。本专利技术实施例的聚乙烯醇的质量百分比为1％～10％。优选地，所述聚乙烯醇的质量百分比为7％～8％。所述第一温度可以为90℃～100℃，在该温度范围下，聚乙烯
醇的溶解性较好。形成的聚乙烯醇水溶液呈均匀的透明状。
[0028]在步骤S2中，加入羧甲基纤维素钠的水溶液，作为表面活性剂，其化学稳定性好，不易腐蚀变质，对生理完全无害，具有良好地黏结性、抗盐能力和分散能力。本专利技术实施例可以采用不同分子量的羧甲基纤维素钠，例如羧甲基纤维素钠的摩尔质量为17～340kg/mol。所述羧甲基纤维素钠与所述聚乙烯醇的质量比为(0.001～0.02):1。羧甲基纤维素钠的质量过大，会增大样品清洗难度。质量过小，反应物不易混合均匀。优选地，所述羧甲基纤维素钠与所述聚乙烯醇的质量比为(0.005～0.08):1。
[0029]所述催化剂可以是DES催化剂，所述DES催化剂可以由四丁基溴化铵与对甲苯磺酸一水合物反应并溶于水获得。在一些实施例中，所述DES催化剂的制备方法可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，其特征在于，包括：向聚乙烯醇中加入水，在第一温度下搅拌至所述聚乙烯醇充分溶解，形成聚乙烯醇水溶液；在所述聚乙烯醇水溶液中边搅拌边加入羧甲基纤维素钠的水溶液，形成混合水溶液体系；在第二温度下，向所述混合水溶液体系中边搅拌边滴加催化剂；在第三温度下，向加入催化剂的混合水溶液体系中边搅拌边滴加正丁醛，发生缩醛反应；在第四温度下进行保温，经抽滤、水洗、真空冷冻干燥后，获得聚乙烯醇缩丁醛树脂。2.如权利要求1所述的聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分比为1％～10％。3.如权利要求1所述的聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的型号包括PVA1799、PVA1797、PVA1795、PVA1788、PVA1999、PVA2099、PVA2488、PVA2699中的至少一种。4.如权利要求1所述的聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠的摩尔质量为17～340kg/mol。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪军，何雪莲，张子阳，周飞，孙荣华，曾作祥，张雨濛，
申请(专利权)人：中国石化上海石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：