一种聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法，是通过在特定温度条件下，分步多次添加反应物醛溶液的方法实现调控

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别涉及一种聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法，及由此方法制备的聚乙烯醇缩醛树脂
。

技术介绍

[0002]聚乙烯醇缩醛是由聚乙烯醇与醛在催化剂的作用下发生缩醛反应而制得，被广泛地用作夹层粘结材料而应用于汽车
、
建筑
、
光伏等领域
。
根据聚乙烯醇缩醛的使用特性，往往需要其具有优异的粘接强度和力学强度
。
除此以外，在汽车
、
建筑
、
光伏等苛刻的应用条件下，对于聚乙烯醇缩醛夹层材料使用性能的耐久性
、
稳定性，都有着极高的要求
。
[0003]聚乙烯醇缩醛分子结构组成主要包括乙烯醇缩醛
、
乙烯醇以及乙酸乙烯酯三种结构单元
。
其中，聚乙烯醇缩醛材料的粘接性能主要与乙烯醇单体的羟基含量及分布有关，乙烯醇缩醛结构的含量和分布则很大程度上决定了聚乙烯醇缩醛材料的力学性能
。
然而，粘接性能与力学性能之间存在一定的对立关系：当粘接强度过强时，聚乙烯醇缩醛粘接层无法有效通过形变耗散能量而降低聚乙烯醇缩醛的抗冲击性能
。
粘接性能太弱时，又无法和玻璃等粘接体有效粘接
。
如何精密调控聚乙烯醇缩醛的粘接强度和力学强度是聚乙烯醇缩醛应用性能提升的关键
。
[0004]通常，提升聚乙烯醇缩醛的粘接强度可以通过提高羟基值，即乙烯醇单元的含量实现，但这种调控手段会导致聚乙烯醇缩醛材料高温下的力学性能降低
。
同样的，尽管提高分子量以及缩醛度可以提升聚乙烯醇缩醛的力学强度，但同时也会造成下游聚乙烯醇缩醛夹层材料加工难度等增加，以及低温使用性能的下降
。
实际上，通过调控聚乙烯醇缩醛材料的分子链结构对于提升其综合使用性能具有较佳效果
。
[0005]专利
EP0402213B1
报道了通过调节聚乙烯醇缩醛分子链的立体异构比例的方法可以实现对聚乙烯醇缩醛模量的调控，通过调控内消旋缩醛结构的比例，聚乙烯醇缩醛中间膜的模量可以实现两倍的提升
。
同样的，专利
CN100384887C
也报道了提高聚乙烯醇缩醛的内消旋
/
外消旋立体异构比例对于提升其抗蠕变性能的有益效果
。
但是，上述对聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控均是在添加超过
0.1wt
％的乳化剂作用下，将醛类反应物或酸性催化剂通过一步投料来实现的，其调控效果主要来自于乳化剂的作用
。
乳化剂由于其两亲特性，往往很难在聚乙烯醇缩醛产物中有效地完全去除
。
而乳化剂残留对于下游聚乙烯醇缩醛中间膜的加工和使用是不利的
。
因此，在实际工业生产中，往往需要通过反复多次的水洗来降低乳化剂残留
。
同时，乳化剂残留还会导致聚乙烯醇缩醛的流动性降低，耐热性降低
。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术所存在的不足，本专利技术的主要目的是提出一种聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法，以及利用该方法制备得到具有不同立体异构比例的聚乙烯醇缩醛树脂
。
[0007]本专利技术为实现目的，采用如下技术方案：
[0008]一种聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法，其特点在于，包括如下步骤：
[0009](1)
在5～
30℃
温度范围下，将部分醛溶液和乳化剂加入到聚乙烯醇水溶液中，混合均匀后再加入酸性催化剂触发反应；
[0010](2)
加入酸性催化剂后，将反应体系在5～
30℃
温度范围下保温反应0～
30min
，然后升温至
50
～
75℃
，保温熟化；从开始添加酸性催化剂时至保温熟化结束前的任意时间段，加入剩余醛溶液；
[0011](3)
保温熟化结束后，向反应体系中加入碱液，保持搅拌5～
30min
，过滤，得到固体树脂产物；
[0012](4)
将上述固体树脂产物清洗1～
10
遍，过滤得到清洗产物；
[0013](5)
在
40
～
60℃
下，对上述清洗产物进行干燥，即得到聚乙烯醇缩醛树脂
。
[0014]所述聚乙烯醇缩醛树脂具有在缩醛度
≥78wt
％条件下，内
/
外消旋立体异构比例
m/r
比值
≥3.5
的特征
。
[0015]特别的，反应物醛溶液的添加方式为在不同温度下分步多次添加，步骤
(1)
中所述部分醛溶液的含量为醛溶液总量的0～
80wt
％，步骤
(2)
中所述剩余醛溶液的含量为醛溶液总量的
20
～
100wt
％
。
[0016]更优选的，步骤
(1)
中所述部分醛溶液的含量为醛溶液总量的
10
～
60wt
％，步骤
(2)
所述剩余醛溶液的含量为醛溶液总量的
40
～
90wt
％
。
[0017]特别的，步骤
(2)
中所述剩余醛溶液的添加方式为匀速滴加
。
[0018]更优选的，步骤
(2)
中所述剩余醛溶液添加的时间范围为从开始添加酸性催化剂时至升温结束前的任意时段内
。
[0019]特别的，步骤
(2)
中所述升温至
50
～
75℃
是在
10
～
60min
范围内快速升温
。
[0020]聚乙烯醇缩醛的工业化生产通常为沉淀法，在反应过程中，随着缩醛化程度的增加，产物溶解性降低而逐渐析出，反应会发生从均相到非均相的转变，使得物料接触程度降低，反应速率将进一步降低
。
基于缩醛反应动力学，内消旋缩醛结构相对于外消旋缩醛结构的热力学稳定性更好，因此反应前期主要为内消旋的反应
。
而随着反应的进行，生成内消旋缩醛的全同羟基浓度逐渐降低，在产物析出转变为非均相反应后，特别是在保温熟化过程中，主要是发生外消旋缩醛反应
。
[0021]从调控缩醛反应动力学的角度，通过醛的分步添加，首先在加入少量乳化剂的作用下，充分混合聚乙烯醇溶液和部分醛溶液，使得均相反应尽量均匀
、
充分，提高内消旋的反应比例
。
此外，还可以避免过量醛溶液加入体系后难以分散，局部反应不均匀，造成过快析出而导致内消旋缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
在5～
30℃
温度范围下，将部分醛溶液和乳化剂加入到聚乙烯醇水溶液中，混合均匀后再加入酸性催化剂触发反应；
(2)
加入酸性催化剂后，将反应体系在5～
30℃
温度范围下保温反应0～
30min
，然后升温至
50
～
75℃
，保温熟化；从开始添加酸性催化剂时至保温熟化结束前的任意时间段，加入剩余醛溶液；
(3)
保温熟化结束后，向反应体系中加入碱液，搅拌5～
30min
，过滤，得到固体树脂产物；
(4)
将所述固体树脂产物清洗1～
10
遍，过滤得到清洗产物；
(5)
在
40
～
60℃
下，对所述清洗产物进行干燥，即得到聚乙烯醇缩醛树脂
。2.
如权利要求1所述的聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法，其特征在于：所述聚乙烯醇缩醛树脂在缩醛度
≥78wt
％条件下，内
/
外消旋立体异构比例
m/r
比值
≥3.5。3.
如权利要求1所述的聚乙烯醇缩醛立体异构比例的调控方法，其特征在于：步骤
(1)
中所述部分醛溶液的含量为醛溶液总量的0～
80wt
％，步骤
(2)
中所述剩余醛溶液的含量为醛溶液总量的
20
～
100wt
％
。4.
如权利要求3所述的聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：严琦，王道亮，吴志飞，邹良田，陈旭松，
申请(专利权)人：安徽皖维先进功能膜材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：