專利名稱：一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚合物/納米粒子復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及ー種夾膠安全玻璃用紅外熱反射及防紫外聚 こ烯醇縮丁醛(PVB)透明膠膜及其制備方法，尤其涉及納米粒子的表面改性及PVB納米復(fù)合中間膠膜的制備方法，主要應(yīng)用于建筑節(jié)能、汽車(chē)節(jié)能的安全玻璃等行業(yè)。
背景技術(shù)：
節(jié)能環(huán)保始終是當(dāng)今社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)之一，現(xiàn)代建筑大量采用大面積玻璃幕墻和門(mén)窗，玻璃良好的透光效果美化了房屋景觀，但因普通玻璃隔熱效果差，夏季太陽(yáng)光強(qiáng)烈的紅外熱輻射直接傳入室內(nèi)，而冬季嚴(yán)寒酷冷房屋又不保溫，這都加大了空調(diào)的用電負(fù)荷，導(dǎo)致能源消耗，故開(kāi)發(fā)既有優(yōu)良隔熱隔音防紫外又不影響透明性的，并兼有良好抗沖性能的多功能夾層安全玻璃用的納米復(fù)合中間膠膜，有著相當(dāng)大的應(yīng)用價(jià)值。目前隔熱透明玻璃大多為鍍膜玻璃，在玻璃外表面覆蓋ー層隔熱高分子涂料或貼膜，這些隔熱材料大部分是在聚合物中添加對(duì)紅外線高度反射的納米粒子來(lái)實(shí)現(xiàn)阻隔紅外熱輻射，雖然納米粒子的導(dǎo)熱系數(shù)比之聚合物要大很多，但其反射的那部分熱量大于自身的熱傳導(dǎo)，因而也可呈現(xiàn)出優(yōu)良的隔熱性能；如中國(guó)專利200610096832. 3公開(kāi)了ー種透明隔熱膜及其制備方法，采用納米氧化銦錫(ITO)及納米ニ氧化鈦與高分子樹(shù)脂(如水性聚氨酷、環(huán)氧樹(shù)脂或聚こ烯醇縮丁醛)、涂料助劑、稀釋劑及固化劑共混，涂覆于透明薄膜基片上加熱固化，制得透明隔熱薄膜，該膜透光性能良好，紅外屏蔽率達(dá)60%以上，紫外光吸收率幾乎達(dá)100%，但是ITO粒子為稀貴金屬，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本較高；中國(guó)專利CN1555989A公開(kāi)了ー種具有紅外反射性能的汽車(chē)擋風(fēng)玻璃及其制備方法，采用磁控濺射方法，以半導(dǎo)體氧化物為原材料，在聚こ烯醇縮丁醛(PVB)薄膜的一面沉積半導(dǎo)體氧化物薄膜，隔熱性能良好，可見(jiàn)光透過(guò)率在70%左右，但是エ藝條件控制復(fù)雜，且價(jià)格昂貴；中國(guó)專利CN201110138776. 6公布了ー種透明玻璃隔熱涂料，將丙烯酸樹(shù)脂、PVB、納米氧化錫銻(ATO)、納米TiO2、分散劑及溶劑混合，制得隔熱涂料，雖然加入的納米TiO2能有效阻隔紫外線，但是對(duì)透光性有一定影響；中國(guó)專利CN101983983A公開(kāi)了ー種阻隔太陽(yáng)光熱射線的聚こ烯醇縮丁醛納米復(fù)合材料及其制備方法，先采用溶膠-凝膠法制備反射紅外線又吸收紫外的納米摻鋁氧化鋅(AZO)，再與PVB共混，雖然成本下降了，但是隔熱效果不是很理想；制備既隔熱防紫外線又透明并兼有良好抗沖性能的多功能夾膠安全玻璃用的納米復(fù)合中間膠膜，這類(lèi)報(bào)道很少；如中國(guó)專利CN200520063685.0公開(kāi)了ー種隔熱安全玻璃，報(bào)道兩片玻璃基材由PVB膠片粘合而成夾膠玻璃，其中一片為鍍膜隔熱玻璃；中國(guó)專利CN200910042656. 9公開(kāi)了ー種可用于夾膠玻璃的低輻射隔熱薄膜的制備方法，先制備有隔熱功能的low-e薄膜，再經(jīng)表面處理后，得到夾膠玻璃用與PVB有良好附著力的low-e薄膜；這類(lèi)隔熱夾膠玻璃綜合了鍍膜玻璃和夾膠玻璃的功效，既隔熱隔音，透明又安全抗沖擊，但制備エ藝步驟較長(zhǎng)；中國(guó)專利CN102304261A公開(kāi)了ー種隔熱透明聚こ烯醇縮丁醛納米復(fù)合材料及其制備方法，在PVB樹(shù)脂的合成階段加入經(jīng)表面改性的納米ITO粒子，ー步原位分散法制備PVB/IT0透明隔熱材料，該方法有效地解決了納米粒子的分散問(wèn)題，且薄膜的透光性及紅外反射率優(yōu)異，還可直接作為隔熱安全玻璃中的夾層膠膜使用，該エ藝簡(jiǎn)化縮短了生產(chǎn)步驟，能明顯降低成本，為進(jìn)一歩降低生產(chǎn)成本，需另尋找稀貴金屬I(mǎi)TO的替代品O本專利針對(duì)現(xiàn)今隔熱安全玻璃材料存在以上技術(shù)不足，提出選用納米ATO為功能粒子，經(jīng)偶聯(lián)劑和分散劑雙重處理，借助超聲波分散與購(gòu)買(mǎi)或自制的聚こ烯醇縮丁醛直接共混，制備得到隔熱PVB納米復(fù)合中間膠膜，納米ATO粒子經(jīng)雙重處理和特殊的超聲分散エ藝，有效改善ATO的團(tuán)聚問(wèn)題，所制得PVB納米復(fù)合中間膠膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能以及較高的紅外反射率和可見(jiàn)光透過(guò)率，可直接用于加工生產(chǎn)隔熱隔音防紫外又透明和耐沖擊的多功能安全玻璃，縮短了生產(chǎn)エ藝步驟，具有更好的實(shí)用價(jià)值與推廣前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于公開(kāi)ー種紅外熱反射及防紫外聚こ烯醇縮丁醛透明膠膜及其制備方法，利用超聲波共混法制備PVB納米復(fù)合膠膜，該膜在可見(jiàn)光區(qū)透光性良好，井能高效阻隔紫外線及反射紅外熱輻射的能量，實(shí)施簡(jiǎn)便，環(huán)境穩(wěn)定性高，具備優(yōu)異的節(jié)能作用。本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是ー種紅外熱反射及防紫外PVB透明膠膜及其制備方法，其特征在于采用硅烷偶聯(lián)劑及分散劑對(duì)氧化錫銻納米粒子進(jìn)行雙重處理，借助超聲波分散與購(gòu)買(mǎi)或自制的聚こ烯醇縮丁醛、增塑劑、抗氧化劑及成膜劑共混，得到均相溶液后，倒入模具中成型，得到一系列PVB/納米ATO膠膜?！N紅外熱反射及防紫外聚こ烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在干原料組成按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)算如下PVB :15份；納米ATO粒子O. 15 I. 2份；偶聯(lián)劑O. 003 O. 03份；分散劑0· 03、· 2份；分散介質(zhì)3 25份；增塑劑0· 3^0. 8份；抗氧化劑0· Γθ. 2份；成膜劑10(Γ300份；所述PVB的組成按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)算為聚こ烯醇5 15份；蒸餾水100 200份;表面活性剤:0. 2 2份；催化劑0. 55 10份；正丁醛:3 15份。所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。所述催化劑為濃硫酸或濃鹽酸。所述納米ATO粒子的表面改性劑是偶聯(lián)劑及分散劑，其中偶聯(lián)劑為Ν-(β-氨こ基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三こ氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和Υ_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的ー種或幾種；其中分散劑為聚磷酸類(lèi)、聚硅酸類(lèi)、聚羧酸類(lèi)、聚酯和聚醚型超分散劑中的ー種，優(yōu)選聚羧酸類(lèi)或聚酯/聚醚型超分散劑，如聚丙烯酸酯共聚物超分散劑或市售超分散劑6300，超分散劑598。所述納米ATO粒子的分散介質(zhì)為甲醇、こ醇和異丙醇中的ー種。所述抗氧化劑為苯酚類(lèi)、酚類(lèi)、酯類(lèi)、氨類(lèi)和膦類(lèi)有機(jī)物中的ー種，優(yōu)選的是苯酚類(lèi)，如抗氧劑2，6-ニ叔丁基對(duì)甲基苯酚，抗氧劑2，2'-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。所述增塑劑為酯類(lèi)，如為三甘醇或四甘醇的脂肪族ニ酷、鄰苯ニ甲酸ニ異辛酯、癸ニ酸ニ烷基酯、こニ酸ニ烷基酯或磷酸三有機(jī)酷，優(yōu)選為三甘醇-ニ(2-こ基己酸酷)或四甘醇ニ庚酸酷。所述納米ATO粒子、偶聯(lián)劑、分散劑、分散介質(zhì)的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0.02:0. 16:20。所述聚こ烯醇、蒸餾水、表面活性劑、催化劑、正丁醛的質(zhì)量比優(yōu)選為1:20:0. 03:0.2:0. 75 ;所述成膜劑為甲醇、こ醇或異丙醇。
所述的ー種紅外熱反射及防紫外聚こ烯醇縮丁醛透明膠膜，其制備步驟如下
(1)分別稱取上述質(zhì)量份數(shù)的聚こ烯醇和蒸餾水，加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器的四ロ燒瓶中，升溫至85、5°c，攪拌使PVA完全溶解，然后冷卻到室溫；加入上述質(zhì)量份數(shù)的表面活性劑和催化劑，室溫下，利用恒壓滴液漏斗滴加上述質(zhì)量份數(shù)正丁醛，滴加完畢后保溫f 2h，然后在2h內(nèi)升溫至50°C，再恒溫反應(yīng)f 2h，出料，冷卻至室溫后，以5%的氫氧化鈉溶液中和至中性PH值為7，用蒸餾水洗滌產(chǎn)品數(shù)次，以充分去除表面活性劑及未反應(yīng)的正丁醛，抽濾，在不高于50°C的烘箱中烘干，制得PVB產(chǎn)品；
(2)分別稱取上述質(zhì)量份數(shù)的納米ATO粒子、偶聯(lián)劑、分散劑、分散介質(zhì)，加入到單ロ燒瓶中，以20-2000kHz的超聲波分散30-480min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO粒子分散液；
(3)稱取步驟(I)中制得的PVB、成膜劑、增塑劑及抗氧化劑，經(jīng)攪拌混合溶解，得到PVB溶液；加入步驟(2)中的納米粒子分散液與PVB溶液混合，再超聲波分散混合后，得到固含量為5 10 wt %的均相溶液，室溫下倒入模具中成膜，得到隔熱防紫外PVB透明膠膜。


圖I自制宏觀隔熱效果測(cè)試裝置圖，其中I為碘鎢燈光源；2為精密溫度計(jì)；3為擋板；4為保溫層；5為密閉保溫容器；6為玻璃蓋板。圖2為PVB、PVB/AT0膜片的熱失重(TGA)對(duì)比曲線，從圖中可以看出經(jīng)表面處理的納米ATO粒子與自制的PVB共混后能有效提聞材料的耐熱性能。圖3是ー系列不同ATO用量的PVB/AT0納米復(fù)合材料在不同光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透過(guò)率譜圖，從圖中可以看出添加的納米ATO粒子能使PVB材料在紫外及近紅外光區(qū)的光學(xué)性 能發(fā)生顯著變化，能高效阻隔紫外線、反射紅外輻射的熱量。圖4是ー系列不同ATO用量的PVB/AT0納米復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)圖，從圖中可以看出添加的納米ATO粒子在用量較小時(shí)，能夠被熱導(dǎo)率低的PVB基體所覆蓋，在尚未形成導(dǎo)熱通道的情況下，使復(fù)合膜片表現(xiàn)出比基體材料要低的導(dǎo)熱系數(shù)，而當(dāng)ATO用量大于3%后，就形成了相對(duì)較為完善的導(dǎo)熱通道，使導(dǎo)熱系數(shù)増大，繼續(xù)增加ATO含量到6%，導(dǎo)熱系數(shù)的變化也不大；其中a —實(shí)施例2 =ATO為PVB質(zhì)量的1% ;b—實(shí)施例4 =ATO含量2% ；c—實(shí)施例6 =ATO含量3% ;d—實(shí)施例7 =ATO含量4%。結(jié)合圖3與圖4分析即使ATO用量高于3%的復(fù)合材料薄膜，其隔熱效果同樣優(yōu)于PVB膜，而此時(shí)材料的導(dǎo)熱系數(shù)略高于PVB，這說(shuō)明，在熱傳遞的過(guò)程中，ATO反射的熱量要大于其自身的熱量傳遞，在導(dǎo)熱通道相對(duì)較完善的情況下，即使導(dǎo)熱系數(shù)有所上升，但隔熱性能仍會(huì)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，因此，利用超聲波共混法在PVB中添加少量的ATO納米粒子所制備的PVB/AT0納米復(fù)合材料薄膜，對(duì)近紅外光區(qū)的熱輻射有較好的阻隔作用，能有效改善了材料的隔熱性能。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及具體實(shí)例進(jìn)一歩描述本發(fā)明，但不限制本發(fā)明范圍。本發(fā)明所述的分散劑為超分散劑，如聚丙烯酸酯共聚物超分散劑或由上海泰格聚合物技術(shù)有限公司提供的超分散劑6300，超分散劑598。
其中所述PVA型號(hào)為1799型；本發(fā)明所用納米ATO粒子是由杭州萬(wàn)景新材料有限公司提供；本發(fā)明采用美國(guó)TG儀器公司提供SDTQ-600型TG測(cè)試儀測(cè)試PVB納米復(fù)合膜片的耐熱性能；本發(fā)明采用日本島津公司提供的UV-3600型紫外-可見(jiàn)光-近紅外分光光度計(jì)測(cè)試所制備的PVB納米復(fù)合膜片在20(T2500nm光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透過(guò)率，表征其光學(xué)性能；本發(fā)明采用湘潭湘儀儀器有限公司提供的DRL型導(dǎo)熱系數(shù)儀測(cè)試所制備的PVB納米復(fù)合膜片的導(dǎo)熱系數(shù)，可用于表征材料的隔熱性能；本發(fā)明按照國(guó)標(biāo)GB/T1040. 3-2006采用WDT30型微機(jī)控制萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試PVB納米復(fù)合膜片的力學(xué)性能。在測(cè)試所制備的PVB納米復(fù)合膜片的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，先將PVB及一系列PVB/AT0納米復(fù)合膜片在平板硫化機(jī)(XLB-0350X350X2，常州第一橡膠制備廠)上熱壓成型，制成直徑為3mm、厚度為Imm的圓片樣品，然后，置于DRL型導(dǎo)熱系數(shù)儀(熱流法)測(cè)試其導(dǎo)熱系數(shù)λ 0利用圖I中的裝置測(cè)試密閉保溫容器中的空腔溫度，其中照射光源采用與太陽(yáng)光能量相近的碘鎢燈(功率500W)，燈源距離蓋板300mm，測(cè)試時(shí)蓋板以玻璃/被測(cè)PVB隔熱 透明膠膜/玻璃這種結(jié)構(gòu)封住保溫容器，打開(kāi)光源，以精密溫度計(jì)測(cè)量并記錄密閉保溫容器中空腔內(nèi)空氣溫度隨照射時(shí)間的溫度變化，在同樣照射條件下比較不同中間膜樣品的溫度-吋間曲線，并計(jì)算空腔內(nèi)空氣的最終溫度與初始溫度差，這樣宏觀評(píng)價(jià)材料的隔熱性倉(cāng)^:。實(shí)施例I
步驟(I):分別稱取100gPVA、2000g蒸餾水，加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器的四ロ燒瓶中，升溫至90°C，攪拌使PVA完全溶解，然后冷卻到室溫；加入3. 2g十二烷基苯磺酸鈉和20g濃鹽酸,室溫下,利用恒壓滴液漏斗以10滴/min滴加70g正丁醛,滴加完畢后保溫2h,然后在2h內(nèi)升溫至50°C,再恒溫反應(yīng)2h,出料,冷卻至室溫后，以5%的氫氧化鈉溶液中和至中性PH=7，用蒸餾水洗滌產(chǎn)品數(shù)次，以充分去除表面活性劑及未反應(yīng)的正丁醛等雜質(zhì)，抽濾，在不高于50°C的烘箱中烘干，制得PVB產(chǎn)品。步驟⑵稱取步驟⑴中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 5g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 2g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及150gこ醇攪拌混合溶解，得均相溶液后，室溫下倒入模具中成膜，得到PVB薄膜。實(shí)施例2
步驟(I):分別稱取O. 15g納米ATO粒子、0.003g Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、O. 024g超分散劑6300和3gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 8g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 2g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及200gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟⑴中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為1%的PVB/納米ATO膠膜。實(shí)施例3
步驟(I):分別稱取O. 15g納米ATO粒子、0.003g Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、O. 024g超分散劑6300和3gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。
步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 5g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 15g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及200gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟⑴中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為1%的PVB/納米ATO膠膜。實(shí)施例4
步驟(I):分別稱取O. 3g納米ATO粒子、0.006g Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、O. 048g超分散劑6300和6gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液 。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 3g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. Ig抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及150gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟(I)中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)磁力攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為2%的PVB/納米ATO膠膜。實(shí)施例5
步驟(I):分別稱取O. 3g納米ATO粒子、0.006g Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、O. 048g聚丙酸酯共聚物超分散劑和6gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min,得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 5g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 15g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及200gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟(I)中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)磁力攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為2%的PVB/納米ATO膠膜。實(shí)施例6
步驟(I):分別稱取0.45g納米ATO粒子、0.009g Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、O. 072g超分散劑6300和9gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 5g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 15g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及200gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟(I)中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)磁力攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為3%的PVB/納米ATO膠膜。實(shí)施例7
步驟(I):分別稱取0.6g納米ATO粒子、0.012g Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、O. 096g超分散劑6300和12gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 05g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 15g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及200gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟⑴中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)磁力攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為4%的PVB/納米ATO膠膜。實(shí)施例8
步驟(I):分別稱取O. 75g納米ATO粒子、0.015g Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、O. 12g超分散劑6300和15gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 5g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 15g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及200gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟(I)中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)磁力攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為5%的PVB /納米ATO膠膜。實(shí)施例9
步驟⑴分別稱取0.9g納米ATO粒子、0.018g Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、
O.144g超分散劑6300和18gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 5g增塑劑三甘醇-ニ(2_こ基己
酸酷)、O. 15g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及200gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟(I)中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)磁力攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為6%的PVB/納米ATO膠膜。實(shí)施例10
步驟(I):分別稱取1.05g納米ATO粒子、0.021g Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、O. 168g超分散劑6300和21gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 5g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 15g抗氧劑2，2’-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)及200gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟(I)中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)磁力攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為7%的PVB/納米ATO膠膜。實(shí)施例11
步驟(I):分別稱取1.2g納米ATO粒子、0.3g Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、
O.192g超分散劑6300和25gこ醇，加入到單ロ燒瓶中，以200kHz的超聲波分散40min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO分散液。步驟⑵稱取實(shí)例I中制得的15g PVB產(chǎn)品、O. 5g增塑劑四甘醇ニ庚酸酷、O. 15g抗氧劑2，6- ニ叔丁基對(duì)甲基苯酚及300gこ醇攪拌混合，溶解均勻后，向其中加入步驟(I)中的納米ATO分散液，超聲波50min后，繼續(xù)磁力攪拌，使ATO在PVB中分散均勻后，室溫下倒入模具中成膜，得到ATO含量為8%的PVB/納米ATO膠膜。利用圖I中的裝置測(cè)試一系列不同ATO含量的PVB/AT0膠膜的隔熱效果，密閉空腔起始溫度為20. 8°C，測(cè)試時(shí)間為60min ;然后對(duì)其進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。表I.各實(shí)施例所制得的PVB及PVB/AT0納米復(fù)合膠膜性能
權(quán)利要求
1.一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在于原料組成按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)算如下PVB :15份；納米ATO粒子0. 15 I. 2份；偶聯(lián)劑0. 003 O. 03份；分散劑0. 03 O. 2份；分散介質(zhì)3 25份；增塑劑0. 3^0. 8份；抗氧化劑0· Γ0. 2份；成膜劑10(Γ300份；所述PVB的組成按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)算為聚乙烯醇5 15份；蒸餾水10(Γ200份；表面活性劑0. 2 2份；催化劑0. 55 10份；正丁醛:3 15份。
2.如權(quán)利要求I所述的一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在于所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉；所述催化劑為濃硫酸或濃鹽酸。
3.如權(quán)利要求I所述的一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在于所述偶聯(lián)劑為Ν-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種；所述分散劑為聚磷酸類(lèi)、聚硅酸類(lèi)、聚羧酸類(lèi)、聚酯和聚醚型超分散劑中的一種。
4.如權(quán)利要求I所述的一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在于所述納米ATO粒子的分散介質(zhì)為甲醇、乙醇和異丙醇中的一種；所述抗氧化劑為苯酚類(lèi)、酚類(lèi)、酯類(lèi)、氨類(lèi)和膦類(lèi)有機(jī)物中的一種。
5.如權(quán)利要求I所述的一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在于所述增塑劑為酯類(lèi)，具體為三甘醇或四甘醇的脂肪族二酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、癸二酸二烷基酯、乙二酸~■燒基酷或憐酸二有機(jī)酷。
6.如權(quán)利要求I所述的一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在于所述納米ATO粒子、偶聯(lián)劑、分散劑、分散介質(zhì)的質(zhì)量比為1:0.02:0. 16:20。
7.如權(quán)利要求I所述的一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在于所述聚乙烯醇、蒸餾水、表面活性劑、催化劑、正丁醛的質(zhì)量比為1:20:0. 03:0.2:0. 750
8.如權(quán)利要求I所述的一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜，其特征在于所述成膜劑為甲醇、乙醇或異丙醇。
9.如權(quán)利要求I所述的一種聚乙烯醇縮丁醛透明膠膜的制備方法，其制備方法如下 (1)分別稱取上述質(zhì)量份數(shù)的聚乙烯醇和蒸餾水，加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器的四口燒瓶中，升溫至85、5°C，攪拌使PVA完全溶解，然后冷卻到室溫；加入上述質(zhì)量份數(shù)的表面活性劑和催化劑，室溫下，利用恒壓滴液漏斗滴加上述質(zhì)量份數(shù)正丁醛，滴加完畢后保溫f 2h，然后在2h內(nèi)升溫至50°C，再恒溫反應(yīng)f 2h，出料，冷卻至室溫后，以5%的氫氧化鈉溶液中和至中性PH值為7，用蒸餾水洗滌產(chǎn)品數(shù)次，以充分去除表面活性劑及未反應(yīng)的正丁醛，抽濾，在不高于50°C的烘箱中烘干，制得PVB產(chǎn)品； (2)分別稱取上述質(zhì)量份數(shù)的納米ATO粒子、偶聯(lián)劑、分散劑、分散介質(zhì)，加入到單口燒瓶中，以20-2000kHz的超聲波分散30-480min，得到經(jīng)過(guò)表面改性處理的納米ATO粒子分散液； (3)稱取步驟(I)中制得的PVB、成膜劑、增塑劑及抗氧化劑，經(jīng)攪拌混合溶解，得到PVB溶液；加入步驟(2)中的納米粒子分散液與PVB溶液混合，再超聲波分散混合后，得到固含量為5 10 wt %的均相溶液，室溫下倒入模具中成膜，得到隔熱防紫外PVB透明膠膜。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚合物/納米粒子復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種夾膠安全玻璃用紅外熱反射及防紫外聚乙烯醇縮丁醛(PVB)透明膠膜及其制備方法。該方法選用納米氧化銦錫(ATO)為功能粒子，經(jīng)偶聯(lián)劑和分散劑雙重處理，借助超聲波分散與購(gòu)買(mǎi)或自制的聚乙烯醇縮丁醛、增塑劑、抗氧化劑及成膜劑直接共混均勻后，倒入模具中成型復(fù)合，制得隔熱PVB納米復(fù)合膠膜。本發(fā)明將納米ATO粒子經(jīng)雙重處理和特殊的超聲分散工藝，有效改善ATO的團(tuán)聚問(wèn)題，所制得PVB納米復(fù)合膠膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能以及較高的紅外反射率和可見(jiàn)光透過(guò)率，可直接用于加工生產(chǎn)隔熱隔音防紫外又透明和耐沖擊的多功能安全玻璃。
文檔編號(hào)C09J11/06GK102863917SQ201210347219
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者張東亮, 馬曉敏, 李堅(jiān), 蔣必彪 申請(qǐng)人:常州大學(xué)