一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，特别是涉及一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚乙烯醇缩丁醛（pvb）因其优异的光学透明性、粘接强度和柔韧性，已成为安全玻璃中间膜的标准材料，并广泛应用于织物涂层、印刷基膜等领域。然而，pvb树脂分子链上残留的大量羟基导致其具有显著的吸湿性，这不仅会引起材料体积膨胀、雾度上升，还会导致层压制品在湿热环境下发生脱层。此外，pvb熔体在加工和储存过程中易发生粘连，影响下游工序的效率。

2、为解决上述问题，现有技术，如ep 4269092 a1一种改性聚乙烯醇缩丁醛材料及其制备和应用，提出了复杂的助剂体系，包括结晶硅酸铝填料、碳二亚胺抗水解剂、硬脂酸锌/钙润滑剂、一硫化四甲基秋兰姆（tmtm）及三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)（tmptmp）的特定组合。虽然该方案在一定程度上改善了性能，但其部分含硫助剂（如tmtm）存在潜在的异味和黄变风险。

3、因此，开发一种能利用物理改性机制，而非特定化学反应，来实现高性能的pvb复合材料，成为行业亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料及其制备方法和应用，通过引入有机化纳米蒙脱土（ommt）和有机硅/氟系助剂，在不使用受限专利助剂的前提下，显著提升pvb材料的阻水性、防粘连性和热稳定性。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料，包括pvb基复合材料100份、有机化纳米蒙脱土1~10份、防粘改性剂0.1~3份、复配抗氧剂0.1~2份，pvb基复合材料包含pvb树脂和增塑剂，有机化纳米蒙脱土由钠基蒙脱土经季铵盐表面活性剂改性获得。

3、优选的，季铵盐表面活性剂为双十八烷基二甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵。

4、优选的，防粘改性剂选自聚甲基倍半硅氧烷微粉、聚二甲基硅氧烷微粉、聚四氟乙烯微粉中的一种或多种。

5、优选的，复配抗氧剂由受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类辅抗氧剂按质量比1:(1-3)组成。

6、优选的，受阻酚类主抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种；亚磷酸酯类辅抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626中的一种。

7、优选的，增塑剂选自脂肪族二元酸酯类增塑剂、邻苯二甲酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、磷酸酯类增塑剂中的一种或多种。

8、优选的，还包括疏水纳米二氧化硅1~8份，疏水纳米二氧化硅为经六甲基二硅氮烷表面疏水处理的气相法二氧化硅纳米颗粒，平均粒径为10-30nm。

9、本发明还提供了上述一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、预混合：将pvb基复合材料与有机化纳米蒙脱土、防粘改性剂、复配抗氧剂在高速混合机中以800~1500rpm预混3~5min，得到预混物料；

11、s2、熔融共混：将s1的预混物料加入双螺杆挤出机中，在140~180℃的温度梯度下熔融共混挤出，螺杆转速为100~400rpm，得到挤出熔体；

12、s3、过滤造粒：将s2的挤出熔体经80~150目筛网过滤去除杂质后，经水冷、风干、切粒，得到纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料粒料。

13、优选的，s1中，在高速混合机中还加入了疏水纳米二氧化硅；s2中，双螺杆挤出机的温度梯度设置为：喂料段140-150℃、熔融段160-170℃、均化段170-180℃。

14、本发明还提供了一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料用于制备玻璃中间膜、人造革表面层、防水面料涂层或印刷基膜。

15、因此，本发明采用上述一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料及其制备方法和应用，具有以下有益效果：

16、（1）本发明采用有机化纳米蒙脱土的纳米阻隔效应与低表面能防粘改性剂的表面迁移效应协同作用，以物理改性机制替代了现有技术中的特定化学反应体系，改善了pvb复合材料的阻水性、防粘连性、热稳定性、加工流动性和光学性能；

17、（2）本发明配方兼容回收pvb料（如由回收pvb层压膜经粉碎、浮选除杂及干燥制得的再生pvb料），可有效实现废旧pvb层压制品的资源化再利用，降低原料成本。同时，不含硫、不含重金属及含卤素受限助剂，避免了加工过程中的异味释放及黄变问题，产品更符合绿色环保趋势。

18、（3）本发明提供的制备方法仅需预混合、熔融共混挤出、过滤造粒三个核心步骤，全程适配现有通用双螺杆挤出设备及流延/压延加工设备，无需进行大规模设备改造或工艺革新，整体制备流程短、效率高、成本可控，适合在现有高分子加工企业中快速推广应用。

19、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料，其特征在于：包括pvb基复合材料100份、有机化纳米蒙脱土1~10份、防粘改性剂0.1~3份、复配抗氧剂0.1~2份，pvb基复合材料包含pvb树脂和增塑剂，有机化纳米蒙脱土由钠基蒙脱土经季铵盐表面活性剂改性获得。

2.根据权利要求1所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料，其特征在于：季铵盐表面活性剂为双十八烷基二甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵。

3.根据权利要求1所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料，其特征在于：防粘改性剂选自聚甲基倍半硅氧烷微粉、聚二甲基硅氧烷微粉、聚四氟乙烯微粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料，其特征在于：复配抗氧剂由受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类辅抗氧剂按质量比1:(1-3)组成。

5.根据权利要求4所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料，其特征在于：受阻酚类主抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种；亚磷酸酯类辅抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料，其特征在于：增塑剂选自脂肪族二元酸酯类增塑剂、邻苯二甲酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、磷酸酯类增塑剂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料，其特征在于：还包括疏水纳米二氧化硅1~8份，疏水纳米二氧化硅为经六甲基二硅氮烷表面疏水处理的气相法二氧化硅纳米颗粒，平均粒径为10-30nm。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料的制备方法，其特征在于：s1中，在高速混合机中还加入了疏水纳米二氧化硅；s2中，双螺杆挤出机的温度梯度设置为：喂料段140-150℃、熔融段160-170℃、均化段170-180℃。

10.如权利要求1-7任一项所述的一种纳米改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料用于制备玻璃中间膜、人造革表面层、防水面料涂层或印刷基膜。