【基础知识】聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)自述
聚乙烯醇缩丁醛树脂(polyvinyl butyral resin简称pvb)是由聚乙烯醇(PVA)与丁醛在触煤作用下进行缩醛反应合成的一种溶剂型树脂。由pvb形成的涂膜具有高透明性、弹性、韧性、耐强、耐油性、可挠性与低温耐冲击性等优越的特性,加上特殊的化学结构,使其对玻璃、金属、陶瓷粉、塑胶、皮革及木材等材质都具有优良的接著性,广泛应用于汽车与建筑物的胶合安全玻璃中间膜、伐锈底漆、印刷油墨、电子陶瓷及印刷电路板之接著剂、热熔胶之改质剂、纺织品铁维防水加工等领域。 由于pvb树脂本身含有一定比例的羟基,因此可以和部分热固型树脂发生架桥反应,以此提升化学药品性及涂膜硬度等性能。
【性质简述】聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)常见的特性
一般的特性聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂的外观为白色圆球状多孔隙度颗粒或粉末,其比重为1:1;但是充填密度只有0.20~0.35g/ml。
热性质(Thermal Properties)聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂的玻璃转移温度(Tg)由低重合度的60℃,直到高重合度的70℃之间。
机械性质(Mechanical Properties)聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂的涂膜具有良好的耐水性、耐性与耐油性(对脂肪族、矿物类、动物类与植物类油均有抗性,但不耐篦麻油)。因PVB内含有高羟基,对颜料有好的分散性,因此被广泛应用於印刷油墨与涂料。此外其化学结构同时含有疏水性的缩醛基与醋酸基以及亲水性的羟基,所以PVB和玻璃、金属、塑胶、皮革及木头等均有良好的接著性。
化学反应性质(Chemical Reaction)任何可与二级醇起反应的化学品,也可以与PVB会产生反应,所以在许多应用例中,热硬化性树脂常与PVB并用,使其与PVB的羟基起架桥硬化作用,从而达到耐化学药品,耐溶剂及耐水等效果。当然,根据热硬化性树脂种类以及混合比例的不同,可调配不同特性(如硬度、韧性、耐冲击性…等)的涂膜。
安全性质(Safety Properties)无色无味,无毒无害。可用于食品容器及塑料包装的印刷油墨。
储存性(Safety Properties)PVB需储存於干燥阴凉处,避免阳光直射和物体重压,在不受潮的前提下可以保存两年不变质。
溶解特性(Solubility)PVB溶于醇、酮、酯等类溶剂,根据分子量的大小,溶解性能也会随之发生改变。一般而言,醇类溶剂皆易溶,但甲醇对高缩醛基较难溶;高丁醛基易溶解于酮类和酯类溶剂;PVB均易溶解于醇醚(cellosolve) 类溶剂;PVB仅部分溶解于二甲苯及甲苯等芳香族类溶剂;PVB则不溶解于烃(hydrocarbon)类溶剂。
加工特性(Processing Properties)PVB树脂虽然是热可塑性塑料,但在没有添加增塑剂之前几乎没有加工性,一但加入增塑剂后其加工性是非常容易的。PVB可与磷酸酯(如TBP,TCP)、邻苯二甲酸酯(如DOP,DBP,BBP)等增塑剂相容。一般涂料与接著剂的用途,经由添加增塑剂来改变树脂特性以符合应用需求。
相容性(Compatability)PVB可与多种树脂相容,如酚醛树脂、环氧树脂、醇酸(Alkyd Resin)树脂及三聚氰胺树脂(Melamine Resin)。一般型PVB和低分子量的环氧树脂可相容性,而高分子量的环氧树脂则需选择高缩醛度的PVB才能互容。
【实操讲解】聚乙烯醇缩丁醛的溶解特性
关于PVB溶解方法1、放入溶剂。
2、边搅拌边放入PVB,投料时避免结块(结块后的PVB溶解时间会增加数倍)。
3、维持搅拌强度,待PVB分散、膨润后,完全溶解形成透明的溶液。此时可借助升温来缩短溶解时间(30℃~40℃左右)。
4、般芳香族类和醇类溶剂比在60/40~40/60左右,即可调出粘度较低的溶液。
PVB溶液之粘度特性关于PVB化学组成对粘度的影响概括如下:当溶剂相同、各基含量相同的时候,聚合度愈高者溶液粘度愈高;当溶剂相同、聚合度相同的时候,缩醛基或醋酸基愈高,溶液粘度愈低。PVB的溶液粘度受溶剂的种类和配方影响很大。一般而言,如果以醇类当溶剂,醇的分子量愈高,则PVB溶液的粘度也愈高;二甲苯与甲苯等芳香族类溶剂及烃类(hydrocarbon)溶剂可以当稀释剂来降低pvb溶液的粘度。