PVB安全玻璃膜的生产工艺

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1、PVB 安全玻璃膜的生产工艺目录1. PVB 简介 1.1结构式1.2性质应用1.3PVB制备原理2. PVB生产工艺2.1 步法2.1.1 步溶解法2.1.2 步沉淀法2.2两步法2.2.1两步溶解法2.2.2两步沉淀法2.3实地考察牛产工艺3. PVB生产设备3.1锥混机3.2单螺杆挤出机3.3换网器3.4熔体泵3.5 各部分关系4. PVB中间膜助剂介绍4.1增塑剂4.2其它助剂5. 产品性能测试与质量要求5.1性能测试5.1.1拉伸强度5.1.2熔融指数5.1.3透光率5.2质量要求6. 环境处理6.1废水处理6.2边角废料处理参考文献1. PVB简介1.1结构式图1.1 PVB的结构

2、图1.2性质应用PVB中间膜是半透明的薄膜，由聚乙烯醇缩丁醛树脂经增塑剂塑化挤压成型的一种 高分子材料。外观为半透明薄膜，无杂质，表面平整，有一定的粗糙度和良好的柔软性， 对无机玻璃有很好的粘结力、具有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性，是当 前世界上制造夹层、安全玻璃用的最佳粘合材料，同时在建筑幕墙、招罩棚、橱窗、银 行柜台、监狱探视窗、炼钢炉屏幕及各种防弹玻璃等建筑领域也有广泛的应用。图1.2PVB中间膜PVB树脂具有优良的光学清晰度和耐候性，能在较大的温度范围内保持不变形；具 有与柔顺性相结合的坚挺性和优异的抗冲击性;与各种玻璃的表面有极好的粘合效率。 因而，将高粘度PVB树脂加入

3、30-40% 增塑剂，挤压成薄膜，作为安全玻璃 的夹层材料，这是高粘度PVB树脂的 主要用途。目前,PVB夹层安全玻璃 在欧美等发达国家用于建筑比例为 50-60 %、汽车为20-30 %、其他方 面约为20%,我国主要应用于汽车夹层安全玻璃，占总量的60-70%,用于建筑的比例为 20-25 %，其他方而约为20 %1PVB夹层玻璃具有以下五大特点：A安全性:在受到外来撞击时.由于弹性中间层有吸收冲击的作用，可阻止冲击物穿 透，即使玻璃破损，也只产生类似蜘蛛网状的细碎裂纹，其碎片牢固地粘附在中间层上， 不会脱落四散伤人，并可继续使用直到更换。B防盗性:PVB夹层玻璃非常坚韧,即使盗贼将玻璃敲

4、裂，由于中间层同玻璃牢牢地 粘附在一起，仍保持整体性,使盗贼无法进入室内。安装夹层玻璃后可省去护栏,既省钱 又美观，还可摆脱牢笼之感。C隔音性：由于PVB薄膜具有对声波的阻尼功能,PVB夹层玻璃能有效地抑制噪音的 传播,特别是位于机场、车站、闹市及道路两侧的建筑物在安装夹层玻璃后,其隔音效果 十分明显。D防紫外线性能：PVB薄膜能吸收掉99%以上的紫外线，从而保护了室内家具、塑料 制品、纺织品、地毯、艺术品、古代文物或商品免受紫外线辐射而发生的褪色和老化。E节能:PVB薄膜制成的建筑夹层玻璃能有效地减少太阳光透过。同样厚度,采用深 色低透光率PVB薄膜制成的夹层玻璃阻隔热量的能力更强。目前，国

5、内生产的夹层玻璃 具有多种颜色。1.3PVB制备原理PVA 在酸性催化剂(如盐酸)的催化下,其分子中的羟基与正丁醛的醛基进行缩合反应, 生成半缩醛;半缩醛因稳定性较差,一般很少以游离态形式存在,而是与相邻的羟基发生反应, 脱去一个分子水进而生成稳定的缩醛结构。反应式如下：图1.2 PVB反应式PVA缩醛反应的反应机理为:在催化剂H+的存在下，H+ 首先进攻正丁醛中羰基上的 碳原子，生成带正电的活性基团，并由该基团的活性中心即带正电的碳再去进攻PVA中的醇 羟基，生成物由于稳定性差进一步脱去一分子水，并导致正电荷转移到丁醛的碳原子上，最终 该带有正电荷的碳再去进攻相邻的另一个羟基，生成带有环状基

6、团的聚乙烯醇缩丁醛，并再 次释放出H+。2. PVB 生产工艺PVB的生产工艺有两种，一步法与两步法。2.1一步法一步法又分为一步溶解法和一步沉淀法。2.1.1一步溶解法首先将醋酸乙烯酯聚合制得聚醋酸乙烯酯(PVAc)，将PVAc的甲醇溶液在酸中进行醇解 得到PVA,将丁醛和酸催化剂加入到醇解液PVA中进行缩醛化反应，反应结束后形成均一的 PVB甲醇溶液，调节溶液的pH至中性，然后向溶液中加入水，使PVB析出生成的沉淀即得产物 PVB树脂。该方法以孟山公司的生产工艺为代表。向 PVAc 的溶液中加入盐酸进行水解,当水解进行到一定程度时,加入丁醛进行反应,此 时进行剧烈的缩醛化反应，生成的产物具

7、有一定硬度，加水并调节pH,然后静置一段时间，使 产物 PVB 完全析出。2.2 两步法两步法也分为两步溶解法和两步沉淀法。两步溶解法是以PVA作为反应物，以低级醇类等作为反应溶剂，向PVA的甲醇悬浮液中加 入丁醛和酸催化剂进行缩醛化反应，随着反应一步步进行，产物PVA链上的羟基逐渐减少，生 成物逐渐溶解，最终得到均匀的溶液，聚乙烯醇缩丁醛的合成及其废水处理反应结束后调节 pH至中性，并向体系中加入甲醇和水的混合溶液使PVB沉淀析出。先制得 PVA 的水溶液，降低温度加入酸催化剂和丁醛进行缩醛化反应，在开始缩醛化反 应初期进行均相缩合反应，当反应到一定程度即一定量的 PVA 分子链上的羟基参与

8、反应后， 溶液发生相变，生成物粒子从溶液中析出形成沉淀，悬浮于母液之中继续进行反应，但此时变 为非均相缩合反应;缩合反应结束后，水洗，并加碱调节pH进行稳定处理即得粉状PVB树脂。 我国PVB树脂的生产均采用两步沉淀法。图 2.1 两步沉淀法工艺流程引发剂盐酸VAcPVAc醇解缩醛4中和甲醇乙醇PVB产品干燥4中和*水洗Y加水析出表 2.1 几种工艺优缺点比较工艺优点缺点一步溶解法反应过程平稳，产物PVB的颗后处理麻烦，产物颗粒中溶剂粒均匀，缩丁醛基含量高达去除困难，且产物热稳定性86%以上，最终产品的缩醛基降，溶剂回收复杂，对设备要分布很均匀求高，投资昂贵一步沉淀法可以生产符合各种不同需求P

9、VB 产物中的酸很难完全洗两步溶解法的丁醛基含量的PVB树脂去生产出的 PVB 树脂丁醛基含以甲醇做溶剂，成本较高两步沉淀法量可以达到6080%产品回收以及水洗容易，得到的产物PVB树脂的纯度高，不受醇溶剂污染反应后期为非均相反应，分子间容易交联，最终产物PVB的缩醛度相对较低2.3实地考察生产工艺也图2.2冷却P除!产工艺流程模具图3.1锥混机3. PVB生产设备3.1锥混机 工作原理：锥形混合机筒内两只非对称螺旋自转将物料向上提升，转臂慢速公转运动；使螺 旋外的物料，不同程度进入螺柱，从而达到全圆周方位物料的不断更新扩散，被提到上部的 两股物料再向中心凹穴汇合，形成一股向下的物料流，补充了

10、底部的空缺，从而形成对流循 环的三重混合效果；标准型锥形螺旋混合机有两根搅拌螺旋，实际应用中根据设备规格 大小可以米用单（一根长螺旋）、双（长短各一两根不对称螺 旋）、三（两短一长对称布置）根螺旋;理论上搅拌螺旋越多， 混合效果越好；设备一般采用梅花状“错位阀”，此阀与长 螺旋底部贴合紧密，有效减少混合死角，驱动形式有手动和 气动可选；根据用户需要，也可加装蝶阀、球阀、星形卸料 器、边出料等。性能特点:锥形混合机根据工艺要求可在混合机筒体外增加 夹套，通过向夹套内注入冷热介质来实现对物料的冷却或加 热；冷却一般泵入工业用水，加热可通入蒸汽或电加热导热 油。锥形筒体适应对混合物料无残留的高要求。

11、柔和的搅 拌速度亦不会对易碎物料产生破坏。本机的搅拌作用对物料 的化学反应有更好的配合作用。3.2单螺杆挤出机单螺杆挤出机主要用于挤出软、硬聚氯乙烯、聚乙烯等热塑性塑料，可加工多种塑料制 品，如吹膜、挤管、压板、拔丝带等，亦可用于熔融造粒。单螺杆挤出机原理：第一段叫输送段，物料在此处要求不能塑化，但要预热、受压挤实，过去老挤出理论认 为此处物料是松散体，后来通过证明此处物料实际是固体塞，就是说这里物料受挤压后是一 固体像塞子一样，因此只要完成输送任务就是它的功能了。第二段叫压缩段，时螺槽体积由大逐渐变小，并且温度要达到物料塑化程度，此处产生 压缩由输送段三，在这里压缩，这叫螺杆的压缩比一一3：

12、 1,完成塑化的物料进入到第三段。第三段是计量段，此处物料保持塑化温度，只是象计量泵那样准确、定量输送熔体物料， 以供给机头，此时温度不能低于塑化温度，一般略高点。图3.2单螺杆挤出机结构及主要零部件位置1法兰；2分流板；3螺杆；4冷却水管；5加热器；6机筒；7齿轮泵；8， 10 电动机；9轴承；11料斗；12齿轮减速箱；13旋转接头；14V带轮；15 电动 机；16减速箱体；17机座；18机罩3.3换网器换网器是一个包括一个或多个滤网的手动或自动切换装置,用于在塑化材料流过滤网时 把外来颗粒和杂质过滤掉。过滤网由一个合金多孔板支承，多孔板安装在板式或柱式的载体 上,载体可以被移动从而在一个系

13、统的工作位置和离线非工作位置之间切换。换网器可安装 到任何新的或现有的挤出机、熔体泵、反应器或其它挤出生产线上。它可以用来过滤任何类 型的聚合物，橡胶或陶瓷熔体。PVB制品专用不停机换网器此类塑胶制品突出的特点是高透明、高精度及成型温度相对较高。该专用换网器具备以下特点：(1) 有“专位”的排气机构和流道，换网时可排净新 网内的气体保持换网压力平衡，彻底解决“气泡”的困扰。(2) 排气位置同时又是网块预热位置，可保证要换的 网与被换的网温度一致，避免了由于新网块温度低导致熔 料结晶进而流动性变差甚至出现晶点。(3)普通换网器都是滤网(多孔板)载体直接与塑料图3.3换网器熔体接触，由于换网需要来

14、回移动磨擦，这中间极易产生黑点杂质，滤网清洁的再干净也无 效，因为不能直接清洁载体。而专用换网器就不一样：滤网（多孔板）和载体成一个整体变 成一个网块，而且让它循环使用单向移动，避免了黑点杂质的产生，加之换网后又可一起拿 下清理，干净的网块再装上新滤网绝无黑点杂质。（4）PET的流动性极好，为保持该换网器机械刚性密封的稳定性，其所用的钢材比一 般换网器的要耐磨耐热，流道也更光滑。3.4熔体泵熔体泵主要用于高温高黏度聚合物熔体的输送、增压、计量。其主要功能是将来自挤出 机的高温熔体增压、稳压，保持熔体流量精确稳定的送入挤出机机头。可实现直接调节计量 控制，消除挤出机波动已经螺杆对模头的冲击。挤出

15、机有效的挤出熔体、混合技术送树脂物 料，但并不足够有效的提供给模头恒定压力和容积的熔体。熔体泵可以对熔体实现有效的增聚合物挤出使用熔体泵的好处:压以及对熔体准确的计量。-耳冒 A（1）改善了尺寸稳定性一一有效地隔离模头与来 .厂；自上游的压力波动，将挤出制品的尺寸公差降至气f :最小。（2）控制熔化质量调节挤出机背压来减少滞留时间，稳定塑炼作用，并降低熔化温度。（3）增加产量降低了对螺杆的压图3.4熔体泵力要求，由原来的螺杆向模头建压，改为熔体泵向模头建压，螺杆可以高速高效的挤出，无 论要求建立的压力大小，都提供非常高的效率。（4）减少原料使用挤出的最终产品成品尺寸变化小，减少废料和降低废品率。（5）消除波动和螺杆冲 有效地解决了由于熔体密度或挤出机参数引起的压力波动。