本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种pvb树脂材料及其制备方法和应用。
背景技术：
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
聚乙烯醇缩丁醛(pvb)树脂是一种热熔性的高分子化合物，具有高透明度和挠曲性，与玻璃、金属、陶瓷等材料具有良好的粘接性能，pvb薄膜是通过pvb树脂材料在增塑剂作用下挤出得到的，其一般作为夹层玻璃的垫片，外观为无杂质的半透明薄膜，表面平整且具有一定的粗糙度并有良好的柔软性，具有耐寒、耐热、耐湿、机械强度高等特点，且对无机玻璃有较好的粘结力。经过70余年的研究与实验，pvb仍然是当前世界上制造夹层玻璃、安全玻璃的最佳粘合材料，当夹层玻璃受到冲击破碎时，玻璃碎片仍然能黏附在pvb树脂薄膜上，不会四处飞溅对人体造成威胁，因此被广泛应用于建筑装潢、汽车、工矿等领域。
目前，关于pvb的生产方法主要有一步法、沉淀法和溶解法等，其中，一步法对设备要求高、反应条件苛刻等缺点；而溶解法需要使用大量的甲醇溶剂，故存在溶剂回收难、污染环境和成本高等缺陷；而沉淀法则是以水为溶剂，不需要昂贵的有机溶剂，目前被广泛应用，然而，发明人发现，目前在制备过程中，盐酸加入量过大，同时制备得到的pvb树脂制成pvb薄膜后的相关性能，如透光性、薄膜拉伸强度等仍然有待提升。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种pvb树脂材料及其制备方法和应用，本发明通过改进pvb树脂材料制备方法，从而减少催化剂盐酸用量的同时，有效提升最终制备得到的pvb薄膜性能，使之更加符合因此具有良好的实际应用之价值。
本发明的第一个方面，提供一种pvb树脂材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、向pva中加入水升温至90～98℃(优选为95℃)至完全溶解；
s2、降温至45～55℃(优选为50℃)加入丁醛，然后再降温至8～15℃(优选为10℃)加入盐酸后保温0.4～0.8小时(优选为0.5小时)；
s3、升温至70～80℃(优选为75℃)保温1.8～2.2小时(优选为2小时)后降温至30℃以下；
s4、加入水进行搅拌后抽干，然后加入水浸泡，重复多次该操作直至检测无酸性、无氯根，升温至45～55℃(优选50℃)后加入氢氧化钠使ph维持为8-9，稳定处理4～6小时(优选5小时)，降温水洗至检测无酸性、无氯根。
进一步的，上述各步骤中，使用的水均为去离子水；
所述丁醛为精馏丁醛，含量在99％以上；
所述盐酸为无色透明的精馏盐酸；
进一步的，所述pva优选为pva1799树脂；
进一步的，所述pva、水、丁醛与盐酸的质量比为100:1050～1150:50～70:25～35(优选为100:1100:60:30)；
进一步的，所述pvb树脂材料的制备方法还包括将步骤s4制备的产物脱水干燥后即得pvb树脂材料。
进一步的，所述制备方法包括：向1799pva中加入去离子水加热至95℃完全溶解；降温至50℃时加入精馏丁醛，10℃加入精馏盐酸后保温半小时；均匀升温3小时至75℃保温2小时后降温至30℃；用去离子水抽干后加入去离子水浸泡2小时，重复此操作至无酸无氯后升温至50℃加氢氧化钠中和，使ph维持为8，稳定处理5小时，降温水洗至无酸无氯即可出料；离心脱水后烘干包装。所述pva、水、丁醛与盐酸的质量比为100:1100:60:30。
本发明的第二个方面，提供上述方法制备得到的pvb树脂材料。
本发明的第三个方面，提供上述pvb树脂材料在制备超白、防弹pvb薄膜中的应用。
本发明有益技术效果：本发明制备得到一种pvb树脂材料，通过改进制备工艺，在减少催化剂用量的同时，优化反应温度和条件，从而能够显著提高pvb树脂材料性能，最终制备的得到具有超白、防弹性能的pvb薄膜，其透明度高，机械性能好，将其应用于汽车挡风玻璃、建筑幕墙玻璃等领域，更为安全有效，具有良好的实际应用之价值。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如前所述，目前在pvb制备过程中，盐酸加入量过大，同时制备得到的pvb树脂制成pvb薄膜后的相关性能，如透光性、薄膜拉伸强度等仍然有待提升。
有鉴于此，本发明的一个具体实施方式中，提供一种pvb树脂材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、向pva中加入去离子水升温至90～98℃(优选为95℃)至完全溶解；
s2、降温至45～55℃(优选为50℃)加入丁醛，然后再降温至8～15℃(优选为10℃)加入盐酸后保温0.4～0.8小时(优选为0.5小时)；
s3、升温至70～80℃(优选为75℃)保温1.8～2.2小时(优选为2小时)后降温至30℃以下(含30℃)；
s4、加入去离子水进行搅拌后抽干，然后加入去离子水浸泡，重复多次该操作直至检测无酸性、无氯根，升温至45～55℃(优选50℃)后加入氢氧化钠使ph维持为8-9，稳定处理4～6小时(优选5小时)，降温水洗至检测无酸性、无氯根。
本发明的又一具体实施方式中，上述各步骤中，使用的水均为去离子水；
本发明的又一具体实施方式中，所述丁醛为精馏丁醛，含量在99％以上；
本发明的又一具体实施方式中，所述盐酸为无色透明的精馏盐酸；
本发明的又一具体实施方式中，所述pva为pva1799树脂；
本发明的又一具体实施方式中，所述pva、水、丁醛与盐酸的质量比为100:1050～1150:50～70:25～35(优选为100:1100:60:30)；
本发明的又一具体实施方式中，所述制备方法包括：向1799pva中加入去离子水加热至95℃完全溶解；降温至50℃时加入精馏丁醛，10℃加入精馏盐酸后保温半小时；均匀升温3小时至75℃保温2小时后降温至30℃；用去离子水抽干后加入去离子水浸泡2小时，重复此操作至无酸无氯后升温至50℃加氢氧化钠中和，使ph维持为8，稳定处理5小时，降温水洗至无酸无氯即可出料；离心脱水后烘干包装，所述pva、水、丁醛与盐酸的质量比为100:1100:60:30。
本发明的又一具体实施方式中，所述pvb树脂材料的制备方法还包括将步骤s4制备的产物脱水干燥后即得pvb树脂材料。
通过控制上述工艺过程及参数，从而能够显著提高最终制备pvb薄膜的透光率和机械强度，其拉伸强度和抗穿透性能均得到有效提高。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述方法制备得到的pvb树脂材料。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述pvb树脂材料在制备超白、防弹pvb薄膜中的应用。从而使之更适用于汽车挡风玻璃夹胶和/或建筑幕墙玻璃夹胶。
以下通过实施例对本发明做进一步解释说明，但不构成对本发明的限制。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件进行。
实施例1
1、取50克1799pva于1000ml三口瓶中加550ml去离子水加热至95℃完全溶解。
2、降温至50℃加入精馏丁醛30克、10℃加入15克精馏盐酸后保温半小时。
3、均匀升温3小时至75℃保温2小时后降温至30℃。
4、用去离子水抽干后加入去离子水浸泡2小时，重复此操作至无酸无氯后升温至50℃加氢氧化钠中和，使ph维持为8，稳定处理5小时，降温水洗至无酸无氯即可出料。
5、离心脱水后烘干包装。
经试验验证，挤出薄膜透光率为90.6％(gb/t2410-2008)，挤出薄膜拉伸强度61.38mpa(gb/t32020-2015)，同时，按照gb/t5137.1-2002对本发明实施例挤出薄膜进行抗穿透性测试，使用2.26kg淬火钢球从高空坠落，抗穿透高度为5.9米。
实施例2
1、取50克1799pva于1000ml三口瓶中加520ml去离子水加热至95℃完全溶解。
2、降温至50℃加入精馏丁醛30克、10℃加入15克精馏盐酸后保温半小时。
3、均匀升温3小时至70℃保温2小时后降温至30℃。
4、用去离子水抽干后加入去离子水浸泡2小时，重复此操作至无酸无氯后升温至50℃加氢氧化钠中和，使ph维持为8，稳定处理5小时，降温水洗至无酸无氯即可出料。
5、离心脱水后烘干包装。
经试验验证，挤出薄膜透光率为90.2％(gb/t2410-2008)，挤出薄膜拉伸强度56.25mpa(gb/t32020-2015)，同时，按照gb/t5137.1-2002对本发明实施例挤出薄膜进行抗穿透性测试，使用2.26kg淬火钢球从高空坠落，抗穿透高度为5.6米。
实施例3
1、取50克1799pva于1000ml三口瓶中加550ml去离子水加热至95℃完全溶解。
2、降温至50℃加入精馏丁醛30克、10℃加入15克精馏盐酸后保温半小时。
3、均匀升温3小时至80℃保温2小时后降温至30℃。
4、用去离子水抽干后加入去离子水浸泡2小时，重复此操作至无酸无氯后升温至50℃加氢氧化钠中和，使ph维持为8，稳定处理5小时，降温水洗至无酸无氯即可出料。
5、离心脱水后烘干包装。
经试验验证，挤出薄膜透光率为87.4％(gb/t2410-2008)，挤出薄膜拉伸强度45.63mpa(gb/t32020-2015)，同时，按照gb/t5137.1-2002对本发明实施例挤出薄膜进行抗穿透性测试，使用2.26kg淬火钢球从高空坠落，抗穿透高度为5.4米。
实施例4
1、取50克1799pva于1000ml三口瓶中加550ml去离子水加热至95℃完全溶解。
2、降温至50℃加入精馏丁醛30克、10℃加入15克精馏盐酸后保温半小时。
3、均匀升温3小时至50℃保温2小时后降温至30℃。
4、用去离子水抽干后加入去离子水浸泡2小时，重复此操作至无酸无氯后升温至50℃加氢氧化钠中和，使ph维持为8，稳定处理5小时，降温水洗至无酸无氯即可出料。
5、离心脱水后烘干包装。
经试验验证，挤出薄膜透光率为76.5％(gb/t2410-2008)，挤出薄膜拉伸强度34.38mpa(gb/t32020-2015)，同时，按照gb/t5137.1-2002对本发明实施例挤出薄膜进行抗穿透性测试，使用2.26kg淬火钢球从高空坠落，抗穿透高度为3.5米。
实施例5
1、取50克1799pva于1000ml三口瓶中加550ml去离子水加热至95℃完全溶解。
2、降温至50℃加入精馏丁醛30克、10℃加入15克精馏盐酸后保温半小时。
3、均匀升温3小时至85℃保温2小时后降温至30℃。
4、用去离子水抽干后加入去离子水浸泡2小时，重复此操作至无酸无氯后升温至50℃加氢氧化钠中和，使ph维持为8，稳定处理5小时，降温水洗至无酸无氯即可出料。
5、离心脱水后烘干包装。
经试验验证，挤出薄膜透光率为82.2％(gb/t2410-2008)，挤出薄膜拉伸强度41.27mpa(gb/t32020-2015)，同时，按照gb/t5137.1-2002对本发明实施例挤出薄膜进行抗穿透性测试，使用2.26kg淬火钢球从高空坠落，抗穿透高度为4.3米。
应注意的是，以上实例仅用于说明本发明的技术方案而非对其进行限制。尽管参照所给出的实例对本发明进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员可根据需要对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。