PVB材料：聚乙烯醇缩丁醛的应用

1.概述

英文 polyvinyl butyral（简称为PVB）

类型 热塑性树脂

密度／g／cm³ 1.07

折射率（20℃） 1.488

拉伸强度／MPa 39.2～49.0

伸长率 5％～60％

吸水率 ≤4％

软化温度／℃ 60～65

玻璃化温度／℃ 66～84（以聚合度不同而不同）

2.特点

PVB是聚乙烯醇缩丁醛的简称。PVB无毒、无臭、无腐蚀性，具有优良的透明性、良好的绝缘性、抗冲击和拉伸性能，抗张强度高、粘接性好、弹性好，能耐无机酸和脂肪作用，无色透明。它具有高拉伸强度，高弹性模量，耐磨，耐冲击，耐热，耐光，耐氧和臭氧，耐无机酸和脂肪烃类，还具有耐寒、耐老化等优良的综合性能。PVB具有良好的柔软性、挠屈性、粘接性、耐水性、耐候性、电绝缘性。建筑幕墙玻璃、汽车挡风玻璃、防弹玻璃等安全玻璃的中间夹层膜就是PVB胶片，它和金属与玻璃有极强的粘接力。PVB膜有良好的粘接性、韧性和弹性，在夹层玻璃受到外力猛烈撞击时，这层膜会吸收大量能量，玻璃碎片会牢牢粘附在PVB中间膜上不会飞散，从而使可能产生的伤害减少到最低程度。PVB有安全、保温、控制噪声和隔离紫外线等多项功能。

PVB由聚乙烯醇和丁醛在水中经盐酸催化缩合而成，是热塑性高分子化合物，白色或微黄色颗粒或粉末，溶解度参数δ=8.4～10.9，可以溶解于大多数醇／酮／醚／酯类有机溶剂，溶于甲醇、丙醇、乙醇、丁醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲乙酮、环己酮、二氯甲烷、二氯乙烷、二氧六环、四氢呋喃、三氯甲烷、冰醋酸等，不溶于碳羟类溶剂，如汽油等石油溶剂；可燃，燃烧时冒出黑烟，熔融滴落并发出特殊气味。

3.应用领域

1）制得的薄膜用于制作安全玻璃的夹层材料，该安全玻璃透明性好，抗冲击强度大，广泛用于航空和汽车领域。

2）在涂料工业用于制造防腐蚀涂料，防锈能力强，附着力、耐水性好的金属底层涂料和防寒漆。在陶瓷工业用于制造花纹鲜艳的薄膜花纸，可代替陶瓷花纸。在树脂工业用于制造代替钢、铅等有色金属的压塑料，可配成多种粘结剂，广泛用于木材、陶瓷、金属、塑料、皮革、层压材料等的粘接。在纺织工业用于制造织物处理剂和纱管。在食品工业用于制造无毒包装材料。在造纸工业用于制造纸张处理剂。此外，还可用于制造防缩剂、硬挺剂及其他防水材料。

3）可用于印刷工业的柔印、凹印、凸印（Flexo／Gravia）、丝网印、热转印。由于其溶于醇类且无毒，印件不残留异味，因此可用于食品工业中对异味敏感的包装，如茶叶、香烟等。因树脂为阳离子型，对带有强烈阴离子的玻璃表面有极好的附着力，特别适用于玻璃板装饰丝印。

4.制备

将聚乙烯醇溶于水中，在搅拌下加入丁醛及催化剂（如盐酸或硫酸），在15～50℃的温度下进行缩醛反应，生成的缩醛物经水洗、离心干燥即得PVB，主要用于制造夹层玻璃、涂料及粘结剂等。

质量指标（低相对分子质量的SD-1）：

外观 白色粉末

黏度（10％乙醇溶液）／mPa·s 11～20

缩醛度（％） 68～88

酸值／（mgKOH／g） ≤4.0(www.xing528.com)

灰分（％） ≤0.10

挥发分（％） ≤3.0

PVB的质量分数（％）≥98.0

透明度（乙醇溶液）透明或微透明

国外牌号 Merion BR（美国），Butrar B（加拿大）

5.应用

（1）印刷油墨 好的耐水性结合好的防粘连性、好的流动性和优良的颜料湿润性使PVB树脂系列很适合作印刷油墨的粘接料，如果适当地拟定配方，这种油墨是无臭无味的。低相对分子质量的SD-1、SD-2、SD-3是优先选择。丝印印刷油墨能和SD-5、SD-6配制。

（2）热封漆 以PVB为基料的涂层能热封和热活化，如果需低的热封温度，能通过加入少量增塑剂达到；如果需较高的热封温度，则能通过加入像硝酸纤维素这样的硬树脂来达到。

（3）双组分漆PVB能用在双组分聚氨酯漆中，既可单独也可与其他多元醇组分合起来使用，在后一情况中它们能起活性增稠剂的作用。

（4）陶瓷混合料 基于其优良的湿润性、很好的湿态强度以及在300～400℃时不形成腐蚀性气体，且无残渣分解，PVB树脂特别适合按刮板工艺制造的陶瓷混合料用粘结剂。

（5）防渗涂层

1）沥青：PVB可用来配制防水沥青和增塑剂，作为从老的沥青片材上迁移的防渗底漆。

2）木材：以PVB为基料的底漆对木材，特别是奇异木材中的能阻凝漆干燥和固化的物质起阻挡层的作用。

3）纸：用PVB（例如SD-3）为基料的底涂料施于衬纸上，在生产不粘隔离纸中能更经济地利用聚硅氧烷。

（6）底涂料

1）蚀洗用涂料。PVB膜对钢、铁、铝、锌和其他金属显示很好的黏附性，而黏附性能通过加入磷酸进一步改善。PVB、耐腐蚀颜料和磷酸的混合物被称为蚀洗用涂料。它们用作底层并与合适的面涂层一起防止金属表面生锈和锈在金属表面扩展。

2）增强底漆。为了进一步改善耐水性和黏附性，将PVB和反应性树脂合用，如酚醛树脂。这种含有耐腐蚀颜料和磷酸的配方被称为增强底漆。如果磷酸是在制造过程中加入的，该底漆被称为单组分或工厂底漆。必须保证容器是耐磷酸腐蚀的。在双组分底漆的情况下，磷酸是在恰好施用前搅拌加入的，通常适用期限仅为几个小时，而工厂底漆将在6～12个月内保持可用。

增强底漆将长期保护金属表面而无需施用表面涂料，PVB不仅能用于传统的铬酸盐型底漆，而且也能用于具有优良抗盐雾性的无铬酸盐底漆。

（7）改性增塑剂 由于其化学组成，PVB可生成很柔顺的膜。其低温柔顺性能通过加入增塑剂（外增塑）增强，增塑剂还将降低溶液的粘度。PVB树脂与许多增塑剂相容。

6.我国PVB的发展现状

PVB目前在国内应用还不是特别广，其中主要是经增塑剂塑化挤压成型的一种高分子材料——PVB中间膜制造技术未过关。由于PVB膜片的加工工艺复杂，目前世界上只有美国、日本、德国等的少数几家国际跨国公司拥有该项技术。我国厂家在设备和制作工艺上的技术未能达到国外的水平，产品质量上还是有一定的距离。我国现有的PVB胶片生产厂家不少于20家，在这20多家生产厂中，完全用树脂粉料来制作的寥寥无几。因PVB胶片是可以再生利用的材料，许多厂家都采用PVB边角料和国外厂家的副牌产品来制作，再生的PVB胶片在质量的稳定性和产品的耐候性上变动较大，因此很多知名玻璃企业都采用进口PVB胶片。

2010年以前跨国PVB生产企业并不重视PVB边料的回收再生问题，但我国为数不多的几家PVB回收企业，生产的产品在国内市场以低价销售，对他们的产品销售量造成了一定的影响。如今那几家跨国企业也在世界各地建立起了自己的PVB回收生产厂，以回应我国企业的竞争。