聚乙烯醇缩丁醛树脂简介

   聚乙烯醇缩丁醛树脂（Polyvinyl Butyral Resin简称PVB）是由聚乙烯醇（简称PVA）与丁醛於触媒作用下进行缩醛反应所合成的一种溶剂型树脂。PVB具有良好的造膜性，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，而且PVB具有特殊的化学结构，所以对玻璃、金属、陶瓷粉、塑胶、皮革及木材等都有优良的附着力；此外对颜料与染料有良好的分散性，与其他树脂也具有不错的相容性。

     因为PVB树脂本身含有不少比例的羟基（Hydroxyl group），所以可以跟一些热固型树脂发生架桥反应来提升耐化学药品性及涂膜硬度等性能。由于PVB树脂具有上述的各种优异特性，所以被广泛的应用于汽车与建筑物的胶合安全玻璃中间膜、伐锈底漆、烤漆、木器漆、印刷油墨、电子陶瓷及印刷电路板之接著剂、金属与金属、金属与塑胶间的胶粘剂、热熔胶之改质剂、纺织品纤维防水加工等。各种工业上的新用途也持续不断的被开发应用。

    我公司秉持着光荣的传统，不断地进行PVB的研究开发工作，以期提供高品质的产品给客户使用；我们在此将收集到的文献与多年来累积的经验编写成这本小册子，提供给各位工业界的使用者参考，也期待各位用家在对我司的PVB特性描述指正与支持。

PVB的制造与化学结构

    聚乙烯醇缩丁醛树脂简称PVB，是由聚乙烯醇与丁醛於酸触媒作用下进行缩醛反应而得，其化学反应式如下：

    因为此缩醛反应无法达到100%，所以一般商业化产品其缩醛化度为72~88wt%之间，因此PVB树脂除了含有缩醛基（Butyral group）外还有未反应而残余的羟基（Hydroxyl group）再加上原PVA内之少量醋酸基（Acetate group），故形成PVB含有三种官能的特殊化学构造，如下图所示：

     所以我们可以将PVB树脂视为PVB, PVA,PVAc三者之共聚合物（Terpolymer），而此三者之含量与聚合度的差異会影响成品的各种机械性质、热性质与溶液粘度。

聚乙烯醇缩丁醛树脂（PVB）的特性

l        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

l        热性质（Thermal Properties）

      聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂的玻璃转移温度（Tg）由低聚合度的50℃直到高聚合度的90℃之间;此玻璃转移温度也可加入适量的增塑剂调整致使其降至10℃以下。

l        机械性质（Mechanical Properties）

     聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂的成膜性优秀，並且赋予涂膜相当良好的抗冲击强度、撕裂强度、耐磨强度、弹性、可挠性、光泽等特性；尤其应用於胶合安全玻璃中间膜，使玻璃具有强大的耐冲击与耐穿透能力，到目前为上仍然无法为其它材料所取代。

l        化学性质（Chemical 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附着力。

l        化学反应性质（Chemical Reaction）

     任何可与二级醇起反应之化学品，也同样与PVB会产生反应，所以在许多PVB的应用例中，常与热硬化性树脂并用,使其与PVB之羟基起架桥硬化作用,以达到耐化学药品、耐溶剂及耐水等特性。当然，依热硬化性树脂种类之不同及与PVB之混合比例之不同，可调配不同特性（如硬度、韧性、耐冲击性…等）的涂膜。

l        安全性质（Safety Properties）

     纯的PVB无毒性且对人体无害，加上可使用乙酸乙酯或醇类当溶剂，所以PVB被欧美国家广应用於食品容器及塑料包装的印刷油墨。

l        储存性（Safety Properties）

     PVB只要不与水直接接触，可保存两年而不影响其品质；PVB需储存於干燥阴凉处，並避免阳光直接照射，PVB储存时要避免重压。

l        溶解特性（Ｓ0lubility）

      PVB溶于醇、酮、酯等类溶剂，对各类溶剂之溶解性依PVB本身官能基团组成不同而改变，一般而言，醇类溶剂皆易溶，惟甲醇对高缩醛基者较难溶；对缩醛基愈高者愈易溶解于酮类溶剂及酯类溶剂；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。

l        PVB溶液之粘度特性

     PVB溶液之粘度受到溶剂的配方与溶剂的种类影响很大；一般而言，若以醇类当溶剂，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；关于PVB化学组成对粘度的影响概括如下，在相同溶剂、各基含量相同下，聚合度愈高者溶液粘度愈高；在相同溶剂、相同聚合度下，缩醛基或醋酸基愈高者溶液粘度愈低。

l        PVB的溶解方法

     使用混合溶剂的场合，其溶解步骤是先放入芳香族类溶剂（如二甲苯、甲苯等）或酯类溶剂（如醋酸正丁酯、醋酸乙酯等）于搅拌中徐徐投入PVB，待PVB分散、膨润后再加入醇 类溶剂（如正丁醇、乙醇等），此时可借升温缩短溶解时间；使用此溶解法，可避免结成团块状（Ｌump）PVB（因形成团块状ＰＶＢ后溶解时间将啬数倍），因而可加快溶解速度。一般芳香族类与醇类溶剂比60/40～40/60（重量比），可调配出粘度较低的ＰＶＢ溶液。溶剂组成中含２～３wt％之水分，可提高醇类溶剂的氢键强度（Ｈydrogen bonding）可帮助PVB的溶解性。

l        加工特性（Processing Properties）

       PVB树脂虽然是热可塑性塑料，但在没有添加可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可与磷酸脂（phosphate ester）类如TBP，TCP；邻苯二甲酸酯（phthalated ester）类，如DOP，DBP，BBP；及castor oil，triethylene glycol di-butyrate等可塑剂相溶。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，如皮膜柔软性、降低树脂的Tg点、降低热对封的温度、保持低温柔软性等。

l        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）。高缩醛度产品可与硝化棉以任何比例混合。PVB和醇酸树脂可部分相容。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。