本发明涉及功能膜材料，具体涉及一种高强隔热pvb膜及其制备方法。
背景技术：
1、夹层玻璃pvb膜片是通过高分子量的聚乙烯醇和丁醛缩聚结合反应而成的一种聚合物，经增塑剂塑化后挤压成型的一种高分子材料。pvb玻璃夹层膜厚度一般为0.38mm和0.76mm两种，对无机玻璃具有良好的黏结性，具有耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性。pvb薄膜主要用于夹层玻璃，不仅增加了玻璃的抗破碎能力、强度和韧性，而且使玻璃具有安全可靠的特点。现有的pvb中间膜不具备专门的隔热功能，隔热性能较差，影响夹层玻璃的节能性能，随着国家对环境、能源方面越来越重视。
2、气凝胶是一种由胶体粒子或高聚物分子相互交联构成的具有三维网络结构的轻质纳米多孔材料。因其半透明的色彩和超轻重量，气凝胶也被称为“固态烟”或“冻烟”，由于其低密度和多孔结构，具有很好的隔热效果，但是由于其低密度多孔结构，其强度较弱，限制了其应用，因此，本发明旨在提高气凝胶隔热性能的基础上进一步提高其强度，从而将其应用于节能玻璃领域中，或其他合适的领域。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种高强隔热pvb膜及其制备方法，采用改性增强气凝胶对pvb膜进行隔热增强，同时对于力学性能也有一定的提高；改性增强气凝胶采用纤维素纤丝为原料，原料易得，经过研磨和间歇式超声的纤维素纤丝长径比更高，更容易形成网状缠结结构，使入射的光线被孔壁遮挡和散射，同时，随着纤维素纤丝的纤丝化程度提高，更多的羟基被暴露出来，在纤丝间形成紧密的氢键连接，构成了网状结构的稳定性，所形成的的气凝胶内部孔隙率高，使得气凝胶内部空气紧贴气孔内壁，处于相对静止状态，空气的热阻高，不利于热量传导，故导热率低，具有优异的隔热性能。
2、技术方案：一种高强隔热pvb膜，以重量份计，包括以下成分：改性增强气凝胶5～10份、pvb树脂100份、增塑剂2～10份、抗氧剂0.1-1份。
3、进一步的，所述改性增强气凝胶的制备方法如下：
4、s1：取纤维素纤丝，配制成质量浓度为0.1～0.3％的溶液，置于研磨机中，在转速1500～1700rpm下研磨20min；
5、s2：转移至超声波细胞粉碎机中，在温度20℃下进行间歇式超声30min，超声功率为1200w，超声时间为4s，间隔时间为2s，得纤维素纤丝的悬浮液；
6、s3：取正硅酸乙酯、水和纳米碳酸钙混合，搅拌6～8h，获得复合硅溶胶；
7、s4：加入10wt.％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，继续搅拌3h，获得壳层溶液；
8、s5：取大豆油，作为芯层溶液；
9、s6：采用同轴静电纺丝装置进行静电纺丝2～3h，将壳层溶液和芯层溶液分别加入同轴静电纺丝装置的外层管和芯层管中，以接收板接收，获得纺丝膜；
10、s7：将纺丝膜放入烧结炉中，以升温速率1℃/min升温至900℃，恒温8～10h，获得中空纺丝膜；
11、s8：将中空纺丝膜破碎，用稀盐酸进行洗涤后烘干，获得多孔中空纺丝膜；
12、s9：将纤维素纤丝的悬浮液、多孔中空纺丝膜和浓度为6％的十八烷基胺溶液搅拌混合均匀，调节ph至7.5，冷冻后进行真空冷冻干燥，冷阱温度为-60～-70℃，冷冻压力为1.0pa，破碎后即得改性增强气凝胶。
13、进一步的，所述s3中正硅酸乙酯、水和纳米碳酸钙的摩尔比为1:(5～10):0.01。
14、进一步的，所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液和复合硅溶胶的体积比为2:1。
15、进一步的，所述s6中静电纺丝条件为：壳层喷嘴内径为2mm，芯层喷嘴内径为0.7mm，壳层溶液流速为0.2mm/min，芯层溶液流速为0.1mm/min，纺丝电压为15kv，纺丝温度为20～22℃，接收距离为12cm。
16、进一步的，所述s7中空纺丝膜厚度为50～100μm，孔径≤50nm。
17、进一步的，所述s8中多孔中空纺丝膜过80目，大颗粒继续破碎过筛。
18、进一步的，所述s9中纤维素纤丝的悬浮液、多孔中空纺丝膜和十八烷基胺溶液的质量体积比为：600ml:(0.2～0.3)g:(20～36)ml。
19、进一步的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯和三甘醇二-2-乙基己酸酯中的一种或多种；所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇脂或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇脂。上述高强隔热pvb膜的其制备方法，包括以下步骤：
20、步骤1：将改性增强气凝胶、pvb树脂、增塑剂和抗氧剂混合均匀，加入双螺杆挤出机造粒，机身温度为100～140℃，机头温度为130℃；
21、步骤2：将粒料加入单螺杆挤出机，挤出温度为140～150℃，挤出流延成膜即得。
22、有益效果：
23、1.本发明材料采用改性增强气凝胶对pvb膜进行隔热增强，同时对于力学性能也有一定的提高。
24、2.本发明的改性增强气凝胶采用纤维素纤丝为原料，原料易得，经过研磨和间歇式超声的纤维素纤丝长径比更高，更容易形成网状缠结结构，使入射的光线被孔壁遮挡和散射，同时，随着纤维素纤丝的纤丝化程度提高，更多的羟基被暴露出来，在纤丝间形成紧密的氢键连接，构成了网状结构的稳定性，所形成的的气凝胶内部孔隙率高，使得气凝胶内部空气紧贴气孔内壁，处于相对静止状态，空气的热阻高，不利于热量传导，故导热率低，具有优异的隔热性能。
25、3.本发明采用多孔中空纺丝膜对纤维素气凝胶进行改性，多孔中空纺丝膜具有中空结构，同时由于纳米碳酸钙的溶解，在表面形成纳米多孔，增大表面积，并抑制空气对流，降低对流传导热。同时多孔中空纺丝膜与纤维素纤丝结合后会形成屏障，使纤维素纤丝绝缘，并保护其免受氧气的影响，内部中空的气态孔隙中断了热传输路径，中空二氧化硅结构和纤维素气凝胶的联合作用有效限制了热量和氧气的传递，有效提高了复合气凝胶的隔热性能。同时多孔中空纺丝膜由于网膜的特性，能有效吸收拉伸和弯曲力，从而提高力学性能。
26、4.本发明采用十八烷基胺溶液对气凝胶进行疏水处理，十八烷基胺通过静电吸附作用和纳米纤维素形成络合物，能够有效解决气凝胶的水分敏感性，便于后期与pvb材料的结合。
1.一种高强隔热pvb膜，其特征在于：以重量份计，包括以下成分：改性增强气凝胶5～10份、pvb树脂100份、增塑剂2～10份、抗氧剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的一种高强隔热pvb膜，其特征在于：所述改性增强气凝胶的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种高强隔热pvb膜，其特征在于：所述s3中正硅酸乙酯、水和纳米碳酸钙的摩尔比为1:(5～10):0.01。
4.根据权利要求2所述的一种高强隔热pvb膜，其特征在于：所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液和复合硅溶胶的体积比为2:1。
5.根据权利要求2所述的一种高强隔热pvb膜，其特征在于：所述s6中静电纺丝条件为：壳层喷嘴内径为2mm，芯层喷嘴内径为0.7mm，壳层溶液流速为0.2mm/min，芯层溶液流速为0.1mm/min，纺丝电压为15kv，纺丝温度为20～22℃，接收距离为12cm。
6.根据权利要求2所述的一种高强隔热pvb膜，其特征在于：所述s7中空纺丝膜厚度为50～100μm，孔径≤50nm。
7.根据权利要求2所述的一种高强隔热pvb膜，其特征在于：所述s8中多孔中空纺丝膜过80目，大颗粒继续破碎过筛。
8.根据权利要求2所述的一种高强隔热pvb膜，其特征在于：所述s9中纤维素纤丝的悬浮液、多孔中空纺丝膜和十八烷基胺溶液的质量体积比为：600ml:(0.2～0.3)g:(20～36)ml。
9.根据权利要求1所述的一种高强隔热pvb膜，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯和三甘醇二-2-乙基己酸酯中的一种或多种；所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇脂或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇脂。
10.根据权利要求1～9任所述的一种高强隔热pvb膜的其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
