專利名稱：一種低醇解度pva連續(xù)醇解工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子聚合物的生產(chǎn)工藝，即一種低醇解度PVA的連續(xù)醇解工 藝。
背景技術(shù)：
PVA是一種重要的合成材料，其性能介于橡膠和塑料之間，是目前發(fā)現(xiàn)的少數(shù)具有 水溶性的高分子聚合物之一，主要用于生產(chǎn)民用衣料、工業(yè)用簾子布、濾布、漁網(wǎng)、涂料、膠 粘劑、乳化劑、航空和汽車安全玻璃等。按照醇解度劃分，PVA可分為低醇解度PVA和高醇 解度PVA。低醇解度PVA具有較高的表面活性和較低的表面張力，廣泛用于PVC聚合、橡膠 乳液聚合、乳化技術(shù)、電子工業(yè)和膜材料制造等方面。傳統(tǒng)工藝一般采用“皮帶法”生產(chǎn)PVA，將PVAc甲醇溶液與NaOH甲醇溶液混合后 輸送到勻速運動的皮帶上，混合物在皮帶上進行反應(yīng)?！捌Хǎ?，通過控制皮帶的速度來控 制反應(yīng)物停留時間，因此可以保證很長的停留時間，這對反應(yīng)是有利的；同時“皮帶法”還具 有設(shè)備簡單、操作簡單等優(yōu)點。但是“皮帶法”同時存在較多缺點首先反應(yīng)溫度一般低于 50°C，且在反應(yīng)過程中無法對反應(yīng)物進行攪拌，因此導(dǎo)致反應(yīng)速率很低；其次由于皮帶尺寸 的限制以及反應(yīng)速率低的原因，導(dǎo)致“皮帶法”的生產(chǎn)效率很低；第三，“皮帶法”工藝反應(yīng)物 料混合不均勻，醇解度分布較寬，這導(dǎo)致最終產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定，工業(yè)上采用降低PVAc甲 醇溶液濃度的方法來解決這個問題，一般PVAc甲醇溶液的濃度低于30%，甲醇溶劑使用量 較大、回收成本高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低醇解度PVA連續(xù)醇解工藝， 該工藝使用反應(yīng)型雙螺桿擠出機作為主反應(yīng)器，具有反應(yīng)速率快、反應(yīng)物停留時間可控、停 留時間分布較窄、可以連續(xù)化生產(chǎn)、催化劑使用量低、生成物醇解度分布窄、生成物品質(zhì)穩(wěn) 定等優(yōu)點。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種低醇解度PVA連續(xù)醇解工藝，其步驟為(1)將NaOH甲醇溶液加入PVAc甲醇溶液中，在預(yù)反應(yīng)器中進行混合，形成均質(zhì)的 混合液；(2)將混合好的混合液輸送到反應(yīng)型雙螺桿擠出機中；(3)在一定的溫度條件下，混合液經(jīng)反應(yīng)型雙螺桿擠出機進行反應(yīng)，從機頭口模連 續(xù)擠出；(4)將擠出物快速放入0. 5 醋酸中，攪拌洗滌3 5分鐘，分離干燥后就可 以得到PVA顆粒。上述反應(yīng)物在預(yù)反應(yīng)器中的停留時間為0. 5 2分鐘。上述PVAc甲醇溶液的質(zhì)量濃度為15 60%。
上述加料時將NaOH甲醇溶液加入PVAc甲醇溶液中形成混合溶液，液體NaOH在混 合溶液中的質(zhì)量濃度為0. 2 1. 2%。上述擠出機機頭口模擠出物的溫度為35 75V ；即混合溶液反應(yīng)溫度控制范圍 為；35 75°C。上述反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的停留時間為2 5分鐘。本發(fā)明的優(yōu)點和產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明涉及的預(yù)反應(yīng)器(型號SFJ_30 ；設(shè)計制造單位天華化工機械及自動化研 究設(shè)計院)其主要的功能是混合PVAc甲醇溶液和NaOH甲醇溶液。預(yù)反應(yīng)器具有強大的 攪拌能力、能夠連續(xù)快速的對大流量高粘度與小流量低粘度的兩種物料進行均勻混合，可 以得到成分均勻的混合溶液。本發(fā)明涉及的反應(yīng)型雙螺桿擠出機其主要功能是進行PVAc的醇解反應(yīng)。雙螺桿 擠出機具有很強的攪拌能力，可有效地更新反應(yīng)界面，提高反應(yīng)速率和反應(yīng)效率。雙螺桿擠 出機還可以很好的控制反應(yīng)物的反應(yīng)停留時間，可以實現(xiàn)反應(yīng)物的平推流，因此反應(yīng)物停 留時間分布較窄，最終生產(chǎn)出來的PVA顆粒醇解度為84 92%，提高了產(chǎn)品品質(zhì)。本發(fā)明中NaOH作為催化劑使用，NaOH的質(zhì)量濃度為0. 2 1. 2 %，而傳統(tǒng)的“高 堿法"NaOH的質(zhì)量濃度為6 12%。該工藝大大降低了堿的使用量，堿的原料成本、中和成 本以及回收成本都相應(yīng)降低，同時減少了對環(huán)境的污染。本發(fā)明中反應(yīng)型雙螺桿擠出機的筒體溫度控制范圍為35 75°C，即反應(yīng)溫度可 以控制在35 75°C，相對于傳統(tǒng)的皮帶法，該工藝反應(yīng)溫度較高，有利于反應(yīng)的快速進行。


圖1為本發(fā)明工藝裝置流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于具體實施 例。實施例1 將PVAc甲醇溶液和NaOH甲醇溶液分別裝入罐1和罐2中，并分別通過計量泵3 和計量泵4。質(zhì)量濃度為30%的PVAc甲醇溶液以20kg/h的流量和濃度為0. 5%的NaOH甲 醇溶液以8. 4L/h加入預(yù)反應(yīng)器5中，預(yù)反應(yīng)器5溫度為55°C，攪拌混合0. 6分鐘，混合均 勻后加入反應(yīng)型雙螺桿擠出機6中進行醇解反應(yīng)，雙螺桿擠出機6機頭口模擠出物的溫度 為70°C，停留時間為3分鐘，擠出物為白色顆粒狀固體，再將擠出物快速放入0.7%醋酸中， 攪拌洗滌3-5分鐘，分離干燥后就可以得到PVA顆粒。聚乙烯醇(PVA)的聚合度為200 5000。經(jīng)過測試，生產(chǎn)出來的PVA顆粒醇解度為88 %，其中醇解度為87 89 %的約占70 %， 這說明醇解度的分布較窄，達到產(chǎn)品質(zhì)量要求。實施例2將質(zhì)量濃度為50 %的PVAc甲醇溶液以20kg/h的流量和濃度為1. 2 %的NaOH甲 醇溶液以5. 4L/h的流量分別加入預(yù)反應(yīng)器5中，預(yù)反應(yīng)器5溫度為55°C，攪拌混合2. 5分 鐘，混合均勻后加入反應(yīng)型雙螺桿擠出機6中進行醇解反應(yīng)，雙螺桿擠出機6機頭口模擠
4出物的溫度為60°C，停留時間為3. 5分鐘，擠出物為白色顆粒狀固體，再將擠出物快速放入 0.7%醋酸中，攪拌洗滌3-5分鐘，分離干燥后就可以得到PVA顆粒。聚乙烯醇(PVA)的聚 合度為200 5000。經(jīng)過測試，生產(chǎn)出來的PVA顆粒醇解度為86%。對比例3首先在恒溫為45°C的30L的常壓反應(yīng)釜(市售)中一次加入20kg的質(zhì)量濃度為 20%的PVAc甲醇溶液，然后在2分鐘內(nèi)勻速加入3L濃度為0. 5%的NaOH甲醇溶液，勻速 攪拌下反應(yīng)12分鐘，然后采用隔膜計量泵控制流量為20kg/h勻速加入反應(yīng)型雙螺桿擠出 機中，同時以2. 6L/h的流量從擠出機加料口處加入濃度為0. 5%的NaOH甲醇溶液，雙螺桿 擠出機機頭口模擠出物的溫度控制為45-60°C，停留時間為3分鐘，擠出物為白色顆粒狀固 體，再將擠出物快速放入0. 5%醋酸溶液中，攪拌洗滌3-5分鐘，分離干燥后就可以得到PVA 顆粒。聚乙烯醇(PVA)的聚合度為200 5000。經(jīng)過測試，生產(chǎn)出來的PVA顆粒醇解度為 85%。通過對比例1與實施例1和2對比證明，采用本發(fā)明可以得到醇解度分布較窄且 醇解度較高的聚乙烯醇顆粒。由于該發(fā)明反應(yīng)時間短，有利于低醇解度聚乙烯醇產(chǎn)能的擴 大。
權(quán)利要求
1.一種低醇解度PVA連續(xù)醇解工藝，其步驟為(1)將NaOH甲醇溶液加入PVAc甲醇溶液中，在預(yù)反應(yīng)器中進行混合，形成均質(zhì)的混合液；(2)將混合好的混合液輸送到反應(yīng)型雙螺桿擠出機中；(3)在一定溫度條件下，混合液經(jīng)反應(yīng)型雙螺桿擠出機進行反應(yīng)，連續(xù)從機頭口模擠出；(4)將擠出物快速放入0.5-1%醋酸中，攪拌洗滌3 5分鐘，分離干燥后就可以得到 PVA顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低醇解度PVA連續(xù)醇解工藝，其特征在于反應(yīng)物在預(yù) 反應(yīng)器中的停留時間為0. 5 2分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低醇解度PVA連續(xù)醇解工藝，其特征在于反應(yīng)物在雙 螺桿擠出機中的停留時間為2 5分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低醇解度PVA連續(xù)醇解工藝，其特征在于PVAc甲醇溶 液的質(zhì)量濃度為15 60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低醇解度PVA連續(xù)醇解工藝，其特征在于加料時將 NaOH甲醇溶液加入PVAc甲醇溶液中形成混合溶液，液體NaOH在混合溶液中的質(zhì)量濃度為 0. 2 1. 2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低醇解度PVA連續(xù)醇解工藝，其特征在于擠出機機頭 口模擠出物的溫度為35 75°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型PVA連續(xù)醇解工藝。該工藝首先將聚醋酸乙烯(簡稱PVAc)甲醇溶液和催化劑氫氧化鈉(NaOH)甲醇溶液計量加入預(yù)反應(yīng)器中進行快速均勻混合，然后將混合液加入到反應(yīng)型雙螺桿擠出機中進行醇解反應(yīng)，并從機頭口模擠出得到白色的顆粒狀產(chǎn)物，經(jīng)酸液中和、干燥等處理后得到最終的產(chǎn)品。該工藝具有反應(yīng)速率快、反應(yīng)能力強、反應(yīng)物停留時間可控、停留時間分布較窄、可以連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點。相對于傳統(tǒng)工藝，該工藝還降低了溶劑甲醇和催化劑NaOH的使用量，溶劑和堿的回收成本較低，對環(huán)境的污染較小。通過該工藝得到的低醇解度PVA產(chǎn)品，醇解度分布窄，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
文檔編號C08F116/06GK102127177SQ20101054388
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者何振鵬, 婁曉鳴, 尹偉, 張國強, 李俠, 杜麗梅, 楊魁, 賈朝陽, 賈海峰 申請人:云南煤化工應(yīng)用技術(shù)研究院, 天華化工機械及自動化研究設(shè)計院