Способ выделения порошкообразного поливинилацетата
Патент 672863
Авторы
Способ выделения порошкообразного поливинилацетата
Иллюстрации
Реферат
\ ::;л
E а е„,;- с,,. к; са
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Соцналнстнческнх
Республик ()672863 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28. 03. 77 (21) 2492728/23-05 с присоединением заявки М (23) П риоритет (51)М. Кл.
С 08 Г 118/08
С 08 Г б/22 ЬеударстюпвН коиятет
СССР вв аелаи яаебретеяяя я юткрытя11 )публиковано 23.11.82. Бюллетень М 43
Дата опубликования описания 28. 12,82 (53) ЙК678..744,. .422 . 02 (088.8) . А.Я. Сорокин, В.А. Кузнецова, В.И. Сироткина, С.Г. Никитина, М.Э. Розенберг, В.И. Луховицкий, A.È. Лебедева и Т.А. Егунова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВНДЕЛЕН11Я flOPOL ÊÎÎÁÐÀÇHÎÃÎ
ПОЛИВИНИЛА!(ЕТАТА
Изобретение относится к способу выделения в виде порошка поливинилацетата из водной дисперсии. Такие полимеры используются для приготовления лаков и клеев, для синтеза поливинилового спирта и его производных, в химической и лакокрасочной промышленности.
Известен способ выделения поли" винилацетата (ПВА) в виде порошка путем распылительной сушки гомополимерных поливинилацетатных дисперсий, содержащих защитный коллоид. Так как применение этого способа связано с использованием сложного дорогостоящего оборудования"- распылительных су" шилок и значительными энергозатратами . то.указанным способом пользуются
Ф г только для специальных назначении, например для получения редиспергируемого порошка ПВА.
Известен способ выделения поливинилацетата выделением в его водную среду органических растворителей с последующим постепенным нагреванием смеси до 100-190 С.
Однако для получения поливинилацетата (ПВА) с высокой молекулярной массой использование указанного способа невозможно, так как высокомолекулярный ПВА имеет температуру плавления выше 190о С. Нагревание же ПВА до температуры выше 190оС приводит к деструкции полимера.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выделения порошкообразного поливинилацетата из водной дисперсии путем коагуляции в присутствии 10-100ь (от веса дисперсии) Ск-С,,д-углеводородов или их смеси с 0,2-1;; (от веса дисперсии ) сильной кислоты.
Процесс проводят с постепенным прогревом полученной смеси до 50-60оС.
3 67286
Дгя ускорения выделения полимера к исходной дисперсии добавляют водный раствор соли жирной кислоты в количестве 0,2-0,53 от веса водной фазы.
Однако по указанному способу можно выделять в виде порошка только высокомолекулярный продукт с характеристической вязкостью более 2,5 дл/г, что значительно ограничивает области использования эмульсионного ПВА. При 10 выделении полимера с молекулярной массой, равной и ниже 900 тыс. (характеристическая вязкость 2,5 дл/г), происходит слипание продукта в ком, трудно извлекаемый из реактора. При 15 нагревании ПВА в присутствии сильной кислоты наблюдаются процессы деструкции и дегидратации, приводящие к ухудшению качества продукта". к появлению светло-желтой окраски и к потере раст-20 воримости при хранении, Кроме того, указанный процесс яв:ляется сравнительно длительным, так как включает стадии постепенного нагрева смеси до 50-60 С и последующего охлаждения до температуры помещения;
Целью изобретения является упрощение технологии и получение бесцветного конечного продукта, не деструк- 30 тирующегося при хранении.
Поставленная цель достигается описываемым способом выделения порошкообразного поливинилацетата иэ водной дисперсии путем коагуляции в при- 35 сутствии 10-1003 (от .веса дисперсии)
С -С 0 углеводородов или их смеси с
О,?-14 (от веса дисперсии ) сильной кислоты, причем коагуляцию проводят путем постепенной подачи поливинил- 40 ацетатной дисперсии в смесь алифатического углеводорода, воды и сильной кислоты с последующей нейтрализацией полученной суспензии 0,18-0,7:; (от веса дисперсии)щелочи. 45
Процесс проводят при весовом соотношении поливинилацетатной дисперсии, алифатического углеводорода, воды, сильной кислоты от 100:10:10:0,2 до
100:100:50:1 соответственно. Отличительными признаками способа являются проведение коагуляции путем постепенной пода и поливинилацетатной дисперсии в смесь алифатического углеводорода, воды и сильной кислоты с последующей нейтрализацией полученной суспенэии 0,18-0,74 от веса дисперсии щелочи. Процесс проводят при ве3 4 совон соотношении поливинилацетатной дисперсии, алифатического углеводорода, воды и сильной кислоты от 100:
:10:10:0,2 до 100:100:50:1.
Технология способа состоит в следующем.
Поливинилацетат выделяют в виде порошка иэ его водных дисперсий путем коагуляции при постепенной подаче поливинилацетатной дисперсии в смесь
С -С -алифатического углеводорода, воды и сильной кислоты с последующей нейтрализацией полученной .суспензии
0,18-0,73 (от веса дисперсии). щелочи.
Процесс проводят при весовом соотношении поливинилацетатной диспер сии, алифатического углеводорода,воды, сильной кислоты от 100:10:10:0,2 до 100:100:50:1 соответственно.
В качестве сильной кислоты можно применять концентрированную соляную, серную, муравьиную и др. В качестве алифатического углеводорода можно использовать пентан, гексан, гептан, Н-декан, петролейный эфир, бензин, Для нейтрализации суспензии используют 123-ные водные растворы аммиака, едкого натра, едкого кали °
Пример ы 1-7. В колбу емкостью 0,5 л, снабженную мешалкой, загружают расчетное количество дистиллированной воды и алифатического углеводорода. Раствор подкисляют концентрированной сильной кислотой до рН 0,52. Затем при перемешивании при 15250 С из капельной воронки непрерывно подает расчетное количество поливинилацетатной дисперсии, содержащей 17233 ПВА с молекулярной массой 100 тыс.
-2 млн. (характеристическая вязкость в ацетоне при 20 С 0,5-4,7 дл/г) и с содержанием остаточного мономера
0,1-0,53. Дисперсия получена с применением алкилсульфоната натрия в качестве эмульгатора.
При подаче дисперсии происходит выделение полимера в виде порошка. После окончания подачи дисперсии полученную суспенэию нейтрализуют 12,0iной водной щелочью до рН 7"8. Продол" жительность процесса 20-25 мин. Полученный продукт хорошо отфильтровывается и представляет собой однородный, белого цвета порошок с влажностью
30-35 0. Сухой продукт после хранения в течение 1 мес имеет растворимость в ацетоне 99,96-99,994.
6728
Пример 8 (контрольный по прототипу). В колбу, снабженную мешалкой, загружают 200 г поливинилацетатной дисперсии, содержащей 173 ПВА с молекулярной массой 1 млн. 800 тыс. (характеристическая вязкость 4,3 дл/г), Дисперсия получена с использованием алкилсульйоната натрия в качестве эмульгатора. К дисперсии при перемешиввнии добавляют 100 r бензина, 0,2 мл 304-ной соляной кислоты и, не прекращая перемешивания, смесь постепенно нагревают до 5(Р С. Происходит коагуляция дисперсии с образованием порошкообразного полимера. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры, порошок отфильтровывают. Продолжительность процесса 60 мин. Полученный продукт слабо-желтого цвета с влажностью 303. После хранения cy" "20 хого продукта в течение 1 вес его растворимость в ацетоне снижается до
93,7 .
П р и и е р 9 (контрольный по прототипу), Опыт проводят по примеру 8. Используют ПВА-дисперсию с молекулярной массой 880 тыс. характерис" тическая вязкость 2,5 дл/г). При нагревании смеси полимер слипся в ком.
Пример ы 10-12 ° Процесс осуществляют аналогично примерам 1-.7, но нейтрализацию полученной суспензии проводят 53-ной водной щелочью
"3 6 (примеры 10 11) и 25 водной щелочью (пример 12).
Результаты представлены в таблице, Предложенный способ отличается ,быстротой, легкостью и надежностью, не требует дополнительных энергозатрат на термообработку суспендированного порошка, удобен в аппаратурном исполнении, так как может проводиться в реакторе"полимеризаторе.
Данный способ позволяет выделять из дисперсии в виде порошка поливинилацетат практически с любой молекулярной массой, что расширяет области при" менения эмульсионного поливинилацетата. Применяемые алифатически углеводороды могут быть без регенерации полностью возвращены в цикл.
Выделенный по данному способу порошок с влажностью не более 353 cy" шат на полочной сушилке при температуре 25-30 С. Получение сухих порошо ков поливинилацетата непосредственно из дисперсий методом распылительной сушки требует наличия дорогостоящего . оборудования и связано с большими энергозатратами, так как сушке подвергают дисперсию, содержащую 70-803 влаги.
Ориентировочный суммарный эконо.мический эффект от внедрения предложенного способа составляет 70 руб/т порошка, что составляет 70-105 тыс. руб/год.
672863
C с с о е м Z
CO м
C) уа
С>
Ю
8
>С Z
an
С) tV
>О
C) С>1 л
Ф е с ае
z z
ttt
C
С; о аи
It с о
* о
Ф С; е вхе
3О» Э
С> л л
Ю л
Ю
Г 4
z o и с
Z tt) J
ere ас) Э
Ю
ГЧ а 1
C)
Z 3
z o
Ф с х Фх
ыхс)
)ОХ Э
С>
ГЧ
C) С> б/\
Z ф х
ы
С1
Х
«Х Ck
ы х се о о а
IC
Z с о
К) бл
Ю м м)
С>
In
С> ач ал
С> ал
С>
С>
Г м
УЧ
IC
t3)
C с о м
Г \
>О бл
«С м
«х
ln
«:) С1
С1
Г ал
С1 бл
C е
C о
Z е
>»
ы
Iм
ln
Ю м
Ch
С) ln
СО
>О
Ю м
CO
С1
Г ал
r c а lc аи х
С) л
С е
Il о с
)Z ф О. а (ф аи J
ln л
УЧ л
Ю п1
C
tC
С с о б) CO м
С) caI а>у
C) >О м
Ю
C) м
Ю
ГЮ
С> аС
C е
C с о а«) Z
1tl
ы
1: х
CO м
C) С>
УЧ с
>О м
СЭ
С>
С) м
Ю
С>
3Л
Ю ам
1Z Ck а с
Z
Л
С1
Ф
Cl C л е х м м со
Ю
С>
I ч о! а о
Ф е z
v z
9 V в а
О
Ж а C юои
Ю Z
».б Ч б ь и ф вО
5 с е е ь х3 с v х х а.> х
tZ
C
tC
Z !
d4 C
Г У Е х
C е
)Ф J
С> б а> у. ал х х ч а
В
C и с о ь
ы х х с о х а
ы с и
Z ч а аа) а: о
Ф
v с с л
Z х
Ct
ы с
z ч х
v
С1
ы
a. v х
° ч о
Ф е ь v
v х с о о о ь и
Э х
Z с о
»Z
Z х
v
Z х ь е е с х
С е а х
ы
Ф
X о х
О
3 х
X а е
v в х о
C.
ы
i
1 б I ! с! > б 1 ю
l б I
I 3
I 1 б б ! I
1 —
3 C)
1 I !
I !
t а ! б б
I t 1
I б С) 1
I I
3
I I
Г
Z 1
Е 1
С)3 а б
Мб I !с) а 3
Хббл
C б
Р I а а
0 1
1- l >О б
Х б у л ч б — )
О а т ю а
> б
)С
Ф
Л салу а б
С3 у Х а
Р 1 Z б ла а! с
О
С б б С 3 и
I а б
Z б
Ь б б
V I I
Ck I б б
О 1 . 3 I
I 3 М б
Х I I б
Е 3 1 а у
В 1 I I к !
1 б б
Z 1 . б
1 1
C) б и
C) 1 I I
1 3 -б
R б I
С 3 I б
3 1 t а t 3 ! ! б х — — -у е б б I еб ьo
Сб Хаб Е Y б
I Oф 1
1 Y C 1
1 1 е )c ! EV
I CZЛ
1 0 1
g C
1ьФ б
О сх z ю ал аЛ Уа Х Х
Z е ь
Z аЛ Ю Ы со an c
* C е х ФТ) и ta о хео
z e
ы х
)С
z а О
Х I М
Ч IC
IaI Z Ю хо, )О ч е аи Х C) 672863
ФьЪ
Ю
Ы) Иъ
)Сь .
3Ч б
3п
3»
Оь
01 ьч
ОР
)Ч в
Сб
o v
ОО
an бv ъ б
iz ъ с
ы
° «\ лс) an
Оь
01 о
Ьь) la
e v а с
lO Ю
О С) 4Ч
° !!
Ф ) ъ е ъъйз о аале
3)Ъ ььб
С ь
CO
z ъ
7 Са
О
1 о а е с т бь
ЪО ббь
Ф
Х
ы с ь ь
l о т
l" б4) 4
Ю л
Оь
Оь
ga0 )Ч сzg
1!
an с) а ы
С)ь И. L 3.
v ъ
)ьЬ л
С) )ь 3 с) an
4Ч 37
° ъ
Х I43
CZ3
01
2о сь
CO
Оь
СО
)ьь
0)
4Ч
C) б/\
4Ч
an
)Ч бьь\
343
cz)
01
Оь
СО
4п
С. )
)ь 3
° Ч
)Ч
IZ
Оь
Оь л ст л
° Ф
CY сс
1 I
I C!
I 1)х
14
I Cl
t4
3 )(1
l и
I4
I u
1V
)Ы
I g
)а
)с
1ф
34
It ийс
ычы ю cl ф
ы б CCC о vo
Z 0) ьбФ
Л
)х °
4 °
Q4Z% х Й
) а ьМ C
ln 4
4Ч Z и
v
1 а х
) з
1 I и з
31
Р
У 1
C)
6l
О
° z
Е I
C I
I
)
t
l !
1 !
I б.
)
3
1
I ! !
1
1 ! !
1
1
l
I
I
I
3
)ъ
)а
) g !
3
) !
I !
I
l
1
)
1, 1 !
1
1
1
14×!
° »
1 I
Е « I
1 1
1» 1
) °
à — )
1 1
l I
c)
l )
1 — — ) б
l 0a
1 1
Ь °
1 I. б l
l )
I От i
l )
l )
) б
1 )
) )
I ! Л I
) ! 1
i I
3-« — 1
l 1 ! 1
1
t ьб) l
1 3
3 )
1 3 ! l
sans
) l
1 1
3 — -3
) 1
) 1
3 I
3 3
l Ф б ! l
1 I
3 1
3t
I 1
I 1
I 1
l 1
I ьь\ E
3 t
) )
3 t
° — —
1 1
1 3
I I
1 4Ч
I 1
t !.
I 1
° 1
1 ! 1
1 l
1 ° I
1 !
I в
О .1
1 а с ь 4,) и Q
В л
C) Lt 3
4 V a. 333 h
Ъь
V бь N
v фх хха
Си Ыт
4 ф ф а
X дФ ь
Оь
l б л )
Оь 3
Ж"
) ь
0 .
Оь
СО
Оь б
i
)
) l б б л б ь \
Оь б о
) L
l т ф ) о
l О
3 ь л 4)
01 б ф
Оь
Оь
1 Х
l V
Й, С ь
I В
) z иь
I Ф
О» О
Оь 1 б ) ! з с
) Р
1 v
Оь
Оь 3 4
03) а о
) о а
l o
Оь 1 ю
Оь
31 ! 0
I о
4O ) v
Оi 1
01! Z
0a 3- °
1 Д )ь\
«а,,, Й
Ы )-Е
i V Q
4 I ф
Е 1 e)Ce) Х4Ч ба ° 3 0)а и 344 и
Ох 3
Зб)3
Q ) I
4t3 e t
° - т
4Ы! а
11 672863 12
Формула изобретения сии в смесь алифатического углеводоСпособ выделения порошкообраз- рода, воды и сильной кислоты с посленого поливинилацетата из водной дис- дующей нейтрализацией полученной сусперсии путем коагуляции в присутствии пензии 0,18-0,74 (от веса дисперсии )
10-1003 (от веса дисперсии) С -С п щелочи. углеводородов или их смеси с 0,2-14 (от веса дисперсии ) сильной кислоты, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юотличающийся тем, что, шийся тем, что процесс проводят с целью упрощения технологии и полу- при весовом соотношении поливинилчения бесцветного конечного продукта, ацетатной дисперсии, алифатического не деструктирующегося при хранении, углеводорода, воды, сильной кислоты коагуляцию проводят путем постепен- от 100:10:10:0,2 до 100:100:50:1 соотной подачи поливинилацетатной диспер- ветственно..
Редактор П. Гооькова Техреду.Бабинец КорректоРЛ. Бокшан
Заказ 10532/7 Ти раж 514 Подписное
ОНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11 0 Москва Я- Ра шская наб. .4/5
3 35, 35 у р 8
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4