Способ выделения порошкообразного поливинилацетата

 

\ ::;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