Способ выделения порошкообразного поливинилацетата Советский патент 1982 года по МПК C08F118/08 C08F6/22 

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 поливинилацетата (ПВА) в виде порошка пу тем распылительной сушки гомополимер ных поливинилацетатных -дисперсий, со держащих защитный коллоид. Так как применение этого способа связано с использованием сложного дорогостояще го оборудования - распылительных сушилок и значительными энергозатратами то.указанным способом пользуются только для специальных назначений, например для получения редиспергируе мого 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 . Нагревание же ПВА до температуры выше 190С 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 10-100 (от песа дисперсии) С5-C jfуглеводородов или их смеси с 0,2-1 (от веса дисперсии) сильной кислоты. Процесс проводят с постепенным прогревом полученной смеси до 50-60 С. 3672 Дгя ускорения выделения полимера к исходной дисперсии добавляют водный раствор соли жирной кислоты в количестве 0,2-0,5% от веса водной фазы. Однако по указанному способу можно выделять в виде порошка только высокомолекулярный продукт с характерис тической вязкостью более 2,5 дл/г, что значительно ограничивает области использования эмульсионного ПВЛ. При выделении полимера с молекулярной массой, равной и ниже 900 тыс. (харак теристическая вязкость 2,5 дл/г), происходит слипание продукта в ком, трудно извлекаемый из реактора. При нагревании ПВА в присутствии сильной кислоты наблюдаются процессы деструкции и дегидратации, приводящие к ухуд шению качества продукта: к появлению светло-желтой окраски и к потере раст воримости при хранении. Кроме того, указанный процесс яв;ляется сравнительно длительным, так как включает стадии постепенного нагрева смеси до 50-60 0 и последующего охлаждения до температуры помещения . Целью изобретения является упрощение технологии и получение бесцвет ного конечного продукта, не деструктирующегося при хранении. Поставленная цель достигается описываемым способом выделения порош кообразного поливинилацетата из водной дисперсии путем коагуляции в при сутствий 10-100 (от веса дисперсии) Ск--Ц0 углеводородов или их смеси с 0,2-1% (от веса дисперсии) сильной кислоты, причем коагуляцию проводят путем постепенной подачи поливинилацетатной дисперсии в смесь алифатического углеводорода, воды и сильной кислоты с последующей нейтрализацией полученной суспензии 0,18-0,7°о (от веса дисперсии)щелочи. Процесс проводят при весовом соот ношении поливинилацетатной дисперсии алифатического углеводорода, воды, сильной кислоты от 100:10:10:0,2 до 100:100:50:1 соответственно. Отличительнь1ми признаками способа являются проведение коагуляции путем посте пенной подачи поливинилацетатной дис персии в смесь алифатического углево дорбда, воды и сильной кислоты с последующей нейтрализацией полученной суспензии 0,18-0,7% от веса дисперсии щелочи. Процесс проводят при весово/1 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 из его водных дисперсий путем коагуляции при постепенной подаче полипинилацетатной дисперсии в смесь С -С -алиЛатического углеводорода, воды и сильной кислоты с последующей нейтрализацией полученной .суспензии 0,18-0,7 (от веса дисперсии/щелочи. Процесс проводят при весовом соотношении поливинилацетатной дисперп 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. 6 качестве алифатического углеводорода можно использовать пентан, гексан, гептан. н-декан, петролейный эфир, бензин. Для нейтрализации суспензии используют 12%-ные водные растворы аммиака, едкого натра, едкого кали. Примеры 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 0,5 2. Затем при перемешивании при 15 из капельной воронки непрерывно подают расчетное количество поливинилацетатной дисперсии, содержащей 17 23 ПВА с молекулярной массой 100 тыс. -2 млн. ( характеристическая вязкость в ацетоне при 20° С 0,5,7 Дл/г) и с содержанием остаточного мономера 0,1-0,5. Дисперсия получена с применением алкилсульфоната натрия в качестве эмульгатора. При подаче дисперсии происходит выделение полимера в виде порошка. После окончания подачи дисперсии полученную суспензию нейтрализуют Т2,0%ной водной щелочью до рН Продолжительность процесса 20-25 мин. Полученный продукт хорошо отфильтровывается и представляет собой однородный, белого цвета порошок с влажностью 30-35%о Сухой продукт после хранения , в течение 1 мес имеет растворимость в ацетоне 99,96-99,99%.

пример 8( контрольный по прототипу).В колбу, снабженную мешалкой, загружают 200 г поливинилацетатной дисперсии, содержащей 171 ПВА с молекулярной массой 1 млн. 800 тыс, (характеристическая вязкость 4,3 дл/г Дисперсия получена с использованием алкилсульАоната натрия в качестве эмульгатора. К дисперсии при перемешивании добавляют 100 г бензина, 0,2 мл 30%-ной соляной кислоты и, не прекращая перемешивания, смесь постепенно нагревают до 5 С. Происходит коагуляция дисперсии с образованием порошкообразного полимера. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры, порошок отфильтровывают. Продолжительность процесса бО мин. Полученный продукт слабо-желтого цвета с влажностью 30. После хранения сухого продукта а течение 1 яес его растворимость в ацетоне снижается до 93,7.

Пример 9 ( контрольный по прототипу). Опыт проводят по примеру 8. Используют ПВА-дисперсию с молекулярной массой 880 тыс. характеристическая вязкость 2,5 дл/г). При нагревании смеси полимер слипся в ком.

и м е р ы 10-12. Процесс ос ществляют аналогично примерам IT, но нейтрализацию полученной суспензии проводят водной щелочью

(примеры 10, 11 7 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 применения эмульсионного поливинилацетата. Применяемые алифатически углеводороды могут быть без регенерации полностью возвращены в цикл.

Выделенный по данному способу порошок с влажностью не более 35% сушат на полочной сушилке при температуре 25-30 0. Получение сухих порошков поливинилацетата непосредственно из дисперсий методом распылительной сушки требует наличия дорогостоящего оборудования и связано с большими энергозатратами, так как сушке подвергают дисперсию, содержащую 70-80% влаги.

Ориентировочный суммарный эконо.мический эффект от внедрения предложенного способа составляет 70,руб/т nopovjKa, что составляет 70-105 тыс. руб/год.

ll

I

K X 4)

о С S

о in

С

- - XI

in

со

гл

U X

§S

«л м

о «о

о

о о

-1Л

о

о о

-LA

к

I

о г

- ts -

«м о

о

о о

ем о о

го о

X го

ь

Z

in oo

о tr

su

0)s

с€

Оn

с.

I- IS

о

1

о о

- чО

«- с

U

s

CI

IV

и

«I

о

х ч

о о

vO ff

г 1

- t

о

(П г

О

f X

у

-

оо О

г%

Г1

§5

о-.

IX

(П

оо сг

и

Ш

§

о

1 ku

S

Формула изобретения 1, Способ выделения порои1кйобразного поливинилацетата из водной дисперсии путем коагуляции в присутствии 10-1 ПО (от веса дисперсии) углеводородов или их смеси с 0,2-1% (от песа дисперсии) сильной кислоты, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и получений бесцветного конечного продукта, не деструктирующегося при хранении , коагуляцию проводят путем постепенной подачи поливинилацетатной дисперсии в смесь алифатического углеводорода, воды и сильной кислоты с последующей нейтрализацией полученной суспензии 0,18-0,1% ( от веса дисперсии ) щелочи.

2. Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что процесс проводят при песовом соотношении поливинилацетатной дисперсии, алифатического углеводорода, воды, сильной кислоты от 100:10:10:0,2 до 100:100:50:1 соот ветственно.