專利名稱：一種低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物溶液及其制備方法，具體涉及ー種低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚こ烯醇外觀為白色粉末，是ー種用途相當(dāng)廣泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡膠之間。由于聚こ烯醇具有獨(dú)特的強(qiáng)力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護(hù)膠體性、氣體阻絕性、耐磨性以及經(jīng)特殊處理具有的耐水性，除了作纖維原料外，還被大量用于生產(chǎn)涂料、粘合劑、紙品加工劑、乳化剤、分散劑、薄膜等產(chǎn)品，應(yīng)用范圍遍及紡織、食品、醫(yī)藥、建筑、木材加工、造紙、印刷、農(nóng)業(yè)、鋼鐵、高分子化工等行業(yè)?！ぞ郅诚┐嫉奈锢硇再|(zhì)受化學(xué)結(jié)構(gòu)，聚合度以及醇解度影響，聚合度越大，則聚こ烯醇水溶液粘度越大，成膜后的強(qiáng)度和耐溶劑性相對(duì)越好，但是聚こ烯醇在水中的溶解性也會(huì)變差，一般情況下部分醇解的聚こ烯醇的醇解度為87 89%，完全醇解的醇解度為98 100%。聚こ烯醇1799已經(jīng)被商品化，并被廣泛地應(yīng)用于造紙涂料領(lǐng)域，其配成的水溶液既可以単獨(dú)用于涂料保水劑及增強(qiáng)劑，也可以作為穩(wěn)定劑或增稠劑添加到造紙涂料的助劑中，如將質(zhì)量百分比濃度為5% 10%的聚こ烯醇1799溶液添加到造紙涂布消泡劑中可以對(duì)消泡劑乳液起到很好的穩(wěn)定作用。近年來(lái)，國(guó)家對(duì)食品包裝紙及煙用包裝紙中揮發(fā)性有機(jī)物含量的要求越來(lái)越高，生產(chǎn)食品包裝紙和煙用包裝紙的廠家已開(kāi)始對(duì)其造紙?jiān)牧现械募状己刻岢隽烁量痰囊?guī)定，如國(guó)內(nèi)一家知名的生產(chǎn)煙用包裝紙的公司已要求其所有造紙?jiān)牧现屑状嫉暮坎坏贸^(guò)5ppm。目前商品化的聚こ烯醇1799中一般含有約1% (IOOOOppm)的甲醇，如果以生產(chǎn)中經(jīng)常使用的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的聚こ烯醇1799水溶液計(jì)算，只有將聚こ烯醇1799中的甲醇含量降至0.005% (50ppm)以下才能滿足質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的聚こ烯醇1799水溶液中的甲醇含量低于5ppm的要求。申請(qǐng)?zhí)枮?6194785. 3的發(fā)明公開(kāi)了ー種聚こ烯醇的提純方法，該方法通過(guò)將聚こ烯醇于水未飽和的且水蒸汽含量為20%到100%的氣氛下進(jìn)行攪拌而熱處理，得到殘留甲醇含量為1%以下的固體狀聚こ烯醇。該發(fā)明中并未指出利用該發(fā)明方法能夠?qū)⒕郅诚┐贾械募状己拷抵?. 005% (50ppm)以下，且該發(fā)明方法提純聚こ烯醇需要在高溫(80 350 0C )加壓(絕對(duì)壓力0. 5巴)條件下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備和操作人員要求較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種制備低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液的方法，該方法操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高，可以將聚こ烯醇水溶液中的甲醇含量降到5ppm以下。
一種制備低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液的方法，包括以下步驟將聚こ烯醇與去離子水混合，得到聚こ烯醇水溶液，將該聚こ烯醇水溶液升溫溶脹，濾除體系中的水分，重復(fù)操作若干次，得到低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液。將聚こ烯醇與去離子水混合得到聚こ烯醇水溶液，升高溫度，聚こ烯醇在該溫度下不易溶解于水中，靜置后聚こ烯醇在去離子水中溶脹，使聚こ烯醇中殘留的甲醇擴(kuò)散至去離子水中，溶脹一段時(shí)間之后，過(guò)濾除去體系中的去離子水，反復(fù)加入去離子水，進(jìn)行溶脹過(guò)濾操作，可以使聚こ烯醇中殘留的甲醇因擴(kuò)散進(jìn)去離子水中而被過(guò)濾除去。通常情況下，聚こ烯醇在去離子水中溶脹4次，即在依次完成聚こ烯醇加去離子水、溶脹、過(guò)濾除水操作后，再重復(fù)三次以上操作。甲醇在去離子水中4次擴(kuò)散平衡后被除去，最終得到的聚こ烯醇水溶液中甲醇含量可降至5ppm以下，也可根據(jù)需要任意選擇重復(fù)的次數(shù)，使最終得到的聚こ烯醇水溶液中甲醇含量達(dá)到要求。
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作為優(yōu)選，最后一次溶脹溫度為90 95°C，其余各次溶脹溫度為55 70°C。所選的溶脹溫度過(guò)低時(shí)，聚こ烯醇中殘留的甲醇分子擴(kuò)散速率偏慢，所需的擴(kuò)散時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低；所選的溶脹溫度過(guò)高時(shí)，聚こ烯醇會(huì)有明顯的溶解，導(dǎo)致部分聚こ烯醇溶解在水中而損失，從而使生產(chǎn)成本上升，因此需要選擇合適的溶脹溫度，保證聚こ烯醇溶脹而不溶解，同吋，甲醇具有合適的擴(kuò)散速率。最后一次溶脹是為了使聚こ烯醇便于溶解在去離子水中，所以溫度相應(yīng)的高，其余各次溶脹為了使聚こ烯醇僅溶脹而不溶解，保證甲醇擴(kuò)散進(jìn)入去離子水被過(guò)濾掉的時(shí)候，聚こ烯醇不會(huì)因?yàn)槿芙舛鴵p失，因此，溫度較低，優(yōu)選地，最后一次溶脹溫度為90 95 0C，其余各次溶脹溫度為60 65°C。作為優(yōu)選，毎次溶脹時(shí)間為I 此。所述溶脹時(shí)間過(guò)短，聚こ烯醇中殘留的甲醇分子不能充分?jǐn)U散達(dá)到平衡濃度，導(dǎo)致最終聚こ烯醇水溶液中，甲醇含量偏高；所述溶脹時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)了聚こ烯醇中殘留的甲醇擴(kuò)散到水中達(dá)到平衡濃度所需的時(shí)間，則會(huì)造成生產(chǎn)效率的下降。優(yōu)選地，毎次溶脹時(shí)間為 0. 8 I. 2h。作為優(yōu)選，所述聚こ烯醇的聚合度為1700，聚こ烯醇的醇解度為98 100%。所述聚こ烯醇的聚合度為1700，聚こ烯醇的醇解度為98 100%，也即聚こ烯醇1799，該種聚こ烯醇已被商品化，原料易得。作為優(yōu)選，所述聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 10%。生產(chǎn)中經(jīng)常使用的聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，因此，配制聚こ烯醇水溶液的過(guò)程中，應(yīng)選擇加入適量的去離子水，形成合適質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚こ烯醇水溶液，聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)小，后續(xù)還需要濃縮的過(guò)程，操作繁瑣，聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)大，不利于聚こ烯醇在去離子水中溶脹，甲醇的擴(kuò)散也會(huì)受到影響，因此，聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)需適中。優(yōu)選地，所述聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 8%。本發(fā)明還提供了ー種低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液，采用所述的制備低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液的方法制備得到。作為優(yōu)選，甲醇含量低于5ppm。甲醇含量低于5ppm可以滿足對(duì)食品包裝紙及煙用包裝紙中揮發(fā)性有機(jī)物含量的苛刻要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)本發(fā)明方法在低溫、常壓下進(jìn)行，不需要高溫、加壓的苛刻條件，操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備和操作人員的要求不高，有利于大規(guī)模地エ業(yè)生產(chǎn)；(2)本發(fā)明方法可以將聚こ烯醇中的甲醇含量降至0.005%以下，從而制得甲醇含量低于5ppm的聚こ烯醇水溶液。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。實(shí)施例I(I)將80g聚こ烯醇(購(gòu)于中國(guó)石化集団上海分公司，型號(hào)1799，以下實(shí)施例中不作特別說(shuō)明則為同一型號(hào)聚こ烯醇)、920g去離子水加入到IOOOmL四ロ燒瓶中混合，升溫至60 65°C，溶脹lh，將體系中的去離子水過(guò)濾掉；(2)加入920g去離子水，升溫至60 65°C，溶脹lh，將去離子水過(guò)濾掉；(3)重復(fù)步驟⑵；(4)加入900g去離子水，升溫至90 95°C，保溫lh，冷卻至室溫出料，制得低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液，該聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8. 3%，甲醇含量為3. 4ppm。實(shí)施例2(I)將50g聚こ烯醇(購(gòu)于中國(guó)石化集団上海分公司，型號(hào)1799，以下實(shí)施例中不作特別說(shuō)明則為同一型號(hào)聚こ烯醇)、950g去離子水加入到IOOOmL四ロ燒瓶中混合，升溫至60 65°C，溶脹lh，將體系中的去離子水過(guò)濾掉；(2)加入920g去離子水，升溫至60 65°C，溶脹lh，將去離子水過(guò)濾掉；(3)重復(fù)步驟⑵；(4)加入930g去離子水，升溫至90 95°C，保溫lh，冷卻至室溫出料，制得低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液，該聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5. 2%，甲醇含量為I. 2ppm。實(shí)施例3(I)將60g聚こ烯醇(購(gòu)于中國(guó)石化集団上海分公司，型號(hào)1799，以下實(shí)施例中不作特別說(shuō)明則為同一型號(hào)聚こ烯醇)、940g去離子水加入到IOOOmL四ロ燒瓶中混合，升溫至65 70°C，溶脹lh，將體系中的去離子水過(guò)濾掉；(2)加入940g去離子水，升溫至65 70°C，溶脹lh，將去離子水過(guò)濾掉；(3)重復(fù)步驟⑵；(4)加入900g去離子水，升溫至90 95°C，保溫lh，冷卻至室溫出料，制得低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液，該聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6. 5%，甲醇含量為2. 3ppm。實(shí)施例4(I)將70g聚こ烯醇(購(gòu)于中國(guó)石化集団上海分公司，型號(hào)1799，以下實(shí)施例中不作特別說(shuō)明則為同一型號(hào)聚こ烯醇)、930g去離子水加入到IOOOmL四ロ燒瓶中混合，升溫至65 70°C，溶脹lh，將體系中的去離子水過(guò)濾掉；(2)加入930g去離子水，升溫至65 70°C，溶脹lh，將去離子水過(guò)濾掉；(3)重復(fù)步驟⑵；
(4)加入900g去離子水，升溫至90 95°C，保溫lh，冷卻至室溫出料，制得低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液，該聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7. 3%，甲醇含量為2. 6ppm。實(shí)施例5(I)將50g聚こ烯醇(購(gòu)于中國(guó)石化集団上海分公司，型號(hào)1799，以下實(shí)施例中不作特別說(shuō)明則為同一型號(hào)聚こ烯醇)、950g去離子水加入到IOOOmL四ロ燒瓶中混合，升溫至65 70°C，溶脹lh，將體系中的去離子水過(guò)濾掉；(2)加入950g去離子水，升溫至65 70°C，溶脹2h，將去離子水過(guò)濾掉；(3)重復(fù)步驟⑵；(4)加入900g去離子水，升溫至90 95°C，保溫lh，冷卻至室溫出料，制得低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液，該聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5. 3%，甲醇含量為I. 4ppm。·實(shí)施例6(I)將IOOg聚こ烯醇(購(gòu)于中國(guó)石化集団上海分公司，型號(hào)1799，以下實(shí)施例中不作特別說(shuō)明則為同一型號(hào)聚こ烯醇)、900g去離子水加入到IOOOmL四ロ燒瓶中混合，升溫至60 65°C，溶脹lh，將體系中的去離子水過(guò)濾掉；(2)加入900g去離子水，升溫至60 65°C，溶脹lh，將去離子水過(guò)濾掉；(3)重復(fù)步驟⑵；(4)加入900g去離子水，升溫至90 95°C，保溫lh，冷卻至室溫出料，制得低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液，該聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10. 2%，甲醇含量為3. 6ppm。實(shí)施例I(I)將90g聚こ烯醇(購(gòu)于中國(guó)石化集團(tuán)上海分公司，型號(hào)1799，以下實(shí)施例中不作特別說(shuō)明則為同一型號(hào)聚こ烯醇)、910g去離子水加入到IOOOmL四ロ燒瓶中混合，升溫至65 70°C，溶脹lh，將體系中的去離子水過(guò)濾掉；(2)加入910g去離子水，升溫至65 70°C，溶脹2h，將去離子水過(guò)濾掉；(3)重復(fù)步驟(2);(4)加入900g去離子水，升溫至90 95°C，保溫lh，冷卻至室溫出料，制得低甲醇含量的聚こ烯醇水溶液，該聚こ烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8. 8%，甲醇含量為2. 3ppm。
權(quán)利要求
1.一種制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，其特征在于，包括以下步驟將聚乙烯醇與去離子水混合，得到聚乙烯醇水溶液，將該聚乙烯醇水溶液升溫溶脹后再濾除體系中的水分，重復(fù)操作若干次，得到低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液。
2.如權(quán)利要求I所述的制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，其特征在于，最后一次溶脹溫度為90 95°C，其余各次溶脹溫度為55 70°C。
3.如權(quán)利要求2所述的制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，其特征在于，最后一次溶脹溫度為90 95°C，其余各次溶脹溫度為60 65°C。
4.如權(quán)利要求3所述的制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，其特征在于，每次溶脹時(shí)間為I 2h。
5.如權(quán)利要求4所述的制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，其特征在于，每次溶脹時(shí)間為O. 8 I. 2h。
6.如權(quán)利要求5所述的制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的聚合度為1700，聚乙烯醇的醇解度為98 100%。
7.如權(quán)利要求6所述的制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，其特征在于，所述聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 10%。
8.如權(quán)利要求7所述的制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，其特征在于，所述聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 8%。
9.一種低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液，其特征在于，采用如權(quán)利要求I 8任一所述的制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法制備得到。
10.如權(quán)利要求9所述的低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液，其特征在于，甲醇含量低于5ppm0
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的制備方法，包括以下步驟將聚乙烯醇與去離子水混合，得到聚乙烯醇水溶液，將該聚乙烯醇水溶液升溫溶脹，濾除體系中的水分，重復(fù)操作若干次，得到低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液。本發(fā)明還公開(kāi)了一種低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液，甲醇含量低于5ppm。本發(fā)明公開(kāi)了一種制備低甲醇含量的聚乙烯醇水溶液的方法，操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高，可以將聚乙烯醇水溶液中的甲醇含量降到5ppm以下。
文檔編號(hào)C08J3/07GK102786698SQ20121030166
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者陳冬平 申請(qǐng)人:浙江池河科技有限公司