一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，它提供了一種耗水量小，洗滌周期短，廢水量少，勞動強度低的聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌新工藝。本發(fā)明將制備并中和得到的聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品，投入洗滌塔中，在塔底通入溫度為25～45℃的水，以0.25～0.50cm/s空塔水流線速度，使聚乙烯醇縮丁醛樹脂顆粒懸浮于塔中，在洗滌塔上部將水抽走，直至洗滌水中鹽含量小于5 ppm，固液分離得到聚乙烯醇縮丁醛樹脂濾餅。本發(fā)明每洗滌1kg聚乙烯醇縮丁醛樹脂（以干燥粉末計）耗水量為6.3～10.8kg，洗滌所需要的時間為0.6～1.6小時。
【專利說明】
一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于聚乙烯醇縮丁醛樹脂生產(chǎn)的領(lǐng)域，尤其是涉及一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯醇縮丁醛(PVB)樹脂是一種由聚乙烯醇(PVA)與正丁醛在酸性條件下縮合的高分子化合物。根據(jù)聚乙烯醇縮丁醛的重均分子量以及生產(chǎn)工藝的不同，可作為油墨、涂料、光伏膠膜和安全玻璃中間膜的主要組成成分。目前聚乙烯醇縮丁醛樹脂主要用于制造建筑與汽車用安全玻璃中間膜。而安全玻璃中間膜需要滿足如霧度、透光率、抗拉強度等技術(shù)指標，這些指標與聚乙烯醇縮丁醛樹脂中的含鹽、丁醛、乳化劑等雜質(zhì)量有密切的關(guān)系。要除去這些雜質(zhì)，目前的主要方法為用去離子水對聚乙烯醇縮丁醛樹脂進行洗滌。因此，聚乙烯醇縮丁醛樹脂的水洗工藝，是生產(chǎn)樹脂過程中的關(guān)鍵步驟。
[0003]目前，國內(nèi)常采用5倍質(zhì)量于聚乙烯醇縮丁醛樹脂(以干燥粉末質(zhì)量計)的去離子水進行8次洗滌(如專利CN104059189所報道)，其過程是將聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗漿料投入反應(yīng)釜中，再加入洗滌用去離子水，攪拌一定時間后，通過釜內(nèi)抽水，將大部分水抽離洗滌體系，并再次加入洗滌用去離子水，如此重復(fù)操作8次后，離心分離得到聚乙烯醇縮丁醛樹脂濾餅。最終去離子水消耗量約40倍質(zhì)量于最終產(chǎn)品，整個洗滌周期長達4個小時以上。專利CN101652393更是運用總量多達200倍質(zhì)量于聚乙烯醇縮丁醛樹脂的水進行洗滌?？梢?，聚乙烯醇縮丁醛樹脂的傳統(tǒng)洗滌工藝去離子水的消耗量大，廢水量也大，并且洗滌周期長，勞動強度大。
[0004]當然也有US8304516描述了對聚乙烯醇縮丁醛樹脂的連續(xù)化洗滌過程，聚乙烯醇縮丁醛漿料連續(xù)通過多個連續(xù)攪拌罐式反應(yīng)器，通過調(diào)節(jié)各個反應(yīng)器的參數(shù)，在末端出料并干燥得到產(chǎn)品。實現(xiàn)了聚乙烯醇縮丁醛樹脂的連續(xù)化洗滌過程，并且耗水量在并列8個反應(yīng)器的條件下每生產(chǎn)Ikg聚乙烯醇縮丁醛樹脂僅5.3kg。但是，所得到產(chǎn)品鹽含量大于20ppm，黃度與霧度指數(shù)均偏高，只能作為低端產(chǎn)品使用。
[0005]因此，就目前來說聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌工藝仍存在去離子水消耗量大，洗滌周期長，勞動強度大等缺點。也沒有合適的連續(xù)化洗滌方法來得到光伏膠膜、安全玻璃中間膜使用的聚乙烯醇縮丁醛樹脂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種耗水量少，洗滌周期短，廢水量小，勞動強度小的光伏膠膜、安全玻璃中間膜用聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:將制備并中和得到的聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品，投入洗滌塔中，在塔底通入水，調(diào)節(jié)水的流速與分布，使聚乙烯醇縮丁醛樹脂顆粒懸浮于塔中，在洗滌塔上部將水抽走，直至洗滌水中鹽含量小于5 ppm，固液分離得到聚乙烯醇縮丁醛樹脂濾餅，每洗滌Ikg聚乙烯醇縮丁醛樹脂(以干燥粉末計)耗水量為6.3?10.8kgο
[0008]作為優(yōu)選，聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品是由聚合度為1600?1850，醇解度99.5%以上的聚乙烯醇和丁醛，用現(xiàn)有廣泛使用的生產(chǎn)技術(shù)制備，聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品粒徑分布在30?500目，集中于80?100目。
[0009]作為優(yōu)選，聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品為濕濾餅或干粉，其中濕濾餅含固量為65?80%。
[0010]作為優(yōu)選，投料方式可以選擇人工投料、螺旋給料機投料或帶式送料，并且在投料前需要在洗滌塔中預(yù)先填充1/3?1/2塔體積的水。
[0011]作為優(yōu)選，洗滌塔為圓柱形筒體帶上下封頭，上封頭或筒體上端側(cè)面有固體投料口，下封頭或筒體下端側(cè)面有洗滌水進水口，封頭底端有放料口，筒體上端側(cè)面有洗滌水出水口，出水口低于固體投料口，洗滌水出水口管道設(shè)有100?500目絲網(wǎng)或具有同種過濾功能的過濾器，連接有高壓水槍用于洗滌絲網(wǎng)，而后連接洗滌水中間儲罐，洗滌水可采用抽真空的方式將水帶離洗滌塔。
[0012]作為優(yōu)選，水為去離子水、蒸饋水或高純水其中一種，水的溫度在25?45°C之間。
[0013]作為優(yōu)選，水在塔內(nèi)的空塔線速度應(yīng)該為0.25?0.50cm/s，使聚乙烯醇縮丁醛樹脂顆粒為懸浮或處于懸浮零界點附近為最佳狀態(tài)，洗滌過程中帶有一定返混，但并不影響洗滌效果。水進入塔內(nèi)時，在塔底通過流體均布器，如噴頭、絲網(wǎng)、泡罩塔板、填料等(選定流體均布器，放料方式可根據(jù)均布器改變)，使洗滌塔內(nèi)流體均勻分布。
[0014]作為優(yōu)選，固液分離可采用離心機、板框式壓濾機等方式。
[0015]作為優(yōu)選，洗滌工藝可收集洗滌所用的后半程水和固液分離所得水，進行洗滌塔的預(yù)填充和對下一批物料進行前半程的洗滌，使本工藝的節(jié)水能力更顯著。
[0016]作為優(yōu)選，單塔的洗滌時間控制在0.6?1.6小時，洗滌時間由塔內(nèi)徑和水的空塔線速度決定，前后處理時間根據(jù)配套設(shè)備的處理速度另計。
[0017]作為優(yōu)選，洗滌塔可以采取單塔模式，串聯(lián)模式，三塔串聯(lián)模式，或以以上三種模式為單元模式組合而成的多塔模式。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了多次洗滌分離的繁瑣操作步驟，用連續(xù)水流對聚乙烯醇縮丁醛樹脂進行洗滌，水的用量為現(xiàn)有洗滌工藝的1/2以下，洗滌操作總耗時可縮短一半以上，并且大大降低了勞動強度。利用本發(fā)明所生產(chǎn)的聚乙烯醇縮丁醛樹脂可用于制造光伏膠膜、建筑玻璃中間膜以及汽車安全玻璃中間膜。
【附圖說明】
[0019]圖1為聚乙烯醇縮丁醛樹脂塔式洗滌方式的示意圖；
圖2為洗滌塔內(nèi)流體均布器仰視示意圖；
圖3為聚乙烯醇縮丁醛樹脂雙塔串聯(lián)洗滌方式的示意圖；
圖4為聚乙烯醇縮丁醛樹脂三塔串聯(lián)洗滌方式的示意圖；
圖中:投料口 I，管道絲網(wǎng)2，洗滌水出口 3，塔體4，流量計5，放料口 6，流體均布器7，高壓水槍8，出水總管9，抽真空閥10，洗滌水中繼罐11，洗滌水放水口 12。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明是一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，采用塔式連續(xù)流洗滌，主要單元設(shè)備(如圖1)為洗滌塔。洗滌塔的主要組成有塔體4，投料口 I，洗滌水出口 3，管道絲網(wǎng)2，出水總管9，沖洗絲網(wǎng)的高壓水槍8，觀察水流速度的流量計5，使水流在塔體內(nèi)均勻分布的流體均布器7，放料口6，洗滌水中繼罐11，抽真空閥10，以及洗滌水放水口 12。根據(jù)節(jié)水要求以及樹脂處理量，有以單塔洗滌、雙塔串聯(lián)洗滌和三塔串聯(lián)洗滌為洗滌單元的洗滌工藝，下面對以上三種洗滌單元的實施過程進行詳細的表述。
[0021]單塔洗滌:
如圖1所示，在塔體4內(nèi)預(yù)填充水后從投料口 I投入聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品，投料完畢后，打開真空閥門10，并調(diào)節(jié)流量使水通過流體均布器7(采用自行設(shè)計的流體均布器，如圖2所示，開有若干小孔，使帶小孔面向下，流體往下沖擊后遇塔底折返向上流動，可以得到較好的流速均布效果)。洗滌水到達出水管口 3時，通過管道9，由真空抽入中繼罐11，同時調(diào)節(jié)出水閥12，將洗滌水按進入流量勻速排出。洗滌完成后，停止水流，打開放料閥6，將料液進行固液分離。對固體進行干燥，即得到聚乙烯醇縮丁醛樹脂。
[0022]雙塔串聯(lián)洗滌:
雙塔串聯(lián)洗滌示意圖如圖3，雙塔串聯(lián)的主要目的在于單位時間內(nèi)能夠處理更多批次樹脂，并且在中繼罐的幫助下，實現(xiàn)鹽含量較小的水的循環(huán)套用，主要操作步驟如下。
[0023]步驟1:在洗滌塔①中進行填水裝料(正式運行時有放料環(huán)節(jié))，并進水進行洗滌，將前半程的洗滌水直接排放丟棄，后半程的洗滌水進入洗滌塔②，作為洗滌塔②的前半程洗滌水。當洗滌塔①進行前半程洗滌時，洗滌塔②同時進行填水裝料(正式運行時有放料環(huán)節(jié))。
[0024]步驟2:洗滌塔②前半程洗滌水直接排放丟棄，后半程洗滌水采用新鮮水，并進入中繼罐，作為洗滌塔①前半程的洗滌水。當洗滌塔②進行后半程的洗滌時，洗滌塔①進行放料并固液分離。
[0025]步驟3:洗滌塔②洗滌完畢時，進行放料并固液分離，洗滌塔①進行填水裝料，填充水為洗滌塔①固液分離所得到的水。洗滌塔①裝料完畢后，用中繼罐中的水進行洗滌塔①的前半程洗滌。
[0026]步驟4:循環(huán)步驟1、2、3。
[0027]三塔串聯(lián)洗滌:
三塔串聯(lián)洗滌示意圖如圖4，三塔串聯(lián)的主要目的在于去掉洗滌水中繼罐，實現(xiàn)洗滌過程的無縫串聯(lián)，同時實現(xiàn)最小水量洗，主要操作步驟如下:
步驟1:在洗滌塔①中進行填水裝料(正式運行時有放料環(huán)節(jié))，并進水進行洗滌，將前半程的洗滌水直接排放丟棄，后半程的洗滌水進入洗滌塔②，作為洗滌塔②的前半程洗滌水。當洗滌塔①進行前半程洗滌時，洗滌塔②同時進行填水裝料(正式運行時有放料環(huán)節(jié))。
[0028]步驟2:洗滌塔②前半程洗滌水直接排放丟棄，后半程洗滌水采用新鮮水洗滌，洗滌后水同時進入洗滌塔③，作為洗滌塔③的前半程洗滌水。當洗滌塔②進行前半程洗滌時，洗滌塔③同時進行填水裝料(正式運行時有放料環(huán)節(jié))。當洗滌塔②進行后半程的洗滌，洗滌塔③進入前半程的洗滌時，洗滌塔①進行放料并固液分離和填水裝料。
[0029]步驟3:洗滌塔③后半程洗滌水采用新鮮水，洗滌后水同時進入洗滌塔①。同時，洗滌塔②進行放料并固液分離和填水裝料。
[0030]步驟4:循環(huán)步驟1、2、3。
[0031]實施例1
聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品的制備:
將聚合度為1799的聚乙烯醇粉末277 kg溶于2300 kg水中，配制成10%聚乙烯醇溶液。降溫至25°(:，加入7.5 kg質(zhì)量分數(shù)為70%的硫酸，34 kg質(zhì)量分數(shù)為7.7%的十二烷基硫酸鈉溶液。在25 0C下，30min內(nèi)慢慢滴加169 kg正丁醛，保溫反應(yīng)2小時后，用3小時程序升溫至55°C，保溫反應(yīng)Ih后加入14 kg質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7?8，55°C保溫2小時，過濾得到聚乙稀醇縮丁醛樹脂粗品463kg，粗品含固量為80%，濾液含鹽量2978 ppm。
[0032]聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌:
在洗滌塔內(nèi)填入950 kg水，投入463 kg聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品，其中洗滌塔內(nèi)徑為600mm。開啟進水閥使水以空塔線速度0.33cm/s推進，換算成流量為0.93 L/s，水溫為25°C，洗滌約I小時后總共消耗3150 kg水，并且洗滌水中鹽含量4 ppm，停止洗滌。用離心機進行固液分離，分離得到的固體進行干燥處理，得到建筑玻璃中間膜用聚乙烯醇縮丁醛樹脂，分離得到的水作為洗滌塔預(yù)填充水。
[0033]實施例2
聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品的制備:
其他條件如實施例1，最終粗品含固量65%。
[0034]聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌:
在洗滌塔內(nèi)填入800 kg水，投入570 kg聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品，其中洗滌塔內(nèi)徑為600mm。開啟進水閥使水以空塔線速度0.25cm/s推進，換算成流量為0.71 L/s，水溫為35°C，洗滌約1.6小時后總共消耗4000 kg水，并且洗滌水中鹽含量3 ppm，停止洗滌。用離心機進行固液分離，分離得到的固體進行干燥處理，得到建筑玻璃中間膜用聚乙烯醇縮丁醛樹脂，分離得到的水作為洗滌塔預(yù)填充水。
[0035]實施例3
聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品的制備:
條件如實施例1。
[0036]聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌:
在洗滌塔內(nèi)填入950 kg水，投入463 kg聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品，其中洗滌塔內(nèi)徑為600mm。開啟進水閥使水以空塔線速度0.50cm/s推進，換算成流量為1.41 L/s，水溫為45°C，洗滌約0.6小時后總共消耗3150 kg水，并且洗滌水中鹽含量3 ppm，停止洗滌。用離心機進行固液分離，分離得到的固體進行干燥處理，得到建筑玻璃中間膜用聚乙烯醇縮丁醛樹脂，分離得到的水作為洗滌塔預(yù)填充水。
[0037]實施例4
在洗滌塔內(nèi)填入950 kg水，投入463 kg聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品，其中洗滌塔內(nèi)徑為600mm。開啟進水閥使水以空塔線速度0.33cm/s推進，換算成流量為0.93 L/s，水溫為25°C，洗滌約I小時后總共消耗3150 kg水，并且洗滌水中鹽含量4 ppm，停止洗滌。用離心機進行固液分離，分離得到的固體進行干燥處理，得到建筑玻璃用中間膜，分離得到的水作為洗滌塔預(yù)填充水。以實施例1的洗滌參數(shù)為基礎(chǔ)，采用洗滌水回用工藝，洗滌水總消耗量4700 kg(包括前半程回用水和后半程新鮮水，不包括塔內(nèi)預(yù)填充水)，洗滌時間約1.4小時，消耗新鮮水為2350 kg。最終洗滌水鹽含量3ppm。產(chǎn)品干燥處理后，得到建筑玻璃中間膜用聚乙烯醇縮丁醛樹脂。
[0038]上述實施例，具有可以采用前述的三種洗滌方式進行洗滌。
[0039]上述【具體實施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，其特征在于:將制備并中和得到的聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品，投入洗滌塔中，在塔底通入水，調(diào)節(jié)水的流速與分布，使聚乙烯醇縮丁醛樹脂顆粒懸浮于塔中，在洗滌塔上部將水抽走，直至洗滌水中鹽含量小于5 ppm，固液分離得到聚乙烯醇縮丁醛樹脂濾餅，每洗滌Ikg聚乙烯醇縮丁醛樹脂耗水量為6.3?10.8kg。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，其特征在于:所述的聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品粒徑分布在30?500目，集中于80?100目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，其特征在于:所述的聚乙烯醇縮丁醛樹脂粗品為濕濾餅或干粉，其中濕濾餅含固量在65?80%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，其特征在于:所述的水為去離子水、蒸餾水或高純水其中一種，水的溫度在25?45°C之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，其特征在于:所述的水的線速度應(yīng)該為0.25?0.50cm/s。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，其特征在于:所述的將水帶離洗滌塔的方法為在出水口抽真空。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，其特征在于:所述的洗滌水出口處設(shè)有絲網(wǎng)，絲網(wǎng)后設(shè)有高壓水槍。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂的洗滌方法，其特征在于:所述的洗滌塔可以采取單塔模式，雙塔串聯(lián)模式，三塔串聯(lián)模式，或以以上三種模式組合而成的多塔模式。
【文檔編號】C08L29/14GK106008998SQ201610374911
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】呂耀宏, 呂星鑫, 余芳芳
【申請人】浙江理工大學(xué)