CN102731696A - 一种低灰分聚乙烯醇的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低灰分聚乙烯醇的制备方法，包括碱催化醇解和干燥各单元过程，是将干燥后得到的聚乙烯醇进行固液萃取；固液萃取采用的萃取剂为醇水溶液；所述醇水溶液中醇和水的摩尔比为3.5：1-12：1；聚乙烯醇与萃取剂的质量比为0.065-0.15：1。本发明方法制得的PVA，其灰分不超过0.08%，且不会改变PVA的醇解度。本发明适用于不同聚合度的聚乙烯醇，可以满足不同品种需求。

Description

一种低灰分聚乙烯醇的制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇（简称PVA）的制备方法，尤其涉及一种通过采用固液萃取法来制备低灰分PVA的方法。

二、背景技术

PVA是一种多羟基、水溶性好、可降解的合成高分子聚合物，具有高粘结、易成纤、易成膜、可降解等特殊性能，在建筑、纺织、医药、造纸、农业、光学膜等行业有广泛的应用。

目前，国内PVA生产工艺有电石乙炔路线、石油乙烯路线、天然气路线等，但主要还是以电石乙炔路线为主，生产工艺可概述为：乙炔与醋酸反应制得醋酸乙烯酯单体，单体聚合后生成聚醋酸乙烯酯，再经碱催化醇解得到聚乙烯醇。用氢氧化钠作催化剂成品中难免会有残存醋酸根和醋酸钠的存在，这些都会使PVA的灰分增加、着色度增加，从而影响了原料PVA的质量，进而影响到PVA的应用。特别是以电石乙炔路线为主的PVA生产厂家始终难以将PVA灰分降低至0.3%以下。一直以来，研究人员尝试用酸或者氨来代替NaOH作催化剂力求降低产品的灰分但是效果都不理想。

在PVA光学薄膜和特种改性PVA等行业，对PVA的灰分指标要求都非常高，希望将灰分控制在0.2%，甚至在0.1%以下，因为灰分的存在会降低PVA的纯度和透明度，并且会影响到PVA的分子排布和分子规整度，这些在PVA光学薄膜和改性PVA的研究及生产过程中是致命的。如何降低PVA树脂的灰分含量是PVA行业不得不面对的一大难题。目前主要采取的办法有：

1、酸法水解（Heahnel Wolfram;Herrmann Willy，Verfahren zur darstellumg von polymeremvinylalkohol[P],DE450286,1927）；

2、氨催化（Steffenssen Otto,Johnsen Henry，Johnsen Reidar,Process for the production ofpolyvinyl alcohol[P],DE948087,1956）；

3、烷基金属盐催化（Griffith Bowen，Alcoholysis of polyvinyl esters[P]，US2464294290，1949）；

4、强碱催化（李升基著，冯宝胜译，维尼纶[M]，北京：纺织工业出版社，P249,1986）；

5、有机碱取代无机碱（一种低灰分聚乙烯醇的制备方法，CN200910191059.2）。

以上方法所述的都是选择其他催化剂来替代氢氧化钠，但是以目前国内生产工艺和技术水平等方面来看，使用氢氧化钠有着工艺成熟、成本较低、安全系数高、产品转化率高等特点。因此，研究其他方法来降低PVA灰分有着重要意义。

三、发明内容

本发明旨在提供一种低灰分聚乙烯醇的制备方法，采用本发明所述方法制得的PVA，其灰分不超过0.08%。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明低灰分聚乙烯醇的制备方法，包括碱催化醇解（皂化）和干燥各单元过程，其特征在于：将常规方法制备的干燥后得到的聚乙烯醇进行固液萃取；固液萃取采用的萃取剂为醇水溶液；所述醇水溶液中醇和水的摩尔比为3.5：1-12：1；聚乙烯醇与萃取剂的质量比为0.065-0.15：1。

所述醇水溶液为甲醇、异丙醇或乙二醇的水溶液。

所述固液萃取是将聚乙烯醇浸泡于萃取剂中，于15-48℃浸泡4-18小时，过滤并用萃取剂洗涤2-3次，然后于40-55℃真空干燥1.5-2.5小时即可。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、采用本发明方法制得的PVA，其灰分不超过0.08%。

2、本发明适用于不同聚合度的聚乙烯醇，可以满足不同品种需求。

3、采用本发明技术，不会改变产品PVA的醇解度。

4、本发明在不改变以碱作催化剂的条件下，降低成品PVA的灰分，工艺简单，容易实现工业化。

四、具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

实施例1：

配制甲醇与水摩尔比为9:1的萃取剂100g，保持在15℃条件下，缓慢搅拌并缓慢放入7g经聚醋酸乙烯酯溶液皂化干燥后制得的PVA，PVA品种为1799-L，投料完毕后停止搅拌，浸泡14小时后抽滤，并用甲醇与水摩尔比为4.5:1的萃取剂冲洗滤饼2-3次，取出滤饼，然后在45℃的真空干燥箱内干燥2小时，得到产品PVA。根据国家标准GB12010.5-89和国家标准GB12010.7-89分别测得产品PVA的醇解度为99.5%，灰分为0.079%。

实施例2：

配制异丙醇与水摩尔比为6.5:1的萃取剂100g，保持在25℃条件下，缓慢搅拌并缓慢放入10g经聚醋酸乙烯酯溶液皂化干燥后制得的PVA，PVA品种为2699-L，投料完毕后停止搅拌，浸泡8小时后抽滤，并用异丙醇与水摩尔比为6.5:1的萃取剂冲洗滤饼2-3次，取出滤饼，然后在50℃的真空干燥箱内干燥2小时，得到产品PVA。根据国家标准GB12010.5-89和国家标准GB12010.7-89分别测得产品PVA的醇解度为99.7%，灰分为0.075%。

实施例3：

配制乙二醇与水摩尔比为7:1的萃取剂100g，保持在25℃条件下，缓慢搅拌并缓慢放入13g经聚醋酸乙烯酯溶液皂化干燥后制得的PVA，PVA品种为0499-L，投料完毕后停止搅拌，浸泡8小时后抽滤，并用乙二醇与水摩尔比为7:1的萃取剂冲洗滤饼2-3次，取出滤饼，然后在55℃的真空干燥箱内干燥2小时，得到产品PVA。根据国家标准GB12010.5-89和国家标准GB12010.7-89分别测得产品PVA的醇解度为99.6%，灰分为0.074%。

实施例4：

配制乙二醇与水摩尔比为6.5:1的萃取剂100g，保持在40℃条件下，缓慢搅拌并缓慢放入8g经聚醋酸乙烯酯溶液皂化干燥后制得的PVA，PVA品种为2088-L，投料完毕后停止搅拌，浸泡16小时后抽滤，并用乙二醇与水摩尔比为6.5:1的萃取剂冲洗滤饼2-3次，取出滤饼，然后在55℃的真空干燥箱内干燥2小时，得到产品PVA。根据国家标准GB12010.5-89和国家标准GB12010.7-89分别测得产品PVA的醇解度为88.6%，灰分为0.079%。

实施例5：

配制异丙醇与水摩尔比为12:1的萃取剂100g，保持在32℃条件下，缓慢搅拌并缓慢放入6.5g经聚醋酸乙烯酯溶液皂化干燥后制得的PVA，PVA品种为1792-L，投料完毕后停止搅拌，浸泡12小时后抽滤，并用异丙醇与水摩尔比为12:1的萃取剂冲洗滤饼2-3次，取出滤饼，然后在50℃的真空干燥箱内干燥2小时，得到产品PVA。根据国家标准GB12010.5-89和国家标准GB12010.7-89分别测得产品PVA的醇解度为93.1%，灰分为0.078%。

实施例6-10：

实施步骤按以上实施例实施，各工艺参数在给定范围内，经固液萃取处理后均可得到低灰分的PVA产品，在不影响醇解度的同时，产品灰分均不超过0.08%。

实施例	PVA品种	醇类与水摩尔比	固液相质量比	醇解度(%)	灰分(%)
						6	1788-L	异丙醇4：水1	0.085:1	88.3	0.08
7	2488-L	乙二醇6.5：水1	0.095:1	89.1	0.079

8	0588-L	甲醇11：水1	0.1:1	89.5	0.08
						9	2499-L	乙二醇8.5：水1	0.75:1	99.7	0.076
10	2099-L	异丙醇10.5：水1	0.13	99.8	0.078

Claims (3)

1.一种低灰分聚乙烯醇的制备方法，包括碱催化醇解和干燥各单元过程，其特征在于：将干燥后得到的聚乙烯醇进行固液萃取；固液萃取采用的萃取剂为醇水溶液；所述醇水溶液中醇和水的摩尔比为3.5：1-12：1；聚乙烯醇与萃取剂的质量比为0.065-0.15：1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述醇水溶液为甲醇、异丙醇或乙二醇的水溶液。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：

所述固液萃取是将聚乙烯醇浸泡于萃取剂中，于15-48℃浸泡4-18小时，过滤并用萃取剂洗涤2-3次，然后于40-55℃真空干燥1.5-2.5小时即可。