CN104354283A - 聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液的脱挥工艺及脱挥设备 - Google Patents

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刘为强
娄晓鸣
张国强
梁晓刚
曾天忠
赵宗华
李世通
田卫东
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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液的脱挥设备，包括双螺杆挤出机和真空脱挥系统，该双螺杆挤出机由依次连接的驱动电机、联轴器、齿轮箱、加料系统和筒体构成，该筒体与真空脱挥系统连通；及相应的脱挥工艺。本发明工艺使用同向双螺杆挤出机作为脱挥设备，相对于传统脱挥设备，同向双螺杆挤出机具有良好的混合、输送和传热效果，特别适用于PVB甲醇溶液的脱挥过程。其不仅能提高脱除效率，简化了流程和操作，减少了设备和操作费用，而且易于实现大规模工业化操作。本发明同向双螺杆除了适用于PVB甲醇溶液的脱挥外，还可适用于各种中、高黏度聚合物溶液如树脂、弹性体、粘合剂、涂料等的脱挥等过程。

Description

聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液的脱挥工艺及脱挥设备
技术领域
本发明涉及聚乙烯醇缩丁醛制备技术领域，尤其是一种聚乙烯醇缩丁醛（PVB）甲醇溶液的脱挥工艺及脱挥设备。
背景技术
聚合物脱挥是将一种或多种挥发分从聚合物溶液中脱除的过程。这些挥发分主要包括未反应的单体、溶剂、水以及各种聚合副产物。目前工业上常用的脱挥方法有两种，汽提脱除法和直接脱除法。
汽提脱除法就是将高压水蒸气注入到聚合物溶液中，利用蒸汽对挥发分进行加热，使挥发分从聚合物溶液中脱出。汽提法脱挥系统主要包括：蒸汽与聚合物溶液的混合喷嘴、套管或并流汽提器以及汽提塔或搅拌槽等。这种方法由于在聚合物中引入了水蒸气，从溶剂中分离出来的聚合物潮湿且分散于大量的水中，因而导致后处理设备中聚合物干燥部分的设备费用大幅度提高。
直接脱除法直接对聚合物溶液进行加热，使挥发分受热脱出。常用的直接脱挥设备有两类，非旋转（静态）式脱挥装置和旋转式脱挥装置两大类。非旋转式脱挥装置主要包括闪蒸器、喷淋式脱挥器、落条式脱挥器和薄膜脱挥器等，旋转式脱挥装置主要包括单螺杆脱挥挤出机、啮合型同向双螺杆脱挥挤出机和非啮合异向双螺杆脱挥挤出机等。同向双螺杆挤出机是目前应用最广的一种旋转脱挥设备，由于同向双螺杆挤出机具有良好的物料表面更新能力、良好的分散混合能力；自洁性能好、停留时间短，不会产生物料的局部过热；优异的输送黏性聚合物熔体的能力；均匀的热量传递能力、较高的螺杆转速以及螺杆和筒体是组合式结构等优点，因此同向双螺杆挤出机在聚合物脱挥领域的应用越来越广。
聚乙烯醇缩丁醛（PVB）是聚乙烯醇（PVA）与正丁醛在酸催化作用下形成的缩合产物。由于其具有良好的柔韧性、溶解性、耐光性、耐水性、耐热性、耐寒性和成膜性，较高的拉伸强度和抗冲击强度，玻璃化温度（Tg）低，折射率与玻璃相近等优点,因此被广泛地用作安全玻璃的中间粘合层。另外，PVB在胶粘剂、陶瓷花纸、铝箔纸、电器材料、玻璃钢制品和纺织物处理等领域中得到广泛应用,已成为一种不可或缺的合成树脂材料。
目前已经开发出了玻璃夹层PVB膜料的回收利用的工艺，即将废旧的PVB膜料经挑选、清洗、溶解、过滤、浓缩和脱挥工序，可以制备PVB树脂。本发明针对上述工艺中的脱挥工序，采用同向双螺杆挤出机来实现PVB甲醇溶液的脱挥，而不是采用闪蒸器、喷淋式脱挥器、落条式脱挥器、薄膜脱挥器等传统脱挥设备。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种聚乙烯醇缩丁醛（PVB）甲醇溶液的脱挥工艺及脱挥设备，该工艺使用同向双螺杆挤出机作为脱挥设备，相对于传统脱挥设备，同向双螺杆挤出机具有良好的混合、输送和传热效果，特别适用于PVB甲醇溶液的脱挥过程。其不仅能提高脱除效率，简化了流程和操作，减少了设备和操作费用，而且易于实现大规模工业化操作。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液的脱挥设备，包括双螺杆挤出机和真空脱挥系统，该双螺杆挤出机由依次连接的驱动电机、联轴器、齿轮箱、加料系统和筒体构成，该筒体与真空脱挥系统连通。
进一步地，该筒体分设至少三个区段，每个区段均设有与真空脱挥系统连通的排气口。
进一步地，每个区段的真空度单独控制。
一种聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液的脱挥工艺，包括以下过程：将聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液直接加入到双螺杆挤出机中，在各个排气口依次脱出一定量的挥发成分。
进一步地，每个排气口的真空度为-0.01～-0.09 MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明工艺使用同向双螺杆挤出机作为脱挥设备，相对于传统脱挥设备，同向双螺杆挤出机具有良好的混合、输送和传热效果，特别适用于PVB甲醇溶液的脱挥过程。其不仅能提高脱除效率，简化了流程和操作，减少了设备和操作费用，而且易于实现大规模工业化操作。
本发明同向双螺杆除了适用于PVB甲醇溶液的脱挥外，还可适用于各种中、高黏度聚合物溶液如树脂、弹性体、粘合剂、涂料等的脱挥等过程。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1驱动电机、2联轴器、3齿轮箱、4加料系统、5真空脱挥系统、6筒体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1所示的一种聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液的脱挥设备，包括双螺杆挤出机和真空脱挥系统5，该双螺杆挤出机由依次连接的驱动电机1、联轴器2、齿轮箱3、加料系统4和筒体6构成，该筒体6与真空脱挥系统5连通。
该筒体6分设至少三个区段，每个区段均设有与真空脱挥系统5连通的排气口。每个区段的真空度单独控制。
本实施方案使用了螺杆直径为132mm的同向双螺杆挤出机，螺杆长径比为60︰1，机筒为15段控温，设置加料口1个，脱挥排气口5个。在适当的温度和压力条件下将20%的PVB甲醇溶液按一定的速度加入主加料口中，在后排气区（1#排气区）脱除30～50%的挥发分，然后依次进入2#、3#、4#、5#排气区脱除剩余挥发分。PVB甲醇溶液经该挤出机脱除溶剂后，残余挥发分含量少于0.1%，溶剂回收98%以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液的脱挥设备，其特征在于：包括双螺杆挤出机和真空脱挥系统，该双螺杆挤出机由依次连接的驱动电机、联轴器、齿轮箱、加料系统和筒体构成，该筒体与真空脱挥系统连通。
2.如权利要求1所述脱挥设备，其特征在于：该筒体分设至少三个区段，每个区段均设有与真空脱挥系统连通的排气口。
3.如权利要求2所述脱挥设备，其特征在于：每个区段的真空度单独控制。
4.一种聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液的脱挥工艺，包括以下过程：将聚乙烯醇缩丁醛甲醇溶液直接加入到双螺杆挤出机中，在各个排气口依次脱出一定量的挥发成分。
5.如权利要求4所述脱挥工艺，其特征在于：每个排气口的真空度为-0.01～-0.09 MPa。
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