CN113563501B - 乙烯-乙烯醇共聚物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乙烯‑乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；所述成型造粒步骤中，是将经所述皂化步骤所得到的乙烯‑乙烯醇共聚物溶液经挤出机挤出到凝固浴槽中凝固成型的；所述挤出机的挤出头位于凝固浴液面以下；所述凝固浴为水。该乙烯‑乙烯醇共聚物的生产方法不仅简化了结构设置，成型造粒过程更为简便易行，且还利于改善操作环境。

Description

乙烯-乙烯醇共聚物的制备方法

技术领域

本发明涉及乙烯-乙烯醇共聚物的生产，尤其涉及一种乙烯-乙烯醇共聚物的制备方法。

背景技术

乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）具有优异的气体阻隔性，加上其透明性、可加工性、耐溶剂性及抗静电性，使其广泛应用于包装材料、汽车油箱、阻氧地暖管、纺织材料和医用材料等领域。EVOH一般可由乙烯和醋酸乙烯酯通过乳液聚合、溶液聚合或悬浮聚合等方法进行自由基共聚合反应，经脱除单体后，以甲醇为溶剂进行皂化，并再依次经过成型造粒和后处理等步骤而制得。通常的制备方法中皂化后的EVOH甲醇溶液通过卧式挤出机挤出到甲醇/水的凝固浴中凝固成型后切粒，水洗、干燥得到成品，其中凝固成型过程中，由于EVOH溶液的密度小于水的密度，为了避免挤出成型后的条状物上浮到凝固浴液面，导致成型条内部结构紧密程度不一致，目前通常需要添加一定量的甲醇到凝固浴中以降低凝固浴的密度，并增设牵引装置而确保挤出条浸没在液面以下，但甲醇的添加必然导致操作环境的恶化，不利于操作工人的健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，该乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，不仅简化了结构设置，成型造粒过程更为简便易行，且还利于改善操作环境。

本发明的目的是这样实现的：

一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；所述成型造粒步骤中，是将经所述皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液经挤出机挤出到凝固浴槽中凝固成型的；其特征在于：所述挤出机的挤出头位于凝固浴液面以下；所述凝固浴为水。

上述凝固浴槽，可选择为立式凝固浴槽或卧式凝固浴槽。当采用立式凝固浴槽时，上述成型造粒步骤，具体是将经所述皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到立式凝固浴槽中的凝固浴底部而凝固成条状物，再切割成粒。为实现将乙烯-乙烯醇共聚物溶液挤出到立式凝固浴槽中的凝固浴底部，所述挤出机设置于所述立式凝固浴槽下部，且所述挤出机上的挤出头连通到所述立式凝固浴槽内。当采用卧式凝固浴槽时，所述成型造粒步骤，具体是将经所述皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到卧式凝固浴槽侧部而凝固成条状物，再切割成粒。为实现将乙烯-乙烯醇共聚物溶液挤出到卧式凝固浴槽侧部，所述挤出机设置于所述卧式凝固浴槽的一侧，且所述挤出机上的挤出头连通到所述卧式凝固浴槽内。

上述凝固浴槽上部或侧部设置有卷绕辊；所述乙烯-乙烯醇共聚物溶液在凝固浴槽中凝固而得到条状物，经卷绕辊卷绕后送入切粒机中进行切割成粒。

采用这样的设置，可连续地进行EVOH的成型和切粒。上述经凝固成型的EVOH可以是圆柱形，也可是非规则的条形，直径为0.5～10mm。

作为更进一步优化，上述乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，具体是按照以下步骤进行的：

（1）共聚合反应：起始单体乙烯和乙酸乙烯酯在40～100℃及2.5～6MPa压力下进行共聚合反应；

（2）脱除单体：利用闪蒸脱除未反应的乙烯单体，利用甲醇脱除未反应的乙酸乙烯酯；

（3）皂化：以碱做催化剂使乙烯-乙酸乙烯酯共聚物甲醇溶液皂化生产乙烯-乙烯醇共聚物溶液；

（4）成型造粒：将所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液通过泵送入挤出机，经挤出到凝固浴槽中凝固成条状物，再经凝固浴槽上部或侧部设置的卷绕辊卷绕后送入切粒机中进行切割成粒；其中，所述凝固浴槽为立式凝固浴槽或卧式凝固浴槽；挤出机设置于立式凝固浴槽下部或设置于卧式凝固浴槽的侧部，且挤出机上的挤出头连通到立式或卧式凝固浴槽内；

（5）后处理：所得乙烯-乙烯醇共聚物颗粒离心脱水后干燥即得成品。

本发明具有以下有益效果：

本发明中的乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，在成型造粒步骤中采用立式或卧式凝固浴槽进行凝固成型，挤出机的挤出头位于凝固浴液面以下，且凝固浴全部为水，它主要是利用了EVOH挤出条的密度明显小于水密度可自然上浮的特性，使EVOH挤出条凝固、并通过密度差自然上浮而牵出，既节省了牵引装置的设置，也不需要再在凝固浴中添加甲醇，克服了卧式凝固成型方式中需添加甲醇到凝固浴中调节凝固浴密度而恶化操作环境的缺点，大大降低了生产环境中的甲醇含量，避免了甲醇挥发而对环境和操作人员身体健康的伤害，同时，也保证了EVOH成型条经凝固成型后其内部结构紧密程度保持一致，进而保证了所得颗粒耐热性能优异与外观良好。

附图说明

图 1 为本发明实施例3中所述乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法中的成型造粒步骤所采用的系统的结构示意图。

图 2 为本发明实施例4中所述乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法中的成型造粒步骤所采用的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例 1

一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；其中，成型造粒步骤是将经皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到立式凝固浴槽中的凝固浴底部而凝固成条状物，再切割成粒的；其挤出机设置于立式凝固浴槽下部，且挤出机上的挤出头连通到立式凝固浴槽内。

实施例 2

一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；其中，成型造粒步骤是将经皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到卧式凝固浴槽的一侧而凝固成条状物，再切割成粒的；其挤出机设置于卧式凝固浴槽侧部，且挤出机上的挤出头连通到卧式凝固浴槽内。

实施例 3

一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；其中，成型造粒步骤是将经皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到立式凝固浴槽中的凝固浴底部而凝固成条状物，再经设置于立式凝固浴槽上部的卷绕辊卷绕，之后送入切粒机中进行切割成粒的；其中，为实现该步骤的目的，该成型造粒过程可采用如附图1所示结构设置的生产系统进行：经皂化所得到的EVOH溶液通过管道1通入挤出机2中，挤出机2设置于立式凝固浴槽3下部，且挤出机2上的挤出头6连通到立式凝固浴槽3内部；卷绕辊4设置于立式凝固浴槽3上部，卷绕辊4一侧设置有切粒机5。

实施例 4

一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；其中，成型造粒步骤是将经皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到立式凝固浴槽中的凝固浴底部而凝固成条状物，再经设置于立式凝固浴槽侧部的卷绕辊卷绕，之后送入切粒机中进行切割成粒的；其中，为实现该步骤的目的，该成型造粒过程可采用如附图2所示结构设置的生产系统进行：经皂化所得到的EVOH溶液通过管道1通入挤出机2中，挤出机2设置于立式凝固浴槽3下部，且挤出机2上的挤出头6连通到立式凝固浴槽3内部；卷绕辊4设置于立式凝固浴槽3的一侧部，卷绕辊4一侧设置有切粒机5。

实施例 5

一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；其中，成型造粒步骤是将经皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到卧式凝固浴槽的一侧而凝固成条状物，再经设置于卧式凝固浴槽另一侧部的卷绕辊卷绕，之后送入切粒机中进行切割成粒的；其中，为实现该步骤的目的，该成型造粒过程可采用如下所示结构设置的生产系统进行：经皂化所得到的EVOH溶液通过管道1通入挤出机2中，挤出机2设置于卧式凝固浴槽3的一侧部，且挤出机2上的挤出头6连通到卧式凝固浴槽3内部；卷绕辊4设置于卧式凝固浴槽3的另一侧部，卷绕辊4一侧设置有切粒机5。

实施例 6

一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；其中，成型造粒步骤是将经皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到卧式凝固浴槽的一侧而凝固成条状物，再经设置于卧式凝固浴槽上部的卷绕辊卷绕，之后送入切粒机中进行切割成粒的；其中，为实现该步骤的目的，该成型造粒过程可采用如下所示结构设置的生产系统进行：经皂化所得到的EVOH溶液通过管道1通入挤出机2中，挤出机2设置于卧式凝固浴槽3的一侧部，且挤出机2上的挤出头6连通到卧式凝固浴槽3内部；卷绕辊4设置于卧式凝固浴槽3的上部，卷绕辊4一侧设置有切粒机5。

实施例 7

一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，它具体是按如下步骤进行的：

1）、共聚合反应

用计量泵往聚合釜中加入重量份为60～200份醋酸乙烯酯单体和20～150份乙烯单体，控制压力为30～40bar，当釜内温度40～100℃时，加入引发剂（偶氮二异丁腈）0.3～0.5份，反应3.～10.0小时后结束反应，得到聚合反应产物；

2）、吹除残单

将聚合反应产物送入吹除釜吹入甲醇蒸汽，甲醇蒸汽和残单醋酸乙烯馏出，釜底底得到乙烯-醋酸乙烯酯共聚物甲醇溶液；

3）、皂化

将上述得到的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的树脂溶液中，加入碱液进行醇解即得到EVOH甲醇溶液；

4）、成型造粒

将上述配制好的EVOH溶液通过泵送入挤出机，经挤出到立式或卧式凝固浴槽中的凝固浴底部而凝固成条状物，凝固浴全部由水组成，所得条状物经设置于立式或卧式凝固浴槽上部或侧部的卷绕辊卷绕，之后送入切粒机中进行切割成EVOH颗粒；该成型造粒过程亦可分别采用如实施例3、4、5、6中所示结构设置的生产系统进行；

6）后处理：

将经步骤5）所得的EVOH颗粒干燥得到成品EVOH颗粒。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其生产步骤依次包括共聚合反应、脱除单体、皂化、成型造粒和后处理；所述成型造粒步骤中，是将经所述皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液经挤出机挤出到凝固浴槽中凝固成型的；其特征在于：所述挤出机的挤出头位于凝固浴液面以下；所述凝固浴为水。

2.根据权利要求1所述的乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其特征在于：所述凝固浴槽为立式凝固浴槽或卧式凝固浴槽。

3.根据权利要求2所述的乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其特征在于：当采用立式凝固浴槽时，所述成型造粒步骤，具体是将经所述皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到立式凝固浴槽中的凝固浴底部而凝固成条状物，再切割成粒；当采用卧式凝固浴槽时，所述成型造粒步骤，具体是将经所述皂化步骤所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液由泵送入挤出机，经挤出到卧式凝固浴槽侧部而凝固成条状物，再切割成粒。

4.根据权利要求3所述的乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其特征在于：所述挤出机设置于所述立式凝固浴槽下部，且所述挤出机上的挤出头连通到所述立式凝固浴槽内；所述挤出机设置于所述卧式凝固浴槽的一侧，且所述挤出机上的挤出头连通到所述卧式凝固浴槽内。

5.根据权利要求1-4任一所述的乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其特征在于：所述凝固浴槽上部或侧部设置有卷绕辊；所述乙烯-乙烯醇共聚物溶液在凝固浴槽中凝固而得到条状物，经卷绕辊卷绕后送入切粒机中进行切割成粒。

6.根据权利要求1-4任一所述的乙烯-乙烯醇共聚物的生产方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

（1）共聚合反应：起始单体乙烯和乙酸乙烯酯在40～100℃及2.5～6MPa压力下进行共聚合反应；

（2）脱除单体：利用闪蒸脱除未反应的乙烯单体，利用甲醇脱除未反应的乙酸乙烯酯；

（3）皂化：以碱做催化剂使乙烯-乙酸乙烯酯共聚物甲醇溶液皂化生产乙烯-乙烯醇共聚物溶液；

（4）成型造粒：将所得到的乙烯-乙烯醇共聚物溶液通过泵送入挤出机，经挤出到凝固浴槽中凝固成条状物，再经凝固浴槽上部或侧部设置的卷绕辊卷绕后送入切粒机中进行切割成粒；其中，所述凝固浴槽为立式凝固浴槽或卧式凝固浴槽；挤出机设置于立式凝固浴槽下部或设置于卧式凝固浴槽的侧部，且挤出机上的挤出头连通到立式或卧式凝固浴槽内；

（5）后处理：所得乙烯-乙烯醇共聚物颗粒离心脱水后干燥即得成品。

Images