CN116102670A - 一种高效环保的pvb树脂合成方法及合成的pvb树脂 - Google Patents
一种高效环保的pvb树脂合成方法及合成的pvb树脂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116102670A CN116102670A CN202211614943.4A CN202211614943A CN116102670A CN 116102670 A CN116102670 A CN 116102670A CN 202211614943 A CN202211614943 A CN 202211614943A CN 116102670 A CN116102670 A CN 116102670A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- polyvinyl alcohol
- reverse osmosis
- reaction
- pvb resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 93
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 85
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 84
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 108
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 82
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 71
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 claims description 71
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 71
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N valeric aldehyde Natural products CCCCC=O HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 23
- ZNZYKNKBJPZETN-WELNAUFTSA-N Dialdehyde 11678 Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C2=C1[C@H](C[C@H](/C(=C/O)C(=O)OC)[C@@H](C=C)C=O)NCC2 ZNZYKNKBJPZETN-WELNAUFTSA-N 0.000 claims description 21
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 19
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005360 mashing Methods 0.000 claims description 9
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- WSMYVTOQOOLQHP-UHFFFAOYSA-N Malondialdehyde Chemical compound O=CCC=O WSMYVTOQOOLQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 claims description 6
- 229940118019 malondialdehyde Drugs 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 40
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 26
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 abstract description 14
- 238000006359 acetalization reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 36
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- PCSMJKASWLYICJ-UHFFFAOYSA-N Succinic aldehyde Chemical compound O=CCCC=O PCSMJKASWLYICJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002777 acetyl group Chemical class [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- WTDHULULXKLSOZ-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine hydrochloride Chemical compound Cl.ON WTDHULULXKLSOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N bromophenol blue Chemical compound C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000005336 safety glass Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/28—Condensation with aldehydes or ketones
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明提供一种高效环保的PVB树脂合成方法,包括溶解、分段式升温反应、过滤、酸洗、碱洗、洗涤、干燥等步骤。通过特定的两步升温反应并控制不同温度下的pH值,合成的PVB树脂具有高缩醛度、反应均匀的特点,在后续的制膜使用中具有高粘结力、优异的力学性能和透光率等光学性能。本发明将过程中生成的废水结合微滤、反渗透分类处理回收利用,减少了生产过程近95%的废水排放。同时产品工艺稳定,废水处理接受条件范围广,符合工业化生产的要求。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料合成技术领域,具体涉及一种高效环保的PVB树脂合成方法及合成的PVB树脂。
背景技术
聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是由聚乙烯醇(PVA)与正丁醛在催化剂的作用下缩醛化得到的产物,PVB树脂与其他添加剂经熔融挤出可以制成半透明的薄膜。PVB膜对无机玻璃有很好的粘结力、具有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性,是当前世界上制造夹层、安全玻璃用的最佳粘合材料,同时在建筑幕墙、招罩棚、橱窗等建筑领域和光伏电源保护层上也有广泛的应用。
中国专利CN111499780A公开了一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的合成方法,通过如下步骤实现:将聚乙烯醇加入去离子水中溶解,加入乳化剂,加入正丁醛与有机酸反应,然后加入无机酸升温反应,用碱溶液中和,调节反应液pH值为7~9,固液分离,固体树脂经稳定剂溶液处理,洗涤、过滤、干燥,得到聚乙烯醇缩丁醛树脂。但是该方法需要通过有机酸与无机酸分步催化控制反应,反应条件复杂、且需要处理大量废水。中国专利CN102115507A公开了一种PVB树脂粉及其环保半连续型合成方法和应用,该方法包括步骤:(1)将PVA溶于水中,得到PVA质量分数为5%~10%的溶液,冷却至20℃~50℃后与丁醛在高速搅拌条件下形成白色均一乳液,保温至18~40℃,得到PVA-丁醛混合乳液;(2)将PVA溶于水中,加入盐酸,得到PVA酸水溶液;(3)将PVA酸水溶液置于连续型反应器中,在快速搅拌条件下缓慢滴加PVA-丁醛混合乳液,滴加完毕后在18~40℃下反应2个小时;(4)反应完成后将反应物移至连续保温器中,在50℃~60℃下保温1~2小时,离心脱去酸水,再用碱水中和洗涤后离心脱去碱水,用去离子水洗涤后干燥得到PVB树脂粉。但是方法得到的PVB树脂仍存在缩醛度不高、反应不完全等问题。
现有的PVB树脂合成中,缩醛度控制不均,树脂反应不完全,分子间的交联、团聚现象是在PVB合成过程中普遍存在的问题,生产出的PVB膜,透光率雾度的性能都不能达到较高的水平。同时在PVB的生产过程中因为频繁地水洗会产生大量的废水,酸性废水中含有丁醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、氯离子、氢离子,水洗废水调碱之后残留的催化剂转变为氯化钠,目前对于废水处理采用的多为生物法、化学法等,处理成本高。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种高效环保的PVB树脂合成方法,合成的PVB树脂具有缩醛度高、反应均匀的特定,在后续的制膜使用中具有高粘结力、优异的力学性能和透光率等光学性能;并且能在合成的同时将过程中生成的废水结合微滤、反渗透分类处理回收利用,减少了生产过程近95%的废水排放。
本发明一方面提供一种高效环保的PVB树脂合成方法,所述合成方法的具体步骤如下:
在聚乙烯醇溶液中加入丁醛和二醛的混合溶液反应后得到反应溶液B,后处理,得到聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末;
其中,聚乙烯醇溶液为将聚乙烯醇溶解于反渗透酸性浓水中;所述后处理过程中采用反渗透脱盐水进行分段式处理。
优选的,所述聚乙烯醇溶液为将聚乙烯醇溶解于反渗透酸性浓水中;所述聚乙烯醇溶液中,聚乙烯醇的重量份为8-12份;反渗透酸性浓水的重量份为88-92份。
进一步优选的,所述聚乙烯醇溶液的具体制备步骤为:将聚乙烯醇溶解于pH为4-6、温度为90-95℃的反渗透酸性浓水中,搅拌,得到聚乙烯醇溶液;
优选的,所述聚乙烯醇溶液的制备中,所述搅拌时间为1-3h,搅拌速率为150-250rpm。
进一步优选的,所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2699、聚乙烯醇0899中的一种或多种混合。
优选的,所述在聚乙烯醇溶液中加入丁醛和二醛时采用分段保温反应。
优选的,所述分段保温反应分为两段保温反应。
优选的,所述两段保温反应,第一步为在30-50℃条件下,向聚乙烯醇溶液中加入丁醛与二醛的混合溶液;并在pH为4-6、温度为20-50℃条件下保温反应1-3h,得到反应溶液A;
第二步为在反应溶液A中加入酸性浓水,用酸性溶液调节pH为2-4,升高温度至50-70℃,保温反应1-3h,得到所述反应溶液B。
进一步优选的,所述两段保温反应,第一步为在30-50℃条件下,采用滴加的方式在30-100min内向聚乙烯醇溶液中加入丁醛与二醛的混合溶液;并在pH为4-6、温度为20-50℃条件下保温反应2h,得到反应溶液A;
第二步为在反应溶液A中加入酸性浓水,用酸性溶液调节pH为2-4,升高温度至50-70℃,保温反应2h,得到所述反应溶液B。
进一步优选的,所述第一步中,反应条件为pH为4.5-5.5、反应温度为25-35℃。
进一步优选的,所述第二步中,反应条件为pH为2.5-3.5、反应温度为55-65℃。
本发明中通过特定的两步升温反应并控制不同温度下的pH值,制得的PVB树脂具有高粘度和高缩醛度。发明人分析,由于第一阶段的反应温度较低、pH值较高,此时树脂的缩醛反应速率较慢,反应更均匀;而第二阶段反应温度升高、pH值减小,反应条件得到强化,树脂的缩醛反应速率增快,有效提高了醛的利用率,增到了缩醛度。
发明人意外的发现,特别是当第一阶段反应条件为pH为4.5-5.5、反应温度为25-35℃,第二阶段反应条件为pH为2.5-3.5、反应温度为55-65℃,且所述丁醛和二醛的混合溶液中,二醛为混合溶液总质量的5%-15%时,合成的PVB树脂具有高缩醛度、反应均匀的特点,且在后续的制膜使用中具有高粘结力、优异的力学性能和透光率等光学性能。发明人分析,可能由于第一阶段反应条件下,树脂不仅能缓慢均匀的进行缩醛反应,并且易形成纳米级的树脂颗粒,为第二阶段树脂的快速反应提供了均匀反应的基础,快速反应合成的树脂附着在第一阶段产生的纳米级树脂颗粒上,能够均匀分布。与此同时,由于丁醛中添加有少量的二醛,使得合成阶段分子中含有两个醛基结构的分子都会参与反应,可以将相邻的两条PVA分子链链接起来,分子量增大,树脂粘度大;使最终合成的PVB树脂缩醛度高、反应均匀且具有高粘结力。优选的,所述两段保温反应中的酸性溶液为盐酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液、硝酸溶液中的一种或多种混合。
进一步优选的,所述两段保温反应中的酸性溶液为盐酸溶液。
为了进一步提高PVB树脂的粘结力,优选的,所述合成方法中,所述丁醛和二醛的混合溶液中,二醛为混合溶液总质量的5%-15%。
进一步优选的,所述二醛为混合溶液总质量的8%-12%。
发明人发现,当添加的二醛为混合溶液总质量的5%-15%时,制得的PVB树脂具有优异的粘结力,且在后续进行制膜时,同时具有优异的力学性能和光学性能。发明人分析,可能是由于少量二醛的混合添加,增加了反应活性位点、增大了树脂的分子链长度,提高了分子量,从而增大了PVB树脂的粘度。但是二醛的添加量不能过多,若添加量过多,会导致PVB树脂制膜时出现力学性能变差、透明度变差等问题。发明人分析,可能是由于过多的二醛占据了聚乙烯醇的反应位点,且同时生成的PVB树脂分子量过大、分子链太长,导致树脂的长碳链分子出现分子间的偶联和分子自聚的现象,影响PVB树脂制膜的产品品质。
进一步优选的,所述二醛为乙二醛、丙二醛及丁二醛中的一种或多种混合。
进一步优选的,所述二醛为乙二醛。
优选的,所述后处理过程包括:
S1、将反应溶液B中进行过滤,将过滤得到的固体用反渗透脱盐水进行洗涤、过滤;
S2、再加入反渗透脱盐水,并加入碱调节PH至10-12,过滤;再次加入反渗透脱盐水重复洗涤-过滤操作5-9次,至过滤得到的碱性水溶液电导率小于10us/cm;
S3、将步骤S2过滤得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤、捣碎,干燥即得聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
优选的,所述步骤S1中,重复对反应溶液B的反渗透脱盐水洗涤、过滤2-3次。
优选的,所述步骤S1中洗涤后得到的酸性废水转入耐酸反渗透装置中,处理后得到PH为4-6的酸性溶液,可作为聚乙烯醇溶液中的反渗透酸性浓水。
进一步优选的,所述两段保温反应的第二步中的酸性浓水为对步骤S1中第一次过滤后的废水进行微滤后的酸性浓水。
本发明中,通过同时设置对酸性废水进行微滤处理或反渗透处理,采用合成过程与微滤及反渗透废水处理集成耦合,将合成中产生的废水针对不同的类型分为酸性废水、弱酸性水、碱性水,采用不同的方式分类回收处理,转入微滤或反渗透装置,将实验过程中大量的水分类处理回用,处理后得到的酸性溶液可用于聚乙烯醇的溶解,而反渗透处理后得到的反渗透脱盐水可用于树脂合成中的洗涤,也可用于后续的生产中。有效提高了水的循环利用程度,大幅减少了废水的排放量,避免了在PVB树脂的生产过程中由于频繁水洗而产生的大量废水,降低了生产成本;同时产品工艺稳定,废水处理接受条件范围广,符合工业化生产的要求。
优选的,所述步骤S2中第一次加入的反渗透脱盐水为90-180份。
进一步优选的,所述步骤S2中,所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水中的一种或多种混合。
进一步优选的,所述碱为氢氧化钠。
进一步优选的,所述步骤S2中,过滤得到的碱性废水溶液输送至反渗透工段进行反渗透处理,处理至浓碱性水溶液的量为碱性废水溶液的8-12%,再将浓碱性水溶液输送至蒸发工段进行蒸发处理,得到碱与金属盐的混合物。
进一步优选的,所述合成方法的具体步骤如下:
聚乙烯醇溶液制备:将聚乙烯醇溶解于pH为4-6、温度为90-95℃的反渗透酸性浓水中,搅拌,得到聚乙烯醇溶液;
两段保温反应:在聚乙烯醇溶液中加入丁醛和二醛的混合溶液,并进行两步保温反应,第一步为在30-50℃条件下,采用滴加的方式在30-100min内向聚乙烯醇溶液中加入丁醛与二醛的混合溶液;并在pH为4-6、温度为20-50℃条件下保温反应2h,得到反应溶液A;第二步为在反应溶液A中加入酸性浓水,用酸性溶液调节pH为2-4,升高温度至50-70℃,保温反应2h,得到所述反应溶液B;
后处理步骤:S1、将反应溶液B中进行过滤,将过滤得到的固体用反渗透脱盐水进行洗涤、过滤,重复2-3次;
S2、再加入反渗透脱盐水,并加入碱调节pH至10-12,过滤;再次加入反渗透脱盐水重复洗涤-过滤操作5-9次,至过滤得到的碱性水溶液电导率小于10us/cm;
S3、将过滤得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤、捣碎,干燥即得聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
本发明另一方面提供一种根据上述合成方法合成的PVB树脂。
相对于现有技术,本发明具有如下有益效果:
本发明的PVB树脂的合成方法,通过特定的两步升温反应并控制不同温度下的pH值,合成的PVB树脂具有高缩醛度、反应均匀的特点,在后续的制膜使用中具有高粘结力、优异的力学性能和透光率等光学性能。本发明将过程中生成的废水结合微滤、反渗透分类处理回收利用,减少了生产过程近95%的废水排放。同时产品工艺稳定,废水处理接受条件范围广,符合工业化生产的要求。
附图说明
图1为本发明的PVB树脂合成方法的工艺流程图
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。需要注意的是,以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
实施例
实施例1
本实施例提供一种环保高效的PVB树脂的合成方法,其具体步骤如下:
聚乙烯醇溶液制备:将重量份数为8份的聚乙烯醇树脂,溶解于92份95℃反渗透酸性浓水中,在搅拌速率为200rpm下搅拌2h至完全溶解;得到聚乙烯醇溶液。
两段保温反应:在30℃条件下,采用滴加的方式在70min内加入4.8份丁醛与丁二醛的混合溶液,丁醛与丁二醛的质量比为8:1,30℃保温2h;再加入经过微滤后的酸性浓水,然后用盐酸调节pH为2.5,升高温度55℃,保温反应2h;得到反应溶液B。
后处理步骤:
S1、将反应溶液B进行过滤,过滤出酸性废水转入微滤系统直接用作下次使用;在过滤得到的固体中加反渗透脱盐水150份洗涤,过滤,再加入反渗透脱盐水150份洗涤、过滤,两次过滤获得酸性水共约390份转入耐酸反渗透,耐酸反渗透装置产生的pH 5的反渗透酸性浓水90份用作下次聚乙烯醇溶解,300份反渗透脱盐水用作后续水洗;
S2、在过滤得到的树脂中加入100份反渗透脱盐水,用碱(氢氧化钠)调节pH为11,过滤,再次加入100份反渗透脱盐水,累计重复7次后,最终溶液电导率为6us/cm,将过滤得到的800份碱性水转至反渗透,得50份碱性水与750份反渗透脱盐水,50份碱性水转至蒸发工段;
S3、将过滤得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤,捣碎,干燥得到白色均匀的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
实施例2
本实施例提供一种环保高效的PVB树脂的合成方法,其具体步骤如下:
聚乙烯醇溶液制备:将重量份数为9份的聚乙烯醇树脂,溶解于91份90℃反渗透酸性浓水中,在搅拌速率为250rpm下搅拌3h至完全溶解;得到聚乙烯醇溶液。
两段保温反应:在35℃条件下,采用滴加的方式在80min内加入5.4份丁醛与丁二醛的混合溶液,丁醛与丁二醛质量比为10:1,35℃保温2h;再加入经过微滤后的酸性浓水,然后用盐酸调节pH为3,升高温度60℃,保温反应2h;得到反应溶液B。
后处理步骤:
S1、将反应溶液B进行过滤,过滤出酸性废水转入微滤系统直接用作下次使用;在过滤得到的固体中加反渗透脱盐水120份洗涤,过滤,再加入反渗透脱盐水120份洗涤、过滤,两次过滤获得酸性水共约325份转入耐酸反渗透,耐酸反渗透装置产生的pH 4.6的反渗透酸性浓水85份用作下次聚乙烯醇溶解,240份反渗透脱盐水用作后续水洗;
S2、在过滤得到的树脂中加入150份反渗透脱盐水,用碱(氢氧化钠)调节pH为11,过滤,再次加入150份反渗透脱盐水,累计重复5次后,最终溶液电导率为7us/cm,将过滤得到的920份碱性水转至反渗透,得80份碱性水与840份反渗透脱盐水,80份碱性水转至蒸发工段;
S3、将过滤得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤,捣碎,干燥得到白色均匀的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
实施例3
本实施例提供一种环保高效的PVB树脂的合成方法,其具体步骤如下:
聚乙烯醇溶液制备:将重量份数为10份的聚乙烯醇树脂,溶解于90份95℃反渗透酸性浓水中,在搅拌速率为200rpm下搅拌2h至完全溶解;得到聚乙烯醇溶液。
两段保温反应:在30℃条件下,采用滴加的方式在90min内加入6份丁醛与丙二醛的混合溶液,丁醛与丙二醛的质量比为9:1,35℃保温2h;再加入经过微滤后的酸性浓水,然后用盐酸调节pH为3.8,升高温度60℃,保温反应2h;得到反应溶液B。
后处理步骤:
S1、将反应溶液B进行过滤,过滤出酸性废水转入微滤系统直接用作下次使用;在过滤得到的固体中加反渗透脱盐水100份洗涤,过滤,再加入反渗透脱盐水100份洗涤、过滤,两次过滤获得酸性水共约285份转入耐酸反渗透,耐酸反渗透装置产生的pH 4.2的反渗透酸性浓水85份用作下次聚乙烯醇溶解,200份反渗透脱盐水用作后续水洗;
S2、在过滤得到的树脂中加入140份反渗透脱盐水,用碱(氢氧化钠)调节pH为11,过滤,再次加入140份反渗透脱盐水,累计重复6次后,最终溶液电导率为7us/cm,将过滤得到的980份碱性水转至反渗透,得60份碱性水与920份反渗透脱盐水,60份碱性水转至蒸发工段;
S3、将过滤得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤,捣碎,干燥得到白色均匀的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
实施例4
本实施例提供一种环保高效的PVB树脂的合成方法,其具体步骤如下:
聚乙烯醇溶液制备:将重量份数为9份的聚乙烯醇树脂,溶解于90份95℃反渗透酸性浓水中,在搅拌速率为200rpm下搅拌2h至完全溶解;得到聚乙烯醇溶液。
两段保温反应:在30℃条件下,采用滴加的方式在70min内加入5.4份丁醛、丙二醛与丁二醛的混合溶液,丁醛、丙二醛与丁二醛的质量比为9:0.5:0.5,35℃保温2h;再加入经过微滤后的酸性浓水,然后用盐酸调节pH为3.5,升高温度60℃,保温反应2h;得到反应溶液B。
后处理步骤:
S1、将反应溶液B进行过滤,过滤出酸性废水转入微滤系统直接用作下次使用;在过滤得到的固体中加反渗透脱盐水160份洗涤,过滤,再加入反渗透脱盐水160份洗涤、过滤,两次过滤获得酸性水共约400份转入耐酸反渗透,耐酸反渗透装置产生的pH 4.5的反渗透酸性浓水90份用作下次聚乙烯醇溶解,310份反渗透脱盐水用作后续水洗;
S2、在过滤得到的树脂中加入130份反渗透脱盐水,用碱(氢氧化钠)调节pH为11,过滤,再次加入130份反渗透脱盐水,累计重复7次后,最终溶液电导率为8us/cm,将过滤得到的910份碱性水转至反渗透,得90份碱性水与820份反渗透脱盐水,90份碱性水转至蒸发工段;
S2、将过滤得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤,捣碎,干燥得到白色均匀的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
对比例1
本实施例提供一种环保高效的PVB树脂的合成方法,其具体步骤如下:
聚乙烯醇溶液制备:将重量份数为9份的聚乙烯醇树脂,溶解于91份95℃反渗透酸性浓水中,在搅拌速率为200rpm搅拌2h至完全溶解;得到聚乙烯醇溶液。
在30℃条件下,采用滴加的方式在70min内加入5.4份丁醛,35℃保温2h后用盐酸调节pH为3.5,升高温度60℃,保温反应2h,过滤。
再加反渗透脱盐水100份洗涤,过滤,再加入反渗透脱盐水100份洗涤、过滤,用碱(氢氧化钠)调节pH为11,过滤,再次加入100份反渗透脱盐水,累计重复7次后,最终溶液电导率为8us/cm,将析出的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤,捣碎,干燥得到白色均匀的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
对比例2
聚乙烯醇溶液制备:将重量份数为10份的聚乙烯醇树脂,溶解于90份95℃反渗透酸性浓水中,在搅拌速率为200rpm搅拌2h至完全溶解;得到聚乙烯醇溶液。
在30℃条件下,采用滴加的方式在80min内加入6份丁醛,35℃保温2h后用盐酸调节pH为3.0,升高温度60℃,保温反应2h,过滤。
再加反渗透脱盐水100份洗涤,过滤,再加入反渗透脱盐水100份洗涤、过滤,用碱(氢氧化钠)调节pH为11,过滤,再次加入100份反渗透脱盐水,累计重复7次后,最终溶液电导率为7us/cm,将析出的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤,捣碎,干燥得到白色均匀的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
性能测试
1、丁醛基的测定
准确称取0.4克PVB于锥形瓶中,加入20毫升无水乙醇,10毫升盐酸羟胺;装上球形冷凝器,在(95±2)℃的水浴中加热,溶解,回流2.5小时后,用50ml去离子水冲洗冷凝器,洗液并入锥形瓶中。取出锥形瓶冷却至常温,滴加13-15滴溴酚兰指示剂。用已知浓度的NaOH标准溶液滴定至溶液颜色由黄色变为蓝绿色为终点。以同样条件做空白试验,试样的滴定终点的判断以空白试验相比较。
式中:X--丁醛基百分含量,%;
M--试样的质量,g;
P--试样的纯度,%;
Va--样品试验中NaOH溶液的用量,ml;
Vb--空白试验中NaOH溶液的用量,ml;
C--NaOH溶液的摩尔浓度,mol/L。
2、粘度测试
将样品(>15g)放入烘箱(60±1℃)烘5小时后,取出放在干燥器中冷却后备用,称取(133±0.1)g乙醇备用。在已知质量干净干燥的250ml三口烧瓶(带搅拌)中加入大约一半的乙醇,在搅拌的条件下,将另一半的乙醇加入到三口烧瓶中,打开电源,加热(50±2℃)溶解,至全部溶解,冷却后称重,若溶剂损耗,应补充溶剂,准确配制成5%正丁醇溶液。取配制好的乙醇溶液200ml,样品温度为20℃,放到粘度计上测试,记录测试结果。
将实施例1-4、对比例1-2进行丁醛基的测定和粘度测试及废水量称重,测试结果如下表1。
表1
Claims (10)
1.一种高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述合成方法的具体步骤如下:
在聚乙烯醇溶液中加入丁醛和二醛的混合溶液反应后得到反应溶液B,后处理,得到聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末;
其中,聚乙烯醇溶液为将聚乙烯醇溶解于反渗透酸性浓水中;所述后处理过程中采用反渗透脱盐水进行分段式处理。
2.根据权利要求1所述的高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述聚乙烯醇溶液为将聚乙烯醇溶解于反渗透酸性浓水中;所述聚乙烯醇溶液中,聚乙烯醇的重量份为8-12份;反渗透酸性浓水的重量份为88-92份。
3.根据权利要求2所述的高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述聚乙烯醇溶液的具体制备步骤为:将聚乙烯醇溶解于pH为4-6、温度为90-95℃的反渗透酸性浓水中,搅拌,得到聚乙烯醇溶液。
4.根据权利要求1所述的高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述在聚乙烯醇溶液中加入丁醛和二醛时采用分段保温反应。
5.根据权利要求4所述的高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述分段保温反应分为两段保温反应。
6.根据权利要求5所述的高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述两段保温反应,第一步为在30-50℃条件下,向聚乙烯醇溶液中加入丁醛与二醛的混合溶液;并在pH为4-6、温度为20-50℃条件下保温反应1-3h,得到反应溶液A;
第二步为在反应溶液A中加入酸性浓水,用酸性溶液调节pH为2-4,升高温度至50-70℃,保温反应1-3h,得到所述反应溶液B。
7.为根据权利要求1所述的高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述合成方法中,所述丁醛和二醛的混合溶液中,二醛为混合溶液总质量的5%-15%。
8.根据权利要求7所述的高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述二醛为乙二醛、丙二醛及丁二醛中的一种或多种混合。
9.根据权利要求1所述的高效环保的PVB树脂合成方法,其特征在于,所述后处理过程包括:
S1、将反应溶液B中进行过滤,将过滤得到的固体用反渗透脱盐水进行洗涤、过滤;
S2、再加入反渗透脱盐水,并加入碱调节PH至10-12,过滤;再次加入反渗透脱盐水重复洗涤-过滤操作5-9次,至过滤得到的碱性水溶液电导率小于10us/cm;
S3、将步骤S2过滤得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤、捣碎,干燥即得聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的高效环保的PVB树脂合成方法合成的PVB树脂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211614943.4A CN116102670B (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种高效环保的pvb树脂合成方法及合成的pvb树脂 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211614943.4A CN116102670B (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种高效环保的pvb树脂合成方法及合成的pvb树脂 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116102670A true CN116102670A (zh) | 2023-05-12 |
CN116102670B CN116102670B (zh) | 2024-07-09 |
Family
ID=86253572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211614943.4A Active CN116102670B (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种高效环保的pvb树脂合成方法及合成的pvb树脂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116102670B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102702397A (zh) * | 2012-05-14 | 2012-10-03 | 怀集县集美新材料有限公司 | 具有高抗冲击性的聚乙烯醇缩丁醛及其合成方法与应用 |
CN107585906A (zh) * | 2017-09-05 | 2018-01-16 | 宜春市康盛高分子材料科技有限公司 | 聚乙烯醇缩丁醛树脂制备过程中废水的处理方法 |
CN107746441A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-03-02 | 四川东材科技集团股份有限公司 | 一种新型高效的聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法 |
CN111087498A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-05-01 | 上海应用技术大学 | 一种高质量的聚乙烯醇缩丁醛的制备方法 |
CN111499780A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-07 | 河南省科学院化学研究所有限公司 | 一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的合成方法 |
CN114773505A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-22 | 长春工业大学 | 一种pvb树脂及其胶片的制备方法 |
-
2022
- 2022-12-15 CN CN202211614943.4A patent/CN116102670B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102702397A (zh) * | 2012-05-14 | 2012-10-03 | 怀集县集美新材料有限公司 | 具有高抗冲击性的聚乙烯醇缩丁醛及其合成方法与应用 |
CN107585906A (zh) * | 2017-09-05 | 2018-01-16 | 宜春市康盛高分子材料科技有限公司 | 聚乙烯醇缩丁醛树脂制备过程中废水的处理方法 |
CN107746441A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-03-02 | 四川东材科技集团股份有限公司 | 一种新型高效的聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法 |
CN111087498A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-05-01 | 上海应用技术大学 | 一种高质量的聚乙烯醇缩丁醛的制备方法 |
CN111499780A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-07 | 河南省科学院化学研究所有限公司 | 一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的合成方法 |
CN114773505A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-22 | 长春工业大学 | 一种pvb树脂及其胶片的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116102670B (zh) | 2024-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101902025B1 (ko) | 변성 폴리비닐알코올, 변성 폴리비닐아세탈 및 세라믹 슬러리 조성물 | |
CN111499780B (zh) | 一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的合成方法 | |
CN103172769B (zh) | 高粘度超高分子量聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法 | |
CN115677886B (zh) | 一种无表面活性剂添加制备高缩醛率聚乙烯醇缩丁醛的方法 | |
JP2005089606A (ja) | ポリビニルアルコール系重合体およびその製造方法 | |
CN107746441B (zh) | 一种高效的聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法 | |
CN110917910B (zh) | 一种用于有机染料纳滤的刚性mof复合膜制备方法 | |
CN116102670B (zh) | 一种高效环保的pvb树脂合成方法及合成的pvb树脂 | |
JP4794121B2 (ja) | インキまたは塗料用バインダー | |
CN111690083B (zh) | 一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法 | |
CN103865218B (zh) | 一种提高pvb树脂耐黄变性能的方法 | |
CN111534035A (zh) | 一种耐热性聚丙烯塑料管及其制备方法 | |
US5594069A (en) | Process for producing mixed poly(vinyl acetal)s | |
CN113880971A (zh) | 一种耐黄变聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法 | |
CN105693895B (zh) | 添加剂及利用其提高丁醛利用率制备pvb树脂的方法 | |
CN111484617B (zh) | 一种通过交联提升薄膜性能的方法 | |
CN110407961B (zh) | 一种聚乙烯醇缩丁醛的制备方法 | |
CN108440693B (zh) | 一种高熔融指数树脂及其制备方法 | |
CN105713118A (zh) | 一种减少生产pvb树脂排水量的生产方法 | |
CN112439458A (zh) | 一种制备聚乙烯醇缩丁醛用的催化剂及其应用 | |
CN112439427A (zh) | 一种制备聚乙烯醇缩丁醛用的磺化炭催化剂及其应用 | |
EP0672071B1 (en) | Process for producing mixed poly(vinyl acetal)s | |
CN117866123A (zh) | 一种用于覆铜板粘结剂的合成高透明高粘附性聚乙烯醇缩丁醛的无皂合成方法 | |
CN113429501B (zh) | 一种pvb树脂的生产方法 | |
CN118085136A (zh) | 聚乙烯醇缩醛、制备方法及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |