一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，它提供了一种耗水量小，洗涤周期短，废水量少，劳动强度低的聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤新工艺。本发明将制备并中和得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品，投入洗涤塔中，在塔底通入温度为25～45℃的水，以0.25～0.50cm/s空塔水流线速度，使聚乙烯醇缩丁醛树脂颗粒悬浮于塔中，在洗涤塔上部将水抽走，直至洗涤水中盐含量小于5 ppm，固液分离得到聚乙烯醇缩丁醛树脂滤饼。本发明每洗涤1kg聚乙烯醇缩丁醛树脂（以干燥粉末计）耗水量为6.3～10.8kg，洗涤所需要的时间为0.6～1.6小时。
【专利说明】
一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法
技术领域
[0001]本发明属于聚乙烯醇缩丁醛树脂生产的领域，尤其是涉及一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法。
【背景技术】
[0002]聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂是一种由聚乙烯醇(PVA)与正丁醛在酸性条件下缩合的高分子化合物。根据聚乙烯醇缩丁醛的重均分子量以及生产工艺的不同，可作为油墨、涂料、光伏胶膜和安全玻璃中间膜的主要组成成分。目前聚乙烯醇缩丁醛树脂主要用于制造建筑与汽车用安全玻璃中间膜。而安全玻璃中间膜需要满足如雾度、透光率、抗拉强度等技术指标，这些指标与聚乙烯醇缩丁醛树脂中的含盐、丁醛、乳化剂等杂质量有密切的关系。要除去这些杂质，目前的主要方法为用去离子水对聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤。因此，聚乙烯醇缩丁醛树脂的水洗工艺，是生产树脂过程中的关键步骤。
[0003]目前，国内常采用5倍质量于聚乙烯醇缩丁醛树脂(以干燥粉末质量计)的去离子水进行8次洗涤(如专利CN104059189所报道)，其过程是将聚乙烯醇缩丁醛树脂粗浆料投入反应釜中，再加入洗涤用去离子水，搅拌一定时间后，通过釜内抽水，将大部分水抽离洗涤体系，并再次加入洗涤用去离子水，如此重复操作8次后，离心分离得到聚乙烯醇缩丁醛树脂滤饼。最终去离子水消耗量约40倍质量于最终产品，整个洗涤周期长达4个小时以上。专利CN101652393更是运用总量多达200倍质量于聚乙烯醇缩丁醛树脂的水进行洗涤。可见，聚乙烯醇缩丁醛树脂的传统洗涤工艺去离子水的消耗量大，废水量也大，并且洗涤周期长，劳动强度大。
[0004]当然也有US8304516描述了对聚乙烯醇缩丁醛树脂的连续化洗涤过程，聚乙烯醇缩丁醛浆料连续通过多个连续搅拌罐式反应器，通过调节各个反应器的参数，在末端出料并干燥得到产品。实现了聚乙烯醇缩丁醛树脂的连续化洗涤过程，并且耗水量在并列8个反应器的条件下每生产Ikg聚乙烯醇缩丁醛树脂仅5.3kg。但是，所得到产品盐含量大于20ppm，黄度与雾度指数均偏高，只能作为低端产品使用。
[0005]因此，就目前来说聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤工艺仍存在去离子水消耗量大，洗涤周期长，劳动强度大等缺点。也没有合适的连续化洗涤方法来得到光伏胶膜、安全玻璃中间膜使用的聚乙烯醇缩丁醛树脂。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耗水量少，洗涤周期短，废水量小，劳动强度小的光伏胶膜、安全玻璃中间膜用聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法。
[0007]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:将制备并中和得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品，投入洗涤塔中，在塔底通入水，调节水的流速与分布，使聚乙烯醇缩丁醛树脂颗粒悬浮于塔中，在洗涤塔上部将水抽走，直至洗涤水中盐含量小于5 ppm，固液分离得到聚乙烯醇缩丁醛树脂滤饼，每洗涤Ikg聚乙烯醇缩丁醛树脂(以干燥粉末计)耗水量为6.3?10.8kgο
[0008]作为优选，聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品是由聚合度为1600?1850，醇解度99.5%以上的聚乙烯醇和丁醛，用现有广泛使用的生产技术制备，聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品粒径分布在30?500目，集中于80?100目。
[0009]作为优选，聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品为湿滤饼或干粉，其中湿滤饼含固量为65?80%。
[0010]作为优选，投料方式可以选择人工投料、螺旋给料机投料或带式送料，并且在投料前需要在洗涤塔中预先填充1/3?1/2塔体积的水。
[0011]作为优选，洗涤塔为圆柱形筒体带上下封头，上封头或筒体上端侧面有固体投料口，下封头或筒体下端侧面有洗涤水进水口，封头底端有放料口，筒体上端侧面有洗涤水出水口，出水口低于固体投料口，洗涤水出水口管道设有100?500目丝网或具有同种过滤功能的过滤器，连接有高压水枪用于洗涤丝网，而后连接洗涤水中间储罐，洗涤水可采用抽真空的方式将水带离洗涤塔。
[0012]作为优选，水为去离子水、蒸馈水或高纯水其中一种，水的温度在25?45°C之间。
[0013]作为优选，水在塔内的空塔线速度应该为0.25?0.50cm/s，使聚乙烯醇缩丁醛树脂颗粒为悬浮或处于悬浮零界点附近为最佳状态，洗涤过程中带有一定返混，但并不影响洗涤效果。水进入塔内时，在塔底通过流体均布器，如喷头、丝网、泡罩塔板、填料等(选定流体均布器，放料方式可根据均布器改变)，使洗涤塔内流体均匀分布。
[0014]作为优选，固液分离可采用离心机、板框式压滤机等方式。
[0015]作为优选，洗涤工艺可收集洗涤所用的后半程水和固液分离所得水，进行洗涤塔的预填充和对下一批物料进行前半程的洗涤，使本工艺的节水能力更显著。
[0016]作为优选，单塔的洗涤时间控制在0.6?1.6小时，洗涤时间由塔内径和水的空塔线速度决定，前后处理时间根据配套设备的处理速度另计。
[0017]作为优选，洗涤塔可以采取单塔模式，串联模式，三塔串联模式，或以以上三种模式为单元模式组合而成的多塔模式。
[0018]本发明与现有技术相比，克服了多次洗涤分离的繁琐操作步骤，用连续水流对聚乙烯醇缩丁醛树脂进行洗涤，水的用量为现有洗涤工艺的1/2以下，洗涤操作总耗时可缩短一半以上，并且大大降低了劳动强度。利用本发明所生产的聚乙烯醇缩丁醛树脂可用于制造光伏胶膜、建筑玻璃中间膜以及汽车安全玻璃中间膜。
【附图说明】
[0019]图1为聚乙烯醇缩丁醛树脂塔式洗涤方式的示意图；
图2为洗涤塔内流体均布器仰视示意图；
图3为聚乙烯醇缩丁醛树脂双塔串联洗涤方式的示意图；
图4为聚乙烯醇缩丁醛树脂三塔串联洗涤方式的示意图；
图中:投料口 I，管道丝网2，洗涤水出口 3，塔体4，流量计5，放料口 6，流体均布器7，高压水枪8，出水总管9，抽真空阀10，洗涤水中继罐11，洗涤水放水口 12。
【具体实施方式】
[0020]本发明是一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，采用塔式连续流洗涤，主要单元设备(如图1)为洗涤塔。洗涤塔的主要组成有塔体4，投料口 I，洗涤水出口 3，管道丝网2，出水总管9，冲洗丝网的高压水枪8，观察水流速度的流量计5，使水流在塔体内均匀分布的流体均布器7，放料口6，洗涤水中继罐11，抽真空阀10，以及洗涤水放水口 12。根据节水要求以及树脂处理量，有以单塔洗涤、双塔串联洗涤和三塔串联洗涤为洗涤单元的洗涤工艺，下面对以上三种洗涤单元的实施过程进行详细的表述。
[0021]单塔洗涤:
如图1所示，在塔体4内预填充水后从投料口 I投入聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品，投料完毕后，打开真空阀门10，并调节流量使水通过流体均布器7(采用自行设计的流体均布器，如图2所示，开有若干小孔，使带小孔面向下，流体往下冲击后遇塔底折返向上流动，可以得到较好的流速均布效果)。洗涤水到达出水管口 3时，通过管道9，由真空抽入中继罐11，同时调节出水阀12，将洗涤水按进入流量匀速排出。洗涤完成后，停止水流，打开放料阀6，将料液进行固液分离。对固体进行干燥，即得到聚乙烯醇缩丁醛树脂。
[0022]双塔串联洗涤:
双塔串联洗涤示意图如图3，双塔串联的主要目的在于单位时间内能够处理更多批次树脂，并且在中继罐的帮助下，实现盐含量较小的水的循环套用，主要操作步骤如下。
[0023]步骤1:在洗涤塔①中进行填水装料(正式运行时有放料环节)，并进水进行洗涤，将前半程的洗涤水直接排放丢弃，后半程的洗涤水进入洗涤塔②，作为洗涤塔②的前半程洗涤水。当洗涤塔①进行前半程洗涤时，洗涤塔②同时进行填水装料(正式运行时有放料环节)。
[0024]步骤2:洗涤塔②前半程洗涤水直接排放丢弃，后半程洗涤水采用新鲜水，并进入中继罐，作为洗涤塔①前半程的洗涤水。当洗涤塔②进行后半程的洗涤时，洗涤塔①进行放料并固液分离。
[0025]步骤3:洗涤塔②洗涤完毕时，进行放料并固液分离，洗涤塔①进行填水装料，填充水为洗涤塔①固液分离所得到的水。洗涤塔①装料完毕后，用中继罐中的水进行洗涤塔①的前半程洗涤。
[0026]步骤4:循环步骤1、2、3。
[0027]三塔串联洗涤:
三塔串联洗涤示意图如图4，三塔串联的主要目的在于去掉洗涤水中继罐，实现洗涤过程的无缝串联，同时实现最小水量洗，主要操作步骤如下:
步骤1:在洗涤塔①中进行填水装料(正式运行时有放料环节)，并进水进行洗涤，将前半程的洗涤水直接排放丢弃，后半程的洗涤水进入洗涤塔②，作为洗涤塔②的前半程洗涤水。当洗涤塔①进行前半程洗涤时，洗涤塔②同时进行填水装料(正式运行时有放料环节)。
[0028]步骤2:洗涤塔②前半程洗涤水直接排放丢弃，后半程洗涤水采用新鲜水洗涤，洗涤后水同时进入洗涤塔③，作为洗涤塔③的前半程洗涤水。当洗涤塔②进行前半程洗涤时，洗涤塔③同时进行填水装料(正式运行时有放料环节)。当洗涤塔②进行后半程的洗涤，洗涤塔③进入前半程的洗涤时，洗涤塔①进行放料并固液分离和填水装料。
[0029]步骤3:洗涤塔③后半程洗涤水采用新鲜水，洗涤后水同时进入洗涤塔①。同时，洗涤塔②进行放料并固液分离和填水装料。
[0030]步骤4:循环步骤1、2、3。
[0031]实施例1
聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品的制备:
将聚合度为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。降温至25°(:，加入7.5 kg质量分数为70%的硫酸，34 kg质量分数为7.7%的十二烷基硫酸钠溶液。在25 0C下，30min内慢慢滴加169 kg正丁醛，保温反应2小时后，用3小时程序升温至55°C，保温反应Ih后加入14 kg质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至7?8，55°C保温2小时，过滤得到聚乙稀醇缩丁醛树脂粗品463kg，粗品含固量为80%，滤液含盐量2978 ppm。
[0032]聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤:
在洗涤塔内填入950 kg水，投入463 kg聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品，其中洗涤塔内径为600mm。开启进水阀使水以空塔线速度0.33cm/s推进，换算成流量为0.93 L/s，水温为25°C，洗涤约I小时后总共消耗3150 kg水，并且洗涤水中盐含量4 ppm，停止洗涤。用离心机进行固液分离，分离得到的固体进行干燥处理，得到建筑玻璃中间膜用聚乙烯醇缩丁醛树脂，分离得到的水作为洗涤塔预填充水。
[0033]实施例2
聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品的制备:
其他条件如实施例1，最终粗品含固量65%。
[0034]聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤:
在洗涤塔内填入800 kg水，投入570 kg聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品，其中洗涤塔内径为600mm。开启进水阀使水以空塔线速度0.25cm/s推进，换算成流量为0.71 L/s，水温为35°C，洗涤约1.6小时后总共消耗4000 kg水，并且洗涤水中盐含量3 ppm，停止洗涤。用离心机进行固液分离，分离得到的固体进行干燥处理，得到建筑玻璃中间膜用聚乙烯醇缩丁醛树脂，分离得到的水作为洗涤塔预填充水。
[0035]实施例3
聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品的制备:
条件如实施例1。
[0036]聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤:
在洗涤塔内填入950 kg水，投入463 kg聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品，其中洗涤塔内径为600mm。开启进水阀使水以空塔线速度0.50cm/s推进，换算成流量为1.41 L/s，水温为45°C，洗涤约0.6小时后总共消耗3150 kg水，并且洗涤水中盐含量3 ppm，停止洗涤。用离心机进行固液分离，分离得到的固体进行干燥处理，得到建筑玻璃中间膜用聚乙烯醇缩丁醛树脂，分离得到的水作为洗涤塔预填充水。
[0037]实施例4
在洗涤塔内填入950 kg水，投入463 kg聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品，其中洗涤塔内径为600mm。开启进水阀使水以空塔线速度0.33cm/s推进，换算成流量为0.93 L/s，水温为25°C，洗涤约I小时后总共消耗3150 kg水，并且洗涤水中盐含量4 ppm，停止洗涤。用离心机进行固液分离，分离得到的固体进行干燥处理，得到建筑玻璃用中间膜，分离得到的水作为洗涤塔预填充水。以实施例1的洗涤参数为基础，采用洗涤水回用工艺，洗涤水总消耗量4700 kg(包括前半程回用水和后半程新鲜水，不包括塔内预填充水)，洗涤时间约1.4小时，消耗新鲜水为2350 kg。最终洗涤水盐含量3ppm。产品干燥处理后，得到建筑玻璃中间膜用聚乙烯醇缩丁醛树脂。
[0038]上述实施例，具有可以采用前述的三种洗涤方式进行洗涤。
[0039]上述【具体实施方式】用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，其特征在于:将制备并中和得到的聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品，投入洗涤塔中，在塔底通入水，调节水的流速与分布，使聚乙烯醇缩丁醛树脂颗粒悬浮于塔中，在洗涤塔上部将水抽走，直至洗涤水中盐含量小于5 ppm，固液分离得到聚乙烯醇缩丁醛树脂滤饼，每洗涤Ikg聚乙烯醇缩丁醛树脂耗水量为6.3?10.8kg。2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，其特征在于:所述的聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品粒径分布在30?500目，集中于80?100目。3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，其特征在于:所述的聚乙烯醇缩丁醛树脂粗品为湿滤饼或干粉，其中湿滤饼含固量在65?80%。4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，其特征在于:所述的水为去离子水、蒸馏水或高纯水其中一种，水的温度在25?45°C之间。5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，其特征在于:所述的水的线速度应该为0.25?0.50cm/s。6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，其特征在于:所述的将水带离洗涤塔的方法为在出水口抽真空。7.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，其特征在于:所述的洗涤水出口处设有丝网，丝网后设有高压水枪。8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛树脂的洗涤方法，其特征在于:所述的洗涤塔可以采取单塔模式，双塔串联模式，三塔串联模式，或以以上三种模式组合而成的多塔模式。
【文档编号】C08L29/14GK106008998SQ201610374911
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】吕耀宏, 吕星鑫, 余芳芳
【申请人】浙江理工大学