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一种降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法.pdf

  • 上传人:奻奴
  • 文档编号:8844539
  • 上传时间:2021-01-07
  • 格式:PDF
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201310050872.4

    申请日:

    20130208

    公开号:

    CN103980504B

    公开日:

    20180515

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C08J3/07,C08L23/08

    主分类号:

    C08J3/07,C08L23/08

    申请人:

    中国石油化工股份有限公司,北京化工大学

    发明人:

    华炜,吴一弦,张树,薛晓贤,孙国臣,于晓东,赵新亮,钱鑫

    地址:

    100729 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

    优先权:

    CN201310050872A

    专利代理机构:

    北京思创毕升专利事务所

    代理人:

    韦庆文

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    内容摘要

    本发明是一种降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法。本发明的含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液是包含乙烯‑乙烯醇二元共聚物或乙烯‑乙烯醇‑醋酸乙烯酯三元共聚物和脂肪族醇化合物溶剂组成的溶液,所述的方法为,在含乙烯及乙烯醇结构单元的共聚物醇溶液中加入水或者水蒸气,充分混合后,形成共聚物/溶剂/水的溶液。本发明的降低体系粘度的方法应用于乙烯及乙烯醇单元共聚物醇溶液达到了以下突出效果:1)可明显降低共聚物醇溶液粘度,降低幅度可高达70%以上,降低运输过程的能耗;2)在保持相近的溶液粘度的情况下,通过加入适量水的体系来达到进一步提高共聚物浓度,从而进一步提高生产效率,并降低溶剂消耗,降低成本。

    权利要求书

    1.一种降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法,所述的含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液是包含乙烯-乙烯醇二元共聚物或乙烯-乙烯醇-醋酸乙烯酯三元共聚物分别和脂肪族醇化合物溶剂组成的溶液,其特征在于:所述降低粘度的方法为,将含乙烯及乙烯醇结构单元的共聚物醇溶液与水或者水蒸气充分混合,形成共聚物/溶剂/水溶液;所述的含乙烯及乙烯醇单元共聚物醇溶液中共聚物的质量浓度为4~60%;所述的脂肪族醇化合物中的醇选自甲醇、乙醇、丙醇中的至少一种;所述的共聚物与加入水或者水蒸气的质量比为1:(1.3~1.7);所述的水或者水蒸气的温度为2~160℃;所述的共聚物/溶剂/水溶液的混合采用下列方式:水或者水蒸气采用在共聚物醇溶液流动过程中通过静态混合器或动态混合器进行混合。 2.如权利要求1的降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法,其特征在于:所述的含乙烯及乙烯醇单元共聚物醇溶液中共聚物的质量浓度为6~55%。 3.如权利要求1的降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法,其特征在于:所述的含乙烯及乙烯醇单元共聚物醇溶液中共聚物的质量浓度为7~50%。 4.如权利要求1的降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法,其特征在于:所述的水或者水蒸气的温度为5~150℃。 5.如权利要求1的降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法,其特征在于:所述的水或者水蒸气的温度为8~150℃。 6.如权利要求5的降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法,其特征在于:所述的脂肪族醇化合物中的醇选自甲醇;所述的含乙烯及乙烯醇单元共聚物醇溶液中共聚物的质量浓度为7~50%。

    说明书

    技术领域

    本发明涉及一种降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法,具体来说,涉及一种通过在含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液中加入一定量环境友好介质,达到降低溶液粘度的方法。

    背景技术

    含乙烯及乙烯醇结构单元的共聚物,如乙烯-乙烯醇共聚物(简称EVOH)或乙烯-乙烯醇-醋酸乙烯酯共聚物等,是一种集乙烯聚合物优异加工性能和乙烯醇聚合物优异气体阻隔性于一体的高分子材料。这种高分子材料具有优异的气体阻隔性、机械强度、伸缩性、耐磨性、抗静电性能、耐溶剂性、可加工性及透明性。因此,这种高分子材料在包装材料、纺织材料、医用材料等领域应用广泛,参见《塑料工业》2011,39期,1-4页。在食品业中,这种高分子材料可用于制作无菌包装、热罐和蒸煮袋等。如在用于包装奶制品、肉类、果汁罐头和调味品中,EVOH塑料容器完全可以替代玻璃和金属容器。在非食品方面,EVOH看用于包装溶剂、化学药品、空调结构件、汽油桶内衬、电子元件等。因此,对乙烯及乙烯醇结构单元共聚物的产品纯度及品质都提出了很高的要求,避免出现外观不良的现象,如鱼眼、着色等。

    含乙烯及乙烯醇结构单元的共聚物通常是由乙烯与醋酸乙烯酯共聚物进一步在醇介质中进行皂化或醇解反应来制得,当皂化度相对较低时,生成乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物,当皂化度较高时,生成乙烯-乙烯醇共聚物。在得到乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物或乙烯-乙烯醇共聚物的醇溶液之后,需要输送到其它装置进行后处理及固体成型,参见CN1333300A、CN1341671A、JP11140136A及CN1798642A。

    在这些共聚物醇溶液输送或后处理过程中,为了提高生产效率,通常尽可能地增加聚合物溶液中的聚合物含量,并尽量减少其中溶剂的用量。但是,这样做的结果,会导致聚合物溶液粘度大幅度增加,因而明显增加在传送运输过程中的能耗以及降低后处理效果。为了解决这一对矛盾,只有在提高聚合物浓度的同时,又兼顾达到降低溶液粘度的效果才行。

    现有技术CN102212353A公开了一种在稠油中加入以十二烷基苯磺酸、尿素等原料复配成的降粘剂,用来降低稠油的粘度。但是这种加入降粘剂的方法不适用于含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液,因为这样会使降粘剂残留在产品中,影响产品质量。

    发明内容

    本发明的一个目的是在提高生产效率及不影响产品性能的前提下降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液的粘度,降低运输过程的能耗;本发明的另一个目的是在适当降低共聚物醇溶液的粘度的条件下,进一步提高共聚物浓度,进一步提高生产效率,并降低溶剂消耗,降低成本。

    本发明的降低含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液粘度的方法是这样实现的:

    本发明所述的含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物醇溶液是包含乙烯-乙烯醇二元共聚物或乙烯-乙烯醇-醋酸乙烯酯三元共聚物分别和脂肪族醇化合物溶剂组成的溶液,所述降低粘度的方法为,在含乙烯及乙烯醇结构单元的共聚物醇溶液中加入水或者水蒸气,充分混合后,形成共聚物/溶剂/水的溶液。

    在具体实施中,

    所述的含乙烯及乙烯醇单元共聚物醇溶液中聚合物的质量浓度为4~60%,优选6~55%,更优选7~50%;

    所述的共聚物醇溶液中的醇可以选自甲醇、乙醇、丙醇中的至少一种,优选甲醇;

    所述的共聚物与加入水或者水蒸气的质量比为1:(0.05~5),优选1:(0.1~4.5),更优选1:(0.3~4),加入水的量与聚合物浓度有关,聚合物浓度低时加水量大。

    所述的水或者水蒸气的温度可以在2~160℃范围内,优选5~150℃,更优选8~150℃。通常,工业上低压水蒸气的温度为140~150℃。

    所述的溶液的混合采用下列两种方式之一:

    其一,水或者水蒸气采用与含乙烯及乙烯醇单元共聚物/醇溶液在容器中混合;

    其二,水或者水蒸气采用在共聚物醇溶液流动过程中通过静态混合器或动态混合器进行混合。

    本发明中所述的含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物包含乙烯-乙烯醇二元共聚物以及乙烯-乙烯醇-醋酸乙烯酯三元共聚物,它们不溶于水。这些含乙烯及乙烯醇单元共聚物的溶液,还包括乙烯与醋酸乙烯酯共聚物在碱催化下醇介质中进行皂化或醇解反应后的原溶液,其中含有碱催化剂残留及副产物如醋酸甲酯、乙醛等。

    通过本发明方法,在50℃以上的含乙烯及乙烯醇结构单元的共聚物/醇溶液中加入一定量一定温度的水,形成溶液,以降低溶液粘度。

    本发明可明显降低共聚物醇溶液粘度可达70%以上,或者在保持相近的溶液粘度的情况下,通过形成共聚物/溶剂/水溶液可将共聚物浓度提高了5~50%。

    水可以采用与含乙烯及乙烯醇结构单元共聚物/醇溶液在容器中混合,也可以在共聚物醇溶液流动过程中通过静态混合器或动态混合器进行混合。水还可以以蒸汽的形式通入体系中。水的加入速率与温度有关,加入量与聚合物浓度有关。

    本发明提出的降低体系粘度的方法应用于乙烯及乙烯醇单元共聚物醇溶液达到以下突出效果:

    1)可明显降低共聚物醇溶液粘度,降低幅度可高达70%以上,降低运输过程的能耗;

    2)在保持相近的溶液粘度的情况下,通过加入适量水的体系来达到进一步提高共聚物浓度,例如,浓度为40%的共聚物醇溶液加入适量的水粘度降低到与浓度为25%的共聚物溶液粘度相当,从而进一步提高生产效率,并降低溶剂消耗,降低成本。

    具体实施方式

    通过以下具体的代表性实施例,可以更好的理解本发明。

    实施例1

    在氢氧化钠催化下甲醇中进行皂化或醇解反应后得到乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量37mol%)原溶液,共聚物浓度为40%。该溶液在42℃时体系粘度为5400mPa·s;在温度为52℃的上述溶液中,加入80℃的水,共聚物质量与水的用量比例为1:0.4,体系粘度在42℃时为2200mPa·s,降低幅度为59%。与不加水的共聚物浓度为25%的共聚物/甲醇溶液粘度相当,共聚物浓度提高了38%。

    实施例2

    浓度为35%的乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量38mol%)的甲醇/乙醇溶液(甲醇/乙醇=16:1)在41℃时体系粘度为5700mPa·s;在温度为65℃的上述溶液中,加入10℃的水使共聚物与水的质量比为1:1.7,体系粘度在41℃时为1800mPa·s,粘度降低了68%。

    实施例3

    浓度为30%的含乙烯及乙烯醇单元共聚物(乙烯含量38mol%)的甲醇/丙醇溶液(甲醇/丙醇=15:1)在45℃时体系粘度为3900mPa·s;在温度为60℃的上述溶液中,加入15℃的水使共聚物与水的质量比为1:2,体系粘度在45℃时为1800mPa·s,粘度降低了54%。

    实施例4

    浓度为42%,皂化度为80%的乙烯-乙烯醇-醋酸乙烯酯共聚物(乙烯含量37mol%,乙烯醇含量50mol%,醋酸乙烯酯含量13mol%)的甲醇溶液在47℃时体系粘度为6400mPa·s;在温度为55℃的上述溶液中,通入140℃水蒸气使共聚物与水的质量比为1:1.4,体系粘度在47℃时为1900mPa·s,粘度降低了70%。

    实施例5

    在氢氧化钠催化下甲醇中进行皂化或醇解反应后得到乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量37mol%)原溶液,共聚物浓度为45%。该溶液在44℃时体系粘度为6200mPa·s;在温度为55℃的上述溶液中,加入70℃的水,当共聚物与水质量比为1:1.3,44℃时体系粘度在为1800mPa·s,粘度相比降低了71%。

    实施例6

    在氢氧化钠催化下甲醇中进行皂化或醇解反应后得到乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量37mol%)原溶液,共聚物浓度为38%。该溶液在40℃时体系粘度为5100mPa·s;80℃下的上述溶液与70℃的水通过静态混合器混合,共聚物质量与水的用量比例为1:0.5,体系粘度在40℃时为1900mPa·s,粘度降低幅度为63%。

    关 键  词:
    一种 降低 乙烯 结构 单元 共聚物 溶液 粘度 方法
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