一種降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法
2023-04-24 15:09:26 2
一種降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法
【專利摘要】本發明是一種降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法。本發明的含乙烯及乙烯醇結構單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劑組成的溶液，所述的方法為，在含乙烯及乙烯醇結構單元的共聚物醇溶液中加入水或者水蒸氣，充分混合後，形成共聚物/溶劑/水的溶液。本發明的降低體系粘度的方法應用於乙烯及乙烯醇單元共聚物醇溶液達到了以下突出效果：1）可明顯降低共聚物醇溶液粘度，降低幅度可高達70%以上，降低運輸過程的能耗；2）在保持相近的溶液粘度的情況下，通過加入適量水的體系來達到進一步提高共聚物濃度，從而進一步提高生產效率，並降低溶劑消耗，降低成本。
【專利說明】一種降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，具體來說，涉及一種通過在含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液中加入一定量環境友好介質，達到降低溶液粘度的方法。
【背景技術】
[0002]含乙烯及乙烯醇結構單元的共聚物，如乙烯-乙烯醇共聚物(簡稱EV0H)或乙烯-乙烯醇-醋酸乙烯酯共聚物等，是一種集乙烯聚合物優異加工性能和乙烯醇聚合物優異氣體阻隔性於一體的高分子材料。這種高分子材料具有優異的氣體阻隔性、機械強度、伸縮性、耐磨性、抗靜電性能、耐溶劑性、可加工性及透明性。因此，這種高分子材料在包裝材料、紡織材料、醫用材料等領域應用廣泛，參見《塑料工業》2011，39期，1-4頁。在食品業中，這種高分子材料可用於製作無菌包裝、熱罐和蒸煮袋等。如在用於包裝奶製品、肉類、果汁罐頭和調味品中，EVOH塑料容器完全可以替代玻璃和金屬容器。在非食品方面，EVOH看用於包裝溶劑、化學藥品、空調結構件、汽油桶內襯、電子元件等。因此，對乙烯及乙烯醇結構單元共聚物的產品純度及品質都提出了很高的要求，避免出現外觀不良的現象，如魚眼、著色等。 [0003]含乙烯及乙烯醇結構單元的共聚物通常是由乙烯與醋酸乙烯酯共聚物進一步在醇介質中進行皂化或醇解反應來製得，當皂化度相對較低時，生成乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物，當皂化度較高時，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後，需要輸送到其它裝置進行後處理及固體成型，參見 CN1333300A、CN1341671A、JP11140136A 及 CN1798642A。
[0004]在這些共聚物醇溶液輸送或後處理過程中，為了提高生產效率，通常儘可能地增加聚合物溶液中的聚合物含量，並儘量減少其中溶劑的用量。但是，這樣做的結果，會導致聚合物溶液粘度大幅度增加，因而明顯增加在傳送運輸過程中的能耗以及降低後處理效果。為了解決這一對矛盾，只有在提高聚合物濃度的同時，又兼顧達到降低溶液粘度的效果才行。
[0005]現有技術CN102212353A公開了一種在稠油中加入以十二烷基苯磺酸、尿素等原料復配成的降粘劑，用來降低稠油的粘度。但是這種加入降粘劑的方法不適用於含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液，因為這樣會使降粘劑殘留在產品中，影響產品質量。
【發明內容】
[0006]本發明的一個目的是在提高生產效率及不影響產品性能的前提下降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液的粘度，降低運輸過程的能耗；本發明的另一個目的是在適當降低共聚物醇溶液的粘度的條件下，進一步提高共聚物濃度，進一步提高生產效率，並降低溶劑消耗，降低成本。[0007]本發明的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法是這樣實現的:
[0008]本發明所述的含乙烯及乙烯醇結構單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別和脂肪族醇化合物溶劑組成的溶液，所述降低粘度的方法為，在含乙烯及乙烯醇結構單元的共聚物醇溶液中加入水或者水蒸氣，充分混合後，形成共聚物/溶劑/水的溶液。
[0009]在具體實施中，
[0010]所述的含乙烯及乙烯醇單元共聚物醇溶液中聚合物的質量濃度為4~60%，優選6~55%，更優選7~50% ；
[0011]所述的共聚物醇溶液中的醇可以選自甲醇、乙醇、丙醇中的至少一種，優選甲醇；
[0012]所述的共聚物與加入水或者水蒸氣的質量比為1:(0.05~5)，優選1:(0.1~
4.5)，更優選1:(0.3~4)，加入水的量與聚合物濃度有關，聚合物濃度低時加水量大。 [0013]所述的水或者水蒸氣的溫度可以在2~160°C範圍內，優選5~150°C，更優選8~150°C。通常，工業上低壓水蒸氣的溫度為140~150°C。
[0014]所述的溶液的混合採用下列兩種方式之一:
[0015]其一，水或者水蒸氣採用與含乙烯及乙烯醇單元共聚物/醇溶液在容器中混合；
[0016]其二，水或者水蒸氣採用在共聚物醇溶液流動過程中通過靜態混合器或動態混合器進行混合。
[0017]本發明中所述的含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物包含乙烯-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，它們不溶於水。這些含乙烯及乙烯醇單元共聚物的溶液，還包括乙烯與醋酸乙烯酯共聚物在鹼催化下醇介質中進行皂化或醇解反應後的原溶液，其中含有鹼催化劑殘留及副產物如醋酸甲酯、乙醛等。
[0018]通過本發明方法，在50°C以上的含乙烯及乙烯醇結構單元的共聚物/醇溶液中加入一定量一定溫度的水，形成溶液，以降低溶液粘度。
[0019]本發明可明顯降低共聚物醇溶液粘度可達70%以上，或者在保持相近的溶液粘度的情況下，通過形成共聚物/溶劑/水溶液可將共聚物濃度提高了 5~50%。
[0020]水可以採用與含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物/醇溶液在容器中混合，也可以在共聚物醇溶液流動過程中通過靜態混合器或動態混合器進行混合。水還可以以蒸汽的形式通入體系中。水的加入速率與溫度有關，加入量與聚合物濃度有關。
[0021]本發明提出的降低體系粘度的方法應用於乙烯及乙烯醇單元共聚物醇溶液達到以下突出效果:
[0022]I)可明顯降低共聚物醇溶液粘度，降低幅度可高達70%以上，降低運輸過程的能耗；
[0023]2)在保持相近的溶液粘度的情況下，通過加入適量水的體系來達到進一步提高共聚物濃度，例如，濃度為40%的共聚物醇溶液加入適量的水粘度降低到與濃度為25%的共聚物溶液粘度相當，從而進一步提高生產效率，並降低溶劑消耗，降低成本。
【具體實施方式】
[0024]通過以下具體的代表性實施例，可以更好的理解本發明。[0025]實施例1
[0026]在氫氧化鈉催化下甲醇中進行皂化或醇解反應後得到乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量37mol%)原溶液，共聚物濃度為40%。該溶液在42°C時體系粘度為5400mPa.s ;在溫度為52°C的上述溶液中，加入80°C的水，共聚物質量與水的用量比例為1:0.4，體系粘度在42°C時為2200mPa.s,降低幅度為59%。與不加水的共聚物濃度為25%的共聚物/甲醇溶液粘度相當，共聚物濃度提高了 38%。
[0027]實施例2
[0028]濃度為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 °C時體系粘度為5700mPa.s ;在溫度為65°C的上述溶液中，加入10°C的水使共聚物與水的質量比為1:1.7，體系粘度在41°C時為1800mPa.s，粘度降低了 68%。
[0029]實施例3
[0030]濃度為30%的含乙烯及乙烯醇單元共聚物(乙烯含量38mol%)的甲醇/丙醇溶液(甲醇/丙醇=15:1)在45°C時體系粘度為3900mPa.s ;在溫度為60°C的上述溶液中，加入15°C的水使共聚物與水的質量比為1:2，體系粘度在45°C時為1800mPa *s，粘度降低了 54%。
[0031]實施例4
[0032]濃度為42%，皂化度為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°C時體系粘度為6400mPa-s ；在溫度為55°C的上述溶液中，通入140°C水蒸氣使共聚物與水的質量比為1:1.4，體系粘度在47°C時為1900mPa.s，粘度 降低了 70%。
[0033]實施例5
[0034]在氫氧化鈉催化下甲醇中進行皂化或醇解反應後得到乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量37mol%)原溶液，共聚物濃度為45%。該溶液在44°C時體系粘度為6200mPa.s ;在溫度為55°C的上述溶液中，加入70°C的水，當共聚物與水質量比為1:1.3，44°C時體系粘度在為1800mPa.s，粘度相比降低了 71%。
[0035]實施例6
[0036]在氫氧化鈉催化下甲醇中進行皂化或醇解反應後得到乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量37mol%)原溶液，共聚物濃度為38%。該溶液在40°C時體系粘度為5100mPa.s ；80°C下的上述溶液與70°C的水通過靜態混合器混合，共聚物質量與水的用量比例為1:0.5，體系粘度在40°C時為1900mPa.s，粘度降低幅度為63%。
【權利要求】
1.一種降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，所述的含乙烯及乙烯醇結構單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別和脂肪族醇化合物溶劑組成的溶液，其特徵在於: 所述降低粘度的方法為，將含乙烯及乙烯醇結構單元的共聚物醇溶液與水或者水蒸氣充分混合，形成共聚物/溶劑/水溶液。
2.如權利要求1的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的含乙烯及乙烯醇單元共聚物醇溶液中共聚物的質量濃度為4~60% ； 所述的脂肪族醇化合物中的醇選自甲醇、乙醇、丙醇中的至少一種； 所述的共聚物與加入水或者水蒸氣的質量比為1: (0.05~5); 所述的水或者水蒸氣的溫度為2~160°C。
3.如權利要求2的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的含乙烯及乙烯醇單元共聚物醇溶液中共聚物的質量濃度為6~55%。
4.如權利要求2的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的含乙烯及乙烯醇單元共聚物醇溶液中共聚物的質量濃度為7~50%。
5.如權利要求2的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的共聚物與加入水或者水蒸氣的質量比為1: (0.1~4.5)。
6.如權利要求2的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的共聚物與加入水或者水蒸氣的質量比為1: (0.3~4)。
7.如權利要求2的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的水或者水蒸氣的溫度為5~150°C。
8.如權利要求2的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的水或者水蒸氣的溫度為8~150°C。
9.如權利要求8的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的脂肪族醇化合物中的醇選自甲醇； 所述的含乙烯及乙烯醇單元共聚物醇溶液中共聚物的質量濃度為7~50% ； 所述的共聚物與加入水或者水蒸氣的質量比為1: (0.3~4)。
10.如權利要求1~9之一的降低含乙烯及乙烯醇結構單元共聚物醇溶液粘度的方法，其特徵在於: 所述的溶液的混合採用下列兩種方式之一: 其一，水或者水蒸氣採用與含乙烯及乙烯醇單元共聚物/醇溶液在容器中混合； 其二，水或者水蒸氣採用在共聚物醇溶液流動過程中通過靜態混合器或動態混合器進行混合。
【文檔編號】C08J3/07GK103980504SQ201310050872
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年2月8日 優先權日:2013年2月8日
【發明者】華煒, 吳一弦, 張樹, 薛曉賢, 孫國臣, 於曉東, 趙新亮, 錢鑫 申請人:中國石油化工股份有限公司, 北京化工大學