一種復(fù)合催化體系及使用該復(fù)合催化體系的pvb樹脂生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種復(fù)合催化體系及使用該復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，屬于高分子化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。其由乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑復(fù)配組合而成，所述的乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑的質(zhì)量比為1～30:1～70，優(yōu)選為乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑的質(zhì)量比為1～8：1～30。本發(fā)明涉及的一種復(fù)合催化體系，可以在PVB樹脂生產(chǎn)過程中，促進丁醛分散，有效降低PVA與丁醛進行縮合反應(yīng)時的反應(yīng)物粘度，促進PVB析出沉淀，提高PVB反應(yīng)效率，提高反應(yīng)均勻性，減少物料結(jié)塊。采用本發(fā)明涉及的一種復(fù)合催化體系制備PVB樹脂，丁醛分散更好，縮合反應(yīng)時反應(yīng)物粘度更低，反應(yīng)更均勻，可有效減少物料結(jié)塊，同時產(chǎn)品質(zhì)量有所提高。
【專利說明】一種復(fù)合催化體系及使用該復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種復(fù)合催化體系及使用該復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]美國科學(xué)家發(fā)明了一種可以用于安全玻璃夾層的高分子材料—聚乙烯醇縮丁醛(PVB)0它具有其它材料無法替代的特性:將其夾在兩層玻璃中間，可以賦予夾層玻璃良好的抗沖擊性、抗穿透性，在受到外界沖擊時可以通過PVB膜片的彈性形變來吸收沖擊動能，而且破碎的玻璃可以繼續(xù)粘在PVB膜片上，減少了對人員的傷害，提高了安全性；同時保持了良好的透光性?，F(xiàn)在中高檔汽車基本上100%使用PVB夾層玻璃做前風(fēng)擋。PVB作為建筑安全玻璃的夾層材料在建筑市場也呈每年20%以上的速度遞增，相應(yīng)PVB膜片的加工原料聚乙烯醇縮丁醛樹脂(PVB樹脂)的需求也快速增長。
[0003]聚乙烯醇縮丁醛樹脂(PVB)是由聚乙烯醇(PVA)與丁醛在酸性條件下發(fā)生縮合反應(yīng)的產(chǎn)物。聚乙烯醇縮丁醛樹脂生產(chǎn)方法，現(xiàn)在使用最廣泛的是沉淀法，是將聚乙烯醇溶解在水中，在酸性條件下與丁醛進行羥醛縮合反應(yīng)，生成PVB沉淀，加堿中和，再經(jīng)水洗和干燥得到成品PVB樹脂，即溶解、縮合、中和、水洗干燥四個主要工序。由于丁醛在水中溶解度很小，加入水中的丁醛呈液滴狀，反應(yīng)體系呈現(xiàn)液液兩相，PVA與丁醛的縮合反應(yīng)在兩相界面上進行，反應(yīng)效率低，反應(yīng)不均勻，產(chǎn)品粒徑受丁醛分散程度影響很大，容易出現(xiàn)結(jié)塊料。反應(yīng)產(chǎn)生的PVB樹脂也不溶于水，會以沉淀形式析出，反應(yīng)體系呈固液兩相，PVB反應(yīng)過程是非均相反應(yīng)。且PVB沉淀析出前，反應(yīng)物粘度非常大，甚至出現(xiàn)包軸現(xiàn)象，此時加入的丁醛無法得到有效分散，將在局部發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)不均、物料結(jié)塊、在反應(yīng)器壁和攪拌器上大量團聚，影響PVB產(chǎn)品收率和產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性?，F(xiàn)在有的生產(chǎn)方法會加入乳化劑或表面活性劑等添加劑，促進丁醛分散，也有相關(guān)專利公開，例如歐洲專利0130872公開了使用十六烷基磺基琥珀酸鈉為乳化劑，中國專利CN1147524A公開了十六烷基磺基琥珀酸鈉與其他烷基磺基琥珀酸鈉或辛基苯基聚氧乙烯醚的混合物作為乳化體系。這些專利各有其特點，但都注重乳化劑的乳化效果，而沒有從實質(zhì)上促進PVB生產(chǎn)過程中的液液兩相或固液兩相相界面間的反應(yīng)，沒有降低PVB反應(yīng)過程中的物料粘度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計提供一種復(fù)合催化體系及使用該復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法的技術(shù)方案。該復(fù)合催化體系的使用，可以改善PVB非均相反應(yīng)狀況，可以提高PVB縮合反應(yīng)過程中的液液兩相或固液兩相相界面間的反應(yīng)效率，降低縮合反應(yīng)過程中的反應(yīng)物粘度、促進PVB沉淀析出，而乳化劑與相轉(zhuǎn)移催化劑的聯(lián)合使用可以獲得良好的 乳化效果，增加液液兩相或固液兩相相界面面積，同時通過想轉(zhuǎn)移催化劑提高兩相界面反應(yīng)效率，乳化劑與相轉(zhuǎn)移催化劑的聯(lián)合使用較單獨使用乳化劑，可以更好的提聞PVB反應(yīng)效率，提聞反應(yīng)均勻性，提聞廣品質(zhì)量，減少物料結(jié)塊，提聞廣品收率。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
所述的一種復(fù)合催化體系，其特征在于由乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑復(fù)配組合而成，所述的乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑的質(zhì)量比為I~30:1~70，優(yōu)選為乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑的質(zhì)量比為I~8:1~30。
[0006]所述的一種復(fù)合催化體系，其特征在于所述的乳化劑為烷基苯基磺酸鹽、烷基磺酸鹽甘膽酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、芐基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺或它們的組合物，優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、辛基苯酚聚氧乙烯醚、甘膽酸鈉、二芐基聯(lián)苯酚聚氧乙烯醚、羥基烷基磺酸鈉或它們的組合物。
[0007]所述的一種復(fù)合催化體系，其特征在于所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽、季膦鹽、季銨堿、聚乙二醇，聚乙二醇醚、環(huán)糊精、冠醚、杯芳烴或它們組合物，優(yōu)選為芐基三乙基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、環(huán)糊精、18-冠-6醚或它們的組合物。
[0008]所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于包括:1)PVA溶解并加入復(fù)合催化體系；2)與丁醛的縮合反應(yīng)；3)加堿中和；4)水洗干燥，得到粉末狀PVB樹脂成品O
[0009]所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟I) PVA溶解并加入復(fù)合催化體系具體為:將PVA溶解成質(zhì)量濃度5%~15%的水溶液，加入無機酸調(diào)節(jié)PH小于2，加入復(fù)合催化體系攪拌均勻，降溫至25°C以下備用，所述的PVA、無機酸、復(fù)合催化體系的質(zhì)量比為100:1~50:1~30 ;優(yōu)選為PVA、無機酸、復(fù)合催化體系的質(zhì)量比為100:1 ~35:1 ~15。
[0010]所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟2)與丁醛的縮合反應(yīng)具體為:將質(zhì)量為PVA質(zhì)量50%~70%的丁醛，在攪拌下，在20~90分鐘內(nèi)一次或多次緩慢加入至步驟I)得到的混合溶液中，再保持20~60分鐘，隨后在2~4小時內(nèi)升溫至50°C~80°C，在此溫度保持I~3小時。
[0011]所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟3)加堿中和具體為:加入堿液中和步驟2)得到的反應(yīng)物，調(diào)節(jié)pH值到5~6，保持30分鐘。
[0012]所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟4)水洗干燥具體為:將步驟3) 得到的中和后的反應(yīng)物用蒸餾水洗滌4~6次，再次加入堿液，調(diào)節(jié)pH值到8以上，保持30分鐘，再用蒸餾水洗滌3~5次，將反應(yīng)物離心脫水后干燥得到粉末狀PVB樹脂成品。
[0013]本發(fā)明涉及的一種復(fù)合催化體系，可以在PVB樹脂生產(chǎn)過程中，促進丁醛分散，有效降低PVA與丁醛進行縮合反應(yīng)時的反應(yīng)物粘度，促進PVB析出沉淀，提高PVB反應(yīng)效率，提高反應(yīng)均勻性，減少物料結(jié)塊。
[0014]實驗表明，采用本發(fā)明涉及的一種復(fù)合催化體系制備PVB樹脂，丁醛分散更好，縮合反應(yīng)時反應(yīng)物粘度更低，反應(yīng)更均勻，可有效減少物料結(jié)塊，同時產(chǎn)品質(zhì)量有所提高，結(jié)果如表1所示:
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合催化體系，其特征在于由乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑復(fù)配組合而成，所述的乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑的質(zhì)量比為I~30:1~70，優(yōu)選為乳化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑的質(zhì)量比為I ~8:1 ~30。
2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合催化體系，其特征在于所述的乳化劑為烷基苯基磺酸鹽、烷基磺酸鹽甘膽酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、芐基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺或它們的組合物，優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、辛基苯酚聚氧乙烯醚、甘膽酸鈉、二芐基聯(lián)苯酚聚氧乙烯醚、羥基烷基磺酸鈉或它們的組合物。
3.如權(quán)利要求1所述的一種 復(fù)合催化體系，其特征在于所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽、季膦鹽、季銨堿、聚乙二醇，聚乙二醇醚、環(huán)糊精、冠醚、杯芳烴或它們組合物，優(yōu)選為芐基三乙基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、環(huán)糊精、18-冠-6醚或它們的組合物。
4.使用權(quán)利要求1或2或3所述的復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于包括:1) PVA溶解并加入復(fù)合催化體系；2)與丁醛的縮合反應(yīng)；3)加堿中和；4)水洗干燥，得到粉末狀PVB樹脂成品。
5.如權(quán)利要求4所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟1)PVA溶解并加入復(fù)合催化體系具體為:將PVA溶解成質(zhì)量濃度5%~15%的水溶液，加入無機酸調(diào)節(jié)PH小于2，加入復(fù)合催化體系攪拌均勻，降溫至25°C以下備用，所述的PVA、無機酸、復(fù)合催化體系的質(zhì)量比為100:1~50:1~30 ;優(yōu)選為PVA、無機酸、復(fù)合催化體系的質(zhì)量比為100:1~35:1~15。
6.如權(quán)利要求4所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟2)與丁醛的縮合反應(yīng)具體為:將質(zhì)量為PVA質(zhì)量50%~70%的丁醒，在攪拌下，在20~90分鐘內(nèi)一次或多次緩慢加入至步驟I)得到的混合溶液中，再保持20~60分鐘，隨后在2~4小時內(nèi)升溫至50°C~80°C，在此溫度保持I~3小時。
7.如權(quán)利要求4所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟3)加堿中和具體為:加入堿液中和步驟2)得到的反應(yīng)物，調(diào)節(jié)pH值到5~6，保持30分鐘。
8.如權(quán)利要求4所述的使用復(fù)合催化體系的PVB樹脂生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟4)水洗干燥具體為:將步驟3)得到的中和后的反應(yīng)物用蒸餾水洗滌4~6次，再次加入堿液，調(diào)節(jié)PH值到8以上，保持30分鐘，再用蒸餾水洗滌3~5次，將反應(yīng)物離心脫水后干燥得到粉末狀PVB樹脂成品。
【文檔編號】C08F16/06GK103965382SQ201410141902
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】賀煒, 盛學(xué)強, 徐寅, 莫國軍 申請人:浙江杭州鑫富藥業(yè)股份有限公司