Método para obtener una solución acuosa de alcohol polivinílico y un método para producir resina de polivinilacetal
Descripción general
 El alcohol polivinílico se disuelve en agua en un corto tiempo para obtener una solución acuosa de poli (alcohol vinílico). Además, esta solución acuosa de alcohol polivinílico se usa para producir eficientemente una resina de polivinilacetal que tiene una calidad excelente. El polvo de alcohol polivinílico y el agua se colocan en un tanque de disolución 10 en el que circula agua caliente a 95ºC en una camisa 11 y se calienta a 60ºC mientras se agita para formar una solución de gel. A continuación, la solución de gel se desvió hacia el tubo de disolución 20 comprende un número de tubo alargado que tiene una función de intercambio de calor por vapor de agua, y se disuelve calentada calienta a 80 ° C. 95 ° C, mientras que la transferencia de los tubos respectivos. Las soluciones se unen entre sí y se devuelven al tanque de disolución 10, se hacen circular adicionalmente a la tubería de disolución 20 y se calientan a 95ºC para obtener una solución acuosa de alcohol de polivinilo. La solución acuosa de alcohol polivinílico y el butiraldehído se acetalizan mediante un método convencional en presencia de un catalizador de ácido clorhídrico para producir una resina de polivinilbutiral.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un método para obtener una solución acuosa de poli (alcohol vinílico) y a un método para producir una resina de polivinilacetal usando la solución acuosa de poli (alcohol vinílico) obtenida por este método.
Antecedentes
Las resinas de polivinilacetal, como el butiral de polivinilo, se utilizan para pinturas, adhesivos, aglutinantes, etc., así como para películas de capa intermedia para vidrios laminados. Este tipo de resina de acetal de polivinilo es generalmente un aldehído tal como una solución acuosa de alcohol de polivinilo y butiraldehído se produce haciendo reaccionar en presencia de un catalizador ácido (por ejemplo, véase el documento JP Sho 56 82806).
En este caso, se utiliza la solución acuosa de alcohol de polivinilo, típicamente un grado medio de polimerización de 1000 2600, un alcohol polivinílico grado de saponificación 95% en moles o más, una solución acuosa de una concentración de 5 15% en peso disuelto en agua.
Como un método de obtención de una solución acuosa de alcohol de polivinilo, y una cantidad adecuada de agua y alcohol polivinílico en polvo se mezclaron y se vierte en el tanque que tiene un agitador, a través de la chaqueta de medio térmico está unido al recipiente, 95 ° C de aproximadamente la mezcla desde la temperatura ambiente , Y calentar, agitar y disolver es ampliamente utilizado.
También hay un método en el que una solución mixta de agua y alcohol vinílico se calienta mientras se calienta desde temperatura ambiente hasta aproximadamente 95ºC mientras se hace circular en un tubo que tiene una función de intercambio de calor.
Tarea de solución
En un método convencional de este tipo para obtener una solución acuosa de alcohol vinílico, un método de agitación y disolución en el primer recipiente requiere un largo tiempo de calentamiento. Esto es porque, en la etapa donde la mezcla se calienta desde la temperatura ambiente a aproximadamente 60 ° C. (temperatura relativamente baja), la viscosidad aumenta se convierten en alcohol polivinílico y solución similar a un gel, por lo tanto, 95 ° C de aproximadamente a partir de entonces alrededor de 60 ° C. Esto se debe a que la transferencia de calor se vuelve extremadamente pobre en la etapa de calentamiento a una temperatura relativamente alta (temperatura relativamente alta).
En el método de disolución mediante la circulación de este último tubo, temperaturas relativamente bajas al ser calentado a (desde la temperatura ambiente a aproximadamente 60 ° C), pobre soluble sin disolver contenida en el alcohol de polivinilo en el espacio muerto tubo O similar, permaneciendo allí, si se usa durante un largo período de tiempo, la ruta de flujo está obstruida y no se realiza una operación estable. En particular, cuando se instala un mezclador estático en la tubería para realizar una mezcla suficiente, a menudo se produce la adhesión y la retención de sustancias no disueltas.
La presente invención está destinada a resolver los problemas anteriores, es un objeto usado en un corto tiempo se disolvió en método de alcohol de polivinilo de agua para obtener una solución acuosa de alcohol de polivinilo, y la solución acuosa de alcohol de polivinilo obtenida de esta manera Y proporcionar un método para producir eficientemente una resina de polivinilacetal que tenga una calidad excelente.
Solución
Para lograr el objeto anterior, en esta invención, el alcohol de polivinilo en el proceso de obtención de una mezcla con agua una solución acuosa de alcohol de polivinilo y calentando la mezcla, una temperatura relativamente baja (por ejemplo, aproximadamente de habitación en la solución mixta en un baño se agitó y se calentó a 60 ° C) la solución de gel formada, a continuación, la solución de gel relativamente mientras se transfiere el tubo a altas temperaturas (por ejemplo, se disolvió por calentamiento a aproximadamente 60 ° C de aproximadamente 95 ° C).
En la presente invención, se produce una resina de polivinilacetal haciendo reaccionar la solución acuosa de poli (alcohol vinílico) obtenida mediante el método anterior con aldehído en presencia de un catalizador ácido.
En lo sucesivo, el método de la presente invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos. La figura 1 es una vista explicativa que muestra un ejemplo del método de la presente invención. En la figura 1, 10 es un tanque de disolución, 20 es un tubo de disolución, y 30 es una bomba de circulación.
El tanque 10 de disolución está hecho de un revestimiento de vidrio, y un agitador 11 está unido en este tanque 10 de disolución. Una camisa 12 está unida al exterior del tanque 10 de disolución. Se hace circular un medio térmico en esta camisa 12 mediante una tubería 13 para un medio térmico.
El tanque 10 de disolución puede estar hecho de acero inoxidable. En lugar de la camisa 12, puede proporcionarse un tubo flexible en el tanque de disolución, y el medio de calentamiento puede circular a este.
tubo disolviendo 20 tiene una función de intercambio de calor, como se muestra en una vista en sección transversal de un corte parcialmente en la Fig. 2 (A), un manto cilíndrico 21, está dispuesto a intervalos en el manto 21 Una pluralidad de tubos de transferencia alargados 22, y un mezclador estático 23 previsto en el tubo de transferencia 22. El mezclador estático 23 está compuesto por un elemento del tipo de cinta trenzada como se muestra en una vista en perspectiva parcialmente recortada de la figura 2 (B).
Se hace circular un medio térmico por un tubo 25 para un medio térmico en un espacio 24 entre la carcasa 21 y la pluralidad de tubos de transferencia 22. Es preferible proporcionar un mezclador estático 23 en el tubo de transferencia 22, pero no es necesario agregar nada.
La entrada del tubo de disolución 20 y la parte inferior del tanque de disolución 10 están conectadas a través de tuberías 31, 32, 33 para la transferencia de líquido, y una bomba de circulación 30 está provista en su centro. La salida del tubo de fusión 20 y la parte superior del tanque de disolución 10 están conectadas a través de un tubo 34 para la transferencia de líquido.
Luego, la solución transferida desde el tanque de disolución 10 se desvía a un gran número de tubos de transferencia 22 en la entrada del tubo de disolución 20, y se fusiona en la salida del tubo de disolución 20. Debe observarse que el número de referencia 35 denota una tubería para agua de lavado y 36 es una tubería para descargar la solución.
En el aparato de disolución configurado como se describió anteriormente, una cantidad apropiada de agua y poli (alcohol vinílico) se cargan inicialmente en el tanque de disolución 10 y se mezclan y agitan. El alcohol de polivinilo, típicamente un grado medio de polimerización de 1000 2600, un grado de saponificación de 95% en moles o más, que se utiliza preferiblemente es el polvo de alcohol polivinílico de menos de 98% en moles, en general, una concentración de aproximadamente 5 15% en peso respecto a la mezcla de .
Se hace circular un medio de calentamiento tal como agua caliente a través del tubo 13 a la camisa 12. El medio de calor, mezcla en suspensión similar de agua y polvo de alcohol de polivinilo es relativamente bajo en el recipiente disuelto (por ejemplo, desde una temperatura ambiente a aproximadamente 60 ° C) es Atsushi Nobori a, es una solución similar al gel se forma por agitación .
A continuación, la solución de tipo gel en el tanque de disolución 10 se desvía al tubo de disolución 20 a través de los tubos 31, 32, 33 por la bomba de circulación 30 y se transporta. Un medio de calentamiento tal como vapor se hace circular desde la tubería 25 entre la cubierta exterior 21 del tubo de fusión 20 y la pluralidad de tubos de transferencia 22. El medio de calor, la solución de gel es una temperatura relativamente alta (por ejemplo, aproximadamente 60 ° C de aproximadamente 95 ° C) de calentamiento calentado mientras son transportados a través de la pluralidad de tubo de transferencia 22 del tubo de lisis 20, la solución de gel se disuelve .
Luego, la solución transferida en el tubo de transferencia 22 del tubo de disolución 20 se devuelve al tanque de disolución 10 y se calienta a una temperatura predeterminada después de la unión. Si esta solución la solución y no disuelto en el depósito de disolución gelificó 10 todavía contiene poco, para disolver completamente la solución fue varias veces circulado para disolver la tubería 20 desde el depósito de disolvente 10. Por lo tanto, se obtiene una solución acuosa de poli (alcohol vinílico).
Cuando se usa la solución acuosa de poli (alcohol vinílico) así obtenida, se descarga una cantidad predeterminada del tanque 10 de disolución a través de la tubería 31, 36 y se usa. . Si el tubo de fusión 20 se alarga y la capacidad de intercambio de calor del tubo de fusión se incrementa, la circulación repetida desde el tanque de disolución 10 al tubo de fusión 20 es innecesaria.
Además, es preferible que el tubo de transferencia 22 del tubo de disolución 20 sea muchos, pero puede ser uno. Además, la solución acuosa puede descargarse al exterior desde la tubería 34 del tubo de disolución 20.
La resina de polivinilacetal puede producirse utilizando la solución acuosa de poli (alcohol vinílico) obtenida a través de dicho proceso de la siguiente manera. Primero, prepare un reactor equipado con un agitador. En lugar de este reactor, el tanque de disolución 10 mencionado anteriormente se puede usar como reactor.
Ponga la solución acuosa de alcohol polivinílico al reactor, a la que, con agitación se añadió un catalizador ácido tal como ácido clorhídrico y se mantiene a una temperatura predeterminada, al tiempo que conserva a acetalización de reacción a una temperatura predeterminada agitación se añadió gota a gota a aldehído Precipitar un precipitado de polivinilacetal.
A continuación, la mezcla se madura a una temperatura predeterminada, se neutraliza, se lava con agua y se seca para preparar un polvo de resina de polivinilacetal. Las técnicas para producir tales resinas de polivinilacetal son ampliamente conocidas (véase, por ejemplo, la Solicitud de Patente Japonesa abierta a inspección pública No. Sho 56 82 806).
Temperatura relativamente baja de una mezcla de alcohol polivinílico y agua en un baño (por ejemplo, de temperatura ambiente a aproximadamente 60 ° C) y se agitó y se calentó a la mezcla de la viscosidad aumenta se disuelven de la suspensión a gel, transferencia de calor Y cae notablemente.
Sin embargo, en el caso de calentamiento y agitación en un recipiente, incluso si se mezclan sustancias no disueltas con baja solubilidad contenidas en alcohol polivinílico, no se pegarán al tanque o agitador y permanecerán allí, 60 ° C), la materia no disuelta también se disuelve en un estado de gel debido a la historia del calor.
Por lo tanto, mediante la transferencia de la solución de gel del baño en el tubo, una temperatura relativamente alta (por ejemplo, aproximadamente 60 ° C de aproximadamente 95 ° C) en el tubo cuando se calienta a, ya que la solución de tipo gel no contiene sin disolver, Fluye suavemente dentro de la tubería y no se adhiere al espacio muerto, etc. de la tubería y permanece allí.
Además, cuando se utiliza una tubería, el área de transferencia de calor se amplía y se reduce la disminución de la transferencia de calor. Cuando se generan condiciones tales como el flujo turbulento o están presentes mezcladores estáticos, la solución también tiene una acción de agitación y la solución de tipo gel se disuelve uniformemente.
polivinilo acuosa así obtenida solución de alcohol, el alcohol polivinílico se disuelven de manera uniforme, en particular, utilizando una solución acuosa de este tipo de alcohol de polivinilo, cuando la reacción de un alcohol de polivinilo y un aldehído, la reacción de acetalización se lleva a cabo de manera uniforme.
De aquí en adelante, ejemplos y ejemplos comparativos de la presente invención.
Ejemplo 1
(1) Descripción del aparato de disolución
En este ejemplo, se usó el aparato de disolución que se muestra en la figura 1. Se usó un tanque de disolución 10 con una capacidad de 500 litros y equipado con un agitador. Mantle 21 de tubo de lisis 20 con un diámetro interior de 300 mm, el número de tubo de transferencia 22 para un total de diecinueve, el tubo de transferencia de cada uno es el diámetro interior de 22 mm, longitud del tubo 1 m.
El mezclador estático 23 provisto en el tubo de transferencia 22 está compuesto por un elemento del tipo de cinta trenzada que tiene la forma mostrada en la figura 2 (B). Como bomba de circulación 30, se usó una bomba rotativa de tres lóbulos.
(2) disolución de alcohol polivinílico
(A) Operación de la primera mitad
El depósito de disolución 10 se cargó con 227 litros de agua 12 ° C, lo que, mientras se agitaba, grado de polimerización medio de 1.500, grado de saponificación 99% en moles de alcohol polivinílico en polvo 40 kg de se cargó un poco a la vez para que no suspensión masa .
Después de esto, mientras se agitaba través de la camisa 12 a 98ºC en agua caliente de la disolución de tanque 10, una mezcla en suspensión como se calentó a 60 ° C. A partir de 12 ° C, que se disolvió en una concentración de 15% en peso del gelificado.
(B) Operación en la segunda mitad
Luego, pasado previamente a través de un espacio de vapor 24 del tubo de lisis 20, abriendo la válvula de la tubería 31, mientras que la transferencia del tubo de disolución 20 la solución de gel del depósito de disolución 10 por la bomba de circulación 30 se disolvió por calentamiento de la solución gelatinosa . La temperatura y la cantidad de vapor se ajustaron de modo que la temperatura de la solución a la salida del tubo de fusión 20 fuera de 80ºC a 95ºC.
La solución se transfiere desde el tubo de fusión 20 de vuelta al depósito de disolución 10, distribuido más al tubo de disolución 20, cuando la temperatura de la solución en el depósito de disolvente 10 se convierte en 95 ° C, cerrar la válvula de la tubería 31. Entonces, el suministro de agua caliente 133 litros de 60 ° C. desde el tubo 35, el agua caliente se transfirió a la disolución de depósito 10 desde el tubo de fusión 20 por la bomba de circulación 30, la solución restante en y disuelto tubería 20 tubería se lavan, se Esto se recogió en el tanque de disolución 10. La concentración de la solución acuosa de poli (alcohol vinílico) en el tanque de disolución 10 así obtenido fue del 10% en peso.
(3) Resultados de la evaluación del método de disolución
En el método de disolución, en la primera mitad de la operación, un tiempo de solución mixta requerida para calentar 60 ° C es de 39 minutos de 12 ° C, y en la segunda mitad de la operación, el tiempo requerido para calentar la solución de 60 ° C a 95 ° C. La Fueron 26 minutos. Además, el alcohol polivinílico se disolvió uniformemente.
Además, después de la segunda mitad de la operación se ha completado, para descomponer el tubo de disolución 20, en el que el estado de adhesión de sustancias no disueltas o similar en el conducto de transferencia 22 y dentro del mezclador estático 23 se examinó por observación visual, la deposición de tales sustancias no disueltas son No fue reconocido en absoluto.
Ejemplo 2
En el Ejemplo 1, solo se eliminó el mezclador estático 23 del tubo de disolución 20. Aparte de eso, el procedimiento se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo 1. En este caso, la primera mitad de la operación, un tiempo de solución mixta requerida para calentar 60 ° C es de 39 minutos de 12 ° C, y en la segunda mitad de la operación, el tiempo requerido para calentar la solución de 60 ° C a 95 ° C en 142 minutos Había.
Además, el alcohol polivinílico se disolvió uniformemente. Además, la adhesión de sustancias no disueltas y similares a cada tubo de transferencia 22 no se observó en absoluto.
Ejemplo 3
Usando al 10% en peso de solución acuosa de 980 g de alcohol de polivinilo obtenido en el Ejemplo 1, que se colocó en un reactor equipado con un agitador, sostiene 57g de ácido clorhídrico concentrado se añadió con agitación 15 ℃ a la misma, a la que n Se añadieron 56 g de butiraldehído gota a gota durante 15 minutos para precipitar un precipitado de polivinilacetal.
Esto se calentó y envejeció a 60ºC durante 4 horas, luego se enfrió, se neutralizó con bicarbonato de sodio, se lavó con agua y se secó para preparar una resina de polivinilacetal en polvo blanca. El grado de acetalización de esta resina fue 64,5% en moles.
El 1 g de resina, se coló sobre el espejo disuelto en un disolvente mixto de 15 cc de etanol y butanol 10 cc, y se secó 3 horas a 60 ° C en un secador de vacío para preparar una película de resina acetal de polivinilo. Esta película era excelente en transparencia y era homogénea sin material similar a un gel o similar.
Ejemplo comparativo 1
En el Ejemplo 1, la disolución se llevó a cabo usando solo la camisa 12 del tanque de disolución 10 sin usar el tubo de disolución 20 y la bomba de circulación 30. El depósito de disolución 10 se cargó con 227 litros de agua 12 ° C, lo que, mientras se agitaba, grado de polimerización medio de 1.500, grado de saponificación 99% en moles de alcohol polivinílico en polvo 40 kg de se cargó un poco a la vez para que no suspensión masa .
A partir de entonces, la camisa 12 a 98ºC para el tanque de disolución 10 con agitación a través de agua caliente, y se calienta desde 12 ° C a 60 ° C. gelificó y se disolvió, posteriormente calienta desde 60 ° C a 95 ° C, concentración de 15% en peso De este modo, se obtiene una solución acuosa de poli (alcohol vinílico). .
En este caso, se tarda 39 minutos para calentar hasta 60 ° C desde 12 ° C, se llevó 170 minutos para calentar hasta 95 ° C a partir de la posterior 60 ° C, el tiempo de calentamiento de la segunda media más larga se compara con los Ejemplos 1 y 2 .
Ejemplo Comparativo 2
En el Ejemplo 1, simultáneamente con el inicio del calentamiento en el recipiente de fusión 10, y se transfiere al tubo de disolución 20 de la mezcla mediante una bomba de circulación 30, se disolvió por calentamiento mediante la circulación de desde 12 ° C a 95 ° C .. Aparte de eso, el procedimiento se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Breve este caso, el calentamiento desde 12 ° C a 60 ° C. tomó 10,5 minutos, posterior 60 toma 29 minutos para calentar hasta 95 ° C de ° C, el tiempo de calentamiento se compara con los Ejemplos 1 y 2 en su conjunto Se convirtió
Sin embargo, se observó la adhesión de sustancias no disueltas y similares en cada tubo de transferencia 22 y el mezclador estático 23.
Efecto de la invención
Como se ha descrito anteriormente, la presente invención es un alcohol de polivinilo en el proceso para obtener una mezcla con agua una solución acuosa de alcohol de polivinilo y calentando la mezcla, la solución de gel se agitó y se calentó a temperaturas relativamente bajas la mezcla en un baño formado y, a continuación está destinado a ser disuelto por calentamiento de la solución de gel a temperaturas relativamente altas durante la transferencia de la tubería, esto hace que sea posible para obtener una solución acuosa de alcohol de polivinilo en un corto tiempo se disolvió en agua de alcohol de polivinilo.
Además, cuando se hacen reaccionar la solución acuosa de alcohol de polivinilo y un aldehído obtenido mediante el método anterior en presencia de un catalizador ácido para producir una resina de polivinilo acetal, mejora la eficiencia de fabricación, sin embargo, la resina de polivinilo acetal resultante, la calidad homogénea Es excelente como resina de materia prima para pinturas, adhesivos, aglutinantes, etc., incluidas películas intercapas para vidrio laminado.
La solución acuosa de poli (alcohol vinílico) obtenida por el método de la presente invención puede usarse como un adhesivo en forma de una solución acuosa sin acetalizarla.
Breve descripción de los dibujos
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista explicativa que muestra un ejemplo del método de la presente invención.
2 (A) se corta parcialmente vista en sección transversal de los recipientes de disolución en la Fig. 1, (B) es una vista en perspectiva parcialmente recortada que muestra los elementos de un mezclador estático.
10 tanque de disolución
20 tubo de disolución
23 Mezclador estático
30 bomba de circulación
Reclamo
La reivindicación 1 alcohol de polivinilo en el proceso de obtención de una mezcla con agua una solución acuosa de alcohol de polivinilo y calentando la mezcla, y se agita y se calienta a temperaturas relativamente bajas la mezcla en un baño para formar una solución similar a un gel, y luego este Un método para obtener una solución acuosa de alcohol polivinílico, caracterizado porque se calienta a una temperatura relativamente alta para disolverlo mientras se transfiere la solución similar a un gel dentro del tubo.
Método para producir una resina de acetal de polivinilo que comprende hacer reaccionar la solución acuosa de alcohol de polivinilo y un aldehído obtenido en la reivindicación 2 según la reivindicación 1, en el que el método en presencia de un catalizador ácido.
Dibujo :
Application number :1994-001853
Inventors :積水化学工業株式会社
Original Assignee :大隣孝一、中嶋稔、平川忠司