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                公司新聞


                乳膠粉和纖維素醚的生產原料及工藝
                乳膠粉 可再分散乳膠粉 纖維素醚 羥丙基甲基纖維素  2020-08-14 山東戈麥斯化工有限公司

                可再分散乳膠粉的生產原料及工藝

                可再分散乳膠粉是由聚合乳液通過加入其它物質改性,經噴霧干燥而成,以水作為分散介質可再行程乳液,具有可再分散性的聚合物粉末。

                可再分散乳膠粉的組成:

                通常為白色粉狀,但也有少數有其他顏色,它的主要成分包括:

                聚合物樹脂:位于膠粉顆粒的核心部分,也是可再分散乳膠粉發揮作用的主要成分。

                添加劑(內):與樹脂一起起到改性樹脂的作用。

                添加劑(外):為進一步擴展可再分散乳膠粉的性能的又另添加材料。

                保護膠體:在可再分散乳膠粉顆粒的表面包裹的一層親水性材料,絕大數為聚乙烯醇。

                抗結塊劑:細礦物填料,主要用于防止膠粉在儲運過程中結塊以及便于干粉流動。

                可再分散聚合物膠粉是水溶性的, 當這些粉末與水攪拌或在砂漿中與水混合時, 會生成與原始乳液性能相似的穩定分散體系, 聚合物顆粒自行分散并不會同水泥粘聚, 一個粒經在50~300μm 的可再分散聚合物膠粉顆粒中主要包含了許多分散粒子( 每個粒子的直徑大約1μm) 。

                ?生產原料及工藝

                1、將以下物質按所附重量百分比配料:

                聚合物乳液?72-85% ;

                保護膠體?4-9% ;

                隔離劑?11-15% ;

                功能性添加劑?0-5% ;

                2、采用以下工藝生產:

                a、配制保護膠體:在反應釜中將配料量的保護膠體粉末與水混合加熱調制成膠水,并加入消泡劑,加熱保溫,形成透明的粘稠狀保護膠體,使粘度達到2500Mpas,固含量達到19.5?20.5%。

                b、配制分散液:將配制好的保護膠體置于調配釜中,然后加入配料量的聚合物乳液,混合均勻,再添加消泡劑并加水調整粘度到70-200Mpas,固含量達到39% -42%,升溫到50-55°C,待用;

                C、噴霧干燥:開啟噴霧干燥塔,升溫到噴霧干燥塔頂部的進料口溫度為140-150°C時,用螺桿泵將配制好的分散液輸送到噴霧干燥塔頂部的進料口中,通過進料口中的高速離心霧化盤將分散液霧化成液滴直徑為10?100微米的微液滴,同時用高溫氣流快速加熱微液滴,同時在高溫氣流中補入隔離劑,在微液滴受熱產生粘性時將隔離劑及時粘附在微液滴上,隨后,微液滴中的水份被高溫氣流快速蒸干,形成氣固混合物;

                d、降溫分離:保持噴霧干燥塔出風口氣流的溫度為79°C -81°C,將氣固混合物迅速從噴霧干燥塔下部的出風口導出,降溫后導入到大型布袋收塵器中,將氣流中的粉體分離出來,出離出來的粉體通過分級過篩,即得到再分散乳膠粉成品。

                具體實施方式:

                在干凈的反應釜中按比例加入一定量的凈水,升溫到50°C左右,開啟攪拌機構,按加入反應釜中水量的25%加入保護膠體粉末,添加的過程要慢慢加入,防止粉末在水中團聚,不要加到反應釜的側壁上,添加完成后加入相當于總量1%的消泡劑,推薦選用有機硅為主的消泡劑。蓋好加料孔,升溫到95°C左右。保溫I小時,待反應釜中的液體形成透明的粘稠膠水狀,沒有白色顆粒,取樣,測試粘度和固含量,要求粘度達到2500Mpas左右,固含量達到 19.5 ?20.5%。

                將調制好的保護膠體加入到調配釜中,然后按比例加入聚合物乳液,將保護膠體與乳液混合均勻,適當添加消泡劑,一般相當于總量的0.1%左右,消泡劑宜用自乳化型有機硅類消泡劑,并加水調整粘度達到70-200Mpas,固含量達到39% -42%。升溫到50_55°C。取樣測試,待用。

                開啟開燥設備,本發明采用噴霧干燥塔,升溫到進口溫度145°C左右,用螺桿泵將調配好的分散液輸送到噴霧干燥塔頂部的進料口中,高速離心霧化盤會將分散液霧化成微液滴,液滴直徑約為10?100微米,分散液霧化成微液滴的同時用高溫氣流快速加熱微液滴,同時補入隔離劑,在分散液微液滴受熱產生粘性時會將含在熱氣流中的隔離劑及時粘附住,微液滴中的水份會被高溫氣流快速蒸干,然后將氣固混合物迅速從干燥塔中導出,保持干燥設備下出風口氣流溫度為79°C -81°C。氣固混合物從干燥設備中導出后,加入經除濕處理的5°C干風降溫,含有粉體的氣流導入到大型布袋收塵器中,通過旋風分離和過濾分離兩種方式一起作用,將氣流中的粉體分離出來,出離出來的粉體通過分級過篩,以獲得可再分散乳膠粉成品。

                將固體份為42%的分散液1000公斤以一定的壓力輸送到干燥塔中,同時按上述方法添加隔離劑51公 斤,通過噴霧干燥、固氣分離后,得到細度合適的粉末產品461公斤。

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                羥丙基甲基纖維素的生產原料及工藝

                產品概況

                纖維素醚是一類重要的水溶性高分子化合物,是以纖維素(α- 纖維素,包括棉短絨或木槳粕) 經過堿化、醚化反應而生成的一系列產品的總稱。纖維素醚分為離子型和非離子型兩類產品,羥丙基甲基纖維素HPMC屬水溶性非離子型纖維素醚,是甲基纖維素(MC) 中部分甲氧基被羥丙氧基置換時得到的產物。

                羥丙基甲基纖維素HPMC為白色粉末,在人體內完全無變化而排出體外。該品易溶于水,但不溶于熱水。水溶液為透明粘稠物。羥丙基甲基纖維素具有優良的增稠、乳化、成膜、分散、保護膠體、保持水分、粘合、耐酸堿,抗酶等性能,廣泛用于建筑、涂料、醫藥、食品、紡織、油田、化妝品、洗滌劑、陶瓷、油墨及化學聚合反應過程中。

                1?生產工藝

                ? ??HPMC制造主要由棉絨堿處理、羥丙基化、甲基化等三個反應來完成的。在近幾年出現的各種技術方只僅僅集中在完善與改進各個單元操作方面。一般都用棉絨為原料,用50%的氫氧化鈉水溶液進行堿性處理,得到纖維素鈉鹽,在進行羥丙基化和甲基化操作。常用的羥丙基化試劑是氧化丙烯,而在70年代也有用丙醇作羥丙基化試劑的報道。甲基化試劑一般都采用氯甲烷,在早期也有用溴甲烷、硫酸二甲酯的報道。

                評價:HPMC性能的指標是甲基取代度,醚化效率,聚合度,粘度等。各種新工藝方法的出現,均是圍繞著改進某些工藝路線,提高某些指標水平而進行的。

                纖維素醚類生產工藝有其共性,即精制棉或木漿經液體燒堿浸漬,壓榨除去多余的堿液,得到堿纖維素,再加入溶劑,醚化劑,在一定溫度、壓力下進行醚化反應,反應終點以所需醚化度為準,然后經中和洗滌、干燥,粉碎等得成品。

                HPMC的生產采用氯甲烷和環氧丙烷作為醚化劑, 其化學反應方程是:

                Rcell – OH+ NaOH+ CH3Cl + CH2OCHCH3

                →Rcell – O – CH2OHCHCH3 + NaCl + H2O

                醚化工藝大體上可分為兩大類,一類是一步醚化法,即使羥丙基化反應和甲基化反應同時進行,這是早期采用的方法,仍然是現在制備HPMC的重要方法。另一類是分步醚化法,即將羥丙基化操作和甲基化操作分開進行,這樣得到的產品某些指標較好。

                1.1一步醚化法

                ???實例1:粉末狀棉絨與50%氫氧化鈉水溶液在60℃時混合,在反應器壓力為2.26×104MPa情況下,連續通入環氧丙烯。在通過組成為52%甲醚,43%氯甲烷與5%環氧丙烷混合氣體。再次加入50%氫氧化鈉溶液,并混合之。繼續通入氯丙烷,在80℃反映1h。反應產物羥丙基甲基纖維素的甲基取代度為20.2%,羥丙基取代度為25.4%,不溶物<0.05%。在反應中,氯甲烷的轉化率為53.8%,環丙甲烷的轉化率為42.6%。

                實例2:將粉末狀纖維素,50%氫氧化鈉水溶液,氧化丙烯和氯甲烷依次加入反應器,在80℃保持30min,壓力維持在2.07MPa.反應產物HPMC,具有甲基取代度為27.5%,羥丙基取代度為6.5%,粘度為14,000Cp(2%水溶液)。

                實例3:將50%氫氧化鈉水溶液噴灑在棉絨上,并加熱到85℃,加入氧化丙烯、氯甲烷,繼續加熱,直到反應完全。結果可得含有甲基取代度為17.0%,羥丙基取代度為24.8%的羥丙基甲基纖維素。在反應中,甲基轉化率為37.8%,氧化丙烯轉化率為26.2%。

                1.2分步醚化法

                ? ??實例4:先使纖維素粉末與氧化丙烯在氮氣流中反映3h,反應溫度為30~60℃。然后再用氯甲烷處理5h,反應溫度為35~80℃。得到羥丙基取代度為23.5%的羥丙基甲基纖維素

                實例5:先使堿性纖維素粉末與氧化丙烯在鹵代烴存在時發生反應,然后再在氫氧化鈉存在下,與氯甲烷反應得到羥丙基甲基纖維素。該反應中,氧化丙烯與氯甲烷的轉化率分別是42.6%與41.0%。

                生產HPMC 的關鍵設備是反應器、干燥器、造粒機、粉碎機等。生產HPMC 的主要原材料是精制棉、氫氧化鈉、氯甲烷、環氧丙烷等。消耗定額見下表。

                 

                表3? 原材料消耗定額一覽表

                名稱 規格 單耗(噸產品)
                精制棉 含水≤6 % 0. 93t
                氫氧化鈉 ≥50 % 1. 15t
                氯甲烷 ≥99 % 0. 75t
                環氧丙烷 ≥99 % 0. 25t

                羥丙基纖維素、可再分散乳膠粉、羥乙基纖維素、羥丙基淀粉醚

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