一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除方法与流程

本发明涉及一种催化剂的脱除方法，尤其是涉及一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除方法。

背景技术：

合成二氧化碳-环氧丙烷共聚物（ppc）的主要原料之一为二氧化碳，是对全球升温影响最大的温室气体，因而控制二氧化碳的排放量也是全世界已达成的共识。二氧化碳-环氧丙烷共聚物（ppc）在合成过程中可以消耗总质量40%以上的二氧化碳，可以减少大量二氧化碳排放量。另一方面，二氧化碳-环氧丙烷共聚物（ppc）是一种全降解型聚合物，具有成本低、透明性和气体阻隔性好、加工性能优良等优点，可广泛应用于薄膜及包装材料领域，替代不可降解的塑料制品，对于解决“白色污染”具有革命性意义。

现有的二氧化碳-环氧丙烷共聚物是通过二氧化碳（co2）与环氧丙烷（po）置于合成反应釜中，在催化剂作用下直接进行反应合成，但是在合成的产品中催化剂未彻底脱除，重金属含量高，影响产品性能。目前，国内外还没有公开任何关于二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除方法的相关研究报道。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种产品中重金属含量低、产品纯度高的二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除方法，包括以下步骤：

（1）将环氧丙烷-二氧化碳共聚物和溶剂送入ppc溶解罐中，将ppc溶解罐中的温度控制为45-70℃，压力控制为0.2-0.5mpgg，溶解后得到环氧丙烷-二氧化碳共聚物混合液，其中所述的溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲苯和二甲苯中的至少一种；防止温度过低、压力太小后物料粘度太大，此范围的温度和压力保证物料具有可靠的流动性；

（2）将环氧丙烷-二氧化碳共聚物混合液送入静态混合器中与酸液混合均匀后，再送入高速混合罐中进一步共混形成乳液，其中所述的酸液为含有硫酸、盐酸和苯磺酸中至少一种的水溶液；

（3）将乳液送入油水分离器中分层，将得到的底部油相用去离子水洗涤至中性，干燥后即得到催化剂脱除且产品中残余重金属含量低于110ppm的环氧丙烷-二氧化碳共聚物产品。

步骤（1）中所述的ppc溶解罐的顶部设置有ppc聚合物进料口和溶剂进料口，所述的ppc聚合物进料口的底部连通有多孔板，所述的溶剂进料口的底部连通有喷嘴；所述的ppc溶解罐外周设置有热水夹套，所述的ppc溶解罐内轴向设置有搅拌器。聚合物粘度高，难以溶解，设置聚合物分散装置、喷嘴、搅拌器和热水夹套均有助于ppc聚合物溶解于溶剂中。

步骤（1）中所述的溶剂的进料质量为所述的环氧丙烷-二氧化碳共聚物进料质量的0.3-0.9倍。溶剂量太小的话，催化剂不能完全脱除，太多的话会造成后续脱挥工段的负荷太大。

步骤（2）中所述的酸液中酸成分质量浓度为0.5-5%，所述的酸液进料质量为所述的环氧丙烷-二氧化碳共聚物进料质量的34-60%。锌基催化剂与酸液反应后进入水相，以达到除去催化剂的目的，其中酸液应适当过量加料。

步骤（2）中所述的高速混合罐内设有混合搅拌器，所述的混合搅拌器转速为30-120rpm。保证酸液与ppc溶液混合均匀，以达到彻底除去催化剂的目的。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明首次公开了一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除方法，共聚物依次经过静态混合、高速混合、分层器分层后得到脱除催化剂的共聚物，该方法所得的产品中重金属含量低、产品纯度高且更绿色环保。

附图说明

图1为本发明二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除方法的设备流程示意图。

具体实施方式

具体实施例

一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物中催化剂的脱除方法，如图1所示，包括以下步骤：

（1）将环氧丙烷-二氧化碳共聚物和溶剂送入ppc溶解罐1中，将ppc溶解罐1中的温度控制为45-70℃，压力控制为0.2-0.5mpgg，溶解后得到环氧丙烷-二氧化碳共聚物混合液，其中溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲苯和二甲苯中的至少一种；溶剂的进料质量为环氧丙烷-二氧化碳共聚物进料质量的0.3-0.9倍；

（2）将环氧丙烷-二氧化碳共聚物混合液送入静态混合器2中与酸液混合均匀后，再送入高速混合罐3中进一步共混形成乳液，其中酸液为含有硫酸、盐酸和苯磺酸中至少一种的水溶液；酸液中酸成分质量浓度为0.5-5%，酸液进料质量为环氧丙烷-二氧化碳共聚物进料质量的34-60%；溶度太小会导致催化剂无法脱除，溶度太大会酸残留在成品中；

（3）将乳液送入油水分离器4中分层，将得到的底部油相用去离子水洗涤至中性，干燥后，即得到催化剂脱除且产品中残余重金属含量低于110ppm的环氧丙烷-二氧化碳共聚物产品。

在此具体实施例中，步骤（1）中ppc溶解罐1的顶部设置有ppc聚合物进料口6和溶剂进料口7，ppc聚合物进料口6的底部连通有多孔板8，溶剂进料口7的底部连通有喷嘴9；ppc溶解罐1外周设置有热水夹套10，ppc溶解罐1内轴向设置有搅拌器11。高速混合罐3内设有混合搅拌器5，混合搅拌器5转速为30-120rpm。

应用实施例

实施例1

将1kg锌含量1wt%的环氧丙烷-二氧化碳共聚物溶于0.8kg氯仿中，加入质量浓度为0.5wt%的硫酸溶液0.5kg，高速乳化5min，静止5min分层，去除上层水溶液，用去离子水洗涤下层溶液2次至中性，干燥后得到催化剂完全脱除且锌含量为105ppm的环氧丙烷-二氧化碳共聚物产品。

实施例2

将1kg锌含量0.7wt%的环氧丙烷-二氧化碳共聚物溶于0.8kg二氯甲烷中，加入质量浓度为2wt%的盐酸溶液0.5kg，高速乳化10min，静止10min分层，去除上层水溶液，用去离子水洗涤下层溶液2次至中性，干燥后得到催化剂完全脱除且锌含量为20ppm的环氧丙烷-二氧化碳共聚物产品。

实施例3

将10kg锌含量0.8wt%的环氧丙烷-二氧化碳共聚物溶于8kg氯仿中，加入质量浓度为5wt%的苯磺酸溶液5kg，高速乳化5min，静止10min分层，去除上层水溶液，用去离子水洗涤下层溶液2次至中性，干燥后得到催化剂完全脱除且锌含量为50ppm的环氧丙烷-二氧化碳共聚物产品。

实施例4

将1kg锌含量0.8wt%的环氧丙烷-二氧化碳共聚物溶于0.3kg氯仿中，加入质量浓度为3wt%的苯磺酸溶液0.34kg，高速乳化5min，静止10min分层，去除上层水溶液，用去离子水洗涤下层溶液2次至中性，干燥后得到催化剂完全脱除且锌含量为70ppm的环氧丙烷-二氧化碳共聚物产品。

实施例5

将1kg锌含量0.8wt%的环氧丙烷-二氧化碳共聚物溶于0.9kg四氯化碳中，加入质量浓度为1wt%的苯磺酸溶液0.6kg，高速乳化5min，静止10min分层，去除上层水溶液，用去离子水洗涤下层溶液2次至中性，干燥后得到催化剂完全脱除且锌含量为80ppm的环氧丙烷-二氧化碳共聚物产品。

除上述实施例外，溶剂还可以为甲苯或者二甲苯或者二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲苯和二甲苯中的至少一种以上。

上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。