CN101391754B - 一种用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂，其含有如下组分：硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐、聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠。本发明还提供了一种上述稳定剂的使用方法，稳定剂组分中的硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐加入至碳酸钠原料中，聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠加入至双氧水原料中。使用本发明的稳定剂及其使用方法制备的过碳酸钠产品颗粒均匀，粒径大小可以随意制备，活性氧在13.8％以上，堆密度900g/l以上，热稳定性85％以上，湿稳定性55％以上。本发明的稳定剂不含任何磷元素，可完全取代传统的含磷配方，稳定剂的使用方法简单，可大大降低成本，有利于环境保护。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，特别涉及一种用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂及其使用方法，其替代了传统的含磷配方，有利于环境保护。
背景技术
过碳酸钠(sodium percarbonate)又称过氧化碳酸钠，化学通式2Na2CO3·3H2O2，相对分子质量为314.0，理论活性氧含量为15.28％，易溶于水.可释放出活性氧，具备漂白、杀菌、去油和洗涤的作用.广泛用作洗涤剂和彩漂洗衣粉的添加剂，也应用于如牙膏、化妆品等日化产品中。
目前，世界上主要有两种工艺方法生产过碳酸钠：湿法和干法。德国是目前世界上主要采用干法生产过碳酸钠的国家，而世界其它国家则主要采用湿法生产过碳酸钠，我国绝大部分生产过碳酸钠的厂家也都采用湿法生产。由于过碳酸钠不稳定，易吸潮分解，释放出活性氧.丧失有效成分.在湿法生产过碳酸钠的工艺中，往往要添加稳定剂和助剂来帮助稳定产品。同前使用最多的是磷酸盐及其混配物、有机膦助剂，在没有磷元素的存在时，过碳酸钠稳定性较差，并且难以得到均匀一致的颗粒。但磷酸盐会引起水体富营养化导致水中藻类疯长，对水体造成污染。磷酸盐的排放以(P计)在我国的标准中目前为：封闭性水体中现有设备系统的排放为1.0mg.l-1，新建设备系统的排放为1.0mg.l-1。传统湿法生产过碳酸钠的工艺中，循环母液所含的磷600-800mg.l-1，不符合直接排放标准。因此，迫切需要找到一种不含磷酸盐的稳定剂，对开发无磷过碳酸钠产品、减少环境污染具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂，该稳定剂各组分不包含任何“磷”元素，所制备的过碳酸钠产品颗粒均匀、活性氧高，热、湿稳定性好，应用于洗涤剂工业不会对水体产生污染，有利于环境保护。
本发明的另一个目的在提供上述稳定剂的使用方法。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂，其含有如下组分：硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐、聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠。
本发明的稳定剂中，乙二胺四乙酸二钠为良好的螯合剂，主要是用来螯合微量的铁、锰、铜等金属离子和其他杂质，防止过碳酸钠分解，提高收率。聚丙烯酸钠是一种高分子电解质，分子的架桥作用使反应液中结晶颗粒絮凝沉降，可增大产品的粒度，使结晶均匀，过滤性好。有机醇胺是跟硅酸盐一起起着良好的分散、结晶作用，起到有机膦酸(无机磷酸盐)的作用，防止反应过程有团聚的现象发生，使得产品可以结晶良好。同时无机镁盐有利于提高产品热稳定性。
本发明还提供了一种上述用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂的使用方法，其在稳定剂组分中的硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐加入至碳酸钠原料中，按所用碳酸钠重量配比计算，各组分的加入量分别为：硅酸盐0.5-2.0％、羧酸与磺酸盐共聚物0.1-2.0％、无机镁盐0.8-5.0％；稳定剂组分中的聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠加入至双氧水原料中，按所用双氧水重量配比计算，各组分的加入量分别为：聚丙烯酸钠0.4-3.5％、有机醇胺0.03-2.0％、乙二胺四乙酸二钠0.1-2.5％。
进一步地，加入至碳酸钠原料中的稳定剂组分硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐分别为碳酸钠重量的1.0％、0.5％、1.0％；加入至双氧水原料中的稳定剂组分聚丙烯酸钠、、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠分别为双氧水重量的2.0％、0.1％、0.8％。
或者，加入至碳酸钠原料中的稳定剂组分硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐分别为碳酸钠重量的0.5％、0.8％、4.0％；加入至双氧水原料中的稳定剂组分聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠分别为双氧水重量的3％、1.5％、2.0％。
将加有稳定剂的碳酸钠和双氧水混合，输入到带搅拌器和冷却夹套的反应釜中，按照现有技术中的普通工艺即可进行结晶生产过碳酸钠产品。
使用本发明的稳定剂及其使用方法制备的过碳酸钠产品颗粒均匀，粒径大小可以随意制备，活性氧在13.8％以上，堆密度900g/l以上，热稳定性85％以上，湿稳定性55％以上。本发明的稳定剂各组分不含任何磷元素，可完全取代传统的含磷配方，稳定剂的使用方法简单，不但可以大大降低成本，所制备的过碳酸钠产品颗粒均匀、活性氧高，热、湿稳定性好，应用于洗涤剂工业不会对水体产生污染，有利于环境保护。
具体实施方式
实施例1：
用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂各组分的量为：硅酸盐2.0kg、羧酸与磺酸盐共聚物2.0kg、无机镁盐2.0kg、聚丙烯酸钠3.0kg、有机醇胺1.0kg、乙二胺四乙酸二钠0.35kg。
往280kg碳酸钠中加入硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐，搅拌至全部溶解。
往350kg双氧水中加入聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠，搅拌至全部溶解。
将加有稳定剂的碳酸钠和双氧水混合，输入到带搅拌器和冷却夹套的反应釜中，按照现有技术中的普通工艺进行结晶生产过碳酸钠产品。
对比试验：使用相同重量的原料碳酸钠、双氧水，传统的含有机膦酸、无机磷酸盐的稳定剂，按照现有技术中的普通工艺生产过碳酸钠产品。
如下表所示，使用本发明稳定剂和使用传统含磷配方所得到的过碳酸钠产品堆密度、热稳定性、湿稳定性、活性氧检测结果。
| 项目 | 堆密度 | 热稳定性 | 湿稳定性 | 活性氧 |
| 全无磷配方 | 952g/l | 90％ | 59％ | 13.9％ |
| 含磷现有配方 | 940g/l | 85％ | 60％ | 14.0％ |
实施例2：
用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂各组分的量为：硅酸盐3.0kg、羧酸与磺酸盐共聚物2.0kg、无机镁盐3.0kg、聚丙烯酸钠4.5kg、有机醇胺0.08kg、乙二胺四乙酸二钠0.5kg。
往280kg碳酸钠中加入硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐，搅拌至全部溶解。
往350kg双氧水中加入聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠，搅拌至全部溶解。
将加有稳定剂的碳酸钠和双氧水混合，输入到带搅拌器和冷却夹套的反应釜中，按照现有技术中的普通工艺进行结晶生产过碳酸钠产品。
对比试验：使用相同重量的原料碳酸钠、双氧水，传统的含有机膦酸、无机磷酸盐的稳定剂，按照现有技术中的普通工艺生产过碳酸钠产品。
如下表所示，使用本发明稳定剂配方和使用传统含磷配方所得到的过碳酸钠产品堆密度、热稳定性、湿稳定性、活性氧检测结果。
| 项目 | 堆密度 | 热稳定性 | 湿稳定性 | 活性氧 |
| 全无磷配方 | 980g/l | 89％ | 65％ | 14.1％ |
| 含磷现有配方 | 1001g/l | 90％ | 60％ | 14.0％ |
实施例3：
用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂各组分的量为：硅酸盐0.28kg、羧酸与磺酸盐共聚物0.28kg、无机镁盐2.24kg、聚丙烯酸钠1.4kg、有机醇胺0.105kg、乙二胺四乙酸二钠0.35kg。
往280kg碳酸钠中加入硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐，搅拌至全部溶解。
往350kg双氧水中加入聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠，搅拌至全部溶解。
将加有稳定剂的碳酸钠和双氧水混合，输入到带搅拌器和冷却夹套的反应釜中，按照现有技术中的普通工艺进行结晶生产过碳酸钠产品。
对比试验：使用相同重量的原料碳酸钠、双氧水，传统的含有机膦酸、无机磷酸盐的稳定剂，按照现有技术中的普通工艺生产过碳酸钠产品。
如下表所示，使用本发明稳定剂配方和使用传统含磷配方所得到的过碳酸钠产品堆密度、热稳定性、湿稳定性、活性氧检测结果。
| 项目 | 堆密度 | 热稳定性 | 湿稳定性 | 活性氧 |
| 全无磷配方 | 900g/l | 85％ | 56％ | 13.9％ |
| 含磷现有配方 | 920g/l | 90％ | 55％ | 14.0％ |
实施例4：
用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂各组分的量为：硅酸盐5.6kg、羧酸与磺酸盐共聚物5.6kg、无机镁盐14.0kg、聚丙烯酸钠12.25kg、有机醇胺7.0kg、乙二胺四乙酸二钠8.75kg。
往280kg碳酸钠中加入硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐，搅拌至全部溶解。
往350kg双氧水中加入聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠，搅拌至全部溶解。
将加有稳定剂的碳酸钠和双氧水混合，输入到带搅拌器和冷却夹套的反应釜中，按照现有技术中的普通工艺进行结晶生产过碳酸钠产品。
对比试验：使用相同重量的原料碳酸钠、双氧水，传统的含有机膦酸、无机磷酸盐的稳定剂，按照现有技术中的普通工艺生产过碳酸钠产品。
如下表所示，使用本发明稳定剂配方和使用传统含磷配方所得到的过碳酸钠产品堆密度、热稳定性、湿稳定性、活性氧检测结果。
| 项目 | 堆密度 | 热稳定性 | 湿稳定性 | 活性氧 |
| 全无磷配方 | 1105g/l | 99％ | 65％ | 13.8％ |
| 含磷现有配方 | 1000g/l | 95％ | 60％ | 14.0％ |
实施例5：
用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂各组分的量为：硅酸盐2.8kg、羧酸与磺酸盐共聚物1.4kg、无机镁盐2.8kg、聚丙烯酸钠7.0kg、有机醇胺0.35kg、乙二胺四乙酸二钠2.8kg。
往280kg碳酸钠中加入硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐，搅拌至全部溶解。
往350kg双氧水中加入聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠，搅拌至全部溶解。
将加有稳定剂的碳酸钠和双氧水混合，输入到带搅拌器和冷却夹套的反应釜中，按照现有技术中的普通工艺进行结晶生产过碳酸钠产品。
对比试验：使用相同重量的原料纯碱、双氧水，传统的含有机膦酸、无机磷酸盐的稳定剂，按照现有技术中的普通工艺生产过碳酸钠产品。
如下表所示，使用本发明稳定剂配方和使用传统含磷配方所得到的过碳酸钠产品堆密度、热稳定性、湿稳定性、活性氧检测结果。
| 项目 | 堆密度 | 热稳定性 | 湿稳定性 | 活性氧 |
| 全无磷配方 | 1100g/l | 99％ | 70％ | 14.2％ |
| 含磷现有配方 | 997g/l | 96％ | 61％ | 13.9％ |
实施例6：
用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂各组分的量为：硅酸盐1.4kg、羧酸与磺酸盐共聚物2.24kg、无机镁盐11.2kg、聚丙烯酸钠10.5kg、有机醇胺5.25kg、乙二胺四乙酸二钠7kg。
往280kg碳酸钠中加入硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐，搅拌至全部溶解。
往350kg双氧水中加入聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠，搅拌至全部溶解。
将加有稳定剂的碳酸钠和双氧水混合，输入到带搅拌器和冷却夹套的反应釜中，按照现有技术中的普通工艺进行结晶生产过碳酸钠产品。
对比试验：使用相同重量的原料纯碱、双氧水，传统的含有机膦酸、无机磷酸盐的稳定剂，按照现有技术中的普通工艺生产过碳酸钠产品。
如下表所示，使用本发明稳定剂配方和使用传统含磷配方所得到的过碳酸钠产品堆密度、热稳定性、湿稳定性、活性氧检测结果。
| 项目 | 堆密度 | 热稳定性 | 湿稳定性 | 活性氧 |
| 全无磷配方 | 1096g/l | 100％ | 72％ | 14.1％ |
| 含磷现有配方 | 1000g/l | 94％ | 59％ | 13.8％ |
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
Claims (3)
1.一种用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂，其特征在于含有如下组分：硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐、聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠；所述稳定剂的使用方法为：稳定剂组分中的硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐加入至碳酸钠原料中，按所用碳酸钠重量配比计算，各组分的加入量分别为：硅酸盐0.5-2.0％、羧酸与磺酸盐共聚物0.1-2.0％、无机镁盐0.8-5.0％；稳定剂组分中的聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠加入至双氧水原料中，按所用双氧水重量配比计算，各组分的加入量分别为：聚丙烯酸钠0.4-3.5％、有机醇胺0.03-2.0％、乙二胺四乙酸二钠0.1-2.5％。
2.一种如权利要求1所述稳定剂，其特征在于加入至碳酸钠原料中的稳定剂组分硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐分别为碳酸钠重量的1.0％、0.5％、1.0％；加入至双氧水原料中的稳定剂组分聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠分别为双氧水重量的2.0％、0.1％、0.8％。
3.一种如权利要求1所述稳定剂，其特征在于加入至碳酸钠原料中的稳定剂组分硅酸盐、羧酸与磺酸盐共聚物、无机镁盐分别为碳酸钠重量的0.5％、0.8％、4.0％；加入至双氧水原料中的稳定剂组分聚丙烯酸钠、有机醇胺、乙二胺四乙酸二钠分别为双氧水重量的3％、1.5％、2.0％。
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