CN101914006A - 一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料加工助剂技术领域，尤其是指一种硬脂酸锌的制备方法，所得产品主要用做橡胶工业中的隔离剂和氨基模塑料中的润滑脱模剂。该方法是在常压下将硬脂酸投入到反应釜中加热至125～175℃后，分两步加入氧化锌，并使用催化剂进行反应后加入一种改性助剂进行搅拌，然后出料，整个反应过程保持温度在125℃～175℃之间，然后进行粉碎得到产品。根据本方法所制备的硬脂酸锌具有极佳的亲水性能，此性能是普通直接法工艺无法获得的，且采用本发明，硬脂酸锌亲水性大小可控，所用催化剂及改性助剂对环境无污染，符合节能减排的环保要求；本工艺简单，易实施，拓宽硬脂酸锌使用领域，具有极高的经济效益和社会效益。

Description

一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法
技术领域：
本发明涉及塑料加工助剂技术领域，尤其是指一种硬脂酸锌的制备方法，所得产品主要用做橡胶工业中的隔离剂和氨基模塑料中的润滑脱模剂。
背景技术：
硬脂酸锌主要用作聚氯乙烯无毒稳定剂、塑料制品的润滑脱模剂、油漆打磨助剂、橡胶工业中做胶料的软化剂和隔离剂、卤素吸收剂以及纺织品防水剂，在国内外具有广泛的市场。随着塑料工业的发展，硬脂酸锌的需求将会不断加大。
目前市场中的硬脂酸锌仍然是直接法(干法)和间接法(水法)两种工艺并存的局面。间接法工艺历史悠久，其基本工艺过程是：首先在80℃以上的水介质中由硬脂酸与烧碱反应生成稀钠皂溶液，然后加入稀锌水溶液反应生成锌皂沉淀，沉淀经大量清水洗涤、压滤(或甩干)、干燥得产品，但整个工艺过程复杂，生产效率低，干燥能耗大且水分难以控制，产生三废多，随着越来越严苛的环保法规的出台，从长远的环境保护来看，其必然会被淘汰。相对于复杂的间接法工艺，直接法工艺的过程相对简单，直接法是将硬脂酸加热到硬脂酸锌熔点以上，之后将氧化锌投入到融化的硬脂酸中在催化剂的作用下进行搅拌反应，熔融态产物经冷却粉碎得到硬脂酸锌粉末产品，所得产品纯度高，没有三废产生。
虽然直接法环保，产品主要性能与间接法产品一致，但由于两者工艺上的巨大差别导致直接法的硬脂酸锌不具有亲水性；而间接法硬脂酸锌是从水介质中生成的，在干燥过程中硬脂酸锌表面经过一次水蒸气处理后致使具有较好的亲水性能。而在橡胶行业以及氨基模塑料行业中要求硬脂酸锌具有良好的亲水性能，所以直接法产品始终无法得到使用客户的肯定而进入上述两种行业。
为进一步拓宽硬脂酸锌市场，有必要对直接法合成硬脂酸锌的亲水性能进行改良。为此，本申请人有鉴于上述习知硬脂酸锌及其制作上的缺失，秉持着研究创新、精益求精之精神，利用其专业眼光和专业知识，研究出一种符合产业利用的具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，由此获得良好亲水性的硬脂酸锌。
发明内容：
本发明的目的是提供一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，采用环保的直接法制备硬脂酸锌，在硬脂酸锌的制备过程中加入一种改性助剂，旨在使直接法制备的硬脂酸锌具有良好亲水性能，其工艺简单，易实施。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，在常压下将硬脂酸投入到反应釜中加热至125～175℃后，分两步加入氧化锌，并使用催化剂进行反应后加入一种改性助剂进行搅拌，然后出料，整个反应过程保持温度在125℃～175℃之间，然后进行粉碎得到产品。
所添加的硬脂酸、氧化锌及改性助剂的质量比为1400∶210～215∶2。
上述方案中，加入氧化锌和催化剂后反应时间为80～120分钟，改性助剂是溶于水后加入反应釜中，加入改性助剂后搅拌时间为10分钟。
所用催化剂总量与硬脂酸的质量比为50～85∶1400。
所述的氧化锌纯度＞99.7％。
所述的催化剂包括乙醇、柠檬酸、双氧水、醋酸、磷酸二氢钠、硫酸氢钠中的一种或几种。
所述的改良助剂为一种有机酸盐。
本发明采用环保的直接法制备硬脂酸锌，在硬脂酸锌的制备过程中加入一种改性助剂，旨在使直接法制备的硬脂酸锌具有良好亲水性能。根据本方法所制备的硬脂酸锌具有极佳的亲水性能，此性能是普通直接法工艺无法获得的，且采用本发明，硬脂酸锌亲水性大小可控，所用催化剂及改性助剂对环境无污染，符合节能减排的环保要求。
本发明再一优点是工艺简单，易实施，拓宽硬脂酸锌使用领域，具有极高的经济效益和社会效益。
具体实施方式：
本发明提供的一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，是在常压下将硬脂酸投入到反应釜中加热至125～175℃后，分两步加入氧化锌，并使用催化剂进行反应后加入一种改性助剂进行搅拌，然后出料，整个反应过程保持温度在125℃～175℃之间，然后进行粉碎得到产品。
技术要求：1、氧化锌纯度大于99.7％。2、所添加的硬脂酸、氧化锌及改性助剂的质量比为1400∶210～215∶2。3、所用催化剂总量与硬脂酸的质量比为50～85∶1400。4、加入氧化锌和催化剂后反应时间为80～120分钟，改性助剂是溶于水后加入反应釜中，加入改性助剂后搅拌时间为10分钟。
方案中提到的催化剂可包括乙醇、柠檬酸、双氧水、醋酸、磷酸二氢钠、硫酸氢钠中的一种或几种；改良助剂则为一种有机酸盐；硬脂酸包括市售的各种牌号的硬脂酸。
实施例1：
将1400kg硬脂酸投入到常压反应釜中升温溶解，待硬脂酸溶解后开启搅拌，当温度升到125℃时，投入125kg氧化锌到反应釜中，加入30kg水做催化剂；反应30分钟后再投入85kg氧化锌到反应釜中，加入10kg水以及4kg醋酸做催化剂，30分钟后再加入4kg双氧水和2kg柠檬酸，30分钟后加入2kg改性助剂搅拌10分钟后出料。整个过程中保持温度在125℃～175℃。
实施例2：
将1400kg硬脂酸投入到常压反应釜中升温溶解，待硬脂酸溶解后开启搅拌，当温度升到130℃时，投入125kg氧化锌到反应釜中，加入30kg水做催化剂；反应30分钟后再投入86kg氧化锌到反应釜中，加入10kg水、3kg双氧水以及4kg乙醇做催化剂，20分钟后再加入3kg双氧水，30分钟后加入2kg改性助剂搅拌10分钟后出料。整个过程中保持温度在125℃～175℃。
实施例3：
将1400kg硬脂酸投入到常压反应釜中升温溶解，待硬脂酸溶解后开启搅拌，当温度升到135℃时，投入125kg氧化锌到反应釜中，加入40kg水和5kg乙醇做催化剂；反应25分钟后再投入87.5kg氧化锌到反应釜中，加入20kg水和2kg磷酸二氢钠做催化剂，35分钟后再加入6kg双氧水，40分钟后加入2kg改性助剂搅拌10分钟后出料。整个过程中保持温度在125℃～175℃。
实施例4：
将1400kg硬脂酸投入到常压反应釜中升温溶解，待硬脂酸溶解后开启搅拌，当温度升到145℃时，投入125kg氧化锌到反应釜中，加入30kg水和3kg双氧水做催化剂；反应30分钟后再投入87.5kg氧化锌到反应釜中，加入50kg水和2kg硫酸氢钠做催化剂，90分钟后加入2kg改性助剂搅拌10分钟后出料。整个过程中保持温度在125℃～175℃。
亲水性能测试方法：将硬脂酸锌样品和水按质量比为1∶1进行混合，之后对混合物进行加热搅拌。当硬脂酸锌基本润湿分散在水中(即混合物中没有明显的粉末和明显的水)，此时的温度即为硬脂酸锌亲水的温度，根据亲水的温度高低即可以判断硬脂酸锌亲水性能大小。
备注：不同硬脂酸锌亲水性能测试时的加热速率和搅拌频率保持一致。
采用以上本发明技术方案应用实例获得的硬脂酸锌亲水性能与间接法产品对比见表1。
表1
  项目   亲水温度
  实施例1   41～43℃
  实施例2   44～45℃
  实施例3   47～49℃
  实施例4   49～51℃
  溧阳产硬脂酸锌   55～56℃
  江苏产硬脂酸锌   75～77℃

Claims (7)

1.一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，其特征在于：该方法是在常压下将硬脂酸投入到反应釜中加热至125～175℃后，分两步加入氧化锌，并使用催化剂进行反应后加入一种改性助剂进行搅拌，然后出料，整个反应过程保持温度在125℃～175℃之间，然后进行粉碎得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，其特征在于：所添加的硬脂酸、氧化锌及改性助剂的质量比为1400∶210～215∶2。
3.根据权利要求1所述的一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，其特征在于：加入氧化锌和催化剂后反应时间为80～120分钟，改性助剂是溶于水后加入反应釜中，加入改性助剂后搅拌时间为10分钟。
4.根据权利要求1所述的一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，其特征在于：所用催化剂总量与硬脂酸的质量比为50～85∶1400。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，其特征在于：所述的氧化锌纯度＞99.7％。
6.根据权利要求1或4所述的一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，其特征在于：所述的催化剂包括乙醇、柠檬酸、双氧水、醋酸、磷酸二氢钠、硫酸氢钠中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种具有亲水性能硬脂酸锌的制备方法，其特征在于：所述的改良助剂为一种有机酸盐。
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