CN102351683B - 一种丙烯酸锌的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种丙烯酸锌的生产工艺，将氧化锌在溶剂中升温，在搅拌下加入丙烯酸，调整温度75～150℃进行回流反应，将反应生成水分出；将反应产物进行过滤，洗涤干燥固体，得到松散的白色粉末状丙烯酸锌；滤液作为溶剂循环使用。本发明的丙烯酸锌的生产方法不产生含盐废水，同时避免引入表面活性剂，得到的产品分散性良好，无需粉碎。

Description

一种丙烯酸锌的生产工艺
技术领域
本发明涉及橡胶助剂生产技术领域，特别涉及一种丙烯酸锌生产的工艺方法。
背景技术
丙烯酸锌作为一种不饱和的羧酸金属盐，可以与各种橡胶快速化合，不但具有很强的耐油、耐溶剂性，也显示了非常好的热稳定性。由于锌阳离子与羧酸阴离子之间的相互作用而形成了许多独特的特性，特别是锌阳离子通常被认为可以通过离子键交联，使金属中性离子键聚合物的拉伸性能提高，提高橡胶强度，改善低温性能。此外，金属离子的引入大大提高了基体材料与骨架材料的粘合性能，还能提高弹性，降低白碳黑，补强胶料的压缩永变性。因此，丙烯酸锌是一种在高分子材料领域中极具应用前景的多功能活性助剂。
不饱和羧酸金属盐通常可以通过复分解反应进行合成。但是复分解反应合成工艺会产生大量废水，以及难以处理的无机盐，且产品成本较高。还可以将氧化锌在表面活性剂存在下不断分散的同时与丙烯酸反应，生成丙烯酸锌粒子。生成的丙烯酸锌产品通常需要进行粉碎，再用筛网分级。这类方法由于表面活性剂的使用增加了产品成本，也对丙烯酸锌的纯度有不利影响。因此，工业化生产亟需一种环保、成本低的高纯丙烯酸锌的生产工艺。
发明内容
针对以上丙烯酸锌合成技术中的不足，本发明提供一种不产生含盐废水的丙烯酸锌的生产工艺，不加表面活性剂提高产品纯度，并可直接得到松散微细的白色粉末丙烯酸锌。
本发明的技术方案如下：
一种丙烯酸锌的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将氧化锌加入到溶剂中，搅拌，升温至50～120℃，在搅拌下加入丙烯酸与溶剂的混合溶液，调整温度75～150℃进行回流反应，将反应生成水分出，反应至没有水生成为止；所述溶剂为沸点范围为75℃～150℃的有机溶剂。
(2)将反应产物进行过滤，分出滤液，洗涤、干燥固体，得到松散的粉末状丙烯酸锌。无需粉碎。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述溶剂是庚烷、辛烷、甲苯、二甲苯或120#溶剂油(也称为工业庚烷)。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述的溶剂是沸点范围为90℃-120℃的有机溶剂。进一步优选的，所述的溶剂是庚烷或甲苯。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述丙烯酸与溶剂总量的质量体积比为100-250g/L；进一步优选的，步骤(1)中所述的溶剂，用于氧化锌的溶剂量与用于丙烯酸混合溶液的溶剂量的体积比为4～2∶1。
根据本发明优选的，步骤(1)中加入丙烯酸前体系的升温范围为75-100℃。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述氧化锌与丙烯酸的物质的量比为1∶2～4。
根据本发明优选的，步骤(1)中回流反应温度为90～120℃。
根据本发明优选的，步骤(2)中的过滤是密闭离心过滤，所述的洗涤是用步骤(1)的溶剂进行洗涤，所述的干燥是真空加热干燥，干燥温度优选60-100℃。
根据本发明优选的，步骤(2)中所得的滤液作为步骤(1)的溶剂循环使用。
本发明的方法制得的丙烯酸锌为松散的微细白色粉末，无需粉碎。
根据本发明优选的，一种丙烯酸锌的生产工艺，包括以下步骤：
将氧化锌加入到庚烷或甲苯溶剂中，搅拌，升温至75～100℃，在搅拌下加入丙烯酸与溶剂的混合溶液，氧化锌与丙烯酸的物质的量比为1∶2～4，丙烯酸与溶剂总量的质量体积比为100-250g/L；调整温度90～120℃进行回流反应，将反应生成水分出，反应至没有水生成为止；将反应产物进行密闭离心过滤，分出滤液作为溶剂循环使用，所得固体用庚烷或甲苯洗涤，然后在60-100℃真空加热条件下干燥，得到松散的白色粉末状丙烯酸锌。
本发明技术特点是：利用丙烯酸和氧化锌在合适沸点的溶剂中进行搅拌下的回流反应，回流过程中通过溶剂不断地将水带出反应体系。在反应完成后，反应体系进行过滤洗涤，得到松软的白色丙烯酸锌微细粉末。过滤得到的滤液在丙烯酸锌生产中循环使用。
与现有技术比较，本发明的有益效果是：
1、本发明的工艺用于大规模工业化生产，可避免产生大量含无机盐的废水；
2、本发明采用回流反应工艺，得到的丙烯酸锌产品干燥后为松散、微细的白色粉末，无需粉碎，完全达到丙烯酸锌产品使用要求；
3、本发明的工艺在生产过程中无需向产品中添加表面活性物质，产品纯度在97％以上，收率大于96％。
附图说明
图1、2分别是实施例1、2合成的丙烯酸锌产品的电镜照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
200kg氧化锌加入到2000L甲苯中升温搅拌，到达90℃时缓缓加入533kg丙烯酸和700L甲苯的混合溶液，同时调整温度进行回流反应。丙烯酸加入完毕后继续回流反应，至没有水生成为止。分水44kg，接近理论生成量。反应产物进行过滤，分出滤液，所得固体进行密闭离心除去母液，用甲苯洗涤后进行真空加热干燥，干燥温度65℃。得到494.7kg白色松软微细粉末状丙烯酸锌，收率为97.0％。络合滴定检测纯度为97.5％。络合滴定检测方法参照国标GB/T3185-92。下同。图1是丙烯酸锌产品的电镜照片，显示所得丙烯酸锌的微观结构为松散的粉末。
实施例2：
75.5kg氧化锌加入到1000L庚烷中升温搅拌，到达80℃时缓缓加入200kg丙烯酸和300L庚烷的混合溶液，同时调整温度进行回流反应。丙烯酸加入完毕后继续回流反应，至没有水生成为止。分水17kg，接近理论生成量。反应产物进行过滤，分出滤液，固体进行密闭离心过滤掉母液，使用庚烷洗涤后进行真空加热干燥，干燥温度65℃。得到202.2kg白色松软微细粉末状丙烯酸锌，收率为96.8％。络合滴定检测纯度为98.0％。图2是丙烯酸锌产品的电镜照片，显示所得丙烯酸锌的微观结构为松散的粉末。
实施例3：
100kg氧化锌加入到1200L二甲苯中升温搅拌，到达100℃时缓缓加入250kg丙烯酸和400L二甲苯的混合溶液，同时调整温度进行回流反应。丙烯酸加入完毕后继续回流反应，至没有水生成为止。分出水分。反应产物进行过滤，分出滤液，固体进行密闭离心过滤掉母液，使用二甲苯洗涤后进行真空加热干燥，干燥温度70℃。得到348.1kg白色松软微细粉末状丙烯酸锌，收率96.9％。络合滴定检测纯度为97.8％。
实施例4：
200kg氧化锌加入到2000L的120#溶剂油(淄博旺旭化工有限公司产)中升温搅拌，到达80℃时缓缓加入500Kg丙烯酸和750L 120#溶剂油的混合溶液，同时调整温度进行回流反应。丙烯酸加入完毕后继续回流反应，至没有水生成为止。分水。反应产物进行过滤，分出滤液，所得固体进行密闭离心除去母液，用120#溶剂油洗涤后进行真空加热干燥，干燥温度70℃。得到690.2kg白色松软微细粉末状丙烯酸锌，收率96.0％。络合滴定检测纯度为97.3％。

Claims (1)

1.一种松散的粉末状丙烯酸锌的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将氧化锌加入到溶剂中，搅拌，升温至75~100℃，在搅拌下加入丙烯酸与溶剂的混合溶液，调整温度90~120℃进行回流反应，将反应生成水分出，反应至没有水生成为止； 
所述溶剂是庚烷、辛烷或120#溶剂油；用于氧化锌的溶剂量与用于丙烯酸混合溶液的溶剂量的体积比为4～2：1；所述氧化锌与丙烯酸的物质的量比为1:2～4；
所述丙烯酸与溶剂总量的质量体积比为100-250g/L；
（2）将反应产物进行密闭离心过滤，分出滤液，洗涤、干燥固体，得到松散的粉末状丙烯酸锌；无需粉碎；
所述的洗涤是用步骤（1）的溶剂进行洗涤，所述的干燥是真空加热干燥，干燥温度60－100℃；所得的滤液作为步骤（1）的溶剂循环使用。
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