CN102493233A - 一种保险粉组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种保险粉组合物及其制备方法，该保险粉组合物含有连二亚硫酸钠，无机盐包覆剂，和聚合物包覆剂；其中，所述无机盐包覆剂包含硫酸盐和盐酸盐，所述聚合物包覆剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或几种。与常规的保险粉组合物相比，具有运输、贮存安全稳定，使用过程中缓慢持续释放、且使用时用量少的优点。

Description

一种保险粉组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种保险粉组合物，还涉及该保险粉组合物的制备方法。

背景技术

保险粉(连二亚硫酸钠)在水溶液中具有良好的还原性，所以被广泛用作印染的还原剂、织物和纸浆的漂白剂、食品加工和医药工业的原料。目前制造的保险粉在贮藏中极易吸收空气中湿气而自然分解，放出大量的热，引起燃烧，发生火灾。

在美国专利USP3054658和日本公开特许公报昭59-3008中提到，在保险粉中添加苯甲酸钠的方法来制造稳定型的保险粉，但这些方法制得的保险粉不够稳定，同时，要消耗较多的价格较贵的苯甲酸钠，提高了保险粉的成本。

公开号为CN1033663A的专利申请，提出用苯甲酸钠和纯碱作为填充剂，制作阻燃型保险粉。该方法制得的保险粉还有以下缺点：1.不稳定，受潮易发热，易分解，溶于水后分解更快，导致还原能力下降；2.使用过程中分解速度快，实际使用中，为使染浴内具有需要的还原力，保险粉用量大大超过理论用量。3.使用后排放的污水污染成分高，对环境造成不利影响。

还有中国专利CN1459417A，提到用分子量大于5000的聚乙二醇、聚乙烯醇浸泡包裹制作无尘保险粉，也不能解决以上缺点，虽然浸渍方法设备要求相对简单一些，但回收使用较繁琐，生产成本稍大一些。

发明内容

为解决这些问题，在研究中提出用无机盐包覆剂和聚合物包覆剂双重包覆连二亚硫酸钠制作保险粉组合物，能够大大改善保险粉组合物的以上缺点。

本发明的目的在于提供一种用无机盐包覆剂和聚合物包覆剂双重包覆的保险粉组合物及其制备方法，与常规的保险粉组合物相比，具有运输、贮存安全稳定，使用过程中缓慢持续释放、且使用时用量少的优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种保险粉组合物，该保险粉组合物含有连二亚硫酸钠、无机盐包覆剂和聚合物包覆剂；其中，所述无机盐包覆剂包含硫酸盐和盐酸盐，所述聚合物包覆剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或几种。

本发明还提供了一种保险粉组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将醇析后的连二亚硫酸钠过滤后，加入无机盐包覆剂，充分混合均匀；

(2)将聚合物包覆剂的有机溶剂溶液均匀喷涂在上述步骤(1)中得到的混合物上，然后干燥；

以上各步骤都在氮气保护下进行。

本发明提供的保险粉组合物具有以下有益效果：

根据本发明提供的保险粉组合物，粒状连二亚硫酸钠的表面上均匀地涂有无机盐包覆剂和聚合物包覆剂，使其外表被包膜，隔绝与空气、潮湿和其它物质接触，起到增强稳定性作用。可以减少保险粉在贮存和运输过程中的损耗，并增加了安全性。聚合物包覆剂不仅能使保险粉组合物具备良好的抗硬水性，而且分散性、胶溶性和抗再沉积性较好。采用喷涂方式用聚合物包覆剂包覆，材料成本较低，采用喷枪和合适的工艺，可以使无机盐包覆层和聚合物包覆层的涂膜成为多层微孔网络状。包覆效果明显。

在保险粉组合物的使用过程中，连二亚硫酸钠缓慢释放还原效果。由于无机盐包覆剂和聚合物包覆剂的包裹作用，遇水后，首先是外壳先溶于水，为避免连二亚硫酸钠分解提供了保障，所以在溶解使用过程中，减少了由界面分解产生的二氧化硫气味，提高了连二亚硫酸钠的有效利用率，为用户的降耗提供了有利条件。

在生产过程中所使用的无机盐包覆剂和聚合物包覆剂具有很好的稳定性，不影响下游用户的使用，不会产生副作用。所选聚合物包覆剂都溶于水或醇，不影响连二亚硫酸钠的生产条件和用户的使用条件。

具体实施方式

本发明提供的保险粉组合物含有连二亚硫酸钠、无机盐包覆剂和聚合物包覆剂；其中，所述无机盐包覆剂包含硫酸盐和盐酸盐，所述聚合物包覆剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或几种。

根据本发明提供的保险粉组合物，在优选情况下，所述连二亚硫酸钠的含量为85-90重量份，所述无机盐包覆剂的含量为1-5重量份，所述聚合物包覆剂的含量为0.1-1重量份。

其中，连二亚硫酸钠的粒径优选为200-600μm。

根据本发明提供的保险粉组合物，所述无机盐包覆剂包含硫酸盐和盐酸盐，硫酸盐和盐酸盐可以形成窗格型插合物，水分进入其晶格后，其结合力比普通结晶水牢固。

在优选情况下，无机盐包覆剂中的硫酸盐为硫酸钠，盐酸盐为氯化钠。

在优选情况下，无机盐包覆剂中的硫酸钠和氯化钠的重量比优选为2-5∶1。具有该比例的硫酸钠和氯化钠可以更好地形成窗格型插合物，水分进入其晶格后，其结合力比普通结晶水牢固。氯化钠还具有促染剂和稳定剂的作用，使得保险粉分解速度慢，稳定性好。

根据本发明提供的保险粉组合物，在优选情况下，所述无机盐包覆剂的粒径优选为30-840μm。

所述聚合物包覆剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或几种。

所述聚合物包覆剂的重均分子量优选为1000-10000，其中聚乙二醇的重均分子量优选为1000-10000，聚乙烯醇的重均分子量优选为1000-10000，聚丙烯酸酯的重均分子量优选为1000-10000，马来酸-丙烯酸共聚物的重均分子量优选为1000-10000。

聚丙烯酸酯的实例可以例举聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸丁酯等。

马来酸-丙烯酸共聚物的共聚摩尔比优选为1∶0.5-2，该马来酸-丙烯酸共聚物可以商购获得，例如可以从山东泰和水处理有限责任公司、常州市科利恩化工有限公司、河北中创环保节能材料有限公司等购得。

在生产过程中，由于聚合物包覆剂具有一定的粘合性，因此进行双重包覆后的、制成颗粒状后的保险粉组合物，有效地限制了细小颗粒的流动性，明显减少粉尘现象，起到了减少粉尘和刺激性气味大的作用，净化了操作环境，明显降低了对人体的刺激和毒害程度，具有良好的环境效益。

根据本发明提供的保险粉组合物，在优选情况下，所述保险粉组合物还含有造粒剂，所述造粒剂的含量优选为5-10重量份，所述造粒剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、多糖类及其衍生物中的一种或几种，所述造粒剂的粒径优选为30-840μm。所述多糖类及其衍生物的重均分子量优选为20000-60000，且多糖类的实例可以为中性多糖、粘多糖等。

通过使用造粒剂，可以促进连二亚硫酸钠形成颗粒状，制成颗粒状可以增加其稳定性。

根据本发明提供的保险粉组合物，在优选情况下，所述保险粉组合物还含有稳定剂，所述稳定剂选自硫酸钠、偏硼酸钠、氯化镁、硫酸镁和硅酸钠中的一种或几种，所述稳定剂的含量优选为0.01-1重量份。

所述稳定剂的粒径优选为30-840μm。

当保险粉组合物含有稳定剂时，可以在一定程度上加强保险粉组合物的稳定性，特别是镁盐作为内稳定剂效果较好，使得本发明的保险粉组合物分解速度慢，稳定性更好。可以减少用户使用时的使用量，为用户降低了生产成本和减少了污水的排放，减少对环境的不利影响。

根据本发明提供的保险粉组合物，所述保险粉组合物优选还含有抗摩擦剂，所述抗摩擦剂优选硅酸钠，所述抗摩擦剂的含量优选为0.01-0.1重量份。

所述抗摩擦剂的粒径优选为30-840μm。

所述保险粉组合物在优选情况下还含有抗摩擦剂，通过使用抗摩擦剂，可以使造粒不易碎，进一步保证储存和运输的安全。

本发明还提供一种保险粉组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将醇析后的连二亚硫酸钠过滤后，加入无机盐包覆剂，充分混合均匀；

(2)将聚合物包覆剂的有机溶剂溶液均匀喷涂在上述步骤(1)中得到的混合物上，然后干燥；

以上各步骤都在氮气保护下进行。

根据本发明提供的方法，所述醇析后的连二亚硫酸钠中的连二亚硫酸钠的浓度优选为85-90重量％，以保证无机盐包覆剂和聚合物包覆剂的包覆效果。

根据本发明提供的方法，在聚合物包覆剂的有机溶剂溶液中，聚合物包覆剂的浓度不受限制，只要充分溶解聚合物包覆剂即可。在优选情况下，聚合物包覆剂的浓度可以为10-50重量％。

根据本发明提供的方法，所述有机溶剂可以为各种可以溶解聚合物包覆剂的有机溶剂，例如所述有机溶剂可以选自甲醇。

上述聚合物包覆剂的有机溶剂溶液的制备方法可以采用本领域技术人员公知的各种方法，例如，在60-70℃的温度下，将聚合物包覆剂充分溶解在有机溶剂中。上述喷涂可以使用喷枪进行均匀喷涂。

上述干燥可以使用本领域已知的各种方法进行，例如可以采用直接反应釜干燥、滚筒干燥、流化床干燥等，在例如50-70℃的温度下进行干燥。

根据本发明提供的方法，所述无机包覆剂和聚合物包覆剂均为如上所述的无机包覆剂和聚合物包覆剂。

根据本发明提供的方法，在优选情况下，在步骤(1)中，在加入无机盐包覆剂之前，先加入造粒剂，并混合均匀。

另外，在优选情况下，在加入造粒剂之前，先加入稳定剂，并混合均匀。

另外，在优选情况下，在步骤(1)中，在加入无机盐包覆剂并混合均匀后，加入抗摩擦剂，并混合均匀。

根据本发明提供的方法，所述造粒剂、稳定剂和抗摩擦剂均为如上所述的造粒剂、稳定剂和抗摩擦剂。

连二亚硫酸钠的制备方法可以采用本领域技术人员公知的各种方法，例如可采用以甲酸钠、甲醇、二氧化硫为原料的方法。

本发明的保险粉组合物颗粒的平均粒径优选为0.5-2mm。

下面采用具体实施例的方式对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1

将折干的900kg醇析后浓度为85重量％的连二亚硫酸钠(平均粒径为400μm)投入拼混锅，开动搅拌，投入作为无机包覆剂的4.5kg粉碎好的、平均粒径为150μm的硫酸钠和0.9kg粉碎好的、平均粒径为150μm的氯化钠，混合均匀；然后用喷枪把作为聚合物包覆剂的重均分子量为2500的聚乙二醇的甲醇溶液(0.8kg聚乙二醇和0.2kg甲醇)均匀地喷洒(雾化)在已混合均匀的混合物上，拼混均匀后，在60℃下干燥，得到平均粒径为1mm的保险粉组合物。

实施例2

将折干的850kg醇析后浓度为90重量％的连二亚硫酸钠(平均粒径为400μm)投入拼混锅，开动搅拌，投入0.1kg作为稳定剂的粉碎好的的、平均粒径为500μm的氯化镁，混合均匀；再投入100kg作为造粒剂的粉碎好的、平均粒径为400μm的碳酸氢钠，混合均匀；再投入作为无机盐包覆剂的4.07kg粉碎好的、平均粒径为150μm的硫酸钠和0.81kg粉碎好的、平均粒径为150μm的氯化钠，混合均匀；再投入0.1kg作为抗摩擦剂的、平均粒径为50μm的硅酸钠，混合均匀，然后用喷枪把作为聚合物包覆剂的重均分子量为8000的聚乙烯醇的甲醇溶液(0.8kg聚乙烯醇和0.2kg甲醇)均匀地喷洒(雾化)在已混合均匀的混合物上，拼混均匀后，在55℃下干燥，得到平均粒径为0.5mm的保险粉组合物。

实施例3

将折干的850kg醇析后浓度为90重量％的连二亚硫酸钠(平均粒径为400μm)投入拼混锅，开动搅拌，投入0.1kg作为稳定剂的粉碎好的、平均粒径为100μm的氯化镁，混合均匀；再投入100kg作为造粒剂的粉碎好的、平均粒径为100μm的碳酸氢钠，混合均匀；再投入作为无机盐包覆剂的4.07kg粉碎好的、平均粒径为150μm的硫酸钠和0.81kg粉碎好的、平均粒径为150μm的氯化钠，混合均匀；再投入0.1kg作为抗摩擦剂的、平均粒径为100μm的硅酸钠，混合均匀，然后用喷枪把作为聚合物包覆剂的重均分子量为6000的聚乙烯醇的甲醇溶液(0.8kg聚乙烯醇和0.2kg甲醇)均匀地喷洒(雾化)在已混合均匀的混合物上，拼混均匀后，在60℃下干燥，得到平均粒径为0.65mm的保险粉组合物。

实施例4

将折干的880kg醇析后浓度为90重量％的连二亚硫酸钠(平均粒径为400μm)投入拼混锅，开动搅拌，投入5kg作为稳定剂的粉碎好的、平均粒径为100μm的氯化镁，混合均匀；再投入56.5kg作为造粒剂的粉碎好的、平均粒径为300μm的分子量为20000的粘多糖，混合均匀；再投入作为无机盐包覆剂的32kg粉碎好的、平均粒径为150μm的硫酸钠和18kg粉碎好的、平均粒径为150μm的氯化钠，混合均匀；再投入0.5kg作为抗摩擦剂的、平均粒径为100μm的硅酸钠，混合均匀；然后用喷枪把作为聚合物包覆剂的重均分子量为9000的聚丙烯酸甲酯的甲醇溶液(5kg聚丙烯酸酯和3kg甲醇)均匀地喷洒(雾化)在已混合均匀的保险粉上，拼混均匀后，在60℃下干燥，得到平均粒径为0.85mm的保险粉组合物。

实施例5

将折干的890kg醇析后浓度为90重量％的连二亚硫酸钠(平均粒径为400μm)投入拼混锅，开动搅拌，投入5kg作为稳定剂的粉碎好的、平均粒径为50μm的偏硼酸钠，混合均匀；再投入86.5kg作为造粒剂的粉碎好的、平均粒径为200μm的碳酸钠，混合均匀；再投入作为无机盐包覆剂的7.5kg粉碎好的、平均粒径为150μm的硫酸钠和2.5kg粉碎好的、平均粒径为150μm的氯化钠，混合均匀；再投入0.5kg作为抗摩擦剂的、平均粒径为100μm的硅酸钠，混合均匀；然后用喷枪把作为聚合物包覆剂的马来酸-丙烯酸共聚物(共聚摩尔比为1∶0.6)的甲醇溶液(5kg马来酸-丙烯酸共聚物和3kg甲醇)均匀地喷洒(雾化)在已混合均匀的保险粉上，拼混均匀后，在50℃下干燥，得到平均粒径为0.52mm的保险粉组合物。

比较例1

市场上购买得到的保险粉组合物，该保险粉组合物中，连二亚硫酸钠的含量为85质量％、碳酸钠的含量为14质量％、及少量的亚硫酸钠、氢氧化钠和甲酸钠1质量％。

性能测试

1、贮存时间及有效含量

根据行业标准HG/T2074-2004进行测试。将实施例1-5和比较例1所制备得到的保险粉组合物按照上述测试方法进行测试，所得到的结果示于表1中。

2、用于染色或印花后的还原清洗的用途的使用效果

将2500ml水升温到70℃后，加入30％液碱(氢氧化钠)8.75ml，搅拌溶解，再加入含85％连二亚硫酸钠的保险粉组合物(用量见表1)，搅拌溶解，再加入染色或印花后的布样31.25g，处理15分钟。取出洗净，绞干，在100℃以下干燥。

将实施例1-5和比较例1中所得到的保险粉组合物进行上述测试，当获得相同的还原清洗效果时，用于染色或印花后的还原清洗用途的用量示于表1中。

表1

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

比较例1

原有含量

85％

85％

85％

85％

85％

85％

贮存1个月有效含量

84.5％

84.8％

84.4％

83.9％

84.6％

82.5％

贮存半年有效含量

80.8％

80.2％

80.3％

80.7％

80.5％

62％

用于同一用途的用量

4.37g

4.38g

4.375g

4.37g

4.38g

5g

从表1的结果可以看出，本发明实施例1-5所得到的保险粉组合物的贮存稳定性与比较例1的相比稳定得多，并且在使用时当用于同一用途时的用量少。

Claims (13)

1.一种保险粉组合物，该保险粉组合物含有连二亚硫酸钠、无机盐包覆剂和聚合物包覆剂；其中，所述无机盐包覆剂包含硫酸盐和盐酸盐，所述聚合物包覆剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的保险粉组合物，所述硫酸盐为硫酸钠，所述盐酸盐为氯化钠。

3.根据权利要求2所述的保险粉组合物，其中，硫酸钠与氯化钠的重量比为2-5∶1。

4.根据权利要求1-3任一项所述的保险粉组合物，其中，所述保险粉组合物还含有造粒剂，所述造粒剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、多糖类及其衍生物中的一种或几种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的保险粉组合物，其中，所述保险粉组合物还含有稳定剂，所述稳定剂选自硫酸钠、偏硼酸钠、硫酸镁和硅酸钠中的一种或几种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的保险粉组合物，其中，所述保险粉组合物还含有抗摩擦剂，所述抗摩擦剂为硅酸钠。

7.根据权利要求6所述的保险粉组合物，其中，所述连二亚硫酸钠的含量为85-90重量份，所述无机盐包覆剂的含量为1-5重量份，所述聚合物包覆剂的含量为0.1-1重量份，所述造粒剂的含量为5-10重量份，所述稳定剂的含量为0.01-1重量份，所述抗摩擦剂的含量为0.01-0.1重量份。

8.根据权利要求6或7所述的保险粉组合物，其中，所述连二亚硫酸钠的粒径为200-600μm，所述无机盐包覆剂的粒径为30-840μm，所述聚合物包覆剂的重均分子量为1000-10000，所述造粒剂的粒径为30-840μm，所述稳定剂的粒径为30-840μm，所述抗摩擦剂的粒径为30-840μm。

9.一种权利要求1所述保险粉组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将醇析后的连二亚硫酸钠过滤后，加入无机盐包覆剂，充分混合均匀；

(2)将聚合物包覆剂的有机溶剂溶液均匀喷涂在上述步骤(1)中得到的混合物上，然后干燥；

以上各步骤都在氮气保护下进行。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述有机溶剂选自甲醇。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在步骤(1)中，在加入无机盐包覆剂之前，先加入造粒剂，并混合均匀。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，在步骤(1)中，在加入造粒剂之前，先加入稳定剂，并混合均匀。

13.根据权利要求9-12任一项所述的方法，其中，在步骤(1)中，在加入无机盐包覆剂并混合均匀后，加入抗摩擦剂，并混合均匀。