CN104327203A

CN104327203A - 一种聚丙烯酸钠的制备方法

Info

Publication number: CN104327203A
Application number: CN201410484084.0A
Authority: CN
Inventors: 王德建
Original assignee: HUZHOU CHAONENG BIOCHEMISTRY Co Ltd
Current assignee: HUZHOU CHAONENG BIOCHEMISTRY Co Ltd
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2015-02-04

Abstract

本发明公开了一种聚丙烯酸钠的制备方法：(1)配方准备，各组分按照重量百分比：丙烯酸25-28％，氢氧化钠38-40％，焦亚硫酸钠3-5％，过硫酸钠0.5-1％，去离子水27-35％；(2)制备：把过硫酸钠和焦亚硫酸钠各加入去离子水5％，充分溶解抽入相应的高位槽，丙烯酸也抽入高位槽，在反应釜加入剩余的离子水后，将金属卤化物灯移至距离反应釜25cm处，进行加温至50℃保持15分钟，然后继续加温至70℃后进各高位槽同时滴加2小时，温度升高至最高点并开始降温时停止光照；保温1小时后，降温至50℃，用氢氧化钠滴加进行中和，到PH6.5时停止，高温蒸馏回收得到成品聚丙烯酸钠。

Description

一种聚丙烯酸钠的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯酸钠及其制备方法，属于精细化工领域。

背景技术

聚丙烯酸钠是一类水溶性高分子电解质材料，具有各种各样的用途，已在纺织、石油化工、食品、水处理、化妆品等领域得到广泛的应用。粘均相对分子质量约500～5000的聚丙烯酸钠主要起分散剂的作用，特别是粘均相对分子质量在2000～3000的聚丙烯酸钠，在油田化学品领域可用作降粘剂和钻井泥浆稳定剂；在涂料、造纸、陶瓷用作颜料分散剂；在氯化铵等无机盐生产中用作防结块剂；在采矿中用作矿物浮选剂等。PAAS的制备主要有先中和后聚合、先聚合后中和等方式，而低相对分子质量PAAS的制备更多采用先聚合后中和的方式，其中有水溶液聚合法、反相微乳液聚合法和反相悬浮聚合法等。

现有聚丙烯酸钠通常采用溶液聚合法，用过硫酸铵作为引发剂，异丙醇作为链转剂，今丙烯酸单体，在温度较高的水溶液中进行聚合。但用醇类做链转剂，则需要在较高温度下进行，并最后要将醇类蒸馏回收，操作费时，且耗能也大。采用硫基化合物作为分子量调节剂进行制备，这一产品有恶臭，目前基本不采用。

现有技术已公开与单一化学引发剂引发聚合相比，在光辅助引发条件下，具有引发温度低，引发剂用量少，反应时间短，单体转化率高的优点。本申请旨在以得到分散性能优异的聚丙烯酸钠为出发点，采用氧化一还原引发体系，通过优化反应条件，如调整氧化剂和还原剂用量来控制产品分子量，得到一种分散效果大大优于现有技术、分子量分布窄的低分子量聚丙烯酸钠。本申请的方法可以得到性能优异的聚丙烯酸钠，而且生产过程中不使用大量的链转移剂，这样就减少链转移剂，蒸馏回收，减少生产周期，减少能耗，提高设备利用率，减少成本，提高产品质量。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种分散效果好、分子量分布窄的低分子量聚丙烯酸钠及其制备方法。

一种聚丙烯酸钠，其特征在于，其制备方法如下：

(1)配方准备，各组分按照重量百分比：

丙烯酸25-28％

氢氧化钠38-40％

焦亚硫酸钠3-5％(还原剂，终止剂)

过硫酸钠0.5-1％(氧化剂,引发剂)

去离子水27-35％；

(2)制备：

把过硫酸钠和焦亚硫酸钠各加入去离子水5％，充分溶解抽入相应的高位槽，丙烯酸也抽入高位槽，在反应釜加入剩余的离子水后，将金属卤化物灯移至距离反应釜25cm处，进行加温至50℃保持15分钟，然后继续加温至70℃后进各高位槽同时滴加2小时，温度升高至最高点并开始降温时停止光照；保温1小时后，降温至50℃，用氢氧化钠滴加进行中和，到PH6.5时停止，高温蒸馏回收得到成品聚丙烯酸钠。

所述步骤(1)中，各组分配方优选为：

丙烯酸26％

氢氧化钠39％

焦亚硫酸钠3％

过硫酸钠1％

去离子水31％

本发明的有益之处在于：

1.本发明的产品质量稳定、分子量分布窄、平均分子量在2300-3000之间。

2.本发明的产品分散效果好，黏度低，分散后稳定。

3.本发明节省了投入大量异丙醇链转剂，而后进行高温蒸馏回收。节省了生产过程20％小时，节省煤耗15％，电耗10％，节省异丙醇损耗成本15％。

具体实施方式

实施例1：

一种聚丙烯酸钠，其制备方法如下：

(1)配方准备，各组分按照重量百分比：

丙烯酸26％

氢氧化钠39％

焦亚硫酸钠3％

过硫酸钠1％

去离子水31％

(2)制备：

实施例2：

(1)配方准备，各组分按照重量百分比：

丙烯酸25％

氢氧化钠38％

焦亚硫酸钠4.5％

过硫酸钠0.5％

去离子水32％；

(2)制备：

实施例3：

一种聚丙烯酸钠，其制备方法如下：

(1)配方准备，各组分按照重量百分比：

丙烯酸27％

氢氧化钠40％

焦亚硫酸钠5％

过硫酸钠1％

去离子水27％；

(2)制备：

实施例4：

一种聚丙烯酸钠，其特征在于，其制备方法如下：

(1)配方准备，各组分按照重量百分比：

丙烯酸28％

氢氧化钠38％

焦亚硫酸钠3％

过硫酸钠0.5％

去离子水30.5％；

(2)制备：

实施例5性能测试：

本实施例测定本实施例1-4制得的聚丙烯酸钠的性能。

1.分子量的测定

用常规方法进行分子量的测定。

2.单体转化率的测定

称取产品约4.0g，放置于预先加入20mL水的碘量瓶(500mL)中。加入20mL溴标准溶液(0.1mol/L)，5mL盐酸溶液(1+1，同体积的浓盐酸与蒸馏水混合)，摇匀于暗处放置20min。取出加入15mL的碘化钾溶液(100g/L)，摇匀于暗处放置1～2min。取出加入150mL水，立即用硫代硫酸钠溶液(0.1mol/L)滴定至淡黄色，加入1～2mL淀粉指示剂，继续滴加至蓝色消失，即为终点。

丙烯酸单体转化率(X)可按照下式计算。

X＝100－[(V₀－V)c×0.03603]×100/m

式中：V₀－空白实验消耗硫代硫酸钠溶液的体积，mL；

V－滴定试样消耗硫代硫酸钠溶液的体积，mL；

c－硫代硫酸钠溶液的实际浓度，mol/L；

m－试样的质量，

表1为实施例1-4的聚丙烯酸钠的粘均相对分子质量以及单体转化率

表1 粘均相对分子质量以及单体转化率

组别	平均分子量	单体转化率(％)
			实施例1	2532	98.7
实施例2	2819	97.6
			实施例3	2769	98.1

实施例4

2908

97.8

3.分子量分布

表2为实施例1-4的聚丙烯酸钠的分子量分布

表2 聚丙烯酸钠的分子量分布

组别	大约分子量分布
		实施例1	2500-2700
实施例2	2600-3100
		实施例3	2610-3200
实施例4	2680-3220

由表2可见,与对照组相比,补饲过瘤胃赖氨酸奶牛能提高牛奶的乳蛋白率和乳脂率。

4.实施例1-4聚丙烯酸钠在98级重质碳酸钙研磨中的应用实例(分散剂固含量均为42％)：在15升研磨罐中加入2.5公斤水，开启搅拌，加入聚丙烯酸钠155克，搅拌均匀后加入7.5公斤重质碳酸钙粉料和磨珠，研磨2小时后出料，经粒径仪测得粒径小于2μm碳酸钙颗粒重量含量达到98％以上，得碳酸钙浆料，重量固含量略大于75％，加水调到重量固含量为75％后进行运动粘度、1小时后粘度和静置粘度的测试。分散后5小时粘度数据如表3所示：

表3 分散性能

由此可见，本发明制备得到的聚丙烯酸钠分子量低，黏度低，分散效果好，非常稳定，大大优于现有技术的聚丙烯酸钠性能。

而且分子量分布窄，纯度高，在工业上应用前景非常可观。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚丙烯酸钠的制备方法，其特征在于，其制备方法如下：

（1）配方准备，各组分按照重量百分比：

丙烯酸25-28%

氢氧化钠38-40%

焦亚硫酸钠3-5%

过硫酸钠0.5-1%

去离子水27-35%；

（2）制备：

把过硫酸钠和焦亚硫酸钠各加入去离子水5%，充分溶解抽入相应的高位槽，丙烯酸也抽入高位槽，在反应釜加入剩余的离子水后，将金属卤化物灯移至距离反应釜25cm处，进行加温至50℃保持15分钟，然后继续加温至70℃后进各高位槽同时滴加2小时，温度升高至最高点并开始降温时停止光照；保温1小时后，降温至50℃，用氢氧化钠滴加进行中和，到PH6.5时停止，高温蒸馏回收得到成品聚丙烯酸钠。

2.如权利要求1所述的聚丙烯酸钠的制备方法，其特征在于：

所述步骤（1）中，各组分配方为：

丙烯酸26%

氢氧化钠39%

焦亚硫酸钠3%

过硫酸钠1%

去离子水31%。

3.权利要求1-2所述方法制备得到的聚丙烯酸钠。