CN111620969B - 一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：取特定硬度范围内的自来水备用；通过除杂设备对S1中的自来水进行机械除杂；向除杂后的自来水中在线加入EDTANa4水溶液，加入量应保证水中多价金属阳离子被完全络合,其可直接用于乳液聚合。本发明通过除杂设备对以碳酸钙计的硬度常年稳定在10mg/L‑20 mg/L的自来水进行除杂，加入EDTANa4后，非碱金属阳离子被络合后可直接用于乳液聚合，本发明用自来水代替离子水进行乳液聚合，可以免去去离子水装置的投入500万元，将每吨水的处理成本从4元降为1.2元，成本大幅缩减。
Description
技术领域
本发明涉及乳液混合领域，具体为一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法。
背景技术
乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，对环境十分有利。在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌，使单体在水中分散成乳状液，由引发剂引发而进行的聚合反应。乳液聚合，尤其苯乙烯-丁二烯橡胶的乳液聚合，通常使用阴床阳床离子交换树脂法去除自来水中所有的阴阳离子，得到去离子水，再使用去离子水进行乳液聚合。
在不计算设备投资的前提下，制造去离子水的成本接近于4元/吨，这对于需要大量使用去离子水去进行乳液混合的厂家来说，无疑是一笔很大的开销。若能在保证混合质量的情况下，找到去离子水的廉价替代品去进行乳液聚合，就会为生产厂家节约一大笔开支，这对于降低成本和资金周转无疑是有利的。因此我们对传统使用去离子水进行乳液聚合的方法做出改进，提出一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、取特定硬度范围内的自来水备用；
S2、通过除杂设备对S1中的自来水进行机械除杂；
S3、除杂后，将自来水取出，向除杂后的自来水中加入EDTANa4，并控制溶液温度在合适范围内；
S4、向溶液中加入乳化剂；
S5、通过搅拌设备对S3中的溶液进行搅拌，其中金属阳离子络合后可直接用于乳液聚合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S1中，自来水以碳酸钙计的硬度为10mg/L-20 mg/L，按2.0×10-4mol/L计，折合Ca2+浓度为1.0×0.001mol/L-2.0×0.001mol/L。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S2中，所述除杂设备包括过滤筒和由多层过滤网复合而成的过滤芯。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S3中，溶液的pH值范围为3.5-10.5。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S3中，溶液的温度控制在5℃-10℃。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S4中，乳化剂为CO-436。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S5中，搅拌设备由支撑架、电机和搅拌叶片组成，其中电机的与支撑架固定连接，所述搅拌叶片与电机的输出端传动连接，并且搅拌叶片浸没在溶液中。
作为本发明的一种优选技术方案，制造苯乙烯-丁二烯橡胶过程中，苯乙烯-丁二烯橡胶和所需离子水以及EDTANa4的质量比为1：2.4：0.0001825。
本发明的有益效果是：该种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法通过除杂设备对特定硬度的自来水进行除杂，加入EDTANa4后，非碱金属阳离子络合后可直接用于乳液聚合，本发明用自来水代替离子水进行乳液聚合，可以免去去离子水装置的投入，将每吨水的处理成本从4元降为1.2元，成本大幅缩减。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法，具体包括以下步骤：
S1、取特定硬度范围内的自来水备用；
S2、通过除杂设备对S1中的自来水进行机械除杂；
S3、除杂后，将自来水取出，向除杂后的自来水中加入EDTANa4，并控制溶液温度在合适范围内；
S4、向溶液中加入乳化剂；
S5、通过搅拌设备对S3中的溶液进行搅拌，其中金属阳离子络合后可直接用于乳液聚合。
所述S1中，自来水以碳酸钙计的硬度为10mg/L-20 mg/L，按2.0×10-4mol/L计，折合Ca2+浓度为1.0×0.001mol/L-2.0×0.001mol/L，该硬度的自来水基本达到软水标准。
所述S2中，所述除杂设备包括过滤筒和由多层过滤网复合而成的过滤芯。
所述S3中，溶液的pH值范围为3.5-10.5，乙二胺四乙酸四钠（EDTANa4）在pH 3.5-10.5的条件下，与包括Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等在内非碱金属离子络合能力极强，这些多价金属离子以EDTAM形式存在（M指多价金属），无游离的M金属离子，故不会产生(R-COO)nM沉淀(n指金属离子所带的电荷数，R指脂肪酸、松香酸的烷基)而影响聚合反应和其他生产过程。
所述S3中，溶液的温度控制在5℃-10℃。
所述S4中，乳化剂为CO-436，该乳化剂的参数如下，含水量：58％，表面张力：33，临界胶束浓度：0.03，优点：具有卓越的润湿、分散和乳化能力。
所述S5中，搅拌设备由支撑架、电机和搅拌叶片组成，其中电机的与支撑架固定连接，所述搅拌叶片与电机的输出端传动连接，并且搅拌叶片浸没在溶液中。
制造苯乙烯-丁二烯橡胶过程中，苯乙烯-丁二烯橡胶和所需离子水以及EDTANa4的质量比为1：2.4：0.0001825，具体为：
制造1吨苯乙烯-丁二烯橡胶需要去离子水或软水2.4吨，2.4吨自来水需EDTANa4的质量为
2.0×0.0001×(2.4×1000)×380.17=182.5（g）
其中，380.17为EDTANa4分子量
每吨自来水的处理价格为
15×(182.5/1000)/2.4/0.98=1.2（元）
其中，15为EDTANa4的单价，0.98为EDTANa4的纯度。
本发明通过除杂设备对特定硬度的自来水进行除杂，加入EDTANa4后，非碱金属阳离子络合后可直接用于乳液聚合，本发明用自来水代替离子水进行乳液聚合，可以免去去离子水装置的投入，将每吨水的处理成本从4元降为1.2元，成本大幅缩减。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、取特定硬度范围内的自来水备用；自来水以碳酸钙计的硬度为10mg/L-20 mg/L，按2.0×10-4mol/L计，折合Ca2+浓度为1.0×0.001mol/L-2.0×0.001mol/L；
S2、通过除杂设备对S1中的自来水进行机械除杂；
S3、除杂后，将自来水取出，向除杂后的自来水中加入EDTANa4，并控制溶液温度在合适范围内；
S4、向溶液中加入CO-436作为乳化剂；
S5、通过搅拌设备对S3中的溶液进行搅拌，其中金属阳离子络合后可直接用于乳液聚合；
制造苯乙烯-丁二烯橡胶过程中，苯乙烯-丁二烯橡胶和所需除杂后的自来水以及EDTANa4的质量比为1：2.4：0.0001825。
2.根据权利要求1所述一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法，其特征在于，所述S2中，所述除杂设备包括过滤筒和由多层过滤网复合而成的过滤芯。
3.根据权利要求1所述的一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法，其特征在于，所述S3中，溶液的pH值范围为3.5-10.5。
4.根据权利要求1所述的一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法，其特征在于，所述S3中，溶液的温度控制在5℃-10℃。
5.根据权利要求1所述的一种用自来水代替去离子水进行乳液聚合的方法，其特征在于，所述S5中，搅拌设备由支撑架、电机和搅拌叶片组成，其中电机与支撑架固定连接，所述搅拌叶片与电机的输出端传动连接，并且搅拌叶片浸没在溶液中。
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Denomination of invention: A method of lotion polymerization with tap water instead of deionized water Effective date of registration: 20230822 Granted publication date: 20230110 Pledgee: Three branches of the Industrial Commercial Bank of China Ltd. Pledgor: Zhejiang Weitai Rubber Co.,Ltd. Registration number: Y2023330001797 |