洗滌劑用聚丙烯酸鈉及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種洗滌劑用聚丙烯酸鈉及其制備方法。本發明提供的一種用于洗滌劑的小分子量聚丙烯酸鈉的生產方法，加入了一種特征分子量調節劑，采用非傳統加溶劑的合成方法，合成工藝具有轉化率高、設備投資少、產品純度高、無污水廢氣排放、環保等優點，合成的產品固含量高、分子量分布窄，并且螯合力、分散力、抗酸性性能優良，可以完全或部分取代三聚磷酸鈉用于洗滌劑中，減少洗滌劑對環境的污染。
【專利說明】洗滌劑用聚丙烯酸鈉及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種洗滌劑用聚丙烯酸鈉及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在合成洗滌劑中通常是使用磷酸鹽（如三聚磷酸鹽）和鋁鹽（如鋁硅酸鈉、4A沸 石、高嶺土、膨潤土硫酸鋁）作為助洗劑，使用磷酸鹽作為助洗劑，其洗滌廢水排入湖泊、 河流后會使水藻類、水生植物異常繁殖并很快死亡，導致水質的污濁和缺氧，給環境造成污 染。
[0003] 用聚丙烯酸鈉作為助洗劑是制造無毒、無污染洗滌劑較為理想的方法。聚丙烯酸 鈉是一種新型功能高分子材料和重要化工產品，是一種具有多種特殊性能的表面活性劑。 不同分子量的聚丙烯酸鈉能夠運用在不同的領域，低分子量的聚丙烯酸鈉主要是分散的作 用，廣泛運用在洗滌劑和水處理領域。作為洗滌助劑用的聚丙烯酸鈉具有以下特點：對金屬 離子有螯合作用、起堿性緩沖作用，即使有少量酸性物質存在，由于助洗劑的作用，洗滌液 的pH值也不會發生顯著變化，仍有很強的去污作用；具有使污垢向水中分散和防止污垢向 織物再附著沉積作用，聚丙烯酸鈉在側鏈上有大量的羧酸根基團，因此有很強的粒子螯合 能力和軟化硬水的能力，可以完全或部分取代三聚磷酸鹽和鋁鹽用作洗滌劑助洗劑。
[0004] 低分子量的聚丙烯酸鈉制備的關鍵是如何調節其分子量和分子量分布，傳統工藝 大多是采用醇類來作為分子量調節劑，其中最常用的為異丙醇，例如美國專利US4301266 提供一種低分子量水溶性丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物的制備方法，該方法中采用異丙醇為 溶劑或分子量調節劑，在反應結束后需要蒸餾出多余的異丙醇，因此這種合成方式的能耗 很高；也有采用如Cu 2+的金屬鹽，例如美國專利US4314044提供一種包含金屬鹽和引發劑的 低分子量水溶性丙烯酸聚合物的制備方法，該方法需要的溫度較高，且金屬離子容易造成 環境污染；還有采用亞硫酸鈉做鏈轉移劑制備聚丙烯酸鈉，例如中國專利CN101423577A， 這種方法制備的聚丙烯酸鈉的固含量偏低，分子量分布較寬，影響在洗滌產品中的洗滌性 能。
【發明內容】
[0005] 本發明為解決現有技術中的上述問題提出的。
[0006] 本發明提供了一種洗滌劑用聚丙烯酸鈉的制備方法。
[0007] 本發明還提供了由上述制備方法制備的洗滌劑用聚丙烯酸鈉。
[0008] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0009] 本發明的第一個方面是提供一種洗滌劑用聚丙烯酸鈉的制備方法，其特征在于， 該方法包括如下步驟：
[0010] 步驟1、反應階段：在容器中加入去離子水、分子量調節劑、引發劑、丙烯酸單體， 升溫至 70°C -90°C ;
[0011] 步驟2、保溫階段：恒溫反應至少1小時；
[0012] 步驟3、中和階段：最后降溫至50°C左右，用氫氧化鈉溶液中和至中性。
[0013] 優選地，所述步驟2中恒溫反應時間為1-5小時。
[0014] 優選地，所述制備方法中各組分的重量份數為：
[0015] 丙烯酸單體 100份； 引發劑 2-20份; 分子量調節劑 1-10份； 氫氧化鈉溶液 30-50份； 去離子水 100-400份：
[0016] 其中，所述引發劑為氧化-還原引發體系，包括氧化劑和還原劑。
[0017] 優選地，所述引發劑的氧化劑選自過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過氧化氫中任 意一種或多種。
[0018] 優選地，所述引發劑的還原劑選自亞硫酸氫鹽、亞鐵鹽、抗壞血酸中任意一種或多 種。
[0019] 優選地，所述分子量調節劑為甲酸鈉。
[0020] 本發明的第二個方面是提供一種洗滌劑用聚丙烯酸鈉，其特征在于，所述聚丙烯 酸鈉的分子量在5000-8000,分子量分布系數在1. 8-2. 5。
[0021] 優選地，所述聚丙烯酸鈉的螯合力為250-300mg/g CaC03,分散力為90-120mg/g CaC03,堿緩沖力為12-18g。
[0022] 優選地，所述聚丙烯酸鈉由上述的制備方法制備。
[0023] 本發明采用上述技術方案，與現有技術相比，具有如下技術效果：
[0024] 本發明提供的一種用于洗滌劑的小分子量聚丙烯酸鈉的生產方法，加入了一種 特征分子量調節劑，采用非傳統加溶劑的合成方法，合成工藝具有轉化率高、設備投資少、 產品純度高、無污水廢氣排放、環保等優點，合成的產品固含量高、分子量分布窄，并且螯合 力、分散力、抗酸性性能優良，可以完全或部分取代三聚磷酸鈉用于洗滌劑中，減少洗滌劑 對環境的污染。
[0025] 同時，本發明提供的聚丙烯酸鈉的合成工藝都是在水溶液中進行，在合成結束后， 不用蒸餾出多余的醇類分子量調節劑，產品中也不會有醇類殘留，生產工藝簡單、能耗低、 設備利用率高，可大大降低傳統生產聚丙烯酸鈉的成本，適合大規模工業化生產。
【具體實施方式】
[0026] 下面通過具體實施例對本發明進行詳細和具體的介紹，以使更好的理解本發明， 但是下述實施例并不限制本發明范圍。
[0027] 實施例1
[0028] 在反應容器中加入11. 5kg去離子水、2kg甲酸鈉和6kg亞硫酸氫鉀，邊攪拌邊升溫 至70°C，在2小時內同時逐滴加入10kg丙烯酸單體、4kg引發劑過硫酸鉀；滴加完成后恒溫 反應3小時；最后用5kg氫氧化鈉中和至中性。
[0029] 實施例2
[0030] 在反應容器中加入11. 5kg去離子水、2. 5kg甲酸鈉和5kg亞硫酸氫鈉，邊攪拌邊升 溫至75°C，在3小時內同時逐滴加入10kg丙烯酸單體、3kg引發劑過硫酸鈉；滴加完成后恒 溫反應3小時；最后用5kg氫氧化鈉中和至中性。
[0031] 實施例3
[0032] 在反應容器中加入11. 5kg去離子水、3kg甲酸鈉和5kg亞硫酸氫鈉，邊攪拌邊升溫 至70°C，在2小時內同時逐滴加入10kg丙烯酸單體、3kg引發劑過硫酸銨；滴加完成后恒溫 反應3小時；最后用5kg氫氧化鈉中和至中性。
[0033] 實施例4
[0034] 在反應容器中加入11. 5kg去離子水、2. 5kg甲酸鈉和6kg亞硫酸氫鈉，邊攪拌邊升 溫至80°C，在2小時內同時逐滴加入10kg丙烯酸單體、4kg引發劑過氧化氫；滴加完成后恒 溫反應3小時；最后用5kg氫氧化鈉中和至中性。
[0035] 實施例5
[0036] 在反應容器中加入11. 5kg去離子水、2. 5kg甲酸鈉和6kg亞硫酸氫鉀，邊攪拌邊升 溫至70°C，在2小時內同時逐滴加入10kg丙烯酸單體、3. 5kg引發劑過硫酸銨；滴加完成后 恒溫反應3小時；最后用5kg氫氧化鈉中和至中性。
[0037] 性能測試
[0038] 與國外洗滌劑產品進行性能對比，請見表1 (各洗滌劑產品的物理化學性能對比） 和表2 (各洗滌劑產品的助洗性能對比），其中對比例1為陶氏洗滌劑產品，對比例2為巴斯 夫洗滌劑產品。
[0039] 表1各洗滌劑產品的物理化學性能對比
[0040]
【權利要求】
1. 一種洗滌劑用聚丙烯酸鈉的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 步驟1、反應階段：在容器中加入去離子水、分子量調節劑、引發劑、丙烯酸單體，升溫 至 70°C -90°c ; 步驟2、保溫階段：恒溫反應至少1小時； 步驟3、中和階段：最后降溫至50°C左右，用氫氧化鈉溶液中和至中性。
2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2中恒溫反應時間為1-5小 時。
3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，制備方法中各組分的重量份數為： 丙烯酸單體 1〇〇份； 引發劑 2-20份; 分子量調節劑 1-10份； 氫氧化鈉溶液 30-50份; 去離子水 100-400份； 其中，所述引發劑為氧化-還原引發體系，包括氧化劑和還原劑。
4. 根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑的氧化劑選自過硫酸銨、 過硫酸鈉、過硫酸鉀、過氧化氫中任意一種或多種。
5. 根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑的還原劑選自亞硫酸氫 鹽、亞鐵鹽、抗壞血酸中任意一種或多種。
6. 根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述分子量調節劑為甲酸鈉。
7. -種洗滌劑用聚丙烯酸鈉，其特征在于，所述聚丙烯酸鈉的分子量在5000-8000,分 子量分布系數在1. 8-2. 5。
8. 根據權利要求7所述的洗滌劑用聚丙烯酸鈉，其特征在于，所述聚丙烯酸鈉的螯合 力為 250-300mg/g CaC03,分散力為 90-120mg/g CaC03,堿緩沖力為 12-18g。
9. 根據權利要求7所述的洗滌劑用聚丙烯酸鈉，其特征在于，所述聚丙烯酸鈉由權利 要求1所述的制備方法制備。
【文檔編號】C08F2/10GK104151460SQ201410413023
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】施曉旦, 王虎, 楊立濱, 金霞朝 申請人:上海東升新材料有限公司