[發明專利]一種高固含量窄分子量分布的聚丙烯酸鈉水溶液制備方法

無效

• 申請號: 201210405876.5
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102863573A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 張涌;余照權
• 申請（專利權）人: 四川花語精細化工有限公司
• 主分類號: C08F120/06
• 分類號: C08F120/06;C08F2/10;C08F2/38
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 楊兵;魏常巍

技術領域

發明涉及聚丙烯酸鈉水溶液的生產工藝，具體涉及一種高固含量窄分布聚丙烯酸鈉的制備方法。?

背景技術

聚丙烯酸鈉是一種水溶性高分子聚合物，固態產品為白色(或淺黃色)塊狀或粉末，液態產品為無色(或淡黃色)粘稠液體。溶解于冷水、溫水、甘油、丙二醇等介質中，對溫度變化穩定，具有固定金屬離子的作用，能阻止金屬離子對產品的消極作用，是一種具有多種特殊性能的表面活性劑。

在近年來聚丙烯酸鈉得到廣泛的研究。聚丙烯酸鈉的分子量可以從幾百至幾千萬以上?,不同分子量的聚丙烯酸鈉有不同的用途。低分子量約1000～10000?,主要起分散作用，可用作洗滌助劑，水處理等。洗滌助劑的主要功能是軟化水，即降低水中的Ca²⁺，Mg²⁺濃度，保證表面活性劑的洗滌作用，提高去污力。洗滌助劑還有良好的污垢分散能力，防止污垢再沉積，與表面活性劑有協同去污作用。三聚磷酸鈉在性價比上是合成洗滌劑中最理想的洗滌助劑，但三聚磷酸鈉會使水體富營養化，導致環保問題。分子量為1000-10000的聚丙烯酸鈉具有良好的螯合Ca²⁺，Mg²⁺能力，良好的分散力和抗再沉積能力，可以用于洗滌劑中充當洗滌助劑，完全或部分替代三聚磷酸鈉。聚丙烯酸鈉水溶液固體含量越高，其表面活性劑的洗滌作用越大，去污能力越強。

目前，聚丙烯酸鈉通常采用溶液聚合的方法生產,用過硫酸銨作引發劑,甲醇、異丙醇作鏈轉移劑?,使丙烯酸單體在溫度較高的水溶液中進行聚合，用醇類做鏈轉移劑，雖然可以得到分子量小且分布范圍較窄的聚丙烯酸鈉?,但需要在較高溫度下進行?,并且最后要將醇蒸餾回收?,操作費時且耗能也較大，而且也存在溶劑殘留問題，影響使用。也有用亞硫酸氫鈉做鏈轉移劑制備聚丙烯酸鈉的，這些方法制備出來的聚丙烯酸鈉普遍固含量偏低，固含量一般只能做到40%以下，分子量分布系數偏高，分子量分布系數高至3.0以上，影響其在洗滌產品中的助洗性能。也有以過硫酸鹽、亞硫酸氫鈉、抗壞血酸混合體系作為引發劑、以次磷酸鈉為鏈轉移劑，如申請號為200810143886.X的中國專利，它采用一次性加料的方式進行聚合，雖然解決了操作繁瑣等問題，但這種方法并不能得到分子量分布均勻的聚丙烯酸鈉產品，得到的聚丙烯酸鈉均粘分子量在800~50000，分子量分布過寬，不能用作洗滌助劑。

目前一般認為，制備分子量為1000-10000的低分子量聚丙烯酸鈉，需要選擇適合的鏈轉移劑，因為鏈轉移劑是能有效地使鏈增長自由基發生自由基轉移的物質，用以調節聚合物的相對分子質量，故又名相對分子質量調節劑。鏈轉移劑的加入會縮短鏈的長度，對反應速度無大的影響。但是，上述的幾種鏈轉移劑，也存在各自的缺點，僅僅對鏈轉移劑的種類進行選擇，并不能滿足工業制備的要求。要制備分子量分布窄且高固含量的聚丙烯酸鈉，可能需要綜合考慮原料種類及配比關系、加料方式、反應溫度等因素。

綜上所述，對于聚丙烯酸鈉溶液的制備過程中，如何克服普通生產方法生產聚丙烯酸鈉溶液的費時耗能大等問題，并得到分子量小、分子量分布均勻且高固含量的聚丙烯酸鈉溶液，成為本行業亟待解決而未能解決的技術難題。?

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的缺陷，設計一種高固含量窄分布量聚丙烯酸鈉的制備方法，利用簡單、生產條件低的工藝，生產出分子量分布均勻，高固含量分子量分布系數偏低的聚丙烯酸鈉溶液。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括如下步驟：

1）配液：在反應器中加入去離子水和次磷酸鈉,不斷攪拌溶解制取次磷酸鈉溶液,?同時加熱至60-110℃；

2）聚合反應：向配液步驟中所得次磷酸鈉溶液中，同時滴加丙烯酸單體、引發劑和次磷酸鈉，滴加時間為0.5-5h，滴加完畢后恒溫反應?0.5-5h，反應完畢后用堿中和至中性。

為了控制生成的聚丙烯酸鈉的分子量分布范圍，本發明首先采用次磷酸鈉為鏈轉移劑，并先將部分鏈轉移劑配置成溶液：

發明人通過大量實驗研究發現，本發明只能采用次磷酸鈉作為鏈轉移劑，其他鏈轉移劑不可能制備出分子量在1000-10000、固含量為45%的聚丙烯酸鈉產品。如用亞硫酸氫鈉作鏈轉移劑，要么做出分子量達標，但固含量偏低的產品，要么做出固含量達標，但分子量超過一萬的產品；