CN104151460A - 洗涤剂用聚丙烯酸钠及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种洗涤剂用聚丙烯酸钠及其制备方法。本发明提供的一种用于洗涤剂的小分子量聚丙烯酸钠的生产方法，加入了一种特征分子量调节剂，采用非传统加溶剂的合成方法，合成工艺具有转化率高、设备投资少、产品纯度高、无污水废气排放、环保等优点，合成的产品固含量高、分子量分布窄，并且螯合力、分散力、抗酸性性能优良，可以完全或部分取代三聚磷酸钠用于洗涤剂中，减少洗涤剂对环境的污染。

Description

洗涤剂用聚丙烯酸钠及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种洗涤剂用聚丙烯酸钠及其制备方法。

背景技术

在合成洗涤剂中通常是使用磷酸盐(如三聚磷酸盐)和铝盐(如铝硅酸钠、4A沸石、高岭土、膨润土硫酸铝)作为助洗剂，使用磷酸盐作为助洗剂，其洗涤废水排入湖泊、河流后会使水藻类、水生植物异常繁殖并很快死亡，导致水质的污浊和缺氧，给环境造成污染。

用聚丙烯酸钠作为助洗剂是制造无毒、无污染洗涤剂较为理想的方法。聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，是一种具有多种特殊性能的表面活性剂。不同分子量的聚丙烯酸钠能够运用在不同的领域，低分子量的聚丙烯酸钠主要是分散的作用，广泛运用在洗涤剂和水处理领域。作为洗涤助剂用的聚丙烯酸钠具有以下特点：对金属离子有螯合作用、起碱性缓冲作用，即使有少量酸性物质存在，由于助洗剂的作用，洗涤液的pH值也不会发生显著变化，仍有很强的去污作用；具有使污垢向水中分散和防止污垢向织物再附着沉积作用，聚丙烯酸钠在侧链上有大量的羧酸根基团，因此有很强的粒子螯合能力和软化硬水的能力，可以完全或部分取代三聚磷酸盐和铝盐用作洗涤剂助洗剂。

低分子量的聚丙烯酸钠制备的关键是如何调节其分子量和分子量分布，传统工艺大多是采用醇类来作为分子量调节剂，其中最常用的为异丙醇，例如美国专利US4301266提供一种低分子量水溶性丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物的制备方法，该方法中采用异丙醇为溶剂或分子量调节剂，在反应结束后需要蒸馏出多余的异丙醇，因此这种合成方式的能耗很高；也有采用如Cu²⁺的金属盐，例如美国专利US4314044提供一种包含金属盐和引发剂的低分子量水溶性丙烯酸聚合物的制备方法，该方法需要的温度较高，且金属离子容易造成环境污染；还有采用亚硫酸钠做链转移剂制备聚丙烯酸钠，例如中国专利CN101423577A，这种方法制备的聚丙烯酸钠的固含量偏低，分子量分布较宽，影响在洗涤产品中的洗涤性能。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题提出的。

本发明提供了一种洗涤剂用聚丙烯酸钠的制备方法。

本发明还提供了由上述制备方法制备的洗涤剂用聚丙烯酸钠。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种洗涤剂用聚丙烯酸钠的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1、反应阶段：在容器中加入去离子水、分子量调节剂、引发剂、丙烯酸单体，升温至70℃-90℃；

步骤2、保温阶段：恒温反应至少1小时；

步骤3、中和阶段：最后降温至50℃左右，用氢氧化钠溶液中和至中性。

优选地，所述步骤2中恒温反应时间为1-5小时。

优选地，所述制备方法中各组分的重量份数为：

其中，所述引发剂为氧化-还原引发体系，包括氧化剂和还原剂。

优选地，所述引发剂的氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢中任意一种或多种。

优选地，所述引发剂的还原剂选自亚硫酸氢盐、亚铁盐、抗坏血酸中任意一种或多种。

优选地，所述分子量调节剂为甲酸钠。

本发明的第二个方面是提供一种洗涤剂用聚丙烯酸钠，其特征在于，所述聚丙烯酸钠的分子量在5000-8000，分子量分布系数在1.8-2.5。

优选地，所述聚丙烯酸钠的螯合力为250-300mg/g CaCO₃，分散力为90-120mg/g CaCO₃，碱缓冲力为12-18g。

优选地，所述聚丙烯酸钠由上述的制备方法制备。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明提供的一种用于洗涤剂的小分子量聚丙烯酸钠的生产方法，加入了一种特征分子量调节剂，采用非传统加溶剂的合成方法，合成工艺具有转化率高、设备投资少、产品纯度高、无污水废气排放、环保等优点，合成的产品固含量高、分子量分布窄，并且螯合力、分散力、抗酸性性能优良，可以完全或部分取代三聚磷酸钠用于洗涤剂中，减少洗涤剂对环境的污染。

同时，本发明提供的聚丙烯酸钠的合成工艺都是在水溶液中进行，在合成结束后，不用蒸馏出多余的醇类分子量调节剂，产品中也不会有醇类残留，生产工艺简单、能耗低、设备利用率高，可大大降低传统生产聚丙烯酸钠的成本，适合大规模工业化生产。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

在反应容器中加入11.5kg去离子水、2kg甲酸钠和6kg亚硫酸氢钾，边搅拌边升温至70℃，在2小时内同时逐滴加入10kg丙烯酸单体、4kg引发剂过硫酸钾；滴加完成后恒温反应3小时；最后用5kg氢氧化钠中和至中性。

实施例2

在反应容器中加入11.5kg去离子水、2.5kg甲酸钠和5kg亚硫酸氢钠，边搅拌边升温至75℃，在3小时内同时逐滴加入10kg丙烯酸单体、3kg引发剂过硫酸钠；滴加完成后恒温反应3小时；最后用5kg氢氧化钠中和至中性。

实施例3

在反应容器中加入11.5kg去离子水、3kg甲酸钠和5kg亚硫酸氢钠，边搅拌边升温至70℃，在2小时内同时逐滴加入10kg丙烯酸单体、3kg引发剂过硫酸铵；滴加完成后恒温反应3小时；最后用5kg氢氧化钠中和至中性。

实施例4

在反应容器中加入11.5kg去离子水、2.5kg甲酸钠和6kg亚硫酸氢钠，边搅拌边升温至80℃，在2小时内同时逐滴加入10kg丙烯酸单体、4kg引发剂过氧化氢；滴加完成后恒温反应3小时；最后用5kg氢氧化钠中和至中性。

实施例5

在反应容器中加入11.5kg去离子水、2.5kg甲酸钠和6kg亚硫酸氢钾，边搅拌边升温至70℃，在2小时内同时逐滴加入10kg丙烯酸单体、3.5kg引发剂过硫酸铵；滴加完成后恒温反应3小时；最后用5kg氢氧化钠中和至中性。

性能测试

与国外洗涤剂产品进行性能对比，请见表1(各洗涤剂产品的物理化学性能对比)和表2(各洗涤剂产品的助洗性能对比)，其中对比例1为陶氏洗涤剂产品，对比例2为巴斯夫洗涤剂产品。

表1 各洗涤剂产品的物理化学性能对比

	分子量	分子量分布系数	固含量(％)
				对比例1	4500	3.0	38.5
对比例2	4000	2.9	45.1
				实施例1	6500	2.3	46.2
实施例2	7300	2.0	46.7
				实施例3	5600	2.1	46.1
实施例4	5800	2.1	46.5
				实施例5	6000	2.4	45.7

表2 各洗涤剂产品的助洗性能对比

从表1、表2中可以看出，本发明的聚丙烯酸类洗涤剂，相比于国外陶氏和巴斯夫洗涤剂产品，分子量分布窄、固含量高，而且螯合力、分散力、碱性缓冲力都较高，具有优越的助洗性能。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种洗涤剂用聚丙烯酸钠的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1、反应阶段：在容器中加入去离子水、分子量调节剂、引发剂、丙烯酸单体，升温至70℃-90℃；

步骤2、保温阶段：恒温反应至少1小时；

步骤3、中和阶段：最后降温至50℃左右，用氢氧化钠溶液中和至中性。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中恒温反应时间为1-5小时。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备方法中各组分的重量份数为：

其中，所述引发剂为氧化-还原引发体系，包括氧化剂和还原剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂的氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢中任意一种或多种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂的还原剂选自亚硫酸氢盐、亚铁盐、抗坏血酸中任意一种或多种。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述分子量调节剂为甲酸钠。

7.一种洗涤剂用聚丙烯酸钠，其特征在于，所述聚丙烯酸钠的分子量在5000-8000，分子量分布系数在1.8-2.5。

8.根据权利要求7所述的洗涤剂用聚丙烯酸钠，其特征在于，所述聚丙烯酸钠的螯合力为250-300mg/g CaCO₃，分散力为90-120mg/g CaCO₃，碱缓冲力为12-18g。

9.根据权利要求7所述的洗涤剂用聚丙烯酸钠，其特征在于，所述聚丙烯酸钠由权利要求1所述的制备方法制备。