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一种利用爆聚合成水溶性聚丙烯酸酯的工艺制造技术

技术编号:13904059 阅读:197 留言:0更新日期:2016-10-26 02:50
本发明专利技术涉及到水溶性聚丙烯酸酯的制备工艺。本发明专利技术主要解决目前半连续法生产水溶性聚丙烯酸酯工艺中存在生产设备、场地资金投入大,过程复杂、耗时长、能耗高的问题。其技术方案是在开放的敞口高密度聚乙烯容器中采用一次性投料发投入原料,在氧化-还原体系引发剂作用下降低丙烯酸酯单体反应的表面能,利用酸碱中和放热达到产生聚合反应温度,引发丙烯酸酯单体开始发生聚合反应并进一步放热最终引发丙烯酸酯单体爆聚,当爆聚反应结束后聚合反应逐渐停止,得到水溶性聚丙烯酸酯。该工艺具有生产设备资金投入少,生产场地小,不耗煤、电能;生产工艺简单易于控制及产出效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到水溶性聚丙烯酸酯的制备工艺,具体的说是以水为溶剂采用一次性投料法合成水溶性聚丙烯酸酯的生产工艺。
技术介绍
水溶性聚丙烯酸酯由于其环保性和较低的成本越来越受到重视,而对于涂料用的水溶性聚丙烯酸酯的生产目前主要采用半连续法工艺,需在反应釜上配置搅拌机、加热及冷却控温系统、加料及滴加装置。当反应釜中先加入的去离子水及乳化剂加热达到聚合温度后,开始滴加或分段滴加单体或乳化后的单体及引发剂,滴加结束后,再经过数小时在恒温搅拌状态下反应、保温、再经冷却降温后加入中和剂调整PH值,最后出料、过滤、包装完成生产。这种生产工艺的生产设备资金和场地投入大,生产过程复杂,耗时长,能耗高。
技术实现思路
本专利技术针对上述情况,提供一种具有设备资金投入少、需要生产场地小、生产过程简单易于控制、能耗少、产出效率高的生产工艺。具体内容是在开放的敞口高密度聚乙烯容器中按一次性投料的方法分别加入预先量取的丙烯酸酯单体、氧化-还原体系引发剂和碱性中和液并搅拌均匀后静置,在氧化-还原体系引发剂作用下降低丙烯酸酯单体的反应表面能,利用酸碱中和反应自身放热达到产生聚合反应的温度,在室温环境下引发丙烯酸单体开始发生聚合反应并进一步放热最终引发丙烯酸酯单体爆聚,当爆聚反应结束后聚合反应逐渐停止,得到水溶性聚丙烯酸酯。最后经过滤、包装完成生产。本专利技术具有以下主要特征:1、由于所选用的丙烯酸酯单体和氧化-还原体系引发剂均能在水中完全溶解,不需要使用乳化剂从而避免了乳化剂的残留导致破坏水溶性聚丙烯酸酯的性能。丙烯酸酯类单体如丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯。氧化-还原体系引发剂如硫酸铵或过硫酸钾与亚硫酸氢钠。2、采用开放敞口的高密度聚乙烯容器既能满足反应前的保温和反应过程中的高温,又能完全避免爆聚引起爆炸事故;3、爆聚将漫长的滴加平稳聚合反应过程在短时间内完成,从而有效地缩短了生产周期。本专利技术具有生产设备资金投入少,生产场地小,不耗煤、电能;生产工艺简单易于控制及效率高的优点。其投料方式可以是人工投料或机器失重计量装置投料。具体实施方式下面结合实例对本专利技术做进一步说明。以一次性投料发合成15.66公斤30%固含量的水溶性聚丙烯酸酯的工艺为例:先准备以下工具:直径600mm.高度900mm的高密度聚乙烯圆柱形敞口桶一个,1.5米长不锈钢搅拌管一根。分别编号为1#、2#、3#的3个5升的塑料量杯和一个编号为4#的20升的塑料桶。备料工艺如下:1、称取丙烯酸2400克加入1#量杯制得1#料;2、称取丙烯酸-2-羟乙酯1000克加入2#量杯制得2#料,;3、称取亚硫酸氢钠100克,过硫酸铵200克加入3#量杯,加入1000克去离子水制得氧化-还原体系引发剂,制得3#料;4、称取氢氧化钠1000克加入20升的塑料桶中后再加入10000克去离子水搅拌完全溶解制得碱性中和液,因爆聚过程中高温会导致大量水分蒸发,故再补加2000克去离子水,制得4#料。一次性投料工艺如下:依次连续将制备好的1#料、2#料、3#料、和4#料加入200升高密度聚乙烯圆柱形敞口桶中,然后迅速用1.5米长不锈钢搅拌管将原料搅拌时间约20秒钟,搅拌均匀后静置, 在1-2分钟内聚合反应逐渐加剧,随着反应温度集聚引发单体爆聚,爆聚时间约15-20秒钟,随后反应逐渐减弱,肉眼观察当反应完全停止后,再搅拌1分钟后趁热过滤出料,制得外观清澈透明,固含量为30%,PH值7-8的水溶性聚丙烯酸酯。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用爆聚合成水溶性聚丙烯酸酯的工艺,其特点是:在开放的敞口高密度聚乙烯容器中加入丙烯酸酯单体、氧化‑还原体系引发剂和碱性中和液并搅拌均匀后静置,在氧化‑还原体系引发剂作用下降低丙烯酸酯单体的反应表面能,利用酸碱中和反应自身放热达到产生聚合反应的温度,在室温环境下引发丙烯酸单体开始发生聚合反应并进一步放热最终引发丙烯酸单体爆聚,当爆聚反应结束后聚合反应逐渐停止,得到水溶性聚丙烯酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种利用爆聚合成水溶性聚丙烯酸酯的工艺,其特点是:在开放的敞口高密度聚乙烯容器中加入丙烯酸酯单体、氧化-还原体系引发剂和碱性中和液并搅拌均匀后静置,在氧化-还原体系引发剂作用下降低丙烯酸酯单体的反应表面能,利用酸碱中和反应自身放热达到产生聚合反应的温度,在室温环境下引发丙烯酸单体开始发生聚合反应并进一步放热最终引发丙烯酸单体爆聚,当爆聚反应结束后聚合反应逐渐停止,得到水溶性聚丙烯酸酯。2.根据权利要求1所述的一种利用爆聚合成水溶性聚丙烯酸酯的工艺,其特征是合成设备中不需要外来热源和恒温及冷却装置。3.根据权利要求1所述的一种利用爆聚合成水溶性聚丙烯酸酯的工艺,其特征是采用一次性投料法将参与合成的所有成份加入高密度聚乙烯容器中混合在一起进行聚合。4.根据权利要求1所述的一种利用爆聚合成水溶性聚丙烯酸酯的工艺,其特征是参与聚合的所有成份的体积与敞口高密度聚乙烯容器的体积比不小于1︰4范围,敞口高密度聚乙烯容器的形状最好选用圆...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈跃
申请(专利权)人:陈跃
类型:发明
国别省市:贵州;52

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