变性聚丙烯酸钠无磷助剂制备新工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种变性聚丙烯酸钠无磷助剂制备新工艺，选用分子量为４０００－１００００的丙烯酸与马来酸（酐）共聚物或者丙烯酸均聚物，与硅酸钠水溶液经过聚合反应而形成的具有活性硅烷醇基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸马来酸（酐）共聚物的钠盐构成的复合体或者具有活性硅烷醇基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸均聚物的钠盐所构成的复合体，经喷雾干燥成固体粉状产品，其吸附力强、分散性好，具有良好的钙镁离子交换能力及抗污垢再沉积的性能，是一种价格低廉、工艺简单、对环境无污染的优良无磷助剂和优良的去水垢剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高效无磷洗涤助剂，特别是一种用变性聚丙烯酸钠作为无磷助剂的制备新工艺。本专利技术的技术方案如下本专利技术的特征在于选用分子量为4000-10000的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或者丙烯酸均聚物，与硅酸钠水溶液经过聚合反应而形成的具有活性硅烷醇基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸马来酸(酐)共聚物的钠盐构成的复合体或者具有活性硅烷醇基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸均聚物的钠盐所构成的浆状复合体。本专利技术浆状复合体经喷雾干燥成固体粉状产品。本专利技术的工艺过程如下A、将分子量为4000-10000的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或者丙烯酸均聚物，慢慢加入波美度为20的硅酸钠水溶液中并强烈搅拌，其质量配比为(10-20)∶(130-180)，至PH值为5以下，生成白色无定形沉淀；B、搅拌白色二氧化硅沉淀10-15分钟，加入波美度为40的硅酸钠并搅均匀，硅酸钠与硅酸钠水溶液的质量配比为(180-200)∶(130-160)；C、加入酸性物质并搅拌均匀，酸性物质与硅酸钠水溶液的质量配比为1∶(130-160)；再加入碳酸钠和硫酸钠，搅拌均匀后升温至50-75℃成浆状复合体；碳酸钠与硅酸钠水溶液的质量配比为(18-20)∶(130-160)，硫酸钠与硅酸钠水溶液的质量配比为(25-30)∶(130-160)；D、浆状复合体在经过升温后，经280-330℃喷雾干燥成固体粉状产品。本专利技术的反应式如下 本专利技术所述的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或丙烯酸均聚物的制备方法如下A、按1∶1的摩尔比称取丙烯酸和马来酸(酐)或丙烯酸，并加入少量表面活性剂和适量水；B、在强烈搅拌下，加热混合物至60-70℃充分分散于水中；C、再加入适量的过硫酸钠，搅拌下继续升温至140-160℃，于12-15分钟完成聚合反应；D、采用凝胶色谱(GPC)方法测共聚物的平均分子量，选取分子量为4000-10000的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或丙烯酸均聚物。本专利技术所述的酸性物质是依康酸或柠檬酸或草酸。本专利技术所述的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或丙烯酸均聚物的分子量以4000-4500为最好。本专利技术的机理如下由一种价格较低的原料与丙烯酸钠均聚物或丙稀酸与马来酸(酐)共聚物钠盐作用，形成一种新的效能与这类高聚物媲美的无磷洗涤剂，即将无机酸或有机酸作用于硅酸钠水溶液，以生成不同物理性能的沉淀二氧化硅(硅酸SiO2·H2O，是无定形二氧化硅)。这类硅酸具有活性硅烷醇基，具有高度吸附能力和良好的分散性及一定的钙镁离子的交换能力。这种沉淀二氧化硅实际属于硅胶体，它的表面是由一层硅烷醇(SiOH)和物理吸附水组成，大部份水可在125-225℃下干燥去除，而硅烷醇基团则是遗留在表面以下列三种不同构型存在孤立型(a)、孪生型(b)和连位型(c)。 新生成的硅氧化烷链非常活泼，只要干燥温度在345℃以下，这种脱水表面再水合是完全可逆的。硅酸体表面的硅烷醇基是个弱酸，其质子能和各种金属阳离子进行离子交换。交换形式可由下式表示 由此推断，用作洗涤助剂的沉淀二氧化硅具有离子交换性，其交换能力取决于表面的烷醇基的浓度。本专利技术变性聚丙烯酸钠的质量指标如下PH值1％水溶液≤11变性聚丙烯酸钠％12-15钙交换能力CaCO3mg/g≥450白度≥95结合水％≥3湿度(H2O)％≤6本专利技术所用原料均易被生物降解，不含磷化物；经半致死量毒性实验其LD50＝6800mg/Kg；是一种对环境无污染，特别是对水质无污染，安全的绿色环保产品。本专利技术的变性聚丙烯酸钠既保持有原有的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或丙烯酸均聚物高电荷密度及除污性强的特性，同时又具备有活性硅酸(无定形沉淀二氧化硅)吸附力强、分散性好、具有良好钙镁离子交换能力及抗污垢再沉积的性能，是一种价格低廉、工艺简单、对环境无污染的优良无磷助剂和优良的去水垢剂。其中丙烯酸与马来酸(酐)共聚物的制备是称取一摩尔质量的丙烯酸和一摩尔质量的马来酸(酐)，加入少量表面活性剂十二醇硫酸钠和适量水；在强烈搅拌下加热至70℃让其充分分散于水中；再加入3份适量的过硫酸钠，在搅拌下继续升温至150℃，搅拌下反应14分钟完成聚合反应；用凝胶色谱(GPC)法测得共聚物的平均分子量为4200。实施例2将20份丙烯酸均聚物，在强烈搅拌下慢慢加入180份波美度为20的硅酸钠中，至PH5，即产生白色无定形沉淀二氧化硅，继续搅拌12分钟，加入200份波美度为40的硅酸钠，搅匀，加入1份草酸搅匀，加入25份碳酸钠，35份硫酸钠，升温至75℃，经325℃喷雾干燥即得粉状产品。其理化指标如下白度96、PH10.8、结合水3.8％、湿度(H2O)5.5％、钙交换能力460 CaCO3mg/g，变性聚丙烯酸钠含量15％。其中丙烯酸均聚物的制备是称取一摩尔质量的丙烯酸，加入少量表面活性剂十二醇硫酸钠和适量水；在强烈搅拌下加热至70℃让其充分分散于水中；再加入3份适量的过硫氢酸钠，在搅拌下继续升温至160℃，搅拌下反应13分钟完成聚合反应；用凝胶色谱(GPC)法测得共聚物的平均分子量为6000。本专利技术变性聚丙烯酸钠与STPP、4A沸石相对照，以相同质量18％的用量分别配入同一配方洗衣粉中，测定其去污力指数如下表 本专利技术变性聚丙烯酸钠在洗衣粉配方中与相关助剂的去污性/价格比值见下表 从上表可见，本专利技术的变性聚丙烯酸钠的去污性/价格比值是最好的。本专利技术所用原料均易被生物降解，不含磷化物；经半致死量毒性实验其LD50＝6800mg/Kg；是一种对环境无污染，特别是对水质无污染，安全的绿色环保产品。本专利技术的变性聚丙烯酸钠既保持有原有的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或丙烯酸均聚物高电荷密度及除污性强的特性，同时又具备有活性硅酸(无定形沉淀二氧化硅)吸附力强、分散性好、具有良好钙镁离子交换能力及抗污垢再沉积的性能，是一种价格低廉、工艺简单、对环境无污染的优良无磷助剂和优良的去水垢剂。权利要求1.变性聚丙烯酸钠无磷助剂制备新工艺，其特征在于选用分子量为4000-10000的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或者丙烯酸均聚物，与硅酸钠水溶液经过聚合反应而形成的具有活性硅烷醇基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸马来酸(酐)共聚物的钠盐构成的复合体或者具有活性硅烷醇基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸均聚物的钠盐所构成的浆状复合体。2.根据权利要求1所述的一种变性聚丙烯酸钠无磷助剂制备新工艺，其特征在于A、分子量为4000-10000的丙烯酸与马来酸(酐)共聚物或者丙烯酸均聚物，慢慢加入波美度为20的硅酸钠水溶液中并强烈搅拌，其质量配比为(10-15)∶(130-160)，至PH值为5以下，生成白色无定形沉淀；B、搅拌白色二氧化硅沉淀10-15分钟，加入波美度为40的硅酸钠并搅拌均匀，硅酸钠与硅酸钠水溶液的质量配比为(180-200)∶(130-160)；C、加入酸性物质并搅拌均匀，酸性物质与硅酸钠水溶液的质量配比为1∶(130-160)；再加入碳酸钠和硫酸钠，搅拌均匀后升温至50-75℃成浆状复合体，碳酸钠与硅酸钠水溶液的质量配比为(18-20)∶(130-160)，硫酸钠与硅酸钠水溶液的质量配比为(25-30)∶(130-160)。3.根据权利要求1或2所述的一种变性聚丙烯酸钠无磷助剂制备新工艺，其特征在于所述的丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
变性聚丙烯酸钠无磷助剂制备新工艺，其特征在于：选用分子量为４０００－１００００的丙烯酸与马来酸（酐）共聚物或者丙烯酸均聚物，与硅酸钠水溶液经过聚合反应而形成的具有活性硅烷醇基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸马来酸（酐）共聚物的钠盐构成的复合体或者具有活性硅烷醇基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸均聚物的钠盐所构成的浆状复合体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤，陈英，吴勇，
申请(专利权)人：成都鹏鑫科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]