[发明专利]一种聚丙烯酸及其盐的生产方法

说明书

本发明提供了一种聚丙烯酸（钠）的生产工艺，具体是在水溶液中，以过硫酸盐为引发剂和氧化剂，有机多硫化物为还原剂和链转移剂，短链醇为相转移剂和链转移剂，进行丙烯酸单体的聚合。本发明采用有机过硫化物做还原剂，与过硫酸盐形成氧化还原引发体系，在相转移剂醇的作用下，有效参与反应，提高了引发剂的利用率，降低反应时间，降低产品无机盐含量；有机过硫化物与醇还起到链转移作用，有效降低了聚合物分子量，减少了要生产低分子量聚丙烯酸的引发剂用量；整个反应过程无三废产生，绿色环保。

技术领域

本发明专利涉及精细化学品技术领域，特别涉及一种聚丙烯酸（钠）的生产工艺。

背景技术

聚丙烯酸（钠）【PAA（S）】广泛用于石油、采矿业用分散剂，合成洗涤用分散剂，与其他水处理剂组成配方使用，用作电厂、化工厂、化肥厂、炼油厂和空调系统等循环冷却水系统中的阻垢分散剂。同时，PAA（S）作为一种分散剂，可作用于泥土、腐蚀产物等无定性物。本品还能与缓蚀剂复配作复合水稳剂，增强缓蚀效果。聚丙烯酸（钠）用途广泛，不同分子量的产品用于各个领域。

目前，聚丙烯酸（钠）的合成已实现工业化生产，其合成工艺也逐渐用水相替代有机相合成。李远兰等提出以过硫酸盐为引发剂，醇类为链转移剂，再辅加亚硫酸盐等还原剂，在水溶液中进行丙烯酸单体的聚合反应（聚丙烯酸、丙烯酸共聚物的合成与应用，广东化工，2005年第9期）。李英等提出以过硫酸铵为引发剂，异丙醇为调聚剂，在水溶液中合成低分子量的聚丙烯酸（低分子量聚丙烯酸的合成，化工管理，2014年第4期）。专利CN105481676A提到用过硫酸盐或双氧水做引发剂，单质银等做催化剂，进行水相聚合。专利CN110894387A提到在水溶液中，用液碱控制pH，加入过硫酸铵和异丙醇进行丙烯酸单体的聚合。上述水相聚工艺合安全简单，是目前研究的重点。上述方法也存在一定缺陷，引发剂过硫酸盐的使用效率不高，尤其在合成低分子量聚丙烯酸时，引发剂用量大，不仅造成生产成本的提高，而且影响产品质量，后期可能会出现盐析现象。

针对以上问题，本发明提供了一种聚丙烯酸（钠）的生产工艺，此法能有效提高引发剂的利用率，提高产品质量。

发明内容

针对现有技术中引发剂用量大，产物分子量高的问题，本发明提供了一种低分子量的聚丙烯酸（钠）的生产方法，主要包括以下步骤：

（1）将一定量的纯水加入反应釜中，搅拌下升温至90~95℃，开始按一定流量滴加定量的丙烯酸水溶液、过硫酸盐水溶液和有机多硫化物和醇的混合液，滴加过程保持釜内回流状态。

（2）滴加完毕后，继续回流保温1h后，降温稀释得质量分数40%左右的聚丙烯酸水溶液或降温用氢氧化钠调碱后稀释得质量分数40%左右的聚丙烯酸钠水溶液。

其中，步骤（1）中所述预先加入纯水的质量为总单体投料质量的30~50%。

其中，步骤（1）中所述的丙烯酸水溶液质量分数为60~70%；过硫酸盐可为过硫酸铵、过硫酸钠等，其水溶液质量分数为1~10%。

其中，步骤（1）中所述的有机多硫化物可为二硫或多硫化的酯，醇为含4~7个碳的中高碳醇或含2~4个碳原子的多元醇。

其中，步骤（1）中所述物料的摩尔比n_{（丙烯酸）}:n_（纯水）:n_（醇）：n_{（过硫酸盐）}:n_{（有机多硫化物）}为1:（1~1.5）：（0.05~0.1）：（0.005~0.01）：（0.01~0.015）。

其中，步骤（1）中所述丙烯酸水溶液滴加时间为1h，过硫酸盐水溶液和有机多硫化物和醇混合液的滴加时间均为1.5h，滴加方式为过硫酸盐和有机多硫化物同时开始滴加，丙烯酸延迟0.2h后滴加。

本发明专利的有益效果为：