一種保險粉組合物及其製備方法
2023-06-09 02:00:06 2
專利名稱：一種保險粉組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種保險粉組合物，還涉及該保險粉組合物的製備方法。
技術背景
保險粉(連二亞硫酸鈉)在水溶液中具有良好的還原性，所以被廣泛用作印染的還原劑、織物和紙漿的漂白劑、食品加工和醫藥工業的原料。目前製造的保險粉在貯藏中極易吸收空氣中溼氣而自然分解，放出大量的熱，引起燃燒，發生火災。
在美國專利USP3054658和日本公開特許公報昭59-3008中提到，在保險粉中添加苯甲酸鈉的方法來製造穩定型的保險粉，但這些方法製得的保險粉不夠穩定，同時，要消耗較多的價格較貴的苯甲酸鈉，提高了保險粉的成本。
公開號為CN1033663A的專利申請，提出用苯甲酸鈉和純鹼作為填充劑，製作阻燃型保險粉。該方法製得的保險粉還有以下缺點1.不穩定，受潮易發熱，易分解，溶於水後分解更快，導致還原能力下降；2.使用過程中分解速度快，實際使用中，為使染浴內具有需要的還原力，保險粉用量大大超過理論用量。3.使用後排放的汙水汙染成分高，對環境造成不利影響。
還有中國專利CN1459417A，提到用分子量大於5000的聚乙二醇、聚乙烯醇浸泡包裹製作無塵保險粉，也不能解決以上缺點，雖然浸漬方法設備要求相對簡單一些，但回收使用較繁瑣，生產成本稍大一些。發明內容
為解決這些問題，在研究中提出用無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑雙重包覆連二亞硫酸鈉製作保險粉組合物，能夠大大改善保險粉組合物的以上缺點。
本發明的目的在於提供一種用無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑雙重包覆的保險粉組合物及其製備方法，與常規的保險粉組合物相比，具有運輸、貯存安全穩定，使用過程中緩慢持續釋放、且使用時用量少的優點。
為實現上述目的，本發明提供了一種保險粉組合物，該保險粉組合物含有連二亞硫酸鈉、無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑；其中，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
本發明還提供了一種保險粉組合物的製備方法，該方法包括以下步驟
(1)將醇析後的連二亞硫酸鈉過濾後，加入無機鹽包覆劑，充分混合均勻；
(2)將聚合物包覆劑的有機溶劑溶液均勻噴塗在上述步驟(1)中得到的混合物上，然後乾燥；
以上各步驟都在氮氣保護下進行。
本發明提供的保險粉組合物具有以下有益效果
根據本發明提供的保險粉組合物，粒狀連二亞硫酸鈉的表面上均勻地塗有無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑，使其外表被包膜，隔絕與空氣、潮溼和其它物質接觸，起到增強穩定性作用。可以減少保險粉在貯存和運輸過程中的損耗，並增加了安全性。聚合物包覆劑不僅能使保險粉組合物具備良好的抗硬水性，而且分散性、膠溶性和抗再沉積性較好。採用噴塗方式用聚合物包覆劑包覆，材料成本較低，採用噴槍和合適的工藝，可以使無機鹽包覆層和聚合物包覆層的塗膜成為多層微孔網絡狀。包覆效果明顯。
在保險粉組合物的使用過程中，連二亞硫酸鈉緩慢釋放還原效果。由於無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑的包裹作用，遇水後，首先是外殼先溶於水，為避免連二亞硫酸鈉分解提供了保障，所以在溶解使用過程中，減少了由界面分解產生的二氧化硫氣味，提高了連二亞硫酸鈉的有效利用率，為用戶的降耗提供了有利條件。
在生產過程中所使用的無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑具有很好的穩定性，不影響下遊用戶的使用，不會產生副作用。所選聚合物包覆劑都溶於水或醇，不影響連二亞硫酸鈉的生產條件和用戶的使用條件。
具體實施方式
本發明提供的保險粉組合物含有連二亞硫酸鈉、無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑； 其中，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
根據本發明提供的保險粉組合物，在優選情況下，所述連二亞硫酸鈉的含量為 85-90重量份，所述無機鹽包覆劑的含量為1-5重量份，所述聚合物包覆劑的含量為0. 1-1重量份。
其中，連二亞硫酸鈉的粒徑優選為200-600 μ m。
根據本發明提供的保險粉組合物，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，硫酸鹽和鹽酸鹽可以形成窗格型插合物，水分進入其晶格後，其結合力比普通結晶水牢固。
在優選情況下，無機鹽包覆劑中的硫酸鹽為硫酸鈉，鹽酸鹽為氯化鈉。
在優選情況下，無機鹽包覆劑中的硫酸鈉和氯化鈉的重量比優選為2-5 1。具有該比例的硫酸鈉和氯化鈉可以更好地形成窗格型插合物，水分進入其晶格後，其結合力比普通結晶水牢固。氯化鈉還具有促染劑和穩定劑的作用，使得保險粉分解速度慢，穩定性好。
根據本發明提供的保險粉組合物，在優選情況下，所述無機鹽包覆劑的粒徑優選為 30-840 μ m。
所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
所述聚合物包覆劑的重均分子量優選為1000-10000，其中聚乙二醇的重均分子量優選為1000-10000，聚乙烯醇的重均分子量優選為1000-10000，聚丙烯酸酯的重均分子量優選為1000-10000，馬來酸-丙烯酸共聚物的重均分子量優選為1000-10000。
聚丙烯酸酯的實例可以例舉聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸丁酯等。
馬來酸-丙烯酸共聚物的共聚摩爾比優選為1 0.5-2，該馬來酸-丙烯酸共聚物可以商購獲得，例如可以從山東泰和水處理有限責任公司、常州市科利恩化工有限公司、河北中創環保節能材料有限公司等購得。
在生產過程中，由於聚合物包覆劑具有一定的粘合性，因此進行雙重包覆後的、製成顆粒狀後的保險粉組合物，有效地限制了細小顆粒的流動性，明顯減少粉塵現象，起到了減少粉塵和刺激性氣味大的作用，淨化了操作環境，明顯降低了對人體的刺激和毒害程度， 具有良好的環境效益。
根據本發明提供的保險粉組合物，在優選情況下，所述保險粉組合物還含有造粒劑，所述造粒劑的含量優選為5-10重量份，所述造粒劑選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、多糖類及其衍生物中的一種或幾種，所述造粒劑的粒徑優選為30-840 μ m。所述多糖類及其衍生物的重均分子量優選為20000-60000，且多糖類的實例可以為中性多糖、粘多糖等。
通過使用造粒劑，可以促進連二亞硫酸鈉形成顆粒狀，製成顆粒狀可以增加其穩定性。
根據本發明提供的保險粉組合物，在優選情況下，所述保險粉組合物還含有穩定劑，所述穩定劑選自硫酸鈉、偏硼酸鈉、氯化鎂、硫酸鎂和矽酸鈉中的一種或幾種，所述穩定劑的含量優選為0.01-1重量份。
所述穩定劑的粒徑優選為30-840 μ m。
當保險粉組合物含有穩定劑時，可以在一定程度上加強保險粉組合物的穩定性， 特別是鎂鹽作為內穩定劑效果較好，使得本發明的保險粉組合物分解速度慢，穩定性更好。 可以減少用戶使用時的使用量，為用戶降低了生產成本和減少了汙水的排放，減少對環境的不利影響。
根據本發明提供的保險粉組合物，所述保險粉組合物優選還含有抗摩擦劑，所述抗摩擦劑優選矽酸鈉，所述抗摩擦劑的含量優選為0.01-0. 1重量份。
所述抗摩擦劑的粒徑優選為30-840 μ m。
所述保險粉組合物在優選情況下還含有抗摩擦劑，通過使用抗摩擦劑，可以使造粒不易碎，進一步保證儲存和運輸的安全。
本發明還提供一種保險粉組合物的製備方法，該方法包括以下步驟
(1)將醇析後的連二亞硫酸鈉過濾後，加入無機鹽包覆劑，充分混合均勻；
(2)將聚合物包覆劑的有機溶劑溶液均勻噴塗在上述步驟(1)中得到的混合物上，然後乾燥；
以上各步驟都在氮氣保護下進行。
根據本發明提供的方法，所述醇析後的連二亞硫酸鈉中的連二亞硫酸鈉的濃度優選為85-90重量％，以保證無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑的包覆效果。
根據本發明提供的方法，在聚合物包覆劑的有機溶劑溶液中，聚合物包覆劑的濃度不受限制，只要充分溶解聚合物包覆劑即可。在優選情況下，聚合物包覆劑的濃度可以為 10-50 重量 ％。
根據本發明提供的方法，所述有機溶劑可以為各種可以溶解聚合物包覆劑的有機溶劑，例如所述有機溶劑可以選自甲醇。
上述聚合物包覆劑的有機溶劑溶液的製備方法可以採用本領域技術人員公知的各種方法，例如，在60-70°C的溫度下，將聚合物包覆劑充分溶解在有機溶劑中。上述噴塗可以使用噴槍進行均勻噴塗。
上述乾燥可以使用本領域已知的各種方法進行，例如可以採用直接反應釜乾燥、 滾筒乾燥、流化床乾燥等，在例如50-70°C的溫度下進行乾燥。
根據本發明提供的方法，所述無機包覆劑和聚合物包覆劑均為如上所述的無機包覆劑和聚合物包覆劑。
根據本發明提供的方法，在優選情況下，在步驟(1)中，在加入無機鹽包覆劑之前，先加入造粒劑，並混合均勻。
另外，在優選情況下，在加入造粒劑之前，先加入穩定劑，並混合均勻。
另外，在優選情況下，在步驟(1)中，在加入無機鹽包覆劑並混合均勻後，加入抗摩擦劑，並混合均勻。
根據本發明提供的方法，所述造粒劑、穩定劑和抗摩擦劑均為如上所述的造粒劑、 穩定劑和抗摩擦劑。
連二亞硫酸鈉的製備方法可以採用本領域技術人員公知的各種方法，例如可採用以甲酸鈉、甲醇、二氧化硫為原料的方法。
本發明的保險粉組合物顆粒的平均粒徑優選為0. 5_2mm。
下面採用具體實施例的方式對本發明進行進一步的詳細說明。
實施例1
將折幹的900kg醇析後濃度為85重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m) 投入拼混鍋，開動攪拌，投入作為無機包覆劑的4. 5kg粉碎好的、平均粒徑為150μπι的硫酸鈉和0. 9kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；然後用噴槍把作為聚合物包覆劑的重均分子量為2500的聚乙二醇的甲醇溶液(0. 8kg聚乙二醇和0. 2kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的混合物上，拼混均勻後，在60°C下乾燥，得到平均粒徑為Imm 的保險粉組合物。
實施例2
將折幹的850kg醇析後濃度為90重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m)投入拼混鍋，開動攪拌，投入0. Ikg作為穩定劑的粉碎好的的、平均粒徑為500μπι的氯化鎂， 混合均勻；再投入IOOkg作為造粒劑的粉碎好的、平均粒徑為400 μ m的碳酸氫鈉，混合均勻；再投入作為無機鹽包覆劑的4. 07kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的硫酸鈉和0. 81kg 粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；再投入0. Ikg作為抗摩擦劑的、平均粒徑為50μπι的矽酸鈉，混合均勻，然後用噴槍把作為聚合物包覆劑的重均分子量為8000的聚乙烯醇的甲醇溶液(0. 8kg聚乙烯醇和0. 2kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的混合物上，拼混均勻後，在55°C下乾燥，得到平均粒徑為0. 5mm的保險粉組合物。
實施例3
將折幹的850kg醇析後濃度為90重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m)投入拼混鍋，開動攪拌，投入0. Ikg作為穩定劑的粉碎好的、平均粒徑為100 μ m的氯化鎂，混合均勻；再投入IOOkg作為造粒劑的粉碎好的、平均粒徑為100 μ m的碳酸氫鈉，混合均勻； 再投入作為無機鹽包覆劑的4. 07kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的硫酸鈉和0. 81kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；再投入0. Ikg作為抗摩擦劑的、平均粒徑為 100 μ m的矽酸鈉，混合均勻，然後用噴槍把作為聚合物包覆劑的重均分子量為6000的聚乙烯醇的甲醇溶液(0. 8kg聚乙烯醇和0. 2kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的混合物上，拼混均勻後，在60°C下乾燥，得到平均粒徑為0. 65mm的保險粉組合物。
實施例4
將折幹的880kg醇析後濃度為90重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m) 投入拼混鍋，開動攪拌，投入5kg作為穩定劑的粉碎好的、平均粒徑為100 μ m的氯化鎂，混合均勻；再投入56. 5kg作為造粒劑的粉碎好的、平均粒徑為300 μ m的分子量為20000的粘多糖，混合均勻；再投入作為無機鹽包覆劑的32kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的硫酸鈉和18kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；再投入0. 5kg作為抗摩擦劑的、 平均粒徑為100 μ m的矽酸鈉，混合均勻；然後用噴槍把作為聚合物包覆劑的重均分子量為 9000的聚丙烯酸甲酯的甲醇溶液(5kg聚丙烯酸酯和3kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的保險粉上，拼混均勻後，在60°C下乾燥，得到平均粒徑為0. 85mm的保險粉組合物。
實施例5
將折幹的890kg醇析後濃度為90重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m) 投入拼混鍋，開動攪拌，投入5kg作為穩定劑的粉碎好的、平均粒徑為50 μ m的偏硼酸鈉， 混合均勻；再投入86. 5kg作為造粒劑的粉碎好的、平均粒徑為200 μ m的碳酸鈉，混合均勻；再投入作為無機鹽包覆劑的7. 5kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的硫酸鈉和2. 5kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；再投入0. 5kg作為抗摩擦劑的、平均粒徑為100 μ m的矽酸鈉，混合均勻；然後用噴槍把作為聚合物包覆劑的馬來酸-丙烯酸共聚物 (共聚摩爾比為1 0. 6)的甲醇溶液(5kg馬來酸-丙烯酸共聚物和3kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的保險粉上，拼混均勻後，在50°C下乾燥，得到平均粒徑為0. 52mm 的保險粉組合物。
比較例1
市場上購買得到的保險粉組合物，該保險粉組合物中，連二亞硫酸鈉的含量為85 質量％、碳酸鈉的含量為14質量％、及少量的亞硫酸鈉、氫氧化鈉和甲酸鈉1質量％。
性能測試
1、貯存時間及有效含量
根據行業標準HG/T2074-2004進行測試。將實施例1_5和比較例1所製備得到的保險粉組合物按照上述測試方法進行測試，所得到的結果示於表1中。
2、用於染色或印花後的還原清洗的用途的使用效果
將2500ml水升溫到70°C後，加入30%液鹼(氫氧化鈉)8. 75ml，攪拌溶解，再加入含85%連二亞硫酸鈉的保險粉組合物(用量見表1)，攪拌溶解，再加入染色或印花後的布樣31. 25g，處理15分鐘。取出洗淨，絞乾，在100°C以下乾燥。
將實施例1-5和比較例1中所得到的保險粉組合物進行上述測試，當獲得相同的還原清洗效果時，用於染色或印花後的還原清洗用途的用量示於表1中。
表權利要求
1.一種保險粉組合物，該保險粉組合物含有連二亞硫酸鈉、無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑；其中，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
2.根據權利要求1所述的保險粉組合物，所述硫酸鹽為硫酸鈉，所述鹽酸鹽為氯化鈉。
3.根據權利要求2所述的保險粉組合物，其中，硫酸鈉與氯化鈉的重量比為2-5 1。
4.根據權利要求1-3任一項所述的保險粉組合物，其中，所述保險粉組合物還含有造粒劑，所述造粒劑選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、多糖類及其衍生物中的一種或幾種。
5.根據權利要求1-4任一項所述的保險粉組合物，其中，所述保險粉組合物還含有穩定劑，所述穩定劑選自硫酸鈉、偏硼酸鈉、硫酸鎂和矽酸鈉中的一種或幾種。
6.根據權利要求1-5任一項所述的保險粉組合物，其中，所述保險粉組合物還含有抗摩擦劑，所述抗摩擦劑為矽酸鈉。
7.根據權利要求6所述的保險粉組合物，其中，所述連二亞硫酸鈉的含量為85-90重量份，所述無機鹽包覆劑的含量為1-5重量份，所述聚合物包覆劑的含量為0. 1-1重量份，所述造粒劑的含量為5-10重量份，所述穩定劑的含量為0. 01-1重量份，所述抗摩擦劑的含量為0. 01-0. 1重量份。
8.根據權利要求6或7所述的保險粉組合物，其中，所述連二亞硫酸鈉的粒徑為 200-600 μ m,所述無機鹽包覆劑的粒徑為30-840 μ m,所述聚合物包覆劑的重均分子量為 1000-10000,所述造粒劑的粒徑為30-840 μ m,所述穩定劑的粒徑為30-840 μ m,所述抗摩擦劑的粒徑為30-840 μ m。
9.一種權利要求1所述保險粉組合物的製備方法，該方法包括以下步驟(1)將醇析後的連二亞硫酸鈉過濾後，加入無機鹽包覆劑，充分混合均勻；(2)將聚合物包覆劑的有機溶劑溶液均勻噴塗在上述步驟(1)中得到的混合物上，然後乾燥；以上各步驟都在氮氣保護下進行。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述有機溶劑選自甲醇。
11.根據權利要求9或10所述的方法，其中，在步驟(1)中，在加入無機鹽包覆劑之前， 先加入造粒劑，並混合均勻。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，在步驟(1)中，在加入造粒劑之前，先加入穩定劑，並混合均勻。
13.根據權利要求9-12任一項所述的方法，其中，在步驟(1)中，在加入無機鹽包覆劑並混合均勻後，加入抗摩擦劑，並混合均勻。
全文摘要
本發明提供了一種保險粉組合物及其製備方法，該保險粉組合物含有連二亞硫酸鈉，無機鹽包覆劑，和聚合物包覆劑；其中，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。與常規的保險粉組合物相比，具有運輸、貯存安全穩定，使用過程中緩慢持續釋放、且使用時用量少的優點。
文檔編號D06P5/08GK102493233SQ201110390940
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者方標, 景雪蘋, 陳素娟, 靡永祥 申請人:浙江嘉成化工有限公司