一種丙烯酸鋅的生產工藝的製作方法

2023-10-27 16:06:12

專利名稱：一種丙烯酸鋅的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及橡膠助劑生產技術領域，特別涉及一種丙烯酸鋅生產的工藝方法。
背景技術：
丙烯酸鋅作為一種不飽和的羧酸金屬鹽，可以與各種橡膠快速化合，不但具有很強的耐油、耐溶劑性，也顯示了非常好的熱穩定性。由於鋅陽離子與羧酸陰離子之間的相互作用而形成了許多獨特的特性，特別是鋅陽離子通常被認為可以通過離子鍵交聯，使金屬中性離子鍵聚合物的拉伸性能提高，提高橡膠強度，改善低溫性能。此外，金屬離子的引入大大提高了基體材料與骨架材料的粘合性能，還能提高彈性，降低白碳黑，補強膠料的壓縮永變性。因此，丙烯酸鋅是一種在高分子材料領域中極具應用前景的多功能活性助劑。不飽和羧酸金屬鹽通常可以通過複分解反應進行合成。但是複分解反應合成工藝會產生大量廢水，以及難以處理的無機鹽，且產品成本較高。還可以將氧化鋅在表面活性劑存在下不斷分散的同時與丙烯酸反應，生成丙烯酸鋅粒子。生成的丙烯酸鋅產品通常需要進行粉碎，再用篩網分級。這類方法由於表面活性劑的使用增加了產品成本，也對丙烯酸鋅的純度有不利影響。因此，工業化生產亟需一種環保、成本低的高純丙烯酸鋅的生產工藝。

發明內容
針對以上丙烯酸鋅合成技術中的不足，本發明提供一種不產生含鹽廢水的丙烯酸鋅的生產工藝，不加表面活性劑提高產品純度，並可直接得到鬆散微細的白色粉末丙烯酸鋅。本發明的技術方案如下一種丙烯酸鋅的生產工藝，包括以下步驟(1)將氧化鋅加入到溶劑中，攪拌，升溫至50 120°C，在攪拌下加入丙烯酸與溶劑的混合溶液，調整溫度75 150°C進行回流反應，將反應生成水分出，反應至沒有水生成為止；所述溶劑為沸點範圍為75°C 150°C的有機溶劑。(2)將反應產物進行過濾，分出濾液，洗滌、乾燥固體，得到鬆散的粉末狀丙烯酸
鋅。無需粉碎。根據本發明優選的，步驟(1)中所述溶劑是庚烷、辛烷、甲苯、二甲苯或120#溶劑油(也稱為工業庚烷)。根據本發明優選的，步驟(1)中所述的溶劑是沸點範圍為90°C -120°c的有機溶劑。進一步優選的，所述的溶劑是庚烷或甲苯。根據本發明優選的，步驟⑴中所述丙烯酸與溶劑總量的質量體積比為 100-250g/L;進一步優選的，步驟(1)中所述的溶劑，用於氧化鋅的溶劑量與用於丙烯酸混合溶液的溶劑量的體積比為4 2 1。根據本發明優選的，步驟(1)中加入丙烯酸前體系的升溫範圍為75-100°C。根據本發明優選的，步驟⑴中所述氧化鋅與丙烯酸的物質的量比為1 2 4。
根據本發明優選的，步驟(1)中回流反應溫度為90 120°C。根據本發明優選的，步驟(2)中的過濾是密閉離心過濾，所述的洗滌是用步驟(1) 的溶劑進行洗滌，所述的乾燥是真空加熱乾燥，乾燥溫度優選60-100°C。根據本發明優選的，步驟(2)中所得的濾液作為步驟⑴的溶劑循環使用。本發明的方法製得的丙烯酸鋅為鬆散的微細白色粉末，無需粉碎。根據本發明優選的，一種丙烯酸鋅的生產工藝，包括以下步驟將氧化鋅加入到庚烷或甲苯溶劑中，攪拌，升溫至75 100°C，在攪拌下加入丙烯酸與溶劑的混合溶液，氧化鋅與丙烯酸的物質的量比為1 2 4，丙烯酸與溶劑總量的質量體積比為100-250g/L ；調整溫度90 120°C進行回流反應，將反應生成水分出，反應至沒有水生成為止；將反應產物進行密閉離心過濾，分出濾液作為溶劑循環使用，所得固體用庚烷或甲苯洗滌，然後在60-100°C真空加熱條件下乾燥，得到鬆散的白色粉末狀丙烯酸鋅。本發明技術特點是利用丙烯酸和氧化鋅在合適沸點的溶劑中進行攪拌下的回流反應，回流過程中通過溶劑不斷地將水帶出反應體系。在反應完成後，反應體系進行過濾洗滌，得到鬆軟的白色丙烯酸鋅微細粉末。過濾得到的濾液在丙烯酸鋅生產中循環使用。與現有技術比較，本發明的有益效果是1、本發明的工藝用於大規模工業化生產，可避免產生大量含無機鹽的廢水；2、本發明採用回流反應工藝，得到的丙烯酸鋅產品乾燥後為鬆散、微細的白色粉末，無需粉碎，完全達到丙烯酸鋅產品使用要求；3、本發明的工藝在生產過程中無需向產品中添加表面活性物質，產品純度在97% 以上，收率大於96%。


圖1、2分別是實施例1、2合成的丙烯酸鋅產品的電鏡照片。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不限於此。實施例1 200kg氧化鋅加入到2000L甲苯中升溫攪拌，到達90°C時緩緩加入533kg丙烯酸和700L甲苯的混合溶液，同時調整溫度進行回流反應。丙烯酸加入完畢後繼續回流反應， 至沒有水生成為止。分水44kg，接近理論生成量。反應產物進行過濾，分出濾液，所得固體進行密閉離心除去母液，用甲苯洗滌後進行真空加熱乾燥，乾燥溫度65°C。得到494. 7kg白色鬆軟微細粉末狀丙烯酸鋅，收率為97. 0%。絡合滴定檢測純度為97. 5%。絡合滴定檢測方法參照國標GB/T3185-92。下同。圖1是丙烯酸鋅產品的電鏡照片，顯示所得丙烯酸鋅的微觀結構為鬆散的粉末。實施例2 75. 5kg氧化鋅加入到1000L庚烷中升溫攪拌，到達80°C時緩緩加入200kg丙烯酸和300L庚烷的混合溶液，同時調整溫度進行回流反應。丙烯酸加入完畢後繼續回流反應， 至沒有水生成為止。分水17kg，接近理論生成量。反應產物進行過濾，分出濾液，固體進行密閉離心過濾掉母液，使用庚烷洗滌後進行真空加熱乾燥，乾燥溫度65°C。得到202. 2kg白
4色鬆軟微細粉末狀丙烯酸鋅，收率為96.8%。絡合滴定檢測純度為98.0%。圖2是丙烯酸鋅產品的電鏡照片，顯示所得丙烯酸鋅的微觀結構為鬆散的粉末。實施例3:IOOkg氧化鋅加入到1200L 二甲苯中升溫攪拌，到達100°C時緩緩加入250kg丙烯酸和400L 二甲苯的混合溶液，同時調整溫度進行回流反應。丙烯酸加入完畢後繼續回流反應，至沒有水生成為止。分出水分。反應產物進行過濾，分出濾液，固體進行密閉離心過濾掉母液，使用二甲苯洗滌後進行真空加熱乾燥，乾燥溫度70°C。得到348. Ikg白色鬆軟微細粉末狀丙烯酸鋅，收率96. 9%。絡合滴定檢測純度為97. 8%。實施例4 200kg氧化鋅加入到2000L的120#溶劑油(淄博旺旭化工有限公司產)中升溫攪拌，到達80°C時緩緩加入500Kg丙烯酸和750L 120#溶劑油的混合溶液，同時調整溫度進行回流反應。丙烯酸加入完畢後繼續回流反應，至沒有水生成為止。分水。反應產物進行過濾，分出濾液，所得固體進行密閉離心除去母液，用120#溶劑油洗滌後進行真空加熱乾燥， 乾燥溫度70°C。得到690. 2kg白色鬆軟微細粉末狀丙烯酸鋅，收率96.0%。絡合滴定檢測純度為97. 3%。
權利要求
1.一種丙烯酸鋅的生產工藝，包括以下步驟(1)將氧化鋅加入到溶劑中，攪拌，升溫至50 120°C，在攪拌下加入丙烯酸與溶劑的混合溶液，調整溫度75 150°C進行回流反應，將反應生成水分出，反應至沒有水生成為止；所述溶劑為沸點範圍為75°C 150°C的有機溶劑；(2)將反應產物進行過濾，分出濾液，洗滌、乾燥固體，得到鬆散的粉末狀丙烯酸鋅；無需粉碎。
2.如權利要求1所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(1)中所述溶劑是庚烷、 辛烷、甲苯、二甲苯或120#溶劑油。
3.如權利要求1所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(1)中所述的溶劑是沸點範圍為90°C -120°C的有機溶劑。
4.如權利要求1或3所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(1)中所述溶劑是庚烷或甲苯。
5.如權利要求1 4任一項所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(1)中所述丙烯酸與溶劑總量的質量體積比為100-250g/L。
6.如權利要求1或5所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(1)中所述的溶劑， 用於氧化鋅的溶劑量與用於丙烯酸混合溶液的溶劑量的體積比為4 2 1。
7.如權利要求1所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(1)中所述氧化鋅與丙烯酸的物質的量比為1 2 4。
8.如權利要求1所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(1)中回流反應溫度為 90 120 。
9.如權利要求1所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(2)中的過濾是密閉離心過濾，所述的洗滌是用步驟(1)的溶劑進行洗滌，所述的乾燥是真空加熱乾燥，乾燥溫度優選 60-100°C。
10.如權利要求1所述的丙烯酸鋅的生產工藝，其特徵在於步驟(2)中所得的濾液作為步驟(1)的溶劑循環使用。
全文摘要
本發明涉及一種丙烯酸鋅的生產工藝，將氧化鋅在溶劑中升溫，在攪拌下加入丙烯酸，調整溫度75～150℃進行回流反應，將反應生成水分出；將反應產物進行過濾，洗滌乾燥固體，得到鬆散的白色粉末狀丙烯酸鋅；濾液作為溶劑循環使用。本發明的丙烯酸鋅的生產方法不產生含鹽廢水，同時避免引入表面活性劑，得到的產品分散性良好，無需粉碎。
文檔編號C07C51/41GK102351683SQ201110328928
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者張琳, 杜孟成, 王德樓, 王維民 申請人:山東陽穀華泰化工股份有限公司