基于控制原料配比的发泡剂制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，包括：（a）首先，按照一定比例将环氧氯丙烷、亚硫酸氢钠、去离子水、催化剂、引发剂加入反应器内，且控制环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:3～2:1；（b）在搅拌状态下，调节反应体系的反应温度，使其反应一段时间；（c）反应物在一定温度下陈化一段时间后，进行去离子水处理;（d）在一定压力下蒸馏，然后冷却，得到目标产品。本发明能成功制备出用于石油开采领域的发泡剂，且原料配比大大缩短，反应转化率高，提高了表面活性，产品泡沫性能好；且在制备过程中通过控制原料配比，从而提高了反应转化率和产品质量。
【专利说明】基于控制原料配比的发泡剂制备工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种基于控制原料配比的发泡剂制备工艺。
【背景技术】
[0002]发泡剂就是能使橡胶、塑料形成微孔结构的物质。可以是固体、液体或气体，包括化学发泡剂和物理发泡剂。
[0003]所谓发泡剂就是使对象物质成孔的物质，它可分为化学发泡剂和物理发泡剂和表面活性剂三大类。化学发泡剂是那些经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物；物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过 压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的；发泡剂均具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力，并在液膜表面双电子层排列而包围空气，形成气泡，再由单个气泡组成泡沫。
[0004]化学发泡剂又有无机发泡剂和有机发泡剂之分。
[0005]有机发泡剂主要有以下几类:
1.偶氮化合物；
2.磺酰肼类化合物
3.亚硝基化合物。
[0006]无机发泡剂主要有以下类别:
碳酸盐:一种无机发泡剂，使用较多的主要是碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠。其中碳酸氢钠是白色粉末，比重2.16。分解温度约为100-140°C，并放出部分C02，到270°C时失去全部C02。溶于水而不溶于醇。
[0007]水玻璃:即硅酸钠，与玻璃粉料混合并加热到850°C左右时，与玻璃反应并放出大量气体，同时能加强材料抗压和抗拉强度，主要作为制备泡沫玻璃的发泡剂使用。
[0008]碳化硅:当前泡沫玻璃工业生产中所使用的主要发泡剂，800-900°C烧结时放出大
量气体。
[0009]碳黑:也是一种非常好用的发泡剂，加热放出C02，发泡效果好，但缺点是价格较闻。
[0010]常用的物理发泡剂有低沸点的烷烃和氟碳化合物。物理发泡剂是复配型物理发泡剂，不仅具有发泡倍数高、泡沫稳定性好、泌水量低等优点，同时还能对菱镁水泥起到一定的改性作用，降低产品返卤泛霜的概率。目前物理发泡剂已广泛应用于防火板、轻质隔墙板等发泡菱镁制品的生产，并且在某些产品中(菱镁防火门芯等)具有事关成败的关键性作用。
[0011]广义的发泡剂和狭义的发泡剂发泡剂有广义与狭义两个概念。这两个概念是有一定的差别的，它可以区分非应用性的发泡剂与应用性发泡剂。
[0012]①广义的发泡剂是指所有其水溶液能在引入空气的情况下大量产生泡沫的表面活性剂或表面活性物质。因为大多数表面活性剂与表面活性物质均有大量的起泡的能力，因此，广义的发泡剂包含了大多数表面活性剂与表面活性物质。因而，广义的发泡剂的范围很大，种类很多，其性能品质相差很大，具有非常广泛的选择性。
[0013]广义的发泡剂的发泡倍数(产泡能力)、泡沫稳定性(可用性)等技术性能没有严格的要求，只表示它有一定的产生大量泡沫的能力，产生的泡沫能否有实际的用途则没有界定。
[0014]②狭义的发泡剂狭义的发泡剂是指那些不但能产生大量泡沫，而且泡沫具有优异性能，能满足各种产品发泡的技术要求，真正能用于生产实际的表面活性剂或表面活性物质。它与广义发泡剂的最大区别就是其应用价值，体现其应用价值的是其优异性能。其优异性能表现为发泡能力特别强，单位体积产泡量大，泡沫非常稳定，可长时间不消泡，泡沫细腻，和使用介质的相容性好等。
[0015]狭义的发泡剂就是工业实际应用的发泡剂，一般人们常说的发泡剂就是指这类狭义发泡剂。只有狭义的发泡剂才有研究和开发的价值。
[0016]在塑料中加入一些填料，就可使塑料某些性能得到改进，由此更适合于某些专门用途。为了降低塑料的密度和硬度，或者增强它的隔热性或隔音性，则最理想的填料就是空隙。含有空隙或泡孔的塑料，分类为泡沫塑料。随着发泡的程度，也就是空隙造成的泡沫的体积份额的差异，泡沫塑料的性能与基础塑料可能有相当大的差别。发泡剂是一种化学品，可加到塑料中，在加工过程的适当时间，它即会放出气体，使塑料中形成泡孔。
[0017]塑料泡沫的形成一般可分为四个阶段。第一阶段，发泡剂必须完全均匀地分散在聚合物内，聚合物通常呈液体或熔融态。发泡剂此时在聚合物中可以形成真正的溶液，或者仅仅是均匀地分散在聚合物中，形成二相系统。第二阶段，大量单个的气泡形成后，该系统即转变成一个气体分散在液体中的系统了。此时往往要加入核化剂，以促进大量小气泡形成。核化剂一般是极细的惰性颗粒，它们为新气相的形成提供部位。
[0018]第三阶段，最初形成的泡孔在不断涨大，这是因为有更多的气体扩散并透过聚合物进入了泡孔。如果这段时间够长，则单个的泡孔就将互相接触。假如隔开单个泡孔的壁破裂，那么，通过这种聚结方式，就会形成更大些的泡孔。如果主要是通过泡孔互连而形成的泡沫，则称之为开孔式泡沫。如果是由互不相连的泡孔形成的泡沫，就叫闭孔式泡沫。如果允许泡孔聚结无限制地进行下去，那么泡沫就会塌陷，这是因为气体全部自动地与聚合物分离开了。
[0019]第四阶段，当聚合物粘度增加，泡孔不能再增长时，泡沫就会稳定住。采用冷却、交联或其它方法都可以增加聚合物粘度。发泡过程的后三个阶段，从时间来看，则可短至几分之一秒，最长也不会超过几秒钟。泡沫的形成，要求聚合物呈液态。为此，可通过加热溶解或塑化聚合物。泡沫塑料的生产过程几乎与任何普通塑料生产过程一样，通常经过挤塑、滚塑和注塑，以及增塑糊加工和热成型等过程。出于同样原因，基本上任何种类的塑料都能制成泡沫塑料。聚氯乙烯(硬质和软质都可)、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS和聚乙烯，都已工业规模地制成泡沫塑料。耐热工程塑料和热固性聚合物也是如此。
[0020]在制备发泡剂的工艺过程中，原料配比将直接影响到反应转化率和产品质量，如何确定一个适当的原料配比，对发泡剂的制备工艺显得尤为重要。
【发明内容】
[0021]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，该工艺能成功制备出用于石油开采领域的发泡剂，且原料配比大大缩短，反应转化率高，提高了表面活性，产品泡沫性能好；且在制备过程中通过控制原料配比，从而提高了反应转化率和产品质量。
[0022]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，包括以下步骤:
(a)首先，按照一定比例将环氧氯丙烷、亚硫酸氢钠、去离子水、催化剂、引发剂加入反应器内，且控制环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:3~2:1 ;
(b)在搅拌状态下，调节反应体系的反应温度，使其反应一段时间；
(c)反应物在一定温度下陈化一段时间后，进行去离子水处理；
Cd)在一定压力下蒸馏，然后冷却，得到目标产品。
[0023]所述催化剂为碱催化剂。
[0024]所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为2:3。
[0025]所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:1。
[0026]所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1: 2。
[0027]综上所 ，本发明的有益效果是:能成功制备出用于石油开采领域的发泡剂，且原料配比大大缩短，反应转化率高，提高了表面活性，产品泡沫性能好；且在制备过程中通过控制原料配比，从而提高了反应转化率和产品质量。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
[0029]实施例:
本发明涉及的一种基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，包括以下步骤:
(a)首先，按照一定比例将环氧氯丙烷、亚硫酸氢钠、去离子水、催化剂、引发剂加入反应器内，且控制环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:3~2:1 ;
(b)在搅拌状态下，调节反应体系的反应温度，使其反应一段时间；
(c)反应物在一定温度下陈化一段时间后，进行去离子水处理；
Cd)在一定压力下蒸馏，然后冷却，得到目标产品。
[0030]所述催化剂为碱催化剂。
[0031]所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为2:3。
[0032]所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:1。
[0033]所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1: 2。
[0034]在制备发泡剂的工艺过程中，原料配比将直接影响到反应转化率和产品质量，如何确定一个适当的原料配比，对发泡剂的制备工艺显得尤为重要。为了得到最佳的原料配t匕，本发明做了不同原料配比对反应转化率和产品质量的影响实验，通过实验结果可知:不同的原料配比对反应转化率和产品质量影响很大，适当增加原料配比，可以提高反应转化率，但是，当原料配比提高到一定值时，再增加原料配比，不仅不能提高反应转化率，还将降低产品的质量，故综合考虑后，本发明的环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:3~2:1，且最佳为1:2。
[0035]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，其特征在于，包括以下步骤: (a)首先，按照一定比例将环氧氯丙烷、亚硫酸氢钠、去离子水、催化剂、引发剂加入反应器内，且控制环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:3~2:1 ; (b)在搅拌状态下，调节反应体系的反应温度，使其反应一段时间； (c)反应物在一定温度下陈化一段时间后，进行去离子水处理； Cd)在一定压力下蒸馏，然后冷却，得到目标产品。
2.根据权利要求1所述的基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，其特征在于，所述催化剂为碱催化剂。
3.根据权利要求1所述的基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，其特征在于，所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为2:3。
4.根据权利要求1所述的基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，其特征在于，所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求1所述的基于控制原料配比的发泡剂制备工艺，其特征在于，所述环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1:2。
【文档编号】C07C303/32GK103833599SQ201210482248
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月25日 优先权日:2012年11月25日
【发明者】韩聪平 申请人:韩聪平