专利名称：聚丙烯酸或其共聚物以及聚丙烯酸盐或其共聚物盐的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机聚合物的制备方法，尤其涉及一种利用碳-碳不饱和键和无 机配料作为原料制备有机聚合物及其盐的方法。
背景技术：
目前，国内已有相关文献报道了水溶性聚(甲基)丙烯酸或其共聚物的合成及应 用。现有技术中已经使用的制备方法，是在化学引发剂下进行引发聚合，且实施聚合的时候 一般起始温度在25°C以上，大多采用多次投料或滴加单体逐步反应；由于采用化学引发剂 过氧化物，故存在生产安全性差的缺点，且所得产品纯度相对低，工艺较复杂。CN200810143886.X号中国专利公开了一种聚丙烯酸或聚丙烯酸钠的制备方法， CN200810143887. 4号中国专利公开了一种聚丙烯酸一2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的制备 方法，这两种制备方法均为一次性投料进行聚合；CN00100399. 2号中国专利公开了一种 用于处理循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，CN200610137772. 5号中国专利公开了一种阻垢剂 及其在水处理中的应用，CN200410066828. 3号中国专利公开了一种用于工业冷却水系统的 缓蚀阻垢剂，CN200510023243. 8号中国专利公开了一种无磷水质阻垢剂，CN92111424. 9号 中国专利公开了一种低分子量水溶性聚合物的制备，CN200610098170. 3号中国专利公开了 一种造纸分散剂低分子量聚丙烯酸钠的生产新工艺，CN95111773.4号中国专利公开了一 种含磷的三元共聚物水质阻垢剂，这些专利均是以分批投料或逐渐滴加单体的方式进行聚 合；US4301266号美国专利还公开了一种聚(甲基)丙烯酸或其共聚物的制备方法，该方法在 反应过程中需要高温(大于120°C )高压，反应条件苛刻，且在后期工序需要蒸馏出多余的异 丙醇，该工艺耗能且程序繁琐；US4314044号美国专利还公开了一种采用金属盐(如Cu2+)作 为引发体系的制备工艺，该工艺的反应条件同样需满足较高温度(大于90°C )，且需在连续 加料的情况下完成，耗能、繁琐，而Cu2+又容易造成环境污染。另外，除上述专利文献之外， 还有其它非专利文献资料报道了聚(甲基)丙烯酸或其共聚物及它们的盐的制备方法，但现 有的制备方法都采用了化学引发体系过氧化物(如双氧水，过硫酸铵，过硫酸钾等)和其它 还原性物质(如亚硫酸盐、硫代硫酸盐、亚铁盐等)，且起始反应温度均在25°C以上。此外，现有制备方法所得产物为固体状交联物，不能溶于水，这种交联物大多作为 吸水或保湿性材料，而不能作为农药分散剂、涂料分散剂、印染分散剂、水处理阻垢缓蚀剂、 陶瓷减水分散剂、离子螯合剂等使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不含化学引发剂、生 产安全性和环保性好、工艺较简单、能耗成本低、产品纯度高的聚丙烯酸或其共聚物的制备 方法以及聚丙烯酸盐或其共聚物盐的制备方法。为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种聚丙烯酸或其共聚物的制备
3方法，包括以下步骤
(1)原料准备按以下质量分数准备原料 丙烯酸或甲基丙烯酸3% 62% 共聚单体 0 48%
次磷酸钠0. 05% 35% 和
水30% 96% ；
(2)聚合反应将准备好的上述原料一次性混合并搅拌均勻，再将混合物置于6tlCoγ射 线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量1. 2KGy 30KGy，聚合反应完成后即得到聚 丙烯酸或其共聚物。上述的制备方法中，所述聚合反应的起始温度优选控制在0 60°C之间(最优选 为 0 20°C)。上述的制备方法中，所述的共聚单体优选为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰 胺、衣康酸、马来酸酐等水溶性单体中的一种或多种。本发明还提供一种聚丙烯酸盐或其共聚物盐的制备方法，包括以下步骤用碱溶 液中和上述制备方法制得的聚丙烯酸或其共聚物至pH值为6. 5 9，即得到聚丙烯酸盐或 其共聚物盐。上述制备方法中，所述碱溶液优选为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水、三乙醇 胺溶液、甲胺溶液或乙胺溶液。 与现有技术相比，本发明的制备方法是将配好的原料乘装在容器中，然后在6tlCo Y 射线辐射电离作用下，使反应体系产生自由基，引发丙烯酸主单体及其它共聚单体发生聚 合反应，反应完毕后得到产物。本发明方法的优点是，采用Y射线引发，聚合反应不需要加 热，可以使聚合反应的起始温度更低，温度0°c以上到60°C之间均可，不需要反应釜，设备 利用效率高，工艺简单，操作方便，由于采用了 6tlCo Y射线引发聚合，免去了化学引发剂，使 得聚合产物及其盐产品的纯度更高，性能更优越，生产安全性和环保性更好。此外，在本发 明的制备方法中，原料次磷酸钠还能起到防止单体聚合交联，调节聚合物分子量的作用，可 使聚合产物呈水溶性，扩大其应用范围和应用领域，产品可用作分散剂、阻垢剂、增稠剂及 絮凝剂等。
具体实施方式
实施例1
一种本发明的聚丙烯酸-2-丙烯酰胺
骤
(1)原料准备按以下质量准备原料 丙烯酸30kg 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 3kg 次磷酸钠 2. 5kg 水 65kg ；
(2)聚合反应将准备好的上述原料-合物装入带盖的不锈钢桶中，置于6tlCo Y身
2-甲基丙磺酸共聚物的制备方法，包括以下步 禾口
次性混合并搅拌均勻，使其充分溶解，再将混 线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量1.5KGy，聚合反应起始温度为10°C，聚合反应完成后即得到水溶性的聚丙烯酸-2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸共聚物。采用质量浓度30%的氢氧化钠溶液中和上述制得的聚丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸共聚物至PH=7，即得到水溶性的聚丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠盐。实施例2:
一种本发明的聚丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的制备方法，包括以下步
骤
(1)原料准备按以下质量准备原料
丙烯酸30kg 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 4kg
次磷酸钠0.05kg和
水65kg ；
(2)聚合反应将准备好的上述原料一次性混合并搅拌均勻，使其充分溶解，再将混 合物装入带盖的不锈钢桶中，置于6tlCo Y射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量 8KGy，聚合反应起始温度为5°C，聚合反应完成后即得到聚丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸共聚物。采用质量浓度30%的氢氧化钠溶液中和反应完毕后的共聚物至pH=7，即得到聚丙 烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠盐。实施例3:
一种本发明的聚甲基丙烯酸的制备方法，包括以下步骤
(1)原料准备按以下质量准备原料 甲基丙烯酸50kg
次磷酸钠22. 5kg和
水65kg ；
(2)聚合反应将准备好的上述原料一次性混合并搅拌均勻，使其充分溶解，再将混 合物装入带盖的不锈钢桶中，置于6tlCo Y射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量 15KGy，聚合反应起始温度为2°C，聚合反应完成后即得到水溶性的聚甲基丙烯酸。采用质量浓度50%的三乙醇胺溶液中和反应完毕后的共聚物至pH=6. 5，即得到聚 甲基丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸盐。实施例4:
一种本发明的聚丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的制备方法，包括以下步
骤
(1)原料准备按以下质量准备原料
丙烯酸15kg 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 5kg
次磷酸钠IOkg和
水75kg ；
(2)聚合反应将准备好的上述原料一次性混合并搅拌均勻，使其充分溶解，再将混 合物装入带盖的不锈钢桶中，置于6tlCo Y射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量20KGy，聚合反应起始温度为65°C，聚合反应完成后即得到水溶性的聚丙烯酸-2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸共聚物。采用质量浓度20%的氢氧化钾溶液中和反应完毕后的共聚物至pH=8. 5，即得到聚 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾盐。实施例5
一种本发明的聚甲基丙烯酸_衣康酸共聚物的制备方法，包括以下步骤
(1)原料准备按以下质量准备原料 甲基丙烯酸25kg 衣康酸 5kg
次磷酸钠5.5kg和
水70kg ；
(2)聚合反应将准备好的上述原料一次性混合并搅拌均勻，使其充分溶解，再将混 合物装入带盖的不锈钢桶中，置于6tlCo Y射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量 30KGy,聚合反应起始温度55°C，聚合反应完成后即得到水溶性的聚甲基丙烯酸_衣康酸共 聚物。采用质量浓度27%的氨水中和反应完毕后的共聚物至pH=6. 5，即得到聚甲基丙烯 酸-衣康酸铵盐。
权利要求
一种聚丙烯酸或其共聚物的制备方法，包括以下步骤(1)原料准备按以下质量分数准备原料丙烯酸或甲基丙烯酸3%～62%共聚单体 0～48% 次磷酸钠0.05%～35%和水30%～96%；(2)聚合反应将准备好的上述原料一次性混合并搅拌均匀，再将混合物置于60Coγ射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量1.2KGy～30KGy，聚合反应完成后即得到聚丙烯酸或其共聚物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述聚合反应的起始温度控制在 0 60°C之间。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述聚合反应的起始温度控制在 0 20°C之间。
4.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于所述的共聚单体为2-丙烯 酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、衣康酸、马来酸酐中的一种或多种。
5.一种聚丙烯酸盐或其共聚物盐的制备方法，包括以下步骤用碱溶液中和权利要求 1 4中任一项所述制备方法制得的聚丙烯酸或其共聚物至pH值为6. 5 9，即得到聚丙 烯酸盐或其共聚物盐。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化 钾溶液、氨水、三乙醇胺溶液、甲胺溶液或乙胺溶液。
全文摘要
本发明涉及一种有机聚合物的制备方法，具体公开了一种聚丙烯酸或其共聚物的制备方法，包括以下步骤首先准备3%～62%的丙烯酸或甲基丙烯酸、0～48%的共聚单体、0.05%～35%的次磷酸钠和30%～96%的水；将准备好的原料一次性混合并搅拌均匀，再置于60Coγ射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量1.2～30KGy，聚合反应完成后即得到聚丙烯酸或其共聚物。用碱溶液中和制得的聚丙烯酸或其共聚物至pH值为6.5～9，即得到聚丙烯酸盐或其共聚物盐。本发明的优点在于能耗少、设备利用率高、工艺简单、操作方便，避免了使用化学引发剂，产品性能更优越，生产安全性和环保性更好，产品可用作分散剂、阻垢剂、增稠剂和絮凝剂等。
文档编号C08F220/06GK101921359SQ20101029680
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者张乐平, 彭选明, 李文革, 罗志平, 胡继松, 谢洪科, 邓钢桥, 邵赛, 金龙新 申请人:湖南省原子能农业应用研究所