專利名稱：一種丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠助劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種丙烯酸鋅生產(chǎn)的工藝方法。
背景技術(shù)：
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(wěn)定性。由于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(lián)，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(lǐng)域中極具應(yīng)用前景的多功能活性助劑。不飽和羧酸金屬鹽通?？梢酝ㄟ^復(fù)分解反應(yīng)進行合成。但是復(fù)分解反應(yīng)合成工藝會產(chǎn)生大量廢水，以及難以處理的無機鹽，且產(chǎn)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(yīng)，生成丙烯酸鋅粒子。生成的丙烯酸鋅產(chǎn)品通常需要進行粉碎，再用篩網(wǎng)分級。這類方法由于表面活性劑的使用增加了產(chǎn)品成本，也對丙烯酸鋅的純度有不利影響。因此，工業(yè)化生產(chǎn)亟需一種環(huán)保、成本低的高純丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上丙烯酸鋅合成技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種不產(chǎn)生含鹽廢水的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，不加表面活性劑提高產(chǎn)品純度，并可直接得到松散微細的白色粉末丙烯酸鋅。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種丙烯酸鋅的生產(chǎn)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(diào)整溫度75 150°C進行回流反應(yīng)，將反應(yīng)生成水分出，反應(yīng)至沒有水生成為止；所述溶劑為沸點范圍為75°C 150°C的有機溶劑。(2)將反應(yīng)產(chǎn)物進行過濾，分出濾液，洗滌、干燥固體，得到松散的粉末狀丙烯酸
鋅。無需粉碎。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)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(yè)庚烷)。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述的溶劑是沸點范圍為90°C -120°c的有機溶劑。進一步優(yōu)選的，所述的溶劑是庚烷或甲苯。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟⑴中所述丙烯酸與溶劑總量的質(zhì)量體積比為 100-250g/L;進一步優(yōu)選的，步驟(1)中所述的溶劑，用于氧化鋅的溶劑量與用于丙烯酸混合溶液的溶劑量的體積比為4 2 1。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中加入丙烯酸前體系的升溫范圍為75-100°C。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟⑴中所述氧化鋅與丙烯酸的物質(zhì)的量比為1 2 4。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中回流反應(yīng)溫度為90 120°C。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)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，所述的干燥是真空加熱干燥，干燥溫度優(yōu)選60-100°C。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所得的濾液作為步驟⑴的溶劑循環(huán)使用。本發(fā)明的方法制得的丙烯酸鋅為松散的微細白色粉末，無需粉碎。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，一種丙烯酸鋅的生產(chǎn)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(zhì)的量比為1 2 4，丙烯酸與溶劑總量的質(zhì)量體積比為100-250g/L ；調(diào)整溫度90 120°C進行回流反應(yīng)，將反應(yīng)生成水分出，反應(yīng)至沒有水生成為止；將反應(yīng)產(chǎn)物進行密閉離心過濾，分出濾液作為溶劑循環(huán)使用，所得固體用庚烷或甲苯洗滌，然后在60-100°C真空加熱條件下干燥，得到松散的白色粉末狀丙烯酸鋅。本發(fā)明技術(shù)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(yīng)，回流過程中通過溶劑不斷地將水帶出反應(yīng)體系。在反應(yīng)完成后，反應(yīng)體系進行過濾洗滌，得到松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(chǎn)中循環(huán)使用。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明的工藝用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，可避免產(chǎn)生大量含無機鹽的廢水；2、本發(fā)明采用回流反應(yīng)工藝，得到的丙烯酸鋅產(chǎn)品干燥后為松散、微細的白色粉末，無需粉碎，完全達到丙烯酸鋅產(chǎn)品使用要求；3、本發(fā)明的工藝在生產(chǎn)過程中無需向產(chǎn)品中添加表面活性物質(zhì)，產(chǎn)品純度在97% 以上，收率大于96%。


圖1、2分別是實施例1、2合成的丙烯酸鋅產(chǎn)品的電鏡照片。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。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(diào)整溫度進行回流反應(yīng)。丙烯酸加入完畢后繼續(xù)回流反應(yīng)， 至沒有水生成為止。分水44kg，接近理論生成量。反應(yīng)產(chǎn)物進行過濾，分出濾液，所得固體進行密閉離心除去母液，用甲苯洗滌后進行真空加熱干燥，干燥溫度65°C。得到494. 7kg白色松軟微細粉末狀丙烯酸鋅，收率為97. 0%。絡(luò)合滴定檢測純度為97. 5%。絡(luò)合滴定檢測方法參照國標GB/T3185-92。下同。圖1是丙烯酸鋅產(chǎn)品的電鏡照片，顯示所得丙烯酸鋅的微觀結(jié)構(gòu)為松散的粉末。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(diào)整溫度進行回流反應(yīng)。丙烯酸加入完畢后繼續(xù)回流反應(yīng)， 至沒有水生成為止。分水17kg，接近理論生成量。反應(yīng)產(chǎn)物進行過濾，分出濾液，固體進行密閉離心過濾掉母液，使用庚烷洗滌后進行真空加熱干燥，干燥溫度65°C。得到202. 2kg白
4色松軟微細粉末狀丙烯酸鋅，收率為96.8%。絡(luò)合滴定檢測純度為98.0%。圖2是丙烯酸鋅產(chǎn)品的電鏡照片，顯示所得丙烯酸鋅的微觀結(jié)構(gòu)為松散的粉末。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(diào)整溫度進行回流反應(yīng)。丙烯酸加入完畢后繼續(xù)回流反應(yīng)，至沒有水生成為止。分出水分。反應(yīng)產(chǎn)物進行過濾，分出濾液，固體進行密閉離心過濾掉母液，使用二甲苯洗滌后進行真空加熱干燥，干燥溫度70°C。得到348. Ikg白色松軟微細粉末狀丙烯酸鋅，收率96. 9%。絡(luò)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(chǎn))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(diào)整溫度進行回流反應(yīng)。丙烯酸加入完畢后繼續(xù)回流反應(yīng)，至沒有水生成為止。分水。反應(yīng)產(chǎn)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#溶劑油洗滌后進行真空加熱干燥， 干燥溫度70°C。得到690. 2kg白色松軟微細粉末狀丙烯酸鋅，收率96.0%。絡(luò)合滴定檢測純度為97. 3%。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸鋅的生產(chǎn)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(diào)整溫度75 150°C進行回流反應(yīng)，將反應(yīng)生成水分出，反應(yīng)至沒有水生成為止；所述溶劑為沸點范圍為75°C 150°C的有機溶劑；(2)將反應(yīng)產(chǎn)物進行過濾，分出濾液，洗滌、干燥固體，得到松散的粉末狀丙烯酸鋅；無需粉碎。
2.如權(quán)利要求1所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(1)中所述溶劑是庚烷、 辛烷、甲苯、二甲苯或120#溶劑油。
3.如權(quán)利要求1所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(1)中所述的溶劑是沸點范圍為90°C -120°C的有機溶劑。
4.如權(quán)利要求1或3所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(1)中所述溶劑是庚烷或甲苯。
5.如權(quán)利要求1 4任一項所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(1)中所述丙烯酸與溶劑總量的質(zhì)量體積比為100-250g/L。
6.如權(quán)利要求1或5所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(1)中所述的溶劑， 用于氧化鋅的溶劑量與用于丙烯酸混合溶液的溶劑量的體積比為4 2 1。
7.如權(quán)利要求1所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(1)中所述氧化鋅與丙烯酸的物質(zhì)的量比為1 2 4。
8.如權(quán)利要求1所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(1)中回流反應(yīng)溫度為 90 120 。
9.如權(quán)利要求1所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(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，所述的干燥是真空加熱干燥，干燥溫度優(yōu)選 60-100°C。
10.如權(quán)利要求1所述的丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(2)中所得的濾液作為步驟(1)的溶劑循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種丙烯酸鋅的生產(chǎn)工藝，將氧化鋅在溶劑中升溫，在攪拌下加入丙烯酸，調(diào)整溫度75～150℃進行回流反應(yīng)，將反應(yīng)生成水分出；將反應(yīng)產(chǎn)物進行過濾，洗滌干燥固體，得到松散的白色粉末狀丙烯酸鋅；濾液作為溶劑循環(huán)使用。本發(fā)明的丙烯酸鋅的生產(chǎn)方法不產(chǎn)生含鹽廢水，同時避免引入表面活性劑，得到的產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者張琳, 杜孟成, 王德樓, 王維民 申請人:山東陽谷華泰化工股份有限公司