專利名稱：聚丙烯酸或其共聚物以及聚丙烯酸鹽或其共聚物鹽的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種有機聚合物的制備方法，尤其涉及一種利用碳-碳不飽和鍵和無 機配料作為原料制備有機聚合物及其鹽的方法。
背景技術：
目前，國內已有相關文獻報道了水溶性聚(甲基)丙烯酸或其共聚物的合成及應 用。現有技術中已經使用的制備方法，是在化學引發劑下進行引發聚合，且實施聚合的時候 一般起始溫度在25°C以上，大多采用多次投料或滴加單體逐步反應；由于采用化學引發劑 過氧化物，故存在生產安全性差的缺點，且所得產品純度相對低，工藝較復雜。CN200810143886.X號中國專利公開了一種聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉的制備方法， CN200810143887. 4號中國專利公開了一種聚丙烯酸一2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的制備 方法，這兩種制備方法均為一次性投料進行聚合；CN00100399. 2號中國專利公開了一種 用于處理循環冷卻水的復合緩蝕阻垢劑，CN200610137772. 5號中國專利公開了一種阻垢劑 及其在水處理中的應用，CN200410066828. 3號中國專利公開了一種用于工業冷卻水系統的 緩蝕阻垢劑，CN200510023243. 8號中國專利公開了一種無磷水質阻垢劑，CN92111424. 9號 中國專利公開了一種低分子量水溶性聚合物的制備，CN200610098170. 3號中國專利公開了 一種造紙分散劑低分子量聚丙烯酸鈉的生產新工藝，CN95111773.4號中國專利公開了一 種含磷的三元共聚物水質阻垢劑，這些專利均是以分批投料或逐漸滴加單體的方式進行聚 合；US4301266號美國專利還公開了一種聚(甲基)丙烯酸或其共聚物的制備方法，該方法在 反應過程中需要高溫(大于120°C )高壓，反應條件苛刻，且在后期工序需要蒸餾出多余的異 丙醇，該工藝耗能且程序繁瑣；US4314044號美國專利還公開了一種采用金屬鹽(如Cu2+)作 為引發體系的制備工藝，該工藝的反應條件同樣需滿足較高溫度(大于90°C )，且需在連續 加料的情況下完成，耗能、繁瑣，而Cu2+又容易造成環境污染。另外，除上述專利文獻之外， 還有其它非專利文獻資料報道了聚(甲基)丙烯酸或其共聚物及它們的鹽的制備方法，但現 有的制備方法都采用了化學引發體系過氧化物(如雙氧水，過硫酸銨，過硫酸鉀等)和其它 還原性物質(如亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、亞鐵鹽等)，且起始反應溫度均在25°C以上。此外，現有制備方法所得產物為固體狀交聯物，不能溶于水，這種交聯物大多作為 吸水或保濕性材料，而不能作為農藥分散劑、涂料分散劑、印染分散劑、水處理阻垢緩蝕劑、 陶瓷減水分散劑、離子螯合劑等使用。

發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種不含化學引發劑、生 產安全性和環保性好、工藝較簡單、能耗成本低、產品純度高的聚丙烯酸或其共聚物的制備 方法以及聚丙烯酸鹽或其共聚物鹽的制備方法。為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為一種聚丙烯酸或其共聚物的制備
3方法，包括以下步驟
(1)原料準備按以下質量分數準備原料 丙烯酸或甲基丙烯酸3% 62% 共聚單體 0 48%
次磷酸鈉0. 05% 35% 和
水30% 96% ；
(2)聚合反應將準備好的上述原料一次性混合并攪拌均勻，再將混合物置于6tlCoγ射 線輻射場中進行輻射引發聚合反應，輻射劑量1. 2KGy 30KGy，聚合反應完成后即得到聚 丙烯酸或其共聚物。上述的制備方法中，所述聚合反應的起始溫度優選控制在0 60°C之間(最優選 為 0 20°C)。上述的制備方法中，所述的共聚單體優選為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰 胺、衣康酸、馬來酸酐等水溶性單體中的一種或多種。本發明還提供一種聚丙烯酸鹽或其共聚物鹽的制備方法，包括以下步驟用堿溶 液中和上述制備方法制得的聚丙烯酸或其共聚物至pH值為6. 5 9，即得到聚丙烯酸鹽或 其共聚物鹽。上述制備方法中，所述堿溶液優選為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水、三乙醇 胺溶液、甲胺溶液或乙胺溶液。 與現有技術相比，本發明的制備方法是將配好的原料乘裝在容器中，然后在6tlCo Y 射線輻射電離作用下，使反應體系產生自由基，引發丙烯酸主單體及其它共聚單體發生聚 合反應，反應完畢后得到產物。本發明方法的優點是，采用Y射線引發，聚合反應不需要加 熱，可以使聚合反應的起始溫度更低，溫度0°c以上到60°C之間均可，不需要反應釜，設備 利用效率高，工藝簡單，操作方便，由于采用了 6tlCo Y射線引發聚合，免去了化學引發劑，使 得聚合產物及其鹽產品的純度更高，性能更優越，生產安全性和環保性更好。此外，在本發 明的制備方法中，原料次磷酸鈉還能起到防止單體聚合交聯，調節聚合物分子量的作用，可 使聚合產物呈水溶性，擴大其應用范圍和應用領域，產品可用作分散劑、阻垢劑、增稠劑及 絮凝劑等。
具體實施方式

實施例1
一種本發明的聚丙烯酸-2-丙烯酰胺
驟
(1)原料準備按以下質量準備原料 丙烯酸30kg 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 3kg 次磷酸鈉 2. 5kg 水 65kg ；
(2)聚合反應將準備好的上述原料-合物裝入帶蓋的不銹鋼桶中，置于6tlCo Y身
2-甲基丙磺酸共聚物的制備方法，包括以下步 禾口
次性混合并攪拌均勻，使其充分溶解，再將混 線輻射場中進行輻射引發聚合反應，輻射劑量1.5KGy，聚合反應起始溫度為10°C，聚合反應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。采用質量濃度30%的氫氧化鈉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-甲基丙磺酸鈉鹽。實施例2:
一種本發明的聚丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的制備方法，包括以下步
驟
(1)原料準備按以下質量準備原料
丙烯酸30kg 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 4kg
次磷酸鈉0.05kg和
水65kg ；
(2)聚合反應將準備好的上述原料一次性混合并攪拌均勻，使其充分溶解，再將混 合物裝入帶蓋的不銹鋼桶中，置于6tlCo Y射線輻射場中進行輻射引發聚合反應，輻射劑量 8KGy，聚合反應起始溫度為5°C，聚合反應完成后即得到聚丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸共聚物。采用質量濃度30%的氫氧化鈉溶液中和反應完畢后的共聚物至pH=7，即得到聚丙 烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉鹽。實施例3:
一種本發明的聚甲基丙烯酸的制備方法，包括以下步驟
(1)原料準備按以下質量準備原料 甲基丙烯酸50kg
次磷酸鈉22. 5kg和
水65kg ；
(2)聚合反應將準備好的上述原料一次性混合并攪拌均勻，使其充分溶解，再將混 合物裝入帶蓋的不銹鋼桶中，置于6tlCo Y射線輻射場中進行輻射引發聚合反應，輻射劑量 15KGy，聚合反應起始溫度為2°C，聚合反應完成后即得到水溶性的聚甲基丙烯酸。采用質量濃度50%的三乙醇胺溶液中和反應完畢后的共聚物至pH=6. 5，即得到聚 甲基丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽。實施例4:
一種本發明的聚丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的制備方法，包括以下步
驟
(1)原料準備按以下質量準備原料
丙烯酸15kg 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 5kg
次磷酸鈉IOkg和
水75kg ；
(2)聚合反應將準備好的上述原料一次性混合并攪拌均勻，使其充分溶解，再將混 合物裝入帶蓋的不銹鋼桶中，置于6tlCo Y射線輻射場中進行輻射引發聚合反應，輻射劑量20KGy，聚合反應起始溫度為65°C，聚合反應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。采用質量濃度20%的氫氧化鉀溶液中和反應完畢后的共聚物至pH=8. 5，即得到聚 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀鹽。實施例5
一種本發明的聚甲基丙烯酸_衣康酸共聚物的制備方法，包括以下步驟
(1)原料準備按以下質量準備原料 甲基丙烯酸25kg 衣康酸 5kg
次磷酸鈉5.5kg和
水70kg ；
(2)聚合反應將準備好的上述原料一次性混合并攪拌均勻，使其充分溶解，再將混 合物裝入帶蓋的不銹鋼桶中，置于6tlCo Y射線輻射場中進行輻射引發聚合反應，輻射劑量 30KGy,聚合反應起始溫度55°C，聚合反應完成后即得到水溶性的聚甲基丙烯酸_衣康酸共 聚物。采用質量濃度27%的氨水中和反應完畢后的共聚物至pH=6. 5，即得到聚甲基丙烯 酸-衣康酸銨鹽。
權利要求
一種聚丙烯酸或其共聚物的制備方法，包括以下步驟(1)原料準備按以下質量分數準備原料丙烯酸或甲基丙烯酸3%～62%共聚單體 0～48% 次磷酸鈉0.05%～35%和水30%～96%；(2)聚合反應將準備好的上述原料一次性混合并攪拌均勻，再將混合物置于60Coγ射線輻射場中進行輻射引發聚合反應，輻射劑量1.2KGy～30KGy，聚合反應完成后即得到聚丙烯酸或其共聚物。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述聚合反應的起始溫度控制在 0 60°C之間。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述聚合反應的起始溫度控制在 0 20°C之間。
4.根據權利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于所述的共聚單體為2-丙烯 酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、衣康酸、馬來酸酐中的一種或多種。
5.一種聚丙烯酸鹽或其共聚物鹽的制備方法，包括以下步驟用堿溶液中和權利要求 1 4中任一項所述制備方法制得的聚丙烯酸或其共聚物至pH值為6. 5 9，即得到聚丙 烯酸鹽或其共聚物鹽。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述堿溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化 鉀溶液、氨水、三乙醇胺溶液、甲胺溶液或乙胺溶液。
全文摘要
本發明涉及一種有機聚合物的制備方法，具體公開了一種聚丙烯酸或其共聚物的制備方法，包括以下步驟首先準備3%～62%的丙烯酸或甲基丙烯酸、0～48%的共聚單體、0.05%～35%的次磷酸鈉和30%～96%的水；將準備好的原料一次性混合并攪拌均勻，再置于60Coγ射線輻射場中進行輻射引發聚合反應，輻射劑量1.2～30KGy，聚合反應完成后即得到聚丙烯酸或其共聚物。用堿溶液中和制得的聚丙烯酸或其共聚物至pH值為6.5～9，即得到聚丙烯酸鹽或其共聚物鹽。本發明的優點在于能耗少、設備利用率高、工藝簡單、操作方便，避免了使用化學引發劑，產品性能更優越，生產安全性和環保性更好，產品可用作分散劑、阻垢劑、增稠劑和絮凝劑等。
文檔編號C08F220/06GK101921359SQ20101029680
公開日2010年12月22日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者張樂平, 彭選明, 李文革, 羅志平, 胡繼松, 謝洪科, 鄧鋼橋, 邵賽, 金龍新 申請人:湖南省原子能農業應用研究所