基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，包括：（a）首先，按照一定比例將環(huán)氧氯丙烷、亞硫酸氫鈉、去離子水、催化劑、引發(fā)劑加入反應(yīng)器內(nèi)；（b）在一定的攪拌速度下，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度為50～75℃，使其反應(yīng)一段時(shí)間；（c）反應(yīng)物在一定溫度下陳化一段時(shí)間后后，進(jìn)行去離子水處理;（d）在一定壓力下蒸餾，然后冷卻，得到目標(biāo)產(chǎn)品。本發(fā)明能成功制備出用于石油開采領(lǐng)域的發(fā)泡劑，且反應(yīng)時(shí)間大大縮短，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，提高了表面活性，產(chǎn)品泡沫性能好；且在制備過程中通過控制反應(yīng)溫度，從而提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說明】基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)泡劑就是能使橡膠、塑料形成微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)?？梢允枪腆w、液體或氣體，包括化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑。
[0003]所謂發(fā)泡劑就是使對(duì)象物質(zhì)成孔的物質(zhì)，它可分為化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑和表面活性劑三大類?；瘜W(xué)發(fā)泡劑是那些經(jīng)加熱分解后能釋放出二氧化碳和氮?dú)獾葰怏w，并在聚合物組成中形成細(xì)孔的化合物；物理發(fā)泡劑就是泡沫細(xì)孔是通過某一種物質(zhì)的物理形態(tài)的變化，即通過壓縮氣體的膨脹、液體的揮發(fā)或固體的溶解而形成的；發(fā)泡劑均具有較高的表面活性，能有效降低液體的表面張力，并在液膜表面雙電子層排列而包圍空氣，形成氣泡，再由單個(gè)氣泡組成泡沫。
[0004]化學(xué)發(fā)泡劑又有無機(jī)發(fā)泡劑和有機(jī)發(fā)泡劑之分。
[0005]有機(jī)發(fā)泡劑主要有以下幾類:
1.偶氮化合物；
2.磺酰肼類化合物
3.亞硝基化合物。
[0006]無機(jī)發(fā)泡劑主要有以下類別:
碳酸鹽:一種無機(jī)發(fā)泡劑，使用較多的主要是碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸氫鈉。其中碳酸氫鈉是白色粉末，比重2.16。分解溫度約為100-140°C，并放出部分C02，到270°C時(shí)失去全部C02。溶于水而不溶于醇。
[0007]水玻璃:即硅酸鈉，與玻璃粉料混合并加熱到850°C左右時(shí)，與玻璃反應(yīng)并放出大量氣體，同時(shí)能加強(qiáng)材料抗壓和抗拉強(qiáng)度，主要作為制備泡沫玻璃的發(fā)泡劑使用。
[0008]碳化硅:當(dāng)前泡沫玻璃工業(yè)生產(chǎn)中所使用的主要發(fā)泡劑，800-900°C燒結(jié)時(shí)放出大
量氣體。
[0009]碳黑:也是一種非常好用的發(fā)泡劑，加熱放出C02，發(fā)泡效果好，但缺點(diǎn)是價(jià)格較聞。
[0010]常用的物理發(fā)泡劑有低沸點(diǎn)的烷烴和氟碳化合物。物理發(fā)泡劑是復(fù)配型物理發(fā)泡劑，不僅具有發(fā)泡倍數(shù)高、泡沫穩(wěn)定性好、泌水量低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能對(duì)菱鎂水泥起到一定的改性作用，降低產(chǎn)品返鹵泛霜的概率。目前物理發(fā)泡劑已廣泛應(yīng)用于防火板、輕質(zhì)隔墻板等發(fā)泡菱鎂制品的生產(chǎn)，并且在某些產(chǎn)品中(菱鎂防火門芯等)具有事關(guān)成敗的關(guān)鍵性作用。
[0011]廣義的發(fā)泡劑和狹義的發(fā)泡劑發(fā)泡劑有廣義與狹義兩個(gè)概念。這兩個(gè)概念是有一定的差別的，它可以區(qū)分非應(yīng)用性的發(fā)泡劑與應(yīng)用性發(fā)泡劑。
[0012]①?gòu)V義的發(fā)泡劑是指所有其水溶液能在引入空氣的情況下大量產(chǎn)生泡沫的表面活性劑或表面活性物質(zhì)。因?yàn)榇蠖鄶?shù)表面活性劑與表面活性物質(zhì)均有大量的起泡的能力，因此，廣義的發(fā)泡劑包含了大多數(shù)表面活性劑與表面活性物質(zhì)。因而，廣義的發(fā)泡劑的范圍很大，種類很多，其性能品質(zhì)相差很大，具有非常廣泛的選擇性。
[0013]廣義的發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)(產(chǎn)泡能力)、泡沫穩(wěn)定性(可用性)等技術(shù)性能沒有嚴(yán)格的要求，只表示它有一定的產(chǎn)生大量泡沫的能力，產(chǎn)生的泡沫能否有實(shí)際的用途則沒有界定。
[0014]②狹義的發(fā)泡劑狹義的發(fā)泡劑是指那些不但能產(chǎn)生大量泡沫，而且泡沫具有優(yōu)異性能，能滿足各種產(chǎn)品發(fā)泡的技術(shù)要求，真正能用于生產(chǎn)實(shí)際的表面活性劑或表面活性物質(zhì)。它與廣義發(fā)泡劑的最大區(qū)別就是其應(yīng)用價(jià)值，體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值的是其優(yōu)異性能。其優(yōu)異性能表現(xiàn)為發(fā)泡能力特別強(qiáng)，單位體積產(chǎn)泡量大，泡沫非常穩(wěn)定，可長(zhǎng)時(shí)間不消泡，泡沫細(xì)膩，和使用介質(zhì)的相容性好等。
[0015]狹義的發(fā)泡劑就是工業(yè)實(shí)際應(yīng)用的發(fā)泡劑，一般人們常說的發(fā)泡劑就是指這類狹義發(fā)泡劑。只有狹義的發(fā)泡劑才有研究和開發(fā)的價(jià)值。
[0016]在塑料中加入一些填料，就可使塑料某些性能得到改進(jìn)，由此更適合于某些專門用途。為了降低塑料的密度和硬度，或者增強(qiáng)它的隔熱性或隔音性，則最理想的填料就是空隙。含有空隙或泡孔的塑料，分類為泡沫塑料。隨著發(fā)泡的程度，也就是空隙造成的泡沫的體積份額的差異，泡沫塑料的性能與基礎(chǔ)塑料可能有相當(dāng)大的差別。發(fā)泡劑是一種化學(xué)品，可加到塑料中，在加工過程的適當(dāng)時(shí)間，它即會(huì)放出氣體，使塑料中形成泡孔。
[0017]塑料泡沫的形成一般可分為四個(gè)階段。第一階段，發(fā)泡劑必須完全均勻地分散在聚合物內(nèi)，聚合物通常呈液體或熔融態(tài)。發(fā)泡劑此時(shí)在聚合物中可以形成真正的溶液，或者僅僅是均勻地分散在聚合 物中，形成二相系統(tǒng)。第二階段，大量單個(gè)的氣泡形成后，該系統(tǒng)即轉(zhuǎn)變成一個(gè)氣體分散在液體中的系統(tǒng)了。此時(shí)往往要加入核化劑，以促進(jìn)大量小氣泡形成。核化劑一般是極細(xì)的惰性顆粒，它們?yōu)樾職庀嗟男纬商峁┎课弧?br>
[0018]第三階段，最初形成的泡孔在不斷漲大，這是因?yàn)橛懈嗟臍怏w擴(kuò)散并透過聚合物進(jìn)入了泡孔。如果這段時(shí)間夠長(zhǎng)，則單個(gè)的泡孔就將互相接觸。假如隔開單個(gè)泡孔的壁破裂，那么，通過這種聚結(jié)方式，就會(huì)形成更大些的泡孔。如果主要是通過泡孔互連而形成的泡沫，則稱之為開孔式泡沫。如果是由互不相連的泡孔形成的泡沫，就叫閉孔式泡沫。如果允許泡孔聚結(jié)無限制地進(jìn)行下去，那么泡沫就會(huì)塌陷，這是因?yàn)闅怏w全部自動(dòng)地與聚合物分離開了。
[0019]第四階段，當(dāng)聚合物粘度增加，泡孔不能再增長(zhǎng)時(shí)，泡沫就會(huì)穩(wěn)定住。采用冷卻、交聯(lián)或其它方法都可以增加聚合物粘度。發(fā)泡過程的后三個(gè)階段，從時(shí)間來看，則可短至幾分之一秒，最長(zhǎng)也不會(huì)超過幾秒鐘。泡沫的形成，要求聚合物呈液態(tài)。為此，可通過加熱溶解或塑化聚合物。泡沫塑料的生產(chǎn)過程幾乎與任何普通塑料生產(chǎn)過程一樣，通常經(jīng)過擠塑、滾塑和注塑，以及增塑糊加工和熱成型等過程。出于同樣原因，基本上任何種類的塑料都能制成泡沫塑料。聚氯乙烯(硬質(zhì)和軟質(zhì)都可)、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS和聚乙烯，都已工業(yè)規(guī)模地制成泡沫塑料。耐熱工程塑料和熱固性聚合物也是如此。
[0020]在制備發(fā)泡劑的工藝過程中，反應(yīng)溫度將直接影響到反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量，如何確定一個(gè)適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度，對(duì)發(fā)泡劑的制備工藝顯得尤為重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0021]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，該工藝能成功制備出用于石油開采領(lǐng)域的發(fā)泡劑，且反應(yīng)時(shí)間大大縮短，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，提高了表面活性，產(chǎn)品泡沫性能好；且在制備過程中通過控制反應(yīng)溫度，從而提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量。
[0022]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，包括以下步驟:
(a)首先，按照一定比例將環(huán)氧氯丙烷、亞硫酸氫鈉、去離子水、催化劑、引發(fā)劑加入反應(yīng)器內(nèi)；
(b)在一定的攪拌速度下，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度為50~75°C，使其反應(yīng)一段時(shí)間；
(c)反應(yīng)物在一定溫度下陳化一段時(shí)間后后，進(jìn)行去離子水處理；
Cd)在一定壓力下蒸餾，然后冷卻，得到目標(biāo)產(chǎn)品。
[0023]所述催化劑為堿催化劑。
[0024]所述反應(yīng)溫度為55°C。
[0025]所述反應(yīng)溫度為60°C。
[0026]所述反應(yīng)溫度為65°C。
[0027]綜上所述，本發(fā) 明的有益效果是:能成功制備出用于石油開采領(lǐng)域的發(fā)泡劑，且反應(yīng)時(shí)間大大縮短，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，提高了表面活性，產(chǎn)品泡沫性能好；且在制備過程中通過控制反應(yīng)溫度，從而提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。
[0029]實(shí)施例:
本發(fā)明涉及的一種基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，包括以下步驟:
(a)首先，按照一定比例將環(huán)氧氯丙烷、亞硫酸氫鈉、去離子水、催化劑、引發(fā)劑加入反應(yīng)器內(nèi)；
(b)在一定的攪拌速度下，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度為50~75°C，使其反應(yīng)一段時(shí)間；
(c)反應(yīng)物在一定溫度下陳化一段時(shí)間后后，進(jìn)行去離子水處理；
Cd)在一定壓力下蒸餾，然后冷卻，得到目標(biāo)產(chǎn)品。
[0030]所述催化劑為堿催化劑。
[0031]所述反應(yīng)溫度為55°C。
[0032]所述反應(yīng)溫度為60°C。
[0033]所述反應(yīng)溫度為65°C。
[0034]在制備發(fā)泡劑的工藝過程中，反應(yīng)溫度將直接影響到反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量，如何確定一個(gè)適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度，對(duì)發(fā)泡劑的制備工藝顯得尤為重要。為了得到最佳的反應(yīng)溫度，本發(fā)明做了不同反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量的影響實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:不同的反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，適當(dāng)增加反應(yīng)溫度，可以提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，但是，當(dāng)反應(yīng)溫度提高到一定值時(shí)，再增加反應(yīng)溫度，不僅不能提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，還將降低產(chǎn)品的質(zhì)量，故綜合考慮后，本發(fā)明的反應(yīng)溫度確定為50~75°C，且最佳為65°C。[0035] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依
據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí) 質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)
范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，其特征在于，包括以下步驟: (a)首先，按照一定比例將環(huán)氧氯丙烷、亞硫酸氫鈉、去離子水、催化劑、引發(fā)劑加入反應(yīng)器內(nèi)； (b)在一定的攪拌速度下，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度為50~75°C，使其反應(yīng)一段時(shí)間； (c)反應(yīng)物在一定溫度下陳化一段時(shí)間后后，進(jìn)行去離子水處理； Cd)在一定壓力下蒸餾，然后冷卻，得到目標(biāo)產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，其特征在于，所述催化劑為堿催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為55°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為60°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制反應(yīng)溫度的發(fā)泡劑制備工藝，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為65°C。
【文檔編號(hào)】C07C303/32GK103833605SQ201210482254
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月25日
【發(fā)明者】韓聰平 申請(qǐng)人:韓聰平