專利名稱：一種保險粉組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保險粉組合物，還涉及該保險粉組合物的制備方法。
技術(shù)背景
保險粉(連二亞硫酸鈉)在水溶液中具有良好的還原性，所以被廣泛用作印染的還原劑、織物和紙漿的漂白劑、食品加工和醫(yī)藥工業(yè)的原料。目前制造的保險粉在貯藏中極易吸收空氣中濕氣而自然分解，放出大量的熱，引起燃燒，發(fā)生火災(zāi)。
在美國專利USP3054658和日本公開特許公報昭59-3008中提到，在保險粉中添加苯甲酸鈉的方法來制造穩(wěn)定型的保險粉，但這些方法制得的保險粉不夠穩(wěn)定，同時，要消耗較多的價格較貴的苯甲酸鈉，提高了保險粉的成本。
公開號為CN1033663A的專利申請，提出用苯甲酸鈉和純堿作為填充劑，制作阻燃型保險粉。該方法制得的保險粉還有以下缺點1.不穩(wěn)定，受潮易發(fā)熱，易分解，溶于水后分解更快，導致還原能力下降；2.使用過程中分解速度快，實際使用中，為使染浴內(nèi)具有需要的還原力，保險粉用量大大超過理論用量。3.使用后排放的污水污染成分高，對環(huán)境造成不利影響。
還有中國專利CN1459417A，提到用分子量大于5000的聚乙二醇、聚乙烯醇浸泡包裹制作無塵保險粉，也不能解決以上缺點，雖然浸漬方法設(shè)備要求相對簡單一些，但回收使用較繁瑣，生產(chǎn)成本稍大一些。發(fā)明內(nèi)容
為解決這些問題，在研究中提出用無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑雙重包覆連二亞硫酸鈉制作保險粉組合物，能夠大大改善保險粉組合物的以上缺點。
本發(fā)明的目的在于提供一種用無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑雙重包覆的保險粉組合物及其制備方法，與常規(guī)的保險粉組合物相比，具有運輸、貯存安全穩(wěn)定，使用過程中緩慢持續(xù)釋放、且使用時用量少的優(yōu)點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種保險粉組合物，該保險粉組合物含有連二亞硫酸鈉、無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑；其中，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
本發(fā)明還提供了一種保險粉組合物的制備方法，該方法包括以下步驟
(1)將醇析后的連二亞硫酸鈉過濾后，加入無機鹽包覆劑，充分混合均勻；
(2)將聚合物包覆劑的有機溶劑溶液均勻噴涂在上述步驟(1)中得到的混合物上，然后干燥；
以上各步驟都在氮氣保護下進行。
本發(fā)明提供的保險粉組合物具有以下有益效果
根據(jù)本發(fā)明提供的保險粉組合物，粒狀連二亞硫酸鈉的表面上均勻地涂有無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑，使其外表被包膜，隔絕與空氣、潮濕和其它物質(zhì)接觸，起到增強穩(wěn)定性作用。可以減少保險粉在貯存和運輸過程中的損耗，并增加了安全性。聚合物包覆劑不僅能使保險粉組合物具備良好的抗硬水性，而且分散性、膠溶性和抗再沉積性較好。采用噴涂方式用聚合物包覆劑包覆，材料成本較低，采用噴槍和合適的工藝，可以使無機鹽包覆層和聚合物包覆層的涂膜成為多層微孔網(wǎng)絡(luò)狀。包覆效果明顯。
在保險粉組合物的使用過程中，連二亞硫酸鈉緩慢釋放還原效果。由于無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑的包裹作用，遇水后，首先是外殼先溶于水，為避免連二亞硫酸鈉分解提供了保障，所以在溶解使用過程中，減少了由界面分解產(chǎn)生的二氧化硫氣味，提高了連二亞硫酸鈉的有效利用率，為用戶的降耗提供了有利條件。
在生產(chǎn)過程中所使用的無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑具有很好的穩(wěn)定性，不影響下游用戶的使用，不會產(chǎn)生副作用。所選聚合物包覆劑都溶于水或醇，不影響連二亞硫酸鈉的生產(chǎn)條件和用戶的使用條件。
具體實施方式
本發(fā)明提供的保險粉組合物含有連二亞硫酸鈉、無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑； 其中，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
根據(jù)本發(fā)明提供的保險粉組合物，在優(yōu)選情況下，所述連二亞硫酸鈉的含量為 85-90重量份，所述無機鹽包覆劑的含量為1-5重量份，所述聚合物包覆劑的含量為0. 1-1重量份。
其中，連二亞硫酸鈉的粒徑優(yōu)選為200-600 μ m。
根據(jù)本發(fā)明提供的保險粉組合物，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，硫酸鹽和鹽酸鹽可以形成窗格型插合物，水分進入其晶格后，其結(jié)合力比普通結(jié)晶水牢固。
在優(yōu)選情況下，無機鹽包覆劑中的硫酸鹽為硫酸鈉，鹽酸鹽為氯化鈉。
在優(yōu)選情況下，無機鹽包覆劑中的硫酸鈉和氯化鈉的重量比優(yōu)選為2-5 1。具有該比例的硫酸鈉和氯化鈉可以更好地形成窗格型插合物，水分進入其晶格后，其結(jié)合力比普通結(jié)晶水牢固。氯化鈉還具有促染劑和穩(wěn)定劑的作用，使得保險粉分解速度慢，穩(wěn)定性好。
根據(jù)本發(fā)明提供的保險粉組合物，在優(yōu)選情況下，所述無機鹽包覆劑的粒徑優(yōu)選為 30-840 μ m。
所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
所述聚合物包覆劑的重均分子量優(yōu)選為1000-10000，其中聚乙二醇的重均分子量優(yōu)選為1000-10000，聚乙烯醇的重均分子量優(yōu)選為1000-10000，聚丙烯酸酯的重均分子量優(yōu)選為1000-10000，馬來酸-丙烯酸共聚物的重均分子量優(yōu)選為1000-10000。
聚丙烯酸酯的實例可以例舉聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸丁酯等。
馬來酸-丙烯酸共聚物的共聚摩爾比優(yōu)選為1 0.5-2，該馬來酸-丙烯酸共聚物可以商購獲得，例如可以從山東泰和水處理有限責任公司、常州市科利恩化工有限公司、河北中創(chuàng)環(huán)保節(jié)能材料有限公司等購得。
在生產(chǎn)過程中，由于聚合物包覆劑具有一定的粘合性，因此進行雙重包覆后的、制成顆粒狀后的保險粉組合物，有效地限制了細小顆粒的流動性，明顯減少粉塵現(xiàn)象，起到了減少粉塵和刺激性氣味大的作用，凈化了操作環(huán)境，明顯降低了對人體的刺激和毒害程度， 具有良好的環(huán)境效益。
根據(jù)本發(fā)明提供的保險粉組合物，在優(yōu)選情況下，所述保險粉組合物還含有造粒劑，所述造粒劑的含量優(yōu)選為5-10重量份，所述造粒劑選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、多糖類及其衍生物中的一種或幾種，所述造粒劑的粒徑優(yōu)選為30-840 μ m。所述多糖類及其衍生物的重均分子量優(yōu)選為20000-60000，且多糖類的實例可以為中性多糖、粘多糖等。
通過使用造粒劑，可以促進連二亞硫酸鈉形成顆粒狀，制成顆粒狀可以增加其穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明提供的保險粉組合物，在優(yōu)選情況下，所述保險粉組合物還含有穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑選自硫酸鈉、偏硼酸鈉、氯化鎂、硫酸鎂和硅酸鈉中的一種或幾種，所述穩(wěn)定劑的含量優(yōu)選為0.01-1重量份。
所述穩(wěn)定劑的粒徑優(yōu)選為30-840 μ m。
當保險粉組合物含有穩(wěn)定劑時，可以在一定程度上加強保險粉組合物的穩(wěn)定性， 特別是鎂鹽作為內(nèi)穩(wěn)定劑效果較好，使得本發(fā)明的保險粉組合物分解速度慢，穩(wěn)定性更好。 可以減少用戶使用時的使用量，為用戶降低了生產(chǎn)成本和減少了污水的排放，減少對環(huán)境的不利影響。
根據(jù)本發(fā)明提供的保險粉組合物，所述保險粉組合物優(yōu)選還含有抗摩擦劑，所述抗摩擦劑優(yōu)選硅酸鈉，所述抗摩擦劑的含量優(yōu)選為0.01-0. 1重量份。
所述抗摩擦劑的粒徑優(yōu)選為30-840 μ m。
所述保險粉組合物在優(yōu)選情況下還含有抗摩擦劑，通過使用抗摩擦劑，可以使造粒不易碎，進一步保證儲存和運輸?shù)陌踩?br> 本發(fā)明還提供一種保險粉組合物的制備方法，該方法包括以下步驟
(1)將醇析后的連二亞硫酸鈉過濾后，加入無機鹽包覆劑，充分混合均勻；
(2)將聚合物包覆劑的有機溶劑溶液均勻噴涂在上述步驟(1)中得到的混合物上，然后干燥；
以上各步驟都在氮氣保護下進行。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述醇析后的連二亞硫酸鈉中的連二亞硫酸鈉的濃度優(yōu)選為85-90重量％，以保證無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑的包覆效果。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，在聚合物包覆劑的有機溶劑溶液中，聚合物包覆劑的濃度不受限制，只要充分溶解聚合物包覆劑即可。在優(yōu)選情況下，聚合物包覆劑的濃度可以為 10-50 重量 ％。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述有機溶劑可以為各種可以溶解聚合物包覆劑的有機溶劑，例如所述有機溶劑可以選自甲醇。
上述聚合物包覆劑的有機溶劑溶液的制備方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種方法，例如，在60-70°C的溫度下，將聚合物包覆劑充分溶解在有機溶劑中。上述噴涂可以使用噴槍進行均勻噴涂。
上述干燥可以使用本領(lǐng)域已知的各種方法進行，例如可以采用直接反應(yīng)釜干燥、 滾筒干燥、流化床干燥等，在例如50-70°C的溫度下進行干燥。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述無機包覆劑和聚合物包覆劑均為如上所述的無機包覆劑和聚合物包覆劑。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，在優(yōu)選情況下，在步驟(1)中，在加入無機鹽包覆劑之前，先加入造粒劑，并混合均勻。
另外，在優(yōu)選情況下，在加入造粒劑之前，先加入穩(wěn)定劑，并混合均勻。
另外，在優(yōu)選情況下，在步驟(1)中，在加入無機鹽包覆劑并混合均勻后，加入抗摩擦劑，并混合均勻。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述造粒劑、穩(wěn)定劑和抗摩擦劑均為如上所述的造粒劑、 穩(wěn)定劑和抗摩擦劑。
連二亞硫酸鈉的制備方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種方法，例如可采用以甲酸鈉、甲醇、二氧化硫為原料的方法。
本發(fā)明的保險粉組合物顆粒的平均粒徑優(yōu)選為0. 5_2mm。
下面采用具體實施例的方式對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
實施例1
將折干的900kg醇析后濃度為85重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m) 投入拼混鍋，開動攪拌，投入作為無機包覆劑的4. 5kg粉碎好的、平均粒徑為150μπι的硫酸鈉和0. 9kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；然后用噴槍把作為聚合物包覆劑的重均分子量為2500的聚乙二醇的甲醇溶液(0. 8kg聚乙二醇和0. 2kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的混合物上，拼混均勻后，在60°C下干燥，得到平均粒徑為Imm 的保險粉組合物。
實施例2
將折干的850kg醇析后濃度為90重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m)投入拼混鍋，開動攪拌，投入0. Ikg作為穩(wěn)定劑的粉碎好的的、平均粒徑為500μπι的氯化鎂， 混合均勻；再投入IOOkg作為造粒劑的粉碎好的、平均粒徑為400 μ m的碳酸氫鈉，混合均勻；再投入作為無機鹽包覆劑的4. 07kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的硫酸鈉和0. 81kg 粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；再投入0. Ikg作為抗摩擦劑的、平均粒徑為50μπι的硅酸鈉，混合均勻，然后用噴槍把作為聚合物包覆劑的重均分子量為8000的聚乙烯醇的甲醇溶液(0. 8kg聚乙烯醇和0. 2kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的混合物上，拼混均勻后，在55°C下干燥，得到平均粒徑為0. 5mm的保險粉組合物。
實施例3
將折干的850kg醇析后濃度為90重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m)投入拼混鍋，開動攪拌，投入0. Ikg作為穩(wěn)定劑的粉碎好的、平均粒徑為100 μ m的氯化鎂，混合均勻；再投入IOOkg作為造粒劑的粉碎好的、平均粒徑為100 μ m的碳酸氫鈉，混合均勻； 再投入作為無機鹽包覆劑的4. 07kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的硫酸鈉和0. 81kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；再投入0. Ikg作為抗摩擦劑的、平均粒徑為 100 μ m的硅酸鈉，混合均勻，然后用噴槍把作為聚合物包覆劑的重均分子量為6000的聚乙烯醇的甲醇溶液(0. 8kg聚乙烯醇和0. 2kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的混合物上，拼混均勻后，在60°C下干燥，得到平均粒徑為0. 65mm的保險粉組合物。
實施例4
將折干的880kg醇析后濃度為90重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m) 投入拼混鍋，開動攪拌，投入5kg作為穩(wěn)定劑的粉碎好的、平均粒徑為100 μ m的氯化鎂，混合均勻；再投入56. 5kg作為造粒劑的粉碎好的、平均粒徑為300 μ m的分子量為20000的粘多糖，混合均勻；再投入作為無機鹽包覆劑的32kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的硫酸鈉和18kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；再投入0. 5kg作為抗摩擦劑的、 平均粒徑為100 μ m的硅酸鈉，混合均勻；然后用噴槍把作為聚合物包覆劑的重均分子量為 9000的聚丙烯酸甲酯的甲醇溶液(5kg聚丙烯酸酯和3kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的保險粉上，拼混均勻后，在60°C下干燥，得到平均粒徑為0. 85mm的保險粉組合物。
實施例5
將折干的890kg醇析后濃度為90重量％的連二亞硫酸鈉(平均粒徑為400 μ m) 投入拼混鍋，開動攪拌，投入5kg作為穩(wěn)定劑的粉碎好的、平均粒徑為50 μ m的偏硼酸鈉， 混合均勻；再投入86. 5kg作為造粒劑的粉碎好的、平均粒徑為200 μ m的碳酸鈉，混合均勻；再投入作為無機鹽包覆劑的7. 5kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的硫酸鈉和2. 5kg粉碎好的、平均粒徑為150 μ m的氯化鈉，混合均勻；再投入0. 5kg作為抗摩擦劑的、平均粒徑為100 μ m的硅酸鈉，混合均勻；然后用噴槍把作為聚合物包覆劑的馬來酸-丙烯酸共聚物 (共聚摩爾比為1 0. 6)的甲醇溶液(5kg馬來酸-丙烯酸共聚物和3kg甲醇)均勻地噴灑(霧化)在已混合均勻的保險粉上，拼混均勻后，在50°C下干燥，得到平均粒徑為0. 52mm 的保險粉組合物。
比較例1
市場上購買得到的保險粉組合物，該保險粉組合物中，連二亞硫酸鈉的含量為85 質(zhì)量％、碳酸鈉的含量為14質(zhì)量％、及少量的亞硫酸鈉、氫氧化鈉和甲酸鈉1質(zhì)量％。
性能測試
1、貯存時間及有效含量
根據(jù)行業(yè)標準HG/T2074-2004進行測試。將實施例1_5和比較例1所制備得到的保險粉組合物按照上述測試方法進行測試，所得到的結(jié)果示于表1中。
2、用于染色或印花后的還原清洗的用途的使用效果
將2500ml水升溫到70°C后，加入30%液堿(氫氧化鈉)8. 75ml，攪拌溶解，再加入含85%連二亞硫酸鈉的保險粉組合物(用量見表1)，攪拌溶解，再加入染色或印花后的布樣31. 25g，處理15分鐘。取出洗凈，絞干，在100°C以下干燥。
將實施例1-5和比較例1中所得到的保險粉組合物進行上述測試，當獲得相同的還原清洗效果時，用于染色或印花后的還原清洗用途的用量示于表1中。
表權(quán)利要求
1.一種保險粉組合物，該保險粉組合物含有連二亞硫酸鈉、無機鹽包覆劑和聚合物包覆劑；其中，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保險粉組合物，所述硫酸鹽為硫酸鈉，所述鹽酸鹽為氯化鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保險粉組合物，其中，硫酸鈉與氯化鈉的重量比為2-5 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的保險粉組合物，其中，所述保險粉組合物還含有造粒劑，所述造粒劑選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、多糖類及其衍生物中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的保險粉組合物，其中，所述保險粉組合物還含有穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑選自硫酸鈉、偏硼酸鈉、硫酸鎂和硅酸鈉中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的保險粉組合物，其中，所述保險粉組合物還含有抗摩擦劑，所述抗摩擦劑為硅酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保險粉組合物，其中，所述連二亞硫酸鈉的含量為85-90重量份，所述無機鹽包覆劑的含量為1-5重量份，所述聚合物包覆劑的含量為0. 1-1重量份，所述造粒劑的含量為5-10重量份，所述穩(wěn)定劑的含量為0. 01-1重量份，所述抗摩擦劑的含量為0. 01-0. 1重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的保險粉組合物，其中，所述連二亞硫酸鈉的粒徑為 200-600 μ m,所述無機鹽包覆劑的粒徑為30-840 μ m,所述聚合物包覆劑的重均分子量為 1000-10000,所述造粒劑的粒徑為30-840 μ m,所述穩(wěn)定劑的粒徑為30-840 μ m,所述抗摩擦劑的粒徑為30-840 μ m。
9.一種權(quán)利要求1所述保險粉組合物的制備方法，該方法包括以下步驟(1)將醇析后的連二亞硫酸鈉過濾后，加入無機鹽包覆劑，充分混合均勻；(2)將聚合物包覆劑的有機溶劑溶液均勻噴涂在上述步驟(1)中得到的混合物上，然后干燥；以上各步驟都在氮氣保護下進行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述有機溶劑選自甲醇。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，在步驟(1)中，在加入無機鹽包覆劑之前， 先加入造粒劑，并混合均勻。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在步驟(1)中，在加入造粒劑之前，先加入穩(wěn)定劑，并混合均勻。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12任一項所述的方法，其中，在步驟(1)中，在加入無機鹽包覆劑并混合均勻后，加入抗摩擦劑，并混合均勻。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種保險粉組合物及其制備方法，該保險粉組合物含有連二亞硫酸鈉，無機鹽包覆劑，和聚合物包覆劑；其中，所述無機鹽包覆劑包含硫酸鹽和鹽酸鹽，所述聚合物包覆劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和馬來酸-丙烯酸共聚物中的一種或幾種。與常規(guī)的保險粉組合物相比，具有運輸、貯存安全穩(wěn)定，使用過程中緩慢持續(xù)釋放、且使用時用量少的優(yōu)點。
文檔編號D06P5/08GK102493233SQ201110390940
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者方標, 景雪蘋, 陳素娟, 靡永祥 申請人:浙江嘉成化工有限公司