[發(fā)明專利]一種高分子量陰離子聚合物分散液及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810047835.7
• 申請(qǐng)日: 2008-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN101280038A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏崢嶸;李綿貴;張江陵;楊燦;蔣擁華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北省化學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C08F220/06
• 分類號(hào): C08F220/06;C08F220/56;C08F2/20;C08J3/07;C08L33/02;C08L33/26;C02F1/56;C02F11/14;C09K8/588
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張安國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種以水分散液形式存在的高分子量陰離子型聚合物及其合成和使用方法。此聚合物分散液可作為絮凝劑、污泥脫水劑、驅(qū)油劑應(yīng)用于城市污水、石油、化工、造紙等行業(yè)的污水、污泥處理，及油田三次采油用驅(qū)油。

背景技術(shù)：

目前高分子絮凝劑或三次采油驅(qū)油劑的陰離子高分子聚合物，面臨著溶解速度慢，產(chǎn)物耐鹽性差兩大技術(shù)難題。作為絮凝劑和驅(qū)油劑的有機(jī)聚合物，提高分子量可以提高其使用效果和降低用量，但隨著分子量的提高，產(chǎn)物的溶解就隨之減慢。以水溶液為介質(zhì)聚合的陰離子聚合物分子量越大，分子鏈越長(zhǎng)，分子鏈間的纏繞與作用力越大，導(dǎo)致溶液粘度大，給產(chǎn)品的使用帶來許多不便，不僅溶解速度慢，而且溶解不易均勻。為解決高分子量聚合物溶解性的問題，早期研究者采用了油包水的反相乳液合成技術(shù)，生成的水溶性聚合物在油的介質(zhì)中分散為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的小乳膠粒子，減少了分子間的纏繞，使其在溶于水時(shí)能很快分散迅速溶解。但以油為介質(zhì)的乳液聚合，不僅成本高，而且使用時(shí)易造成環(huán)境污染。

上世紀(jì)九十年代早期，US4929655與US5006590介紹了一種陽(yáng)離子分散聚合物，它以無機(jī)鹽水為介質(zhì)，陽(yáng)離子聚合產(chǎn)物以分散狀態(tài)存在，產(chǎn)物粘度較低，方便實(shí)用。

上世紀(jì)九十年代后期，US5837776介紹了一種陰離子分散聚合物，在飽和鹽溶液中合成的非離子乙烯基單體和陰離子乙烯基單體的共聚物不溶于該鹽溶液，以分散狀態(tài)存在于介質(zhì)中，合成的聚合物特性粘數(shù)最高可達(dá)31dl/g，產(chǎn)物pH值為2～4。US6265477也介紹了以鹽水為介質(zhì)合成的陰離子聚合物，只是將產(chǎn)物的pH值提高為7。CYTEC公司在中國(guó)申請(qǐng)的專利CN1281472A也介紹了一種陰離子水溶或水溶脹聚合物的合成方法，該專利為提高產(chǎn)物pH值引入了甲基丙烯酸等疏水性較強(qiáng)的單體。這些分散狀態(tài)的聚合物的優(yōu)點(diǎn)在于產(chǎn)物表觀粘度低，使用時(shí)在水中能快速分散均勻，并且因介質(zhì)為無機(jī)鹽溶液，和乳液聚合相比成本低，無污染。

但這些專利介紹的聚合物都為線性分子，親水性強(qiáng)，對(duì)鹽敏感，即在鹽的環(huán)境中使用粘度容易降低。作為驅(qū)油聚合物和絮凝劑除要求聚合物分子量高外，還要求使用表觀粘度要高，耐鹽。使用表觀粘度為產(chǎn)品應(yīng)用所需要的粘度，它是在應(yīng)用環(huán)境里表現(xiàn)出的一種表觀粘度。所以提高聚合物耐鹽性成為合成高分子量陰離子聚合物的另一技術(shù)難點(diǎn)。

美國(guó)專利US5605970在內(nèi)烯酸的陰離子聚合物中引入了疏水單體2-乙基丙烯酸己酯，但由于其疏水烷基較短，所以使用表觀粘度增加不是很大，另外由于酯基易水解，提高的粘度難以保持。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的在于，提供一種高分子量陰離子聚合物分散液及其制備和應(yīng)用方法。此分散液聚合物耐鹽、速溶性好，可作為絮凝劑、污泥脫水劑、驅(qū)油劑，應(yīng)用于城市污水、石油、化工、造紙等行業(yè)的污水、污泥處理，及油田三次采油用驅(qū)油。

本發(fā)明的一種高分子量陰離子聚合物分散液，其特征是，該陰離子聚合物分散液為特性粘數(shù)大于13.2dl/g的白色乳狀液體，聚合物以一個(gè)個(gè)獨(dú)立小粒子形式均勻分散于鹽水介質(zhì)中，粒徑低于100nm，由下述原料制成，各原料按質(zhì)量百分比計(jì)為：

聚合反應(yīng)單體???????????15％～20％

無機(jī)鹽?????????????????10％～25％

穩(wěn)定劑?????????????????6％～8％

穩(wěn)定助劑???????????????低于1％

雙親表面活性劑?????????低于1％

引發(fā)劑：1％偶氮二異丁基脒鹽酸鹽溶液1％～2％

乙二胺四乙酸二鈉鹽：0.3％～0.4％

水??????????????????余量；

其中，所述的聚合反應(yīng)單體組成，按摩爾百分比計(jì)為：

水溶性乙烯基陰離子單體?????10％～100％摩爾

丙烯酰胺單體???????????????0～90％摩爾

乙烯基疏水單體?????????????0～0.3％摩爾；

所述的穩(wěn)定助劑為乙二醇、丙三醇或聚乙二醇。

本發(fā)明以鹽水溶液為介質(zhì)合成高分子量的陰離子聚合物，產(chǎn)物狀態(tài)為穩(wěn)定的分散液，溶解時(shí)在水中能快速均勻分散；并且引入含八個(gè)以上碳烷基長(zhǎng)鏈的疏水單體，采取非離子型單體、陰離子單體和疏水單體三元共聚，以提高聚合物使用表觀粘度及耐鹽性。

本發(fā)明聚合反應(yīng)單體組成為：

1.非離子型單體使用丙烯酰胺單體，用量在聚合反應(yīng)單體總摩爾量的90％～0％摩爾之間選擇；