[發(fā)明專利]一種雙陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910115522.5
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101575132A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈自強(qiáng);張健
• 申請（專利權(quán)）人: 吳江市恒茂電子科技有限公司
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56;C08F220/56;C08F2/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 孫仿衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有機(jī)絮凝劑及其制備方法，特別涉及一種陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑及其制備方法。

背景技術(shù)

針對印染行業(yè)的混合廢水處理，目前廣泛使用的無機(jī)絮凝劑如聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等以及有機(jī)絮凝劑如聚丙烯酰胺等都只能處理低濃度，低pH值的混合印染廢水，不適于處理高濃度的印染廢水(COD在20000mg/L以上，其中含有大量不易降解的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等有機(jī)物)。

專利號為“ZL03133998.0”，名稱為“一種陽離子型高分子絮凝劑及其制備方法”的中國發(fā)明專利公開了一種絮凝劑，該絮凝劑為甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季胺化后的單體和丙烯酰胺單體的共聚物，該共聚物結(jié)構(gòu)如下：

丙烯酰胺以一種絮凝劑的單體被廣泛使用，具有易聚合的碳碳主鏈和酰胺基側(cè)鏈兩個(gè)活性基團(tuán)，然而該陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑只是單一的運(yùn)用了丙烯酰胺的一個(gè)活性基團(tuán)即主鏈自聚，如此浪費(fèi)了另一個(gè)活性基團(tuán)，絮凝效果有限，使用成本高；同時(shí)，由于該絮凝劑還存在一個(gè)活性基團(tuán)，穩(wěn)定性差，不適于高濃度印染廢水的處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種殘?jiān)哂袕?qiáng)疏水性，絮凝效果好，使用成本低，適用于處理高濃度印染退漿廢水的雙陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑。

本發(fā)明還要提供一種上述絮凝劑的制備方法，該方法工藝簡單、生產(chǎn)成本低，無三廢產(chǎn)生，安全、環(huán)保。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是：

一種雙陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑，為式(I)表示的共聚物：

式(I)中，m₁，n及m₂均為3-2＊10⁴之間的整數(shù)，且m₁∶n≥1，m₂∶n≥1。

本發(fā)明采取的另一技術(shù)方案是：

一種式(I)表示的絮凝劑的制備方法，以丙烯酰胺和三甲基丙烯酰氧乙基氯化銨為起始原料，包括如下步驟：

(1)、使丙烯酰胺與甲醛和二甲胺發(fā)生曼尼茲反應(yīng)，得到含有N，N-二甲基丙烯酰胺和殘余量的丙烯酰胺的混合物；

(2)、向步驟(1)所得混合物中加入碳酸二甲酯進(jìn)行反應(yīng)，得到含有式(II)表示的陽離子型季銨鹽單體和殘余量的丙烯酰胺的混合物；

(3)、將步驟(2)所得的混合物與三甲基丙烯酰氧乙基氯化銨溶液混合，然后加入聚合催化劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述的雙陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(1)按以下方式進(jìn)行：首先制備丙烯酰胺的水溶液，調(diào)節(jié)其pH?8～9；然后于常溫下，向丙烯酰胺的水溶液中加入甲醛溶液，加畢，升溫至40～60℃，在該溫度下保溫反應(yīng)2～3小時(shí)，然后滴加二甲胺溶液，于40～60℃下反應(yīng)3～5小時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到含有N，N-二甲基丙烯酰胺和殘余量的丙烯酰胺的混合物。

步驟(2)的反應(yīng)優(yōu)選在40℃～60℃下進(jìn)行1～2小時(shí)。步驟(3)中所述聚合催化劑為過硫酸鈉和亞硫酸氫鈉按重量配比1∶0.9～1.1組成的混合物，聚合反應(yīng)的溫度為50℃～70℃，反應(yīng)時(shí)間為4～6小時(shí)。

步驟(3)優(yōu)選按如下方式進(jìn)行：首先將步驟(2)所得的混合物與三甲基丙烯酰氧乙基氯化銨溶液充分混合，升溫至50℃～70℃，然后將已配成水溶液的聚合催化劑加入，反應(yīng)4～6小時(shí)，結(jié)束反應(yīng)即得所述的雙陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑。其中，所述的聚合催化劑的水溶液的較佳的濃度為3％～8％(質(zhì)量)。

由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

作為本發(fā)明的絮凝劑的共聚物中，三分之二以上的結(jié)構(gòu)單元為陽離子化的丙烯酰胺，使得絮凝劑具有更強(qiáng)的疏水性，絮凝效果好，共聚物中引入的碳酸二甲酯季胺離子，耐酸、耐堿，使得共聚物適用的pH范圍廣，適合用作處理高濃度印染退漿廢水的陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑，此外，絮凝劑的投料量少，可以降低使用成本。

本發(fā)明的制備方法同時(shí)利用丙烯酰胺的兩個(gè)活性基團(tuán)，即側(cè)鏈酰胺基通過曼尼茲反應(yīng)生成碳酸二甲酯季胺化的陽離子丙烯酰胺單體，而主鏈與三甲基酰氧乙基三甲基氯化銨陽離子單體發(fā)生共聚，并采用環(huán)保的“一鍋煮”方法，操作簡單，成本低，所得絮凝劑具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和絮凝效果。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明，但不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

按照本實(shí)施例的雙陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑的制備方法包括如下步驟：