[發明專利]水基聚丙烯酰胺復合分散液的制備方法及其應用

無效

• 申請號: 201010158175.7
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101845115A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 陳曉農;魏小飛;蘇志強;石淑先
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/34;C08F226/02;C08L33/02;C08L33/26;C08L33/24;C02F1/56;D21H17/45;D21H21/18
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技術領域

本發明涉及一種水基聚丙烯酰胺復合分散液的制備及其應用。

技術背景

聚丙烯酰胺類聚合物是一類用途極其廣泛的水溶性聚合物，在石油化工、水處理、造紙、礦業、食品等領域都有應用，因此也享有百業助劑之稱。

工業上制備聚丙烯酰胺類聚合物的方法主要有均相水溶液聚合、反相懸浮聚合、反相乳液聚合和分散聚合。水溶液聚合是最常用到的方法，生產安全、成本低、但其在單體濃度10％以上時才能得到高分子量的聚合物，而且得到的聚合物通常為凝膠狀，使用時溶解時間長，需要經過造粒、干燥等后處理過程，能耗大；反相懸浮聚合和反相乳液聚合都需要消耗大量易燃的有機溶劑，生產安全性低，直接使用會造成對環境的污染，不符合現代工業對環保的要求，而得到干態的高分子量聚合物溶解困難，容易形成凝膠；分散聚合得到的聚合物分散液具有較低的表觀黏度，在水中溶解快且無凝膠，用不含有機溶劑的水相分散聚合制得的聚合物分散液可直接使用，后處理簡單。

目前聚丙烯酰胺水相分散聚合的分散體系主要分三大類，分別是低級醇-水體系、水溶性聚合物-水體系和無機鹽-水體系。低級醇-水體系中含大量有機醇類，更接近于反相乳液聚合，難以符合綠色環保的要求，而且有些醇類具有一定的鏈轉移作用而使生成的聚合物分子量偏低；水溶性聚合物-水體系主要是指聚氧乙烯(PEO)/聚乙二醇(PEG)-水體系，由于PEO/PEG價格較貴，且在體系中加入量多，故其成本高；對于無機鹽-水體系來說、無機鹽價格便宜，體系不含有機物溶劑，因此相對來說其更具應用前景，相關研究也較多。專利CN101161691A公開了以20～30％的無機鹽水溶液作為介質、陽離子型聚電解質作為穩定劑、丙烯酰胺與陽離子單體共聚合形成聚丙烯酰胺水分散液的方法。其得到的分散液外觀為乳白色，分散粒子粒徑約為10～100μm。但是無機鹽-水體系中無機鹽的加入量較大，一般為體系質量的10％～40％，而且無機鹽難以回收利用，在實際使用過程中一方面造成無機鹽的大量浪費，另一方面產品的運輸效率較低。

專利WO2004096895A2介紹了一種通過劇烈混合陰離子型聚合物水溶液和陽離子型聚合物水溶液來得到聚電解質復合物水分散液的方法。在專利JP200503619中也提到將陰離子型聚合物水溶液和陽離子型聚合物水溶液相混合得到均相混合液，然后通過改變其pH得到聚電解質復合物分散液，其過程較繁瑣。專利WO2006087344A1涉及一種制備聚電解質復合物分散液的方法及其在增稠、絮凝、紙張增強方面的應用。該方法是在水溶性陽離子型聚合物存在下在水溶液中進行陰離子單體的自由基聚合得到復合物分散液。但其陽離子型聚合物加入量較多，體系pH較低，得到的復合物是帶負電荷的，而且聚合單體僅為丙烯酸等陰離子單體，范圍較窄，未涉及丙烯酰胺等非離子單體，其實際應用會受很大限制。從工業應用而言，市場上更需要帶正電荷的聚丙烯酰胺產品，如陽離子聚丙烯酰胺水處理劑、紙張增強劑等。

發明內容

本發明的目的是建立以不含鹽和任何有機溶劑的水溶液作為聚合介質，獲得陽離子度可調節的水基陽離子型聚丙烯酰胺復合分散液的制備方法。

為了達到上述目的，本發明按以下組分重量百分比進行聚合：

單體體系(非離子單體和陽離子單體)??1～40％

陰離子型聚合物????????????????????0.1～10％

調節劑????????????????????????????0～10％

螯合劑????????????????????????????0～0.05％

鏈轉移劑??????????????????????????0～0.05％

引發劑????????????????????????????0.001～0.05％

去離子水??????????????????????????余量

上述組分重量百分比之和為??????????100％；

其中非離子單體摩爾數占單體體系總摩爾數的5～90％；陽離子單體摩爾數占單體體系總摩爾數的10～95％，

優選由以下組分按重量百分比制成：

單體體系(非離子單體和陽離子單體)??????5～30％

陰離子型聚合物????????????????????????1～8％

調節劑????????????????????????????????0～10％

螯合劑??????????????????0～0.05％

鏈轉移劑????????????????0～0.05％