[發明專利]一種抗溫、抗鹽、抗剪切的陽離子聚丙烯酰胺的制備方法

有效

• 申請號: 201310152582.0
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103232570A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 許振舉
• 申請（專利權）人: 濟南永勝化工有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F226/02;C08F220/34
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明涉及高分子有機化合物聚丙烯酰胺的制備技術領域，特別涉及一種抗溫、抗鹽、抗剪切的陽離子聚丙烯酰胺的制備方法。

背景技術

普通的陽離子聚丙烯酰胺，是由丙烯酰胺單體(AM)與短鏈的雙鍵季銨鹽共聚合而成、這類陽離子單體包括，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DAM）、二甲基二烯丙基氯化銨（DAAC）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）等。在通常情況雖然具備陽離子聚丙烯酰胺的許多特性，但是在很多惡劣情況下，其性能會明顯降低。具體表現在分子量（或者表觀粘度）大大降低。眾所周知，當分子結構相同時，分子量越高使用效果越好。因此，希望在任何情況下都能保持其分子量，是人們非常重視的問題。為了解決這個問題，分析研究了影響其性能的三個主要因素：1.較高的使用溫度。2.使用處理對象含鹽量高。3.溶解過程高速攪拌引起的機械剪切。這三種使用環境使得普通陽離子聚丙烯酰胺分子鏈發生斷裂，導致分子量明顯降低。

發明內容

本發明提供一種抗溫、抗鹽、抗剪切的陽離子聚丙烯酰胺的制備方法，解決現有的陽離子聚丙烯酰胺在高溫、含鹽量高和高速攪拌的環境下分子鏈易發生斷裂的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種抗溫、抗鹽、抗剪切的陽離子聚丙烯酰胺的制備方法，包括以下步驟：

（1）將90～110重量份的丙烯酰胺單體、30～60重量份的陽離子單體和0.04～0.08重量份甲酸鈉加入100～400重量份的重量比為0.5～3.0%的長鏈烷基雙鍵季銨鹽膠束水體系內，溶解并混合均勻；

（2）在0～30℃吹氮氣除去溶解氧；

（3）降溫至0～10℃，加入0.04～0.08重量份的引發劑，混合均勻，聚合生成透明膠塊；

（4）經過造粒、烘干、粉碎，即得陽離子聚丙烯酰胺成品。

其中，優選地，所述陽離子單體為短鏈雙鍵季銨鹽單體。

其中，優選地，所述短鏈雙鍵季銨鹽單體為二甲基二烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基卞基二甲基氯化銨的任意一種。

其中，優選地，具有表面活性的長鏈烷基雙鍵季銨鹽，為十二～十八烷基烯丙基二甲基氯化銨或者為十二～十八烷基烯丙基二甲基溴化銨任意一種。

其中，優選地，所述引發劑為過氧化苯甲酰、過硫酸鉀、硫酸亞鐵的任意一種或幾種。

其中，優選地，在步驟2中，除氧后殘余氧含量為0.1～0.3mg/L。

本發明需要解決的問題是提供一種新型陽離子聚丙烯酰胺制備方法，試驗篩選出了長鏈烷基雙鍵季銨鹽，作為疏水的活性單體，該單體不但具有可進行共聚合的活性雙鍵，而且其本身也是一種表面活性劑。因此在配制膠束體系時，無需另外加入表面活性劑。試驗證明，該單體適宜的加入量。選用十二～十八烷基烯丙基二甲基鹵化銨一類可共聚合的疏水單體是可行的。小于十二烷基，其性能不明顯，大于十八烷基，其溶解性變差，甚至失去使用意義。

本發明是在丙烯酰胺單體(AM)與短鏈的雙鍵季銨鹽單體共聚時，引入一種長鏈烷基雙鍵季銨鹽，進行三元共聚，其分子量可達到3000萬以上。由于這種長鏈烷基季銨鹽的結構具有較強的疏水性，因此其共聚物應具有疏水締合性能。按照聚丙烯酰胺的疏水締合的理論。它應具有抗溫、抗鹽、抗剪切的一般性能。而且疏水締合作用能使得粘度增加三倍以上，甚至更高。這種特點使得產品用量大大降低，從而降低了使用成本。

本發明制備的產品為白色粉狀固體，可溶于水形成水凝膠。主要在條件較為惡劣的情況下使用，例如油田采油，可能要在上千米的地層下施工，其溫度可能在150℃以上，而且有的區域含鹽量很高，普通的陽離子聚丙烯酰胺根本達不到效果，另外，采油廢水含鹽量很高，以及在其他制造業產生的高鹽廢水，使用本產品將達到很好的效果。

在普通的工業及城市生活廢水處理中，顯示的特點為用量少，特別是絮凝體的機械強度高，不易穿濾，濾渣含水率可小于50％，而普通的陽離子聚丙烯酰胺只能使其達到70%。

附圖說明

圖1為本發明的抗溫、抗鹽、抗剪切的陽離子聚丙烯酰胺制備方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，本發明提供一種抗溫、抗鹽、抗剪切的陽離子聚丙烯酰胺的制備方法，包括以下步驟：