[發明專利]一種陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑的合成方法

有效

• 申請號: 201310227980.4
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103319654A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 牛愛輝
• 申請（專利權）人: 山東水衡化工有限責任公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/34;C08F2/48;C02F1/56
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯玉山

技術領域

本發明涉及有機高分子聚合物領域，具體是一種陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑的合成方法。

背景技術

聚丙烯酰胺（PAM）是丙烯酰胺（Acrylamide，AM）均聚物或與其他單體共聚而得線形聚合物的統稱，包括陰離子型(APAM)、陽離子型(CPAM)，有液態、膠狀、粉狀等物理形態。聚丙烯酰胺是一種線型的水溶性聚合物，是水溶性高分子中應用最廣泛的品種之一，在石油開采、水處理、紡織印染、造紙、選礦、洗煤、醫藥、制糖、養殖、建材、農業等行業具有廣泛的應用，有百業助劑、?萬能產品之稱。聚丙烯酰胺屬精細化工產品，也屬于新材料范疇。其中特高分子量聚丙烯酰胺是國家優先發展的八大精細化工產品之一，也是原國家計委新材料高技術產業化重點項目之一。聚丙烯酰胺主要用在石油開采、水處理、造紙等領域，同時在紡織、冶金、制糖、醫藥等行業也有廣泛應用。在石油開采方面主要是使用高分子量陰離子型聚丙烯酰胺；水處理應用上以陽離子型使用量最大，陽離子聚丙烯酰胺可通過吸附電中和、吸附架橋兩種作用使帶負電荷的膠體顆粒和其他污染物質脫穩而去除，因而具有良好的除濁、脫色等功能，特別適用于膠體物質含量高的廢水、污泥臟水和有色廢水的處理。另外，它可與各類無機高分子絮凝劑復配成一系列新型高效復合絮凝劑，降低水處理成本、提高凈水效果，從而進一步拓寬了應用范圍。因此，在城鎮飲用水、工業用水、工業廢水和城市污水凈化處理中使用陽離子聚丙烯酰胺已成為一種趨勢。但是目前我國的陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑的性能不穩定，比如產品的分子量一般在1000萬以下，并且溶解性較差，最終導致產品的絮凝效果差，滿足不了水處理的要求。

發明內容

????為解決現有技術的不足，本發明提供一種陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑的合成方法，以提高陽離子聚丙烯酰胺的產品質量，解決現有的陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑絮凝效果差的問題。

本發明是通過以下步驟實現的：

（1）、稱取丙烯酰胺粉末和質量濃度70-80%的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨溶液混合后，加入去離子水攪拌均勻得到質量濃度為32-35%的聚合單體水溶液，且聚合單體中丙烯酰胺與丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的摩爾比為1:0.4-0.6；

（2）、降溫至20-22℃，加入鹽酸調節PH為4.2-4.5，然后加入乙二胺四乙酸四鈉、苯甲酸鈉、硼酸、異丙醇、尿素并混合均勻，其中乙二胺四乙酸四鈉、苯甲酸鈉、硼酸、異丙醇和尿素的用量分別是聚合單體水溶液重量的0.015-0.018%、0.008-0.010%、0.008-0.010%、0.020-0.024%、0.12-0.14%；

（3）、降溫至12-15℃，通氮除氧20-25分鐘，加入復合引發劑聚合6-7小時，聚合溫度不高于50℃；所述的復合引發劑由過硫酸銨、二水合次硫酸氫鈉甲醛（吊白塊）、過氧化二苯甲酰和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯組成，其用量分別是聚合單體水溶液重量的0.002-0.003%、0.002-0.003%、0.003-0.004%和0.0015-0.0018%；

（4）、加入光引發劑，在100-200w的高壓汞燈下聚合30-45分鐘，所述的光引發劑為2,4-二羥基二苯甲酮和乙二醇的混合物，其用量分別是聚合單體水溶液重量的0.004-0.005%和0.007-0.008%。

（5）、聚合反應完成后，取出膠粒進行造粒、烘干、粉碎、過篩得到陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑，所述干燥溫度為60-70℃，時間為6-8小時。

上述方案進一步優選為：所述步驟（1）中的聚合單體水溶液的質量濃度為35%，所述的丙烯酰胺與丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的摩爾比為1：0.5；所述步驟（2）中的溫度降至為21℃，所述的PH調節為4.3，所述乙二胺四乙酸四鈉、苯甲酸鈉、硼酸、異丙醇、尿素的用量分別是聚合單體水溶液重量的0.016%、0.009%、0.009%、0.022%、0.13%；所述步驟（3）中的溫度降至13℃，通氮除氧25分鐘，加入復合引發劑聚合6.5小時，過硫酸銨、二水合次硫酸氫鈉甲醛、過氧化二苯甲酰和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的用量分別是聚合單體水溶液重量的0.0025%、0.0025%、0.0035%和0.0016%。

上述方案進一步優選為：所述步驟（4）的高壓汞燈下聚合時間為45分鐘，所述的2,4-二羥基二苯甲酮和乙二醇用量是分別是聚合單體水溶液重量的0.0045%和0.0075%

本發明工藝簡單，操作方便、穩定，制備的陽離子聚丙烯酰胺的相對分子量大（1700萬以上）且水溶性好，通過在城市污水處理廠實踐證明，絮凝效果大幅度提高。

具體實施方式