[發明專利]一種磺酸型聚丙烯酰胺乳液的制備方法

有效

• 申請號: 201310267921.X
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104250341A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 張文龍;黃鳳興;劉希
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F2/32;C08F4/40
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種磺酸型聚丙烯酰胺乳液的制備方法。

背景技術

聚丙烯酰胺是丙烯酰胺單體在引發劑的作用下均聚或共聚制備得到的水溶性聚合物的統稱，可用作高效絮凝劑、增稠劑、增強劑以及液體中的減阻劑。主要應用于水處理、造紙助劑、石油開采、紡織、選礦、醫藥、農業等行業中，有“百業助劑”之稱。

聚丙烯酰胺的生產方式主要有水溶液聚合法和反相乳液聚合法。水溶液聚合法是一定濃度的丙烯酰胺在水溶液中直接聚合而成，其產品有水溶液和干粉兩種形式。聚丙烯酰胺水溶液粘度較大，內含有效成分的聚合物含量極少，不適合運輸；聚丙烯酰胺干粉是通過水溶液聚合得到的膠體經過造粒、捏合、干燥、粉碎等工序制備，工藝復雜，產品質量在后處理過程中也明顯降低，而且干粉在水溶液中溶解一般需要2小時左右，不能很好地滿足石油生產的特殊需要。聚丙烯酰胺反相乳液聚合方法是指借助表面活性劑的作用，水溶性的丙烯酰胺單體分散在油相中形成乳化體系，在引發劑的作用下進行聚合，最后形成穩定的聚丙烯酰胺乳液產品。聚丙烯酰胺乳液產品具有可能直接使用、溶解速度快、分子量易于控制的特點。

目前，抗高溫、耐鹽單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）及其鹽改性聚丙烯酰胺廣泛地用于水處理行業、采油氣行業、采礦行業、洗煤等行業。AMPS改性的聚丙烯酰胺主要是通過水溶解聚合工藝得到的顆粒類固體，不僅分子量低，在水中的溶解速度大都在2小時左右。

CN102453192A公開了一種超高分子量磺酸型聚丙烯酰胺的制備方法，該方法為水溶液聚合法，包括以下步驟：第1步，將一定量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺加入反應容器中，加入去離子水，攪拌至完全溶解；加入堿，配制成溶液；按摩爾比，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：丙烯酰胺=1：0.4-9，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：堿=1：0.9-1.1；第2步，向上步所得溶液中加入鰲合劑、偶氮類引發劑和雙官能度過氧化物；按質量比，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：鰲合劑=1：0.000001-0.0l，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：偶氮類引發劑=1：0.000001-0.05，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：雙官能度過氧化物=1：0.000001-0.01；第3步，用酸或上述的堿調整反應體系pH值為4-13；第4步，加入一定量的去離子水，使得在反應體系總質量中，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺兩種單體的質量為15%-40%；控制反應體系溫度在0℃-20℃，通氮氣除氧至少10分鐘后加入還原劑；按質量比，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：還原劑=1：0.0000001-0.05，第5步，將上述反應容器密閉，反應至少2個小時后，將所得的膠狀產物取出，經切割、干燥、造粒、篩分，獲得超高分子量磺酸型聚丙烯酰胺產品。該方法合成的磺酸型聚丙烯酰胺雖具有較高的分子量，但在水中溶解速度較慢，使用不便。

CN1908026A公開了一種丙烯酰胺交聯共聚物乳液的制備方法，其特征是含量均為占乳液總重的W/W表示：A、在常溫常壓攪拌狀態下，將5-15%丙烯酰胺和19-34%2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的溶于水后加入0.05-0.5‰交聯單體，及0.04-0.3‰鰲合劑，然后用加入堿性助劑調節pH值至5.0-9.0；B、在常溫常壓攪拌狀態下，對連續相的油相溶液加入1.6-3.5%油包水型乳化劑溶解；C、將A溶液和B溶液混合后，用均質機均質；D、將C所得產物加入0.02-0.2‰氧化劑，然后通入惰性氣體排除其中的氧氣；E、在低溫下，對D產物緩慢加入0.04-0.4‰還原劑，控制整個滴加過程反應溫度維持常溫；F、在E產物中加入0.04-0.4%氧化劑；G、對F產物加入0.2-2.0‰還原劑反應；H、在低溫下，對G產物緩慢加入2.5-5.0%水包油乳化劑，反應后進行過濾，即得到乳液產品。該方法采用反相乳液聚合方法通過加入交聯劑合成丙烯酰胺交聯共聚物乳液，但是聚合物由于交聯劑的原因導致水溶液中不溶物含量較高，影響產品質量。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種新的磺酸型聚丙烯酰胺乳液的制備方法。通過該方法得到的磺酸型聚丙烯酰胺乳液不僅乳液中磺酸型聚丙烯酰胺具有較高的粘均分子量，而且乳液的長期儲存穩定性好、乳液中殘余單體的含量較低以及乳液具有與水快速溶解的能力。