[發明專利]一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法

有效

• 申請號: 201310268397.8
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104250344A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 張文龍;黃鳳興;林蔚然
• 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。

乳化劑是制備聚丙烯酰胺乳液的重要組成部分，它能有效降低油水界面的表面張力，使單體分散成細小液滴分散在油相中，并在液滴表面形成保護層，防止凝聚。

US5925714公開了使用烷氧基化蓖麻油作為轉相劑使聚丙烯酰胺乳液中聚合物快速溶于水的方法。

CN1052869A公開了一種適于進行反轉的氧離子聚合物的油包水乳狀液，包括一個含有一種憎水液體的連續相，一個含有水溶性陽離子聚合物的不連續相，和一種在水中使上述乳狀液反轉的表面活性劑體系，該體系中含有聚氧乙烯鏈段的磷酸烷基酯和能與該磷酸烷基酯相容的其他表面活性劑。

上述方法都是通過在聚丙烯酰胺乳液中添加轉相劑促進乳液在水中的溶解，但一方面由于乳液原有的穩定體系被打亂，導致乳液不穩定，長期放置乳液粘度逐漸增大，最終無法使用；另一方面，轉相劑的加入提高了乳液的生產成本，并造成使用過程中的二次環境污染。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種無需添加轉相劑的新的聚丙烯酰胺乳液的制備方法。通過該方法得到的聚丙烯酰胺乳液不僅具有與水快速溶解的能力，同時乳液中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。

為了實現上述目的，本發明提供了一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法，其中，該方法包括：（1）將丙烯酰胺系單體、含雙鍵的陰離子單體、可聚合乳化劑、螯合劑、偶氮類引發劑、氧化劑和水混合形成水溶液，并調節水溶液的pH值為7-9；（2）將乳化劑與有機溶劑形成油溶液；（3）將所述水溶液與所述油溶液混合以形成油包水乳液；（4）將所述油包水乳液除氧后，加入還原劑，使油包水乳液依次在第一溫度和第二溫度下進行聚合反應，所述第二溫度高于所述第一溫度。

通過上述技術方案，本發明主要利用步驟（1）中的可聚合乳化劑與步驟（2）中的乳化劑配合，結合本發明的方法來制備不僅與水能夠快速溶解，同時乳液中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的聚丙烯酰胺乳液。

通過本發明提供的方法制備的聚丙烯酰胺乳液，將乳液產品在去離子水中以0.5重量%的濃度溶解，3分鐘內可以完全溶解；乳液產品中的聚丙烯酰胺的粘均分子量可以達到2500萬；將乳液產品經過5000rpm離心10分鐘不分層，常溫放置12個月不分層；乳液產品中殘余單體的含量低于0.05重量%。

本發明優選情況下，當步驟（1）中的可聚合乳化劑與步驟（2）中的乳化劑的用量的重量比為0.5-1：1時，能夠更好的實現本發明的目的。更優選情況下，當步驟（2）中的所述乳化劑的親水親油平衡值為8-10，更優選所述親水親油平衡值為8-10的乳化劑由油包水型乳化劑與水包油型乳化劑兩種混合得到，特別優選親水親油平衡值為8-10的乳化劑為山梨醇酐油酸酯和失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚的混合物時，通過本發明提供的方法有利于獲得長期儲存穩定性更好、與水混合溶解速度更快的聚丙烯酰胺乳液。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。