[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310412544.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104418973B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文龍;伊卓;劉希;趙方園;林蔚然;方昭;祝綸宇;杜超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C08F220/56
• 分類(lèi)號(hào): C08F220/56;C08F220/06;C08F220/58;C08F222/20;C08F290/06;C08F2/26;C08F2/30
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 王崇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯酰胺是丙烯酰胺單體在引發(fā)劑的作用下均聚或共聚制備得到的水溶性聚合物的統(tǒng)稱(chēng)，可用作高效絮凝劑、增稠劑、增強(qiáng)劑以及液體中的減阻劑。主要應(yīng)用于水處理、造紙助劑、石油開(kāi)采、紡織、選礦、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等行業(yè)中，有“百業(yè)助劑”之稱(chēng)。

聚丙烯酰胺的生產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)含有效成分的聚合物含量極少，不適合運(yùn)輸；聚丙烯酰胺干粉是通過(guò)水溶液聚合得到的膠體經(jīng)過(guò)造粒、捏合、干燥、粉碎等工序制備，工藝復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量在后處理過(guò)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(shí)左右，不能很好地滿(mǎn)足石油生產(chǎn)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(fā)劑的作用下進(jìn)行聚合，最后形成穩(wěn)定的聚丙烯酰胺乳液產(chǎn)品。聚丙烯酰胺乳液產(chǎn)品具有可能直接使用、溶解速度快、分子量易于控制的特點(diǎn)。

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，使單體以細(xì)小液滴分散在油相中，并在液滴表面形成保護(hù)層，防止凝聚。

US5925714公開(kāi)了使用烷氧基化蓖麻油作為轉(zhuǎn)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(kāi)了一種適于進(jìn)行反轉(zhuǎn)的氧離子聚合物的油包水乳狀液，包括一個(gè)含有一種憎水液體的連續(xù)相，一個(gè)含有水溶性陽(yáng)離子聚合物的不連續(xù)相，和一種在水中使上述乳狀液反轉(zhuǎn)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(guò)在聚丙烯酰胺乳液中添加轉(zhuǎn)相劑以促進(jìn)乳液在水中的溶解，但一方面由于乳液原有的穩(wěn)定體系被打亂，導(dǎo)致乳液不穩(wěn)定，長(zhǎng)期放置乳液粘度逐漸增大，最終無(wú)法使用；另一方面，轉(zhuǎn)相劑的加入提高了乳液的生產(chǎn)成本，并造成使用過(guò)程中的二次環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種無(wú)需添加轉(zhuǎn)相劑的新的聚丙烯酰胺乳液的制備方法。通過(guò)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(shí)乳液中聚丙烯酰胺具有較高的粘均分子量，而且乳液的長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，乳液中殘余單體的含量較低。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)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、式1所示的可聚合乳化劑、螯合劑、偶氮類(lèi)引發(fā)劑、氧化劑和水混合形成水溶液，并調(diào)節(jié)水溶液的pH值為7-9；（2）將乳化劑與有機(jī)溶劑形成油溶液；（3）將所述pH值為7-9的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(jìn)行聚合反應(yīng)，所述第二溫度高于所述第一溫度，

其中，n為1-30的整數(shù)，m為5-30的整數(shù)。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明主要利用步驟（1）中式1所示的可聚合乳化劑與步驟（2）中的乳化劑配合，結(jié)合本發(fā)明提供的方法以制備不僅能夠與水快速溶解，而且乳液長(zhǎng)期儲(chǔ)存的穩(wěn)定性好，乳液中殘余單體的含量較低的聚丙烯酰胺乳液，同時(shí)乳液中聚丙烯酰胺具有較高的粘均分子量。

通過(guò)本發(fā)明提供的方法制備的聚丙烯酰胺乳液產(chǎn)品，將乳液產(chǎn)品在去離子水中以0.5重量%的濃度溶解，3分鐘內(nèi)可以完全溶解；乳液產(chǎn)品中的聚丙烯酰胺的粘均分子量可以達(dá)到2500萬(wàn)；將乳液產(chǎn)品經(jīng)過(guò)5000rpm離心10分鐘不分層，常溫放置12個(gè)月不分層；乳液產(chǎn)品中殘余單體的含量低于0.05重量%。

本發(fā)明優(yōu)選情況下，當(dāng)步驟（1）中的式1所示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(shí)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。更優(yōu)選情況下，步驟（2）中的所述乳化劑的親水親油平衡值為8-10，更優(yōu)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(yōu)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，通過(guò)本發(fā)明提供的方法有利于獲得長(zhǎng)期儲(chǔ)存的穩(wěn)定性更好、與水混合的溶解速度更快的聚丙烯酰胺乳液。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。