[發明專利]一種聚丙烯酰胺的制備方法

在審

• 申請號: 201610572244.6
• 申請日: 2016-07-20
• 公開（公告）號: CN106905456A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 鄒明瑞
• 申請（專利權）人: 佛山瑞箭體育器材有限公司
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C08F8/12;C08F4/04;C08F2/38
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技術領域

本發明是一種聚丙烯酰胺的制備方法。特別涉及丙烯酰胺均聚物的制備方法。

背景技術

聚丙烯酰胺作為水溶性高分子產品在采油工業的聚合物驅油、污水處理、造紙、紡織、印染工業中得到廣泛應用。在石油開采中，特別是三次采油階段，高分子量陰離子型聚丙烯酰胺用于加入處理后的采出水中，然后一起回注地下，起到“驅油”的作用，大幅度提高了石油的采出量。而且，采用的聚丙烯酰胺的分子量越高，“驅油”效果越好。目前三次采油急需大量分子量3000萬以上的聚丙烯酰胺。現有技術中的制備工藝還難以達到這個技術指標。

目前，聚丙烯酰胺的制備方法主要有如下兩種：

第一種是向丙烯酰胺水溶液中加入堿等助劑后，在低溫下，加入氧化還原引發劑，引發聚合反應，制得聚丙烯酰胺。該方法雖然簡單，但無法克服氧化還原引發劑帶來的由于引發劑消耗速率太快，單體轉化率降低，以及還原劑易參與鏈轉移反應的弊端。從而導致聚合物分子量降低，難以得到超高分子量的產品。在中國專利 CN 1506385A中，公開了一種制備聚丙烯酰胺的引發劑體系，它的目的是將其用于采油驅油用的高分子量聚丙烯酰胺制備工藝。該引發劑體系由助溶劑、分子量調節劑、絡合劑、高效鏈轉移劑及過硫酸鹽氧化劑和亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽還原劑組成。在丙烯酰胺水溶液聚合中，在一定溫度下先將堿等各種助劑加入丙烯酰胺水溶液中，然后加入由過硫酸鹽及亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽組成的氧化還原引發體系引發聚合，引發體系組分復雜，最終得到分子量2285萬的產品；

第二種是向丙烯酰胺水溶液中加入堿等助劑后，在5～30℃引發溫度下，加入由氧化還原引發劑及偶氮類引發劑組成的復合引發劑引發聚合制得聚丙烯酰胺，該方法先通過低溫的氧化還原引發劑引發聚合，待聚合體系溫度達到偶氮類引發劑的分解溫度后由偶氮引發劑再繼續引發反應聚合，但本方法無法得到分子量達3000萬以上的產品。在中國專利CN 1542027A中，公開了一種高分子量聚丙烯酰胺干粉的制備方法，其解決的技術問題也是提高聚丙烯酰胺的分子量。發明內容是，在丙烯酰胺水溶液聚合中，采用三元復合引發劑，反應前先加入偶氮引發劑如偶氮二異丁腈，體系溫度控制在10℃～40℃下再加入氧化還原引發劑各種助劑，進行絕熱聚合，操作工藝繁瑣，最終得到分子量2300萬的產品。

發明內容

本發明的目的在于避免上述現有技術中的不足之處，而提供一種引發劑組分單一，操作工藝簡單，制得產品分子量≥3000萬的聚丙烯酰胺的制備方法。

本發明的目的可以通過如下措施來達到：

a. 采用同一類水溶性偶氮類引發劑

b.原料丙烯酰胺單體水溶液、水解劑、外加助劑一次投料，引發劑分3~5次投料

c. 低溫引發，絕熱聚合，然后進行水解、造粒、烘干、粉碎工藝

d. 制得超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺產品的分子量≥3000萬；

其中，a中所述水溶性偶氮類引發劑是偶氮二異丁脒鹽酸鹽；水解劑是碳酸鈉；外加助劑為助溶劑和鏈轉移劑；

包括如下工藝步驟：

① 一次.投料

按照擬定配方，將去離子水投入聚合反應器中，攪拌下，一次投入原料丙烯酰胺水溶液、水解劑、助溶劑；氮氣保護下，投入鏈轉移劑和1/5~1/3引發劑、

② 絕熱聚合

引發溫度控制在為10～25℃，2h后聚合體系溫度升至45℃，加熱升溫至90℃，保溫反應2小時,；其中每隔1小時投入1/5~1/3余量引發劑

③ 水解、造粒、烘干、粉碎

④ 檢驗，合格后，包裝。

與復合引發體系相比，本發明采用同一類水溶性偶氮類引發劑，無需聚合體系溫度升高到一定程度后進行高溫分解引發，在低溫下就可以引發聚合。而且，在同一類偶氮類引發劑引發體系下，聚合反應平穩，引發效率高，有效地克服了氧化還原引發劑由于消耗速率太快，使單體轉化率降低，還原劑易參與鏈轉移反應，從而降低聚合物分子量的弊端，引發劑分批加入，可以有效控制反應熱和防止溫度升得過高，從而提高分子量。

本發明制備的超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺具有很高的分子量，而且產品溶解性較好，符合工業用標準，所采用的前加堿工藝簡單實用，生產工藝簡單，操作方便，易于大規模工業化生產。

本發明的目的還可以通過如下措施來達到：

本發明的超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺的制備方法，a中所述水溶性偶氮引發劑的加入量為單體質量的0.01%～0.035。

本發明的超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺的制備方法，b中所述水解劑是碳酸鈉，其加入量為單體質量的25%～30%。