[發明專利]一種速溶型陰離子高分子量聚丙烯酰胺的制備方法

有效

• 申請號: 201710355658.8
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107163174B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 黃葉芳
• 申請（專利權）人: 河南正佳能源環保股份有限公司
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C08F8/12;C08L33/26;C08L3/08;C08L3/06;C08L39/06;C08L1/28;C08L33/02
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 王麗

本發明公開了一種速溶型陰離子高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，所述制備方法主要包括以下步驟：1）將丙烯酰胺單體和去離子水混合配成20～40質量%的丙烯酰胺水溶液加入反應器中，然后加入水解劑和助溶劑，攪拌均勻；2）通入氮氣，除去溶液及反應器中的氧氣；3）加入引發劑，在0～60℃下反應1～10小時，得到膠塊；4）將制得的膠塊進行水解、破碎、造粒、干燥、粉碎后，得到數均相對分子量達500萬以上、溶解時間在10分鐘以內的速溶型陰離子高分子量聚丙烯酰胺顆粒；所述的助溶劑為交聯的親水性聚合物。本發明提供的速溶型陰離子高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，兼顧了聚丙烯酰胺的高分子量和高溶解速度。

技術領域

本發明涉及一種聚丙烯酰胺的制備方法，尤其是涉及一種速溶型陰離子高分子量聚丙烯酰胺的制備方法。

背景技術

聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）是由丙烯酰胺（Acrylamide，AM）聚合得到的高分子化合物，廣義上的PAM包括丙烯酰胺的均聚物和共聚物，通常將含有50％以上丙烯酰胺單體結構單元的聚合物都稱作聚丙烯酰胺，分子量可以從幾千到幾千萬。按照PAM在水溶液中的電離性可將其分作非離子型（NonionicPolyacylamide，NPAM）、陰離子型（AnionicPolyacrylamide，APAM）、陽離子型（CationicPolyacrylamide，CPAM）和兩性型（AmphotericPolyacrylamide，AmPAM或Zwitterion Polyacrylamide，ZPAM）四種。

目前，聚丙烯酰胺（PAM）廣泛運用于石油開采、水處理、化工、冶金、造紙等領域。石油開采是目前國內PAM用量最大的領域。水處理是國內PAM第二大消費領域。在城市污水處理方面，PAM主要用于污泥脫水，少部分用于廢水澄清。PAM在造紙行業中主要用作助留劑、干增強劑和廢水處理的絮凝劑。我國是造紙生產和消費大國，對造紙助劑的需求非常旺盛。另外PAM在采礦、煤炭、粘合劑、皮革復鞣劑等領域也得到良好的利用。

分子量是決定聚丙烯酰胺性能的一個關鍵因素。分子量越高的聚丙烯酰胺在石油開采、水處理等領域的使用性能越好。另外，聚丙烯酰胺在使用過程中一般是先溶解在水溶液中，再進行使用。而分子量越高的聚丙烯酰胺在水中的溶解速度越慢。因此，提高溶解速度能夠提高高分子量聚丙烯酰胺的使用性能。目前，現有的聚丙烯酰胺的溶解時間基本在1～2小時之間，溶解時間長，對工藝要求高，操作復雜，效率較低。

決定聚丙烯酰胺顆粒的溶解速度有顆粒的比表面積以及本身的溶解性能。申請號為201310257597.3的發明申請中通過加入助溶劑氨水以及尿素提高溶解速度。尿素作為聚丙烯酰胺的常用助溶劑，雖然可以在一定程度上增加聚丙烯酰胺的溶解性能，但是無法大幅度提高溶解速度，且加入此類助劑會使得產品含有氨味等不愉快的氣味。申請號為201510561500.7的發明申請中通過引入含有羧基及磺酸基的單體提高溶解速度。羧基及磺酸基的親水性雖然強于酰胺基，可以在一定程度上增加聚丙烯酰胺的溶解性能，但是共單體羧基及磺酸基等引入會影響丙烯酰胺的聚合性能，降低聚合物分子量，無法制備高分子量的聚合物。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種速溶型陰離子高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，通過在制備過程中加入助溶劑（交聯的親水性聚合物），在不影響聚丙烯酰胺分子量的情況下大大提高了聚丙烯酰胺的溶解性能。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種速溶型陰離子高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，所述制備方法主要包括以下步驟：1）將丙烯酰胺單體和去離子水混合配成20～40質量%的丙烯酰胺水溶液加入反應器中，然后加入水解劑和助溶劑，攪拌均勻；2）通入氮氣，除去溶液及反應器中的氧氣；3）加入引發劑，在0～60℃下反應1～10小時，得到膠塊；4）將制得的膠塊進行水解、破碎、造粒、干燥、粉碎后，得到數均相對分子量達500萬以上、溶解時間在10分鐘以內的速溶型陰離子高分子量聚丙烯酰胺顆粒；所述的助溶劑為交聯的親水性聚合物。