一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開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、如式1所示的可聚合乳化劑、螯合劑、偶氮類引發(fā)劑、氧化劑和水混合形成水溶液，調(diào)節(jié)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）將上述pH值為7-9的水溶液與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(yīng)，所述第二溫度高于所述第一溫度。采用本發(fā)明提供的方法制備出的聚丙烯酰胺乳液不僅能夠與水快速溶解，而且長期儲存時穩(wěn)定性好、殘余單體的含量較低，同時其中的聚丙烯酰胺具有較高的粘均分子量，其中，R為氫或碳原子數(shù)為1-30的烷基。
【專利說明】一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 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)】
[0002] 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，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(yīng)用于水處理、 造紙助劑、石油開采、紡織、選礦、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等行業(yè)中，有"百業(yè)助劑"之稱。
[0003] 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，不適合運輸；聚丙烯酰胺干粉是通 過水溶液聚合得到的膠體經(jīng)過造粒、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(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)品具有可以直接使用、溶解速度快、分子量可控 的特點。
[0004] 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，使單體以細小液滴分散在油相中，并在液滴表面形成保護層，防止凝聚。
[0005] US5925714公開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。
[0006] CN1052869A公開了一種適于進行反轉(zhuǎn)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(xù)相，一個含有水溶性陽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。
[0007] 上述方法都是通過在聚丙烯酰胺乳液中添加轉(zhuǎn)相劑以促進乳液在水中的溶解，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，長期放置乳液粘度逐漸增大，最 終無法使用；另一方面，轉(zhuǎn)相劑的加入提高了乳液的生產(chǎn)成本，并造成使用過程中的二次環(huán) 境污染。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 本發(fā)明的目的是為了提供一種無需添加轉(zhuǎn)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(wěn)定性好，乳液中殘余單體的含量較低。
[0009] 為了實現(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 機溶劑形成油溶液；（3)將上述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 下進行聚合反應(yīng)，所述第二溫度高于所述第一溫度，
[0010]
【權(quán)利要求】
1. 一種聚丙帰醜胺乳液的制備方法，其特征在于，該方法包括： (1) 將丙帰醜胺系單體、含雙鍵的陰離子單體、式1所示的可聚合乳化劑、馨合劑、偶氮 類引發(fā)劑、氧化劑和水混合形成水溶液，并調(diào)節(jié)水溶液的抑值為7-9，
其中，R為氨或碳原子數(shù)為1-30的焼基； (2) 將乳化劑與有機溶劑形成油溶液； (3) 將所述油溶液與上述抑值為7-9的水溶液混合W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(yīng)，所述第二溫度高于所述第一溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（1)中，相對于100重量份的丙帰醜胺 系單體，含雙鍵的陰離子單體的用量為10-100重量份；式1所示的可聚合乳化劑的用量為 2-20重量份；馨合劑的用量為0. 001-5重量份；偶氮類引發(fā)劑的用量為0. 01-1重量份；氧 化劑的用量為0. 001-0. 5重量份；水的用量為50-200重量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，相對于100重量份的丙帰醜胺系單體，含雙鍵的 陰離子單體的用量為20-50重量份；式1所示的可聚合乳化劑的用量為5-10重量份；馨合 劑的用量為0. 02-0. 2重量份；偶氮類引發(fā)劑的用量為0. 05-0. 5重量份；氧化劑的用量為 0. 01-0. 2重量份；水的用量為100-150重量份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，所述丙帰醜胺系單體選自丙帰醜 胺、甲基丙帰醜胺、N，N-二甲基丙帰醜胺、N，N-二己基丙帰醜胺、N-異丙基丙帰醜胺、N-輕 甲基丙帰醜胺、N-輕己基丙帰醜胺中的一種或多種；所述含雙鍵的陰離子單體為含雙鍵的 不飽和駿酸及其饋鹽、堿金屬鹽或堿±金屬鹽；或為含雙鍵的不飽和賴酸及其饋鹽、堿金屬 鹽或堿±金屬鹽；或為含雙鍵的不飽和麟酸及其饋鹽、堿金屬鹽或堿±金屬鹽；或為含雙 鍵的不飽和賴甲基化或麟醜氧化的丙帰醜胺及其饋鹽、堿金屬鹽或堿±金屬鹽；所述馨合 劑選自己二胺四己酸二軸、H己二胺五己酸、巧樣酸、巧樣酸鹽和聚輕基丙帰酸中的一種或 多種；所述偶氮類引發(fā)劑選自偶氮二異下膳、2, 2' -偶氮二異下基脈鹽酸鹽和2, 2' -偶氮 巧-(2-咪哇晰-2-基）丙焼]二鹽酸鹽中的一種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（2)中，相對于100重量份的丙帰醜胺系 單體，有機溶劑的用量為50-200重量份；乳化劑的用量為5-20重量份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其中，在步驟（2)中，所述乳化劑為親水親油平衡 值為8-10的乳化劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述乳化劑為油包水型乳化劑和水包油型乳化 劑的混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述乳化劑為山梨醇酢油酸醋和失水山梨醇單 油酸醋聚氧己帰離的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述油包水型乳化劑和所述水包油型乳化劑的 重量比為0. 7-2 ;1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其中，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。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其中，所述有機溶劑選自甲苯、二甲苯、正庚焼、異 構(gòu)焼姪、汽油、煤油和白油中的一種或多種。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（4)中，所述第一溫度為10-35。所述 第二溫度為40-6(TC，所述第二溫度比所述第一溫度高5-4CTC。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（4)中，相對于100重量份的丙帰醜胺系 單體，所述還原劑的用量為0. 001-2重量份；所述還原劑選自亞硫酸氨軸、亞硫酸軸、雕白 粉、硫代硫酸軸、硫酸亞鐵和保險粉中的一種或多種。
【文檔編號】C08F2/26GK104418975SQ201310412689
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】張文龍, 伊卓, 林蔚然, 方昭, 趙方園, 祝綸宇, 劉希, 杜超 申請人: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