[发明专利]含聚氧乙烯支链交联阳离子聚丙烯酰胺微粒絮凝剂

说明书

本发明涉及采用高分子聚合物絮凝各类悬浮固体物的固液分离技术领域，例如废水污泥脱水、纤维纸浆悬浮物助留等。具体是含聚氧乙烯支链交联阳离子聚丙烯酰胺新型微粒絮凝剂。

在固液分离过程中，目前广泛使用的微粒絮凝体系都是以阴离子为基础的，典型代表有氧化硅微粒(5-10nm)/阳离子淀粉以及活性膨润土微粒(-1μm)/阳离子聚丙烯酰胺组成的双组份微粒体系，这类微粒絮凝体系的絮凝效率要优于传统的双组份聚合物絮凝体系，由于微粒絮凝剂一般均带负电荷，而废水悬浮物和纸浆纤维等通常也带负电荷，因此这类微粒絮凝体系中必须还要有阳离子的高分子作为第二组份。

US5,340,865号专利公开了反相微乳液聚合制备交联阳离子聚丙烯酰胺微粒絮凝剂的方法，Ono H.和Deng Y.在1997年的J.Colloid InterfaceSci.188：183上也报道了采用微乳液制备交联阳离子聚合物微粒絮凝剂的方法，应用试验的结果表明：采用阳离子聚合物微粒作为污水和纸浆纤维絮凝剂，可改善絮凝效果，但与阴离子聚丙烯酰胺配合使用，则可显著地促进絮凝。

本发明的目的在于克服现有技术中的阳离子微粒絮凝剂，仍需与阴离子聚丙烯酰胺配合而导致的成分选定和混合操作繁琐、抗剪切性差的缺点，提供一种含聚氧乙烯支链交联阳离子聚丙烯酰胺新型微粒絮凝剂，通过增添乙二胺四乙酸类螯合剂和水溶性偶氮类后期促进剂以提高单体转化率。

本发明的含聚氧乙烯支链交联阳离子聚丙烯酰胺微粒絮凝剂是指微粒数均粒径40-90nm，多分散系数0.50-0.70，0.1％水溶液粘度1.2-2.0mPa.s的透明或半透明微胶乳；由丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰端基聚氧乙烯大单体和N，N′-亚甲基双丙烯酰胺通过反相微乳液四元共聚合制备得到。

本发明的含聚氧乙烯支链交联阳离子聚丙烯酰胺微粒絮凝剂制备方法包括下列步骤：

——配制油相，即在反应釜中，加入油相包括汽油和相对汽油质量15-25％重量的山梨糖醇酐脂肪酸酯(简称SPAN)/聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯(简称TWEEN)系列复合乳化剂，其HLB值(亲水亲油平衡值)为7.0-9.0，在30℃-45℃下乳化；

——配制水相，加入蒸馏水和60-＜100mol％的丙烯酰胺(AM)，＞0-20mol％(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵[(M)ADAMQUAT]，＞0-10mol％丙烯酰端基聚氧乙烯大单体[PEO(400)-A，PEO(600)-A、PEO(1000)-A和PEO(2000)-A]，＞0-10mol％N，N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，＞0-＜250ppm的乙二胺四乙酸及其钠盐，相对单体总质量0.01-1.0％的水溶性偶氮引发剂，使水相单体质量百分比总浓度为30-60％；

——将水相倒入已乳化的油相中，升温至35-50℃，通氮气鼓泡，加入相对单体总质量0.005-0.1％的水溶性还原剂以及相对单体总质量0.005-0.2％的水溶性氧化剂，并使水油体积比为1/5-3/5，再通氮气鼓泡，2-6小时后，冷至15-30℃出料，即得本发明的含聚氧乙烯支链交联阳离子聚丙烯酰胺微粒絮凝剂。

配制油相时，乳化剂的HLB值最佳为7.3-7.7。

配制水相时，最佳实施条件是加入蒸馏水和79-94mol％的丙烯酰胺(AM)，2.5-10mol％(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵[(M)ADAMQUAT]，0.5-5.0mol％丙烯酰端基聚氧乙烯大单体[PEO(400)-A，PEO(600)-A、PEO(1000)-A和PEO(2000)-A]，3-6mol％N，N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，＞0-＜250ppm的乙二胺四乙酸及其钠盐，相对单体总质量0.01-1.0％的水溶性偶氮引发剂，使水相单体质量百分比总浓度为30-60％。

将水相倒入已乳化的油相时，水油体积比最好为1/4-1/3。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明微粒的聚氧乙烯支链可以通过氢键很好地进行架桥，同时由于微粒的主体不是聚氧乙烯，所以具有类似于含聚氧乙烯支链聚丙烯酰胺“梳型”结构中的聚氧乙烯抗老化降解特性；