[发明专利]阳离子聚丙烯酰胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子聚丙烯酰胺及其制备方法。

背景技术

丙烯酰胺单体与带有双键的季铵盐共聚所形成的共聚物，在水溶液状 态下，具有一定的正电性，亦及阳离子性，通称为阳离子聚丙烯酰胺。该 类聚合物产品外观是白色细砂粒状，溶于水时形成胶体状，几乎不溶于任 何有机溶剂，基本无毒性。主要用于污泥脱水、污水脱色、造纸干、湿强 剂、油井固沙剂等。其制备方法为由丙烯酰胺和带有双键的阳离子单体加 水形成水溶液体系，在10-40℃条件下加螯合剂和引发剂进行共聚反应， 反应后得到的胶块经造粒、干燥、粉碎得到。丙烯酰胺单体和带有双键的 阳离子单体形成的水溶液体系有溶解氧，采用吹氮气置换或抽真空提纯的 方法，采用该方法除氧后，聚合得到的聚合物胶块干燥后形成玻璃体，造 成粉碎困难，同时共聚合反应为放热反应，胶块为不良导热体，胶块内温 过热，造成损失分子量和溶解性差，产品质量不容易得到保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有良好流 动性、速溶性、高固含量和高分子量的阳离子聚丙烯酰胺，以及该阳离子聚 丙烯酰胺的制备方法。

本发明的制备方法，包括如下步骤：

(1)将总重量10～30％的混合单体液A、总重量10～30％的引发剂 溶液B、分散介质、还原剂和水，氮气气氛下50-85℃反应15～30分钟， 制备得到分散稳定剂C；

各个组分的重量份数为：

混合单体液A为18～65重量份，引发剂溶液B1～3重量份，分散介 质1～5重量份，还原剂0.01～1重量份，水105～217重量份；

所述混合单体液A为丙烯酰胺、阳离子单体和水的混合物，其中：丙 烯酰胺的重量含量为55～75％，阳离子单体的重量含量为25～45％，水的 重量为丙烯酰胺和阳离子单体总重量的35～55％；所述阳离子单体为甲基 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧 乙基苄基二甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基苄基二甲基氯化铵或二甲基二烯丙 基氯化铵中的一种以上；

所述引发剂是本领域的常规选择，例如过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾， 引发剂溶液B的重量浓度为1.0-10.0％；

所述分散介质为聚氧化乙烯(PEO)，重均分子量为10000-50000；

所述还原剂为三乙醇胺、乙二胺、二乙胺、三乙胺或4-氰基吡啶中的一 种；

(2)然后在1～4小时内向所述分散稳定剂C中同时加入剩余的混合 单体液A和引发剂溶液B，继续反应0.5～2小时，得到所述阳离子聚丙 烯酰胺。

本发明在加入单体和引发剂前，预聚合形成低分子量的阳离子聚丙烯酰 胺，即所说的分散稳定剂C，本发明人发现，该方法可制得粘度低、流动性 好，水溶性好的阳离子聚合物。

本发明有益效果在于：采用水溶液分散聚合法，简化了生产工艺，降低 的生产成本，生产工艺易于控制，易于实施，提高了产品质量，减少了环境 污染。所制得的产品是高分子活性组分在水相中均匀、稳定分散的液体，固 含量高且溶解性好，易于制备和使用。使用时不需要庞大的溶解设备，可以 在管道中直接注入，便于自动化操作和准确计量，节省人力，使用时无有害 的有机溶剂，杜绝了对环境的二次污染，有利于环境保护和节约能源

具体实施方式

实施例1

在500毫升烧杯中加入106.5克去离子水、1克聚氧化乙烯和1克三乙 醇胺，在搅拌下溶解；(2)配置由75克丙烯酰胺、113克去离子水和25克 甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化组成的混合单体215.5克；(3)配置10克重 量含量为10％的过硫酸铵溶液。

在装有温度计、电动搅拌、回流冷凝器和滴加管道的1000毫升的四口 烧瓶中加入(1)，在搅拌下加入63.9克混合单体和3克的引发剂溶液，搅 拌均匀后开始升温，当体系温度升至85℃时，同时滴加剩余的混合单体和 引发剂溶液，滴加时间为3个小时，当滴加完毕后，在此温度下，保温反应 1个小时，开始降温，温度降至40℃，出料，测其固含量为30.01％，用激 光法测得聚合物的分子量为5.0*10⁶。

实施例2