一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法
【專利摘要】本發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、可聚合乳化劑、螯合劑、偶氮類引發劑、氧化劑和水混合形成水溶液，并調節其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形成油包水乳液；（4）將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反應，第二溫度高于第一溫度，所述可聚合乳化劑如式1所示。采用本發明提供的方法，可以制備不僅能夠與水快速溶解，而且乳液長期儲存的穩定性好、乳液中殘余單體的含量較低的聚丙烯酰胺乳液，,其中，R1與R2相同或不同，R1和R2為氫或甲基，R3為氫或碳原子數為1-30的烷基。
【專利說明】一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚丙烯酰胺乳液的制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯酰胺是丙烯酰胺單體在引發劑的作用下均聚或共聚制備得到的水溶性聚 合物的統稱，可用作高效絮凝劑、增稠劑、增強劑以及液體中的減阻劑。主要應用于水處理、 造紙助劑、石油開采、紡織、選礦、醫藥、農業等行業中，有"百業助劑"之稱。
[0003] 聚丙烯酰胺的生產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過造粒、捏合、干燥、粉碎等工序制備，工藝復雜，產品質量在后 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，在引發劑的作用下進行聚合，最后形成穩定 的聚丙烯酰胺乳液產品。聚丙烯酰胺乳液產品具有可能直接使用、溶解速度快、分子量易于 控制的特點。
[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相，一個含有水溶性陽離子聚合物的不連續相，和一種在水中使 上述乳狀液反轉的表面活性劑體系，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定體系被打亂，導致乳液不穩定，長期放置乳液粘度逐漸增大，最 終無法使用；另一方面，轉相劑的加入提高了乳液的生產成本，并造成使用過程中的二次環 境污染。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是為了提供一種無需添加轉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，同時乳液中的聚丙 烯酰胺具有較高的粘均分子量，而且乳液長期儲存的穩定性好，乳液中殘余單體的含量較 低。
[0009] 為了實現上述目的，本發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、可聚合乳化劑、螯合劑、偶氮類引發 齊?、氧化劑和水混合形成水溶液，并調節水溶液的pH值為7-9 ; (2)將乳化劑與有機溶劑形 成油溶液；（3)將所述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，所述第二溫度高于所述第一溫度，所述可聚合乳化劑如式1所示，
[0010]
【權利要求】
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、可聚合乳化劑、馨合劑、偶氮類引發劑、 氧化劑和水混合形成水溶液，并調節水溶液的抑值為7-9,所述可聚合乳化劑如式1所示，
其中，Ri與R2相同或不同，Ri和R2為氨或甲基化為氨或碳原子數為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，所述第二溫度高于所述第一溫度。
2. 根據權利要求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；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. 根據權利要求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；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. 根據權利要求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. 根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，所述可聚合乳化劑如式1所示，
且Ri與R2相同或不同，Ri和R2為氨或甲基，Rs為碳原子數為2-20的焼基；優選Rs為 碳原子數為2-10的直鏈焼基。
6. 根據權利要求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。
7. 根據權利要求1或6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。
8. 根據權利要求7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。
9. 根據權利要求8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。
10. 根據權利要求8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。
11. 根據權利要求1或6所述的方法，其中，步驟（1)中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。
12. 根據權利要求1或6所述的方法，其中，所述有機溶劑選自甲苯、二甲苯、正庚焼、異 構焼姪、汽油、煤油和白油中的一種或多種。
13. 根據權利要求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。
14. 根據權利要求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】C08F220/56GK104418974SQ201310412688
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】張文龍, 伊卓, 祝綸宇, 林蔚然, 趙方園, 方昭, 劉希 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