專利名稱：羥肟化水溶性聚電解質反相微乳液及制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及有機高分子化工新材料的制備工藝，特別涉及一種羥肟化水溶性聚電解質反相微乳液及制備工藝。
背景技術：
在氧化鋁生產過程中，利用拜耳法、燒結法或聯合法處理一水硬鋁石、三水鋁石或混合型鋁土礦的氧化鋁生產工藝中，溶出后的赤泥漿液是一種由鋁酸鈉溶液和不同粒級的赤泥顆粒組成的分散物系，即赤泥懸浮液。這種懸浮液只有通過沉降分離，葉濾機過濾才能得到滿足分解條件的鋁酸鈉溶液，最終分解出品質較高的氫氧化鋁產品。沉降分離效果的好壞直接影響著整個系統的正常運行。經常因為赤泥懸浮液不能在沉降槽正常分離，而壓迫溶出系統停料，同時葉濾機因為溢流浮游物太高而負荷很重，使產能降低，導致沉降槽冒槽，出現員工和設備一起“累”的局面。目前赤泥分離所使用的添加劑主要是陰離子型的聚丙烯酸鹽或聚丙烯酰胺的水解產物，其劑型主要為水溶膠、干粉和低濃度反相乳液。水溶膠或干粉狀沉降劑，吸濕性強，易導致有效活性成分降低，溶解性能差，溶解過程中易產生不溶物，極易堵塞輸送管道和過濾系統，影響整個生產過程，在寒冷地區尤為嚴重。低濃度反相乳液又存在分子量低、穩定性差、使用效果不理想的缺點。
發明內容
本發明的目的在于提供一種羥肟化水溶性聚電解質反相微乳液，采用先進的羥肟化水溶性聚電解質反相微乳液制備工藝，并在高分子主鏈上引入了多種官能團如酰胺基、羧基和異羥肟酸基，從而制備出一種高分子量、高固含量、賦予高分子主鏈多官能團的穩定性好、速溶性的反相微乳液產品，有效地克服或避免上述現有技術中存在的缺點或不足。
本發明所述的羥肟化水溶性聚電解質反相微乳液，其配方及配比含量為重量份 (1)水相丙烯酰胺 1.3～32丙烯酸 1.6～25氫氧化鈉 0.9～14去離子水 34～40乙酸鈉 0.004～0.016甲酸鈉 0.004～0.016二乙基三胺五乙酸五鈉(DTPA五鈉鹽) 0.01～0.08焦亞硫酸鈉 0.02～0.102，2’偶氮雙(2-氨基丙烷)鹽酸鹽(VA-044) 0.002～0.004溴酸鉀 0.004～0.012 (2)油相白油 18～25失水山梨醇單油酸酯(span80) 1～2失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween81) 0.3～0.6偶氮二異丁腈(AIBN) 0.03～0.08 (3)羥肟化劑鹽酸羥胺 1～10 (4)反相劑辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10)2～3 本發明的另一目的是提供一種羥肪化水溶性聚電解質乳液制備工藝為 (A)依次取1.35～21重量份的去離子水將氫氧化鈉配成40％溶液待用；取0.98～4.9重量份的去離子水將焦亞硫酸鈉配成2％溶液待用；取1～2重量份的去離子水將VA-044配成0.2％溶液待用；取1～3重量份的去離子水將溴酸鉀配成0.4％溶液待用； (B)將剩余的29.67～9.1重量份的去離子水加入聚合反應釜中，在60～250轉/分鐘轉速的攪拌狀態下，依次加入計量好的丙烯酰胺、丙烯酸，至完全溶解后，將單體混合液降溫至5～18℃，慢慢加入溶解好的氫氧化鈉溶液，溶液溫度控制在17～20℃。氫氧化鈉溶液加完后，再依次加入計量好的乙酸鈉、甲酸鈉和二乙基三胺五乙酸五鈉，配制好水相，以0.02～0.5m3/小時德流量，通高純氮氣驅氧氣30分鐘； (C)將計量好的白油、span80、Tween81依次以60～250轉/分的攪拌狀態下加入溶解罐中，攪拌溶解均勻，配制好油相，以0.02～0.5m3/小時的流量，通高純氮氣驅氧氣30分鐘； (D)在以60～250轉/分速度的攪拌狀態下，將配制好的油相慢慢加入水相中，以0.02～0.5m3/小時的流量下，從底部充氮氣驅氧20分鐘后，一次加入計量好的AIBN和VA-044，再分三次，每次間隔40分鐘，加入焦亞硫酸鈉溶液，控制反應溫度在15～35℃，待溫度不再升高時，將體系溫度緩慢升高至40～60℃，反應1～3小時；再將溫度升至70～90℃，慢慢加入鹽酸羥胺，反應1～9小時后，將體系溫度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，攪拌30分鐘制成目的物出料。
本發明與現有技術相比較具有如下的優點 1、溶解速度快(≤1.5min)，無不溶物。使用非常方便，無須增加繁索龐大的溶解設備，避免了膠體或粉劑型產品使用時產生的不溶于水的膠塊易堵塞管道及設備的缺點； 2、固含量高(30～40％))、穩定性(放置穩定性、機械穩定性、凍融穩定性)好，常溫放置9個月質量不變，避免了膠狀或粉劑型的產品吸濕性強、有效活性成分降低快的缺點； 3、螯合吸附作用力強。在高分子主鏈上除有官能團羧基、酰胺基外，還有異羥肟酸官能團，因異羥肟酸官能團易與離子形成具有一定結構(如五元環等)的配位化合物，使產品具有多重螯合吸附能力，并且作用速度較快，沒有誘導期，形成的絮團穩定性好，耐剪切能力強。改善了拜爾法、燒結法或聯合法赤泥漿液的沉降分離難的問題，提高了固液分離效率，顯著降低赤泥壓縮液固比，漿液較清，無浮游物，保證終端產品氧化鋁品質較高。
4、產品過量無明顯負作用。陰離子型聚丙烯酰胺水溶膠、干粉和低濃度反相乳液應用時，經常出現當產品分子量過高(＞800萬)或添加量過大時，體系粘度變大、堵塞濾布、固液分離困難。本發明產品由于具有較強的螯合吸附能力，形成的絮團大且密實，瀝水性強，固液分離容易。
五具體實施例方式 一種羥肟化水溶性聚電解質反相微乳液，其配方及配比含量為重量份 (1)水相丙烯酰胺 1.3～32丙烯酸 1.6～25氫氧化鈉 0.9～14去離子水 34～40乙酸鈉 0.004～0.016甲酸鈉 0.004～0.016二乙基三胺五乙酸五鈉(DTPA五鈉鹽) 0.01～0.08焦亞硫酸鈉 0.02～0.102，2’偶氮雙(2-氨基丙烷)鹽酸鹽(VA-044) 0.002～0.004溴酸鉀 0.004～0.012 (2)油相白油 18～25失水山梨醇單油酸酯(span80) 1～2失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween81)0.3～0.6偶氮二異丁腈(AIBN) 0.03～0.08 (3)羥肟化劑鹽酸羥胺 1～10 (4)反相劑辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10) 2～3 一種羥肪化水溶性聚電解質乳液制備工藝為 (1)依次取1.35～21重量份的去離子水將氫氧化鈉配成40％溶液待用；取0.98～4.9重量份的去離子水將焦亞硫酸鈉配成2％溶液待用；取1～2重量份的去離子水將VA-044配成0.2％溶液待用；取1～3重量份的去離子水將溴酸鉀配成0.4％溶液待用； (2)將剩余的29.67～9.1重量份的去離子水加入聚合反應釜中，在60～250轉/分鐘轉速的攪拌狀態下，依次加入計量好的丙烯酰胺、丙烯酸，至完全溶解后，將單體混合液降溫至5～18℃，慢慢加入溶解好的氫氧化鈉溶液，溶液溫度控制在17～20℃。氫氧化鈉溶液加完后，再依次加入計量好的乙酸鈉、甲酸鈉和二乙基三胺五乙酸五鈉，配制好水相，以0.02～0.5m3/小時德流量，通高純氮氣驅氧氣30分鐘； (3)將計量好的白油、span80、Tween81依次以60～250轉/分的攪拌狀態下加入溶解罐中，攪拌溶解均勻，配制好油相，以0.02～0.5m3/小時的流量，通高純氮氣驅氧氣30分鐘； (4)在以60～250轉/分速度的攪拌狀態下，將配制好的油相慢慢加入水相中，以0.02～0.5m3/小時的流量下，從底部充氮氣驅氧20分鐘后，一次加入計量好的AIBN和VA-044，再分三次，每次間隔40分鐘，加入焦亞硫酸鈉溶液，控制反應溫度在15～35℃，待溫度不再升高時，將體系溫度緩慢升高至40～60℃，反應1～3小時；再將溫度升至70～90℃，慢慢加入鹽酸羥胺，反應1～9小時后，將體系溫度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，攪拌30分鐘制成目的物出料。
下面給出具體實施例 實施例1 1、乳液配方 體系 組分 重量份(克) 水相 丙烯酰胺 21.6丙烯酸 88氫氧化鈉 48.8去離子水 138.4乙酸鈉 0.04甲酸鈉 0.04二乙基三胺五乙酸五鈉(DTPA五鈉 0.192鹽)焦亞硫酸鈉 0.22，2’偶氮雙(2-氨基丙烷)鹽酸鹽 0.016(VA-044)溴酸鉀 0.04 油相 白油 84.4失水山梨醇單油酸酯(span80) 5.48失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚 2.04(Tween81)偶氮二異丁腈(AIBN) 0.2 羥肟化 鹽酸羥胺 8 劑 反相劑 辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10)102、配制工藝 (1)依次取73.2克的水將氫氧化鈉配成40％溶液待用；取9.8克的水將焦亞硫酸鈉配成2％溶液待用；取8克的水將VA-044配成0.2％溶液待用；取10克的水將溴酸鉀配成0.4％溶液待用； (2)將剩余的37.4的去離子水加入聚合反應釜中，在攪拌狀態下(轉速為200轉/分鐘)依次加入計量好的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)，至完全溶解后，將單體混合液降溫至15℃以下，慢慢加入溶解好的氫氧化鈉溶液，溶液溫度控制在17～20℃。氫氧化鈉溶液加完后，再依次加入計量好的乙酸鈉、甲酸鈉和二乙基三胺五乙酸五鈉，配制好水相，通高純氮氣驅氧氣30分鐘(流量0.02m3/小時)； (3)將計量好的白油、span80、Tween81依次加入帶有攪拌的溶解罐中，攪拌(轉速為150轉/分鐘)溶解均勻，配制好油相，通高純氮氣驅氧氣30分鐘(流量0.02m3/小時)； (4)將配制好的油相在攪拌狀態下(轉速為250轉/分鐘)慢慢加入水相中，從底部充氮氣(流量0.02m3/小時)驅氧20分鐘后，一次加入計量好的AIBN和VA-044，再分三次(間隔40分鐘)加入焦亞硫酸鈉溶液，控制反應溫度在15～35℃，待溫度不再升高時，將體系溫度緩慢升高至40～60℃，反應1～3小時。再將溫度升至70～90℃，慢慢加入鹽酸羥胺，反應4小時后，將體系溫度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，攪拌30分鐘出料。
實施例2 1、乳液配方 體系 組分 重量份(克) 水相丙烯酰胺 18.8 丙烯酸78 氫氧化鈉 43.2 去離子水 157.6 乙酸鈉0.0352 甲酸鈉0.0352 二乙基三胺五乙酸五鈉(DTPA五鈉鹽) 0.168 焦亞硫酸鈉0.18 2，2’偶氮雙(2-氨基丙烷)鹽酸鹽(VA-044)0.014 溴酸鉀0.0352 油相 白油 84.4 失水山梨醇單油酸酯(span80)5.48 失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween81) 2.04 偶氮二異丁腈(AIBN)0.18 羥肟化劑 鹽酸羥胺 7 反相劑 辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10) 10 2、配制工藝 (1)依次取64.2克的水將氫氧化鈉配成40％的溶液待用；取8.82克的水將焦亞硫酸鈉配成2％的溶液待用；取7克的水將VA-044配成0.2％的溶液待用；取8.8克的水將溴酸鉀配成0.4％的溶液待用； (2)將剩余的68.18的去離子水加入聚合反應釜中，在攪拌狀態下(轉速為200轉/分鐘)依次加入計量好的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)，至完全溶解后，將單體混合液降溫至15℃以下，慢慢加入溶解好的氫氧化鈉溶液，溶液溫度控制在17～20℃。氫氧化鈉溶液加完后，再依次加入計量好的乙酸鈉、甲酸鈉和二乙基三胺五乙酸五鈉，配制好水相，通高純氮氣驅氧氣30分鐘(流量0.02m3/小時)； (3)將計量好的白油、span80、Tween81依次加入帶有攪拌的溶解罐中，攪拌(轉速為150轉/分鐘)溶解均勻，配制好油相，通高純氮氣驅氧氣30分鐘(流量0.02m3/小時)； (4)將配制好的油相在攪拌狀態下(轉速為250轉/分鐘)慢慢加入水相中，從底部充氮氣(流量0.02m3/小時)驅氧20分鐘后，一次加入計量好的AIBN和VA-044，再分三次(間隔40分鐘)加入焦亞硫酸鈉溶液，控制反應溫度在15～35℃，待溫度不再升高時，將體系溫度緩慢升高至40～60℃，反應2小時。再將溫度升至70～90℃，慢慢加入鹽酸羥胺，反應4小時后，將體系溫度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，攪拌30分鐘出料。
實施例3 1、乳液配方 體系 組分 重量份(千克) 水相丙烯酰胺 58.52 丙烯酸59.32 氫氧化鈉 32.8 去離子水 146.04 乙酸鈉0.04 甲酸鈉0.04 二乙基三胺五乙酸五鈉(DTPA五 0.192 鈉鹽) 焦亞硫酸鈉0.2 2，2’偶氮雙(2-氨基丙烷)鹽酸 0.016 鹽(VA-044) 溴酸鉀0.04 油相白油 84.4 失水山梨醇單油酸酯(span80)5.48 失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚2.04 (Tween81) 偶氮二異丁腈(AIBN)0.2 羥肟化 鹽酸羥胺 20 劑 反相劑 辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10) 10 2、配制工藝 (1)依次取49.2千克的水將氫氧化鈉配成40％的溶液待用；取9.8千克的水將焦亞硫酸鈉配成2％的溶液待用；取8千克的水將VA-044配成0.2％的溶液待用；取10千克的水將溴酸鉀配成0.4％的溶液待用； (2)將剩余的69.04千克的去離子水加入聚合反應釜(搪玻璃或不銹鋼材質)中，在攪拌狀態下(轉速為60轉/分鐘)依次加入計量好的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)，至完全溶解后，將單體混合液降溫至15℃以下，慢慢加入溶解好的氫氧化鈉溶液，溶液溫度控制在17～20℃。氫氧化鈉溶液加完后，再依次加入計量好的乙酸鈉、甲酸鈉和二乙基三胺五乙酸五鈉，配制好水相，通高純氮氣(流量0.5m3/小時)驅氧氣30分鐘； (3)將計量好的白油、span80、Tween81依次加入帶有攪拌的溶解罐中，攪拌(轉速為60轉/分鐘)溶解均勻，配制好油相，通高純氮氣(流量0.5m3/小時)驅氧氣30分鐘； (4)將配制好的油相在攪拌狀態下(轉速為70轉/分鐘)慢慢加入水相中，從底部充氮氣(流量0.5m3/小時)驅氧20分鐘后，一次加入計量好的AIBN和VA-044，再分三次(間隔40分鐘)加入焦亞硫酸鈉溶液，控制反應溫度在15～35℃，待溫度不再升高時，將體系溫度緩慢升高至40～60℃，反應3小時。再將溫度升至70～90℃，慢慢加入鹽酸羥胺，反應6小時后，將體系溫度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，攪拌30分鐘出料。
權利要求
1、一種羥肪化水溶性聚電解質反相微乳液，其配方及配比含量為重量份
(1)水相丙烯酰胺1.3～32
丙烯酸 1.6～25
氫氧化鈉 0.9～14
去離子水 34～40
乙酸鈉 0.004～0.016
甲酸鈉 0.004～0.016
二乙基三胺五乙酸五鈉 0.01～0.08
焦亞硫酸鈉 0.02～0.10
2，2’偶氮雙鹽酸鹽 0.002～0.004
溴酸鉀 0.004～0.012
(2)油相白油18～25
失水山梨醇單油酸酯 1～2
失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚 0.3～0.6
偶氮二異丁腈 0.03～0.08
(3)羥肟化劑鹽酸羥胺1～10
(4)反相劑辛基酚聚氧乙烯醚 2～3
2、一種羥肪化水溶性聚電解質乳液制備工藝，其特征在于
(1)依次取1.35～21重量份的去離子水將氫氧化鈉配成40％溶液待用；取0.98～4.9重量份的去離子水將焦亞硫酸鈉配成2％溶液待用；取1～2重量份的去離子水將VA-044配成0.2％溶液待用；取1～3重量份的去離子水將溴酸鉀配成0.4％溶液待用；
(2)將剩余的29.67～9.1重量份的去離子水加入聚合反應釜中，在60～250轉/分鐘轉速的攪拌狀態下，依次加入計量好的丙烯酰胺、丙烯酸，至完全溶解后，將單體混合液降溫至5～18℃，慢慢加入溶解好的氫氧化鈉溶液，溶液溫度控制在17～20℃。氫氧化鈉溶液加完后，再依次加入計量好的乙酸鈉、甲酸鈉和二乙基三胺五乙酸五鈉，配制好水相，以0.02～0.5m3/小時德流量，通高純氮氣驅氧氣30分鐘；
(3)將計量好的白油、span80、Tween81依次以60～250轉/分的攪拌狀態下加入溶解罐中，攪拌溶解均勻，配制好油相，以0.02～0.5m3/小時的流量，通高純氮氣驅氧氣30分鐘；
(4)在以60～250轉/分速度的攪拌狀態下，將配制好的油相慢慢加入水相中，以0.02～0.5m3/小時的流量下，從底部充氮氣驅氧20分鐘后，一次加入計量好的AIBN和VA-044，再分三次，每次間隔40分鐘，加入焦亞硫酸鈉溶液，控制反應溫度在15～35℃，待溫度不再升高時，將體系溫度緩慢升高至40～60℃，反應1～3小時；再將溫度升至70～90℃，慢慢加入鹽酸羥胺，反應1～9小時后，將體系溫度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，攪拌30分鐘制成目的物出料。
全文摘要
一種羥肟化水溶性聚電解質反相微乳液及制備工藝，乳液水相、油相、羥肟化劑、反相劑；工藝去離子水將氫氧化鈉配成溶液；去離子水將焦亞硫酸鈉配成溶液；去離子水將VA-044配成溶液；去離子水將溴酸鉀配成溶液；反應釜中加入去離子水，依次加入丙烯酰胺、丙烯酸，溶解后，降溫，加入氫氧化鈉溶液，控溫，加入乙酸鈉、甲酸鈉和二乙基三胺五乙酸五鈉，配制成水相，通高純氮氣驅氧氣；白油、span80、Tween81加入溶解罐中，配制成油相，純氮氣驅氧氣；油相加入水相中，充氮氣驅氧后，加入AIBN和VA-044，再分三次，每次間隔40分鐘，加入焦亞硫酸鈉溶液，控溫，再升溫，反應；再升溫，加入鹽酸羥胺，反應，降溫，再加入NP-10，制成目的物出料。
文檔編號B01D21/01GK101632879SQ20091001526
公開日2010年1月27日 申請日期2009年5月15日 優先權日2009年5月15日
發明者孫希明, 軍 延, 劉照東, 偉 王, 魯永吉, 杰 王 申請人:山東瑞特精細化工有限公司