一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法，其中，该方法包括：（1）将丙烯酰胺系单体、含双键的阴离子单体、可聚合乳化剂、螯合剂、偶氮类引发剂、氧化剂和水混合形成水溶液，并调节其pH值为7-9；（2）将乳化剂与有机溶剂形成油溶液；（3）将上述pH值为7-9的水溶液与油溶液混合形成油包水乳液；（4）将油包水乳液除氧后加入还原剂，使油包水乳液依次在第一温度和第二温度下反应，第二温度高于第一温度，所述可聚合乳化剂如式1所示。采用本发明提供的方法，可以制备不仅能够与水快速溶解，而且乳液长期储存的稳定性好、乳液中残余单体的含量较低的聚丙烯酰胺乳液，,其中，R1与R2相同或不同，R1和R2为氢或甲基，R3为氢或碳原子数为1-30的烷基。
【专利说明】一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯酰胺是丙烯酰胺单体在引发剂的作用下均聚或共聚制备得到的水溶性聚 合物的统称，可用作高效絮凝剂、增稠剂、增强剂以及液体中的减阻剂。主要应用于水处理、 造纸助剂、石油开采、纺织、选矿、医药、农业等行业中，有"百业助剂"之称。
[0003] 聚丙烯酰胺的生产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 一定浓度的丙烯酰胺在水溶液中直接聚合而成，其产品有水溶液和干粉两种形式。聚丙烯 酰胺水溶液粘度较大，内含有效成分的聚合物含量极少，不适合运输；聚丙烯酰胺干粉是通 过水溶液聚合得到的胶体经过造粒、捏合、干燥、粉碎等工序制备，工艺复杂，产品质量在后 处理过程中也明显降低，而且干粉在水溶液中溶解一般需要2小时左右，不能很好地满足 石油生产的特殊需要。聚丙烯酰胺反相乳液聚合方法是指借助表面活性剂的作用，水溶性 的丙烯酰胺单体分散在油相中形成乳化体系，在引发剂的作用下进行聚合，最后形成稳定 的聚丙烯酰胺乳液产品。聚丙烯酰胺乳液产品具有可能直接使用、溶解速度快、分子量易于 控制的特点。
[0004] 乳化剂是制备聚丙烯酰胺乳液的重要组成部分，它能有效降低油水界面的表面张 力，使单体以细小液滴分散在油相中，并在液滴表面形成保护层，防止凝聚。
[0005] US5925714公开了使用烷氧基化蓖麻油作为转相剂使聚丙烯酰胺乳液中聚合物快 速溶于水的方法。
[0006] CN1052869A公开了一种适于进行反转的氧离子聚合物的油包水乳状液，包括一个 含有一种憎水液体的连续相，一个含有水溶性阳离子聚合物的不连续相，和一种在水中使 上述乳状液反转的表面活性剂体系，该体系中含有聚氧乙烯链段的磷酸烷基酯和能与该磷 酸烷基酯相容的其他表面活性剂。
[0007] 上述方法都是通过在聚丙烯酰胺乳液中添加转相剂以促进乳液在水中的溶解，但 一方面由于乳液原有的稳定体系被打乱，导致乳液不稳定，长期放置乳液粘度逐渐增大，最 终无法使用；另一方面，转相剂的加入提高了乳液的生产成本，并造成使用过程中的二次环 境污染。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为了提供一种无需添加转相剂的新的聚丙烯酰胺乳液的制备方 法。通过该方法得到的聚丙烯酰胺乳液不仅具有与水快速溶解的能力，同时乳液中的聚丙 烯酰胺具有较高的粘均分子量，而且乳液长期储存的稳定性好，乳液中残余单体的含量较 低。
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供了一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法，其中，该方法 包括：（1)将丙烯酰胺系单体、含双键的阴离子单体、可聚合乳化剂、螯合剂、偶氮类引发 齐?、氧化剂和水混合形成水溶液，并调节水溶液的pH值为7-9 ; (2)将乳化剂与有机溶剂形 成油溶液；（3)将所述pH值为7-9的水溶液与所述油溶液混合以形成油包水乳液；（4)将 所述油包水乳液除氧后，加入还原剂，使油包水乳液依次在第一温度和第二温度下进行聚 合反应，所述第二温度高于所述第一温度，所述可聚合乳化剂如式1所示，
[0010]
【权利要求】
1. 一种聚丙帰醜胺乳液的制备方法，其特征在于，该方法包括： (1) 将丙帰醜胺系单体、含双键的阴离子单体、可聚合乳化剂、馨合剂、偶氮类引发剂、 氧化剂和水混合形成水溶液，并调节水溶液的抑值为7-9,所述可聚合乳化剂如式1所示，
其中，Ri与R2相同或不同，Ri和R2为氨或甲基化为氨或碳原子数为1-30的焼基； (2) 将乳化剂与有机溶剂形成油溶液； (3) 将所述油溶液与上述抑值为7-9的水溶液混合W形成油包水乳液； (4) 将所述油包水乳液除氧后，加入还原剂，使油包水乳液依次在第一温度和第二温度 下进行聚合反应，所述第二温度高于所述第一温度。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1)中，相对于100重量份的丙帰醜胺系 单体，含双键的阴离子单体的用量为10-100重量份；可聚合乳化剂的用量为2-20重量份； 馨合剂的用量为0. 001-5重量份；偶氮类引发剂的用量为0. 01-1重量份；氧化剂的用量为 0. 001-0. 5重量份；水的用量为50-200重量份。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，相对于100重量份的丙帰醜胺系单体，含双键的 阴离子单体的用量为20-50重量份；可聚合乳化剂的用量为5-10重量份；馨合剂的用量为 0. 02-0. 2重量份；偶氮类引发剂的用量为0. 05-0. 5重量份；氧化剂的用量为0. 01-0. 2重 量份；水的用量为100-150重量份。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述丙帰醜胺系单体选自丙帰醜 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-异丙基丙帰醜胺、N-轻 甲基丙帰醜胺、N-轻己基丙帰醜胺中的一种或多种；所述含双键的阴离子单体为含双键的 不饱和駿酸及其馈盐、碱金属盐或碱±金属盐；或为含双键的不饱和賴酸及其馈盐、碱金属 盐或碱±金属盐；或为含双键的不饱和麟酸及其馈盐、碱金属盐或碱±金属盐；或为含双 键的不饱和賴甲基化或麟醜氧化的丙帰醜胺及其馈盐、碱金属盐或碱±金属盐；所述馨合 剂选自己二胺四己酸二轴、H己二胺五己酸、巧樣酸、巧樣酸盐和聚轻基丙帰酸中的一种或 多种；所述偶氮类引发剂选自偶氮二异下膳、2, 2' -偶氮二异下基脉盐酸盐和2, 2' -偶氮 巧-(2-咪哇晰-2-基）丙焼]二盐酸盐中的一种或多种。
5. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述可聚合乳化剂如式1所示，
且Ri与R2相同或不同，Ri和R2为氨或甲基，Rs为碳原子数为2-20的焼基；优选Rs为 碳原子数为2-10的直链焼基。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（2)中，相对于100重量份的丙帰醜胺系 单体，有机溶剂的用量为50-200重量份；乳化剂的用量为5-20重量份。
7. 根据权利要求1或6所述的方法，其中，在步骤（2)中，所述乳化剂为亲水亲油平衡 值为8-10的乳化剂。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述乳化剂为油包水型乳化剂和水包油型乳化 剂的混合物。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述乳化剂为山梨醇酢油酸醋和失水山梨醇单 油酸醋聚氧己帰離的混合物。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述油包水型乳化剂和所述水包油型乳化剂的 重量比为0. 7-2 ;1。
11. 根据权利要求1或6所述的方法，其中，步骤（1)中的可聚合乳化剂与步骤（2)中 的乳化剂的用量的重量比为0. 5-1:1。
12. 根据权利要求1或6所述的方法，其中，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、正庚焼、异 构焼姪、汽油、煤油和白油中的一种或多种。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（4)中，所述第一温度为10-35。所述 第二温度为40-6(TC，所述第二温度比所述第一温度高5-4CTC。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（4)中，相对于100重量份的丙帰醜胺系 单体，所述还原剂的用量为0. 001-2重量份；所述还原剂选自亚硫酸氨轴、亚硫酸轴、雕白 粉、硫代硫酸轴、硫酸亚铁和保险粉中的一种或多种。
【文档编号】C08F220/56GK104418974SQ201310412688
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】张文龙, 伊卓, 祝纶宇, 林蔚然, 赵方园, 方昭, 刘希 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院