多元复合水溶性高分子聚合物及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种多元复合水溶性高分子聚合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 油砂尾矿含有石英砂、细的粘土颗粒、残余沥青以及大量的水，而且在油砂生产 中，尾矿量巨大，给环境带来很大的危害。
[0003] 目前，针对油砂尾矿的高分子絮凝剂已经有多种种类，但是，大多集中在阴离子型 的聚丙烯酰胺类产品，这些产品使用时，由于最佳用量范围很小，实际生产过程难以控制， 一旦加药量操作浮动就有可能导致絮凝过程的失败，而且絮凝脱水效果也不理想；虽然也 有部分阳离子聚丙烯酰胺适应于油砂尾矿的处理，但是，往往用量较大，处理成本高。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种多元复合水溶性高分子聚合物及其制备方法，应用于油 砂尾矿的絮凝和水回收、尾矿的流体输送环节的减阻剂、维持尾矿均质稳定性的分散剂。该 聚合物在油砂尾矿絮凝过程中，节省用量，用量范围宽，实际生产过程容易控制，脱水快，絮 团更结实。
[0005] 本发明所述的多元复合水溶性高分子聚合物，高分子聚合物的结构通式为
[0006]
[0007] 其中，111>0，11>0，11>0，￥>0，'\￥>0，111、11、11、￥、'\￥不同时为零；
[0008] R1为1-2个碳原子的烷基；
[0009] R2为含有烷基或酰基的烯烃基；
[0010]
[0011]
[0012] X为卤素。
[0013] 所述的多元复合水溶性高分子聚合物的制备方法，将单体物质混合，加入添加剂 协调各组分之间的均衡聚合、调整分子结构并发生枝化反应，且保证产品具有很好的水溶 性，然后再加入复合引发剂引发聚合得到产品。
[0014] 复合引发体系采用紫外光辅助;聚合在40_60°C下的水溶液中进行。
[0015] 在单体物质中含有亲水基团、抗盐基团、耐温基团、疏水基团或带电基团中的一种 或多种。
[0016]单体物质为N-异丙基丙烯酰胺、烯丙基二甲基十八烷基氯化铵、丙烯酸十八酯、2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸及其盐、甲基 丙烯酸及其盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、（甲基）丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 (DMC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、十八烷基二甲 基烯丙基氯化铵(C18DMAAC)、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAM)、二乙基二烯丙基氯化铵 (DEDAAC)、甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯(DM)、丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯(DA)。
[0017] 单体物质的比例为:亲水基团在80-100%，0-10%的疏水基团，0-10%抗盐基团， 0-10%耐温基团，并将单体物质配置为质量浓度5-50%的水溶液;其中，亲水基团中含有 10-100%的带电基团，这些带电基团既是亲水基团也是带电基团。
[0018] 添加剂为柠檬酸、己二酸、尿素、甲酸钠、硫脲、乙二胺四乙酸二钠、氨水、十二烷基 硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十四烷基三甲基溴化胺、十六烷基三甲基溴化胺、煤油、白油、 司盘80、司盘60、OP-4、0P-10、硫酸铵、硫酸钠、醋酸中的一种或多种。
[0019] 复合引发体系为过硫酸钠、过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、硫酸钠、硫酸亚铁、偏 重亚硫酸钠、偏重亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、甲醛合次硫酸氢钠、2，2 偶氮二异丁基脒二盐酸 盐(V50)、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈(ABVN)、乙二胺、 三乙胺或乙醇胺中的至少两种以上组成复合引发体系。
[0020] 偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐优选AIBI、VAZ044，VA-044。
[0021] 添加剂的添加质量为单体总质量的1-15% ;复合引发体系的添加质量为单体总质 量的 0.001-0.1%。
[0022] 亲水基团单体包括含有如下结构的烯基双键化合物：
[0023] I IW 、 1
> ' I > i
[0024] 带电基团单体包括含下列结构的烯基双键化合物：
[0025] 、. I Λ Π
w ;
[0026] 疏水基团单体包括含下列结构的烯基双键化合物：
[0027]
[0028] 抗盐基团单体包括含下列结构的烯基双键化合物：
[0029]
[0030]耐温基团单体包括含下列结构的烯基双键化合物：
[0031]
[0032] 参与聚合的功能单体军含有烯基双键。
[0033] 本聚合物最终产品能够是固体粉末(须经造粒干燥和粉碎）、水溶液、胶体、乳液的 产品形式，使用时需用水溶解或稀释至所需浓度。
[0034] 本聚合物至少需要一到两种具有亲水基团的单体物质，并能够引入抗盐基团、耐 温基团、疏水基团以及带电基团的单体物质，以形成不同离子型号和特定用途的产品。
[0035] 本发明能够作为油砂尾矿集絮凝剂、管道输送减阻剂、矿液稳定悬浮分散剂。该产 品应用于油砂尾矿的絮凝和水回收、尾矿的流体输送环节的减阻剂、维持尾矿均质稳定性。
[0036] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0037] 本发明聚合物在油砂尾矿絮凝过程中，节省用量，而且最佳用量范围宽，实际生产 过程容易控制，脱水快，絮团更结实；由于油砂尾矿中细土和粗砂的不均质特征，在管道输 送过程中粗砂极易沉降并阻塞管路，本发明的聚合物能够调整不同的用量，使该聚合物有 对油砂尾矿的管道输送减阻、矿液分散悬浮稳定的作用，发挥一剂多用的效果。
【具体实施方式】
[0038]下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
[0039] 实施例1
[0040] 将丙烯酰胺40g，加入到100g纯水中，然后，加入30%的（甲基）丙烯酸钠（钾）溶液 16.66g、加入60%的二甲基二烯丙基氯化铵13.88g、加入2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六 烷基溴化胺O.OOlg，再加入尿素7g、己二酸0.4g、甲酸钠 O.lg，搅拌均匀并完全溶解后，向混 合液体充氮气30分钟，加入1 %的过硫酸铵水溶液0.6ml，1 %的甲醛次硫酸钠水溶液0.6ml， 加入10% 的2，2，-Azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochlo;ride(2，2，-偶氮二异丁 基脒二盐酸盐)〇.49ml，静置6小时，获得聚合物。
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