一种耐盐型超高分子量增稠剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐盐型超高分子量增稠剂的制备方法。将一定量的2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和丙烯酰胺放入反应容器中，用氨水或氢氧化钠调节溶液pH至6.5-7.0；再加入溶解了Span-80和疏水单体的煤油溶液，经过乳化后加入引发剂，通入氮气，加热反应，加入Tween-80反相乳化后得到一种耐盐型超高分子量增稠剂。本发明采用丙烯酸十八酯疏水单体作为提高增稠剂耐盐性能的功能单体，制备方法简单，易于工业化生产。
【专利说明】一种耐盐型超高分子量增稠剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐盐型增稠剂的制备方法，该增稠剂为超高分子量的丙烯酰胺类三元共聚物，属于化工【技术领域】。
[0002]
【背景技术】
[0003]高分子增稠剂是指用于提高产品的黏度或稠度的一类新型功能高分子材料，具有用量小、增稠明显、使用方便等特点，被广泛地应用于医药、印染、化妆品、食品添加剂、能源化工等行业中。丙烯酸类高分子增稠剂是近年来开发的一类高效增稠剂，其增稠效果及综合性能都较好，但是在高盐环境中，聚合物分子链由于盐敏性会发生塌陷，引起水动力学体积的降低，从而使增稠效果减弱。
[0004]如果用2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和丙烯酰胺共聚，这样使聚合物分子链上带有磺酸根离子，将会具有比其他羧酸根阴离子聚合物具有更大的水动力学体积，从而增加聚合物的耐盐性。同时，我们在聚合物制备过程中引入疏水单体。由于其结构特性，在外加盐的作用下更有利于分子间发生缔合形成网状超分子结构，结构粘度将更进一步增加。本发明采用反相乳液聚合法制备一种耐盐型超高分子量的丙烯酰胺类三元共聚物，聚合物分子链上带有正负两种电荷基团，在水溶液中由于正负离子的相互吸引而使分子链收缩，当加入小分子盐时，由于反离子作用，压缩双电层，吸引力减弱，聚合物链逐渐得到伸展，其水溶液粘度不降反升，表现出十分明显的"反聚电解质效应"。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在 于采用反相乳液聚合的方法制备丙烯酰胺类三元共聚物，其分子量达到1000万以上，通过聚合物侧链上的疏水基团、阴阳离子基团的相互作用，从而具有很好的耐盐性能。该共聚物可以作为耐盐型增稠剂应用于石油开采、相变储能等能源化工领域。
[0006]该超高分子量三元共聚物的制备共分为三个步骤，具体如下:
(O煤油溶液的配制:将乳化剂Span-80与煤油以1:4~5的比例混合，并搅拌，待Span-80完全溶解于煤油中后，缓慢加入一定量的疏水单体，搅拌使其溶解；
所述疏水单体为丙烯酸十八酯；
其中，疏水单体与煤油的质量比为1:1~2 ;
(2)水溶液的配制:将2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和丙烯酰胺以一定的质量比溶解于水中，然后在冰浴条件下，控制体系温度为O~10°C，边搅拌边缓慢滴加一定量的氨水或氢氧化钠水溶液，使体系的PH值控制在6.5-7.0 ；
其中，2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、水的质量比为(I~2):(1~4):(4~
9)；
(3)将步骤(1)所得煤油溶液以1:1.5~2的质量比加入步骤(2)所得水溶液，常温以及在搅拌速度1200-1500转/分的条件下乳化处理30-45分钟，然后加入一定量的引发剂，升温至60-70°C，在氮气保护下反应2-3h，最后加入一定量的Tween-80反向乳化40-60分钟，出料即得到耐盐型超高分子量增稠剂。
[0007]其中，Tween-80与煤油的质量比为1:1~1.5 ;
所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种，引发剂与煤油的质量比为1:120-140。
[0008]
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是实施例1所得耐盐型超高分子量增稠剂的红外谱图；
图2是实施例2中对实施例1所得耐盐型超高分子量增稠剂在不同盐浓度下的粘度变化。
[0010]
【具体实施方式】
[0011]下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0012]实施例1耐盐型超高分子量增稠剂的制备
将2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和丙烯酰胺以1:1:4的质量比溶解于水中，然后在冰浴条件下，控制体系温度为5°C，边搅拌边缓慢滴加氨水溶液，使体系的pH值控制在6.5 ;再将乳化剂Span-80与煤油以1:4的比例混合，并搅拌，待Span-80完全溶解于煤油中后，缓慢加入与煤油的质量比为1:1的丙烯酸十八酯，搅拌使其溶解；将煤油溶液加入到中和过的水溶液中，常温以及在搅拌速度1200转/分的条件下乳化处理40分钟，然后加入与煤油的质量比为1: 140的过硫酸铵，升温至60°C，在氮气保护下反应2小时，最后加入与煤油的质量比为1:1的Tween-80，反向乳化50分钟，出料即得到耐盐型超高分子量增稠剂。
[0013]实施例2增稠剂的耐盐性能测定
将实施例1所得耐盐型超高分子量增稠剂应用于含十水硫酸钠(Na2SO4 10H20)0~20%的相变材料体系中。称取I克耐盐型超高分子量增稠剂，将其缓慢加入到100毫升水中，并在搅拌速度1500转/分的条件下常温搅拌2小时，然后将其密闭放入50°C的水浴中加热溶胀2小时，最后将其冷却至25°C。将配制好的溶液在剪切速率为I s—1的条件下，用安东帕MCR501旋转流变仪测定其粘度值。接着，分别在溶液中加入2%、5%、10%和20%的十水硫酸钠，继续测定其对应的粘度值。图2为测得的溶液粘度随盐浓度变化的曲线，该增稠剂的粘度受盐浓度的变化较小，具有很好的耐盐性。
【权利要求】
1.一种耐盐型超高分子量增稠剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (O煤油溶液的配制:将乳化剂Span-80与煤油以1:4~5的比例混合，并搅拌，待Span-80完全溶解于煤油中后，缓慢加入一定量的疏水单体，搅拌使其溶解； 其中，疏水单体与煤油的质量比为1:1~2 ; (2)水溶液的配制:将2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和丙烯酰胺以一定的质量比溶解于水中，然后在冰浴条件下，控制体系温度为O~10°C，边搅拌边缓慢滴加一定量的氨水或氢氧化钠水溶液，使体系的PH值控制在6.5-7.0 ;其中，2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、水的质量比为(1~2):(1~4):(4~9); (3)将步骤(1)所得煤油溶液以1:1.5~2的质量比加入步骤(2)所得水溶液，常温以及在搅拌速度1200-1500转/分的条件下乳化处理30-45分钟，然后加入一定量的引发剂，升温至60-70°C，在氮气保护下反应2-3小时，最后加入一定量的Tween-80反向乳化40-60分钟，出料即得到耐盐型超高分子量增稠剂；其中，Tween-80与煤油的质量比为1:1~.1.5 ； 所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种；其中，引发剂与煤油的质量比为 1:120-140。
2.根据权利要求1所述的一种耐盐型超高分子量增稠剂的制备方法，其特征在于:所述疏水单体为丙烯酸十八酯。
【文档编号】C08F220/18GK103819606SQ201410092419
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】不公告发明人 申请人:杜海兵