专利名称：羟肟化水溶性聚电解质反相微乳液及制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机高分子化工新材料的制备工艺，特别涉及一种羟肟化水溶性聚电解质反相微乳液及制备工艺。
背景技术：
在氧化铝生产过程中，利用拜耳法、烧结法或联合法处理一水硬铝石、三水铝石或混合型铝土矿的氧化铝生产工艺中，溶出后的赤泥浆液是一种由铝酸钠溶液和不同粒级的赤泥颗粒组成的分散物系，即赤泥悬浮液。这种悬浮液只有通过沉降分离，叶滤机过滤才能得到满足分解条件的铝酸钠溶液，最终分解出品质较高的氢氧化铝产品。沉降分离效果的好坏直接影响着整个系统的正常运行。经常因为赤泥悬浮液不能在沉降槽正常分离，而压迫溶出系统停料，同时叶滤机因为溢流浮游物太高而负荷很重，使产能降低，导致沉降槽冒槽，出现员工和设备一起“累”的局面。目前赤泥分离所使用的添加剂主要是阴离子型的聚丙烯酸盐或聚丙烯酰胺的水解产物，其剂型主要为水溶胶、干粉和低浓度反相乳液。水溶胶或干粉状沉降剂，吸湿性强，易导致有效活性成分降低，溶解性能差，溶解过程中易产生不溶物，极易堵塞输送管道和过滤系统，影响整个生产过程，在寒冷地区尤为严重。低浓度反相乳液又存在分子量低、稳定性差、使用效果不理想的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种羟肟化水溶性聚电解质反相微乳液，采用先进的羟肟化水溶性聚电解质反相微乳液制备工艺，并在高分子主链上引入了多种官能团如酰胺基、羧基和异羟肟酸基，从而制备出一种高分子量、高固含量、赋予高分子主链多官能团的稳定性好、速溶性的反相微乳液产品，有效地克服或避免上述现有技术中存在的缺点或不足。
本发明所述的羟肟化水溶性聚电解质反相微乳液，其配方及配比含量为重量份 (1)水相丙烯酰胺 1.3～32丙烯酸 1.6～25氢氧化钠 0.9～14去离子水 34～40乙酸钠 0.004～0.016甲酸钠 0.004～0.016二乙基三胺五乙酸五钠(DTPA五钠盐) 0.01～0.08焦亚硫酸钠 0.02～0.102，2’偶氮双(2-氨基丙烷)盐酸盐(VA-044) 0.002～0.004溴酸钾 0.004～0.012 (2)油相白油 18～25失水山梨醇单油酸酯(span80) 1～2失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween81) 0.3～0.6偶氮二异丁腈(AIBN) 0.03～0.08 (3)羟肟化剂盐酸羟胺 1～10 (4)反相剂辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10)2～3 本发明的另一目的是提供一种羟肪化水溶性聚电解质乳液制备工艺为 (A)依次取1.35～21重量份的去离子水将氢氧化钠配成40％溶液待用；取0.98～4.9重量份的去离子水将焦亚硫酸钠配成2％溶液待用；取1～2重量份的去离子水将VA-044配成0.2％溶液待用；取1～3重量份的去离子水将溴酸钾配成0.4％溶液待用； (B)将剩余的29.67～9.1重量份的去离子水加入聚合反应釜中，在60～250转/分钟转速的搅拌状态下，依次加入计量好的丙烯酰胺、丙烯酸，至完全溶解后，将单体混合液降温至5～18℃，慢慢加入溶解好的氢氧化钠溶液，溶液温度控制在17～20℃。氢氧化钠溶液加完后，再依次加入计量好的乙酸钠、甲酸钠和二乙基三胺五乙酸五钠，配制好水相，以0.02～0.5m3/小时德流量，通高纯氮气驱氧气30分钟； (C)将计量好的白油、span80、Tween81依次以60～250转/分的搅拌状态下加入溶解罐中，搅拌溶解均匀，配制好油相，以0.02～0.5m3/小时的流量，通高纯氮气驱氧气30分钟； (D)在以60～250转/分速度的搅拌状态下，将配制好的油相慢慢加入水相中，以0.02～0.5m3/小时的流量下，从底部充氮气驱氧20分钟后，一次加入计量好的AIBN和VA-044，再分三次，每次间隔40分钟，加入焦亚硫酸钠溶液，控制反应温度在15～35℃，待温度不再升高时，将体系温度缓慢升高至40～60℃，反应1～3小时；再将温度升至70～90℃，慢慢加入盐酸羟胺，反应1～9小时后，将体系温度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，搅拌30分钟制成目的物出料。
本发明与现有技术相比较具有如下的优点 1、溶解速度快(≤1.5min)，无不溶物。使用非常方便，无须增加繁索庞大的溶解设备，避免了胶体或粉剂型产品使用时产生的不溶于水的胶块易堵塞管道及设备的缺点； 2、固含量高(30～40％))、稳定性(放置稳定性、机械稳定性、冻融稳定性)好，常温放置9个月质量不变，避免了胶状或粉剂型的产品吸湿性强、有效活性成分降低快的缺点； 3、螯合吸附作用力强。在高分子主链上除有官能团羧基、酰胺基外，还有异羟肟酸官能团，因异羟肟酸官能团易与离子形成具有一定结构(如五元环等)的配位化合物，使产品具有多重螯合吸附能力，并且作用速度较快，没有诱导期，形成的絮团稳定性好，耐剪切能力强。改善了拜尔法、烧结法或联合法赤泥浆液的沉降分离难的问题，提高了固液分离效率，显著降低赤泥压缩液固比，浆液较清，无浮游物，保证终端产品氧化铝品质较高。
4、产品过量无明显负作用。阴离子型聚丙烯酰胺水溶胶、干粉和低浓度反相乳液应用时，经常出现当产品分子量过高(＞800万)或添加量过大时，体系粘度变大、堵塞滤布、固液分离困难。本发明产品由于具有较强的螯合吸附能力，形成的絮团大且密实，沥水性强，固液分离容易。
五具体实施例方式 一种羟肟化水溶性聚电解质反相微乳液，其配方及配比含量为重量份 (1)水相丙烯酰胺 1.3～32丙烯酸 1.6～25氢氧化钠 0.9～14去离子水 34～40乙酸钠 0.004～0.016甲酸钠 0.004～0.016二乙基三胺五乙酸五钠(DTPA五钠盐) 0.01～0.08焦亚硫酸钠 0.02～0.102，2’偶氮双(2-氨基丙烷)盐酸盐(VA-044) 0.002～0.004溴酸钾 0.004～0.012 (2)油相白油 18～25失水山梨醇单油酸酯(span80) 1～2失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween81)0.3～0.6偶氮二异丁腈(AIBN) 0.03～0.08 (3)羟肟化剂盐酸羟胺 1～10 (4)反相剂辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10) 2～3 一种羟肪化水溶性聚电解质乳液制备工艺为 (1)依次取1.35～21重量份的去离子水将氢氧化钠配成40％溶液待用；取0.98～4.9重量份的去离子水将焦亚硫酸钠配成2％溶液待用；取1～2重量份的去离子水将VA-044配成0.2％溶液待用；取1～3重量份的去离子水将溴酸钾配成0.4％溶液待用； (2)将剩余的29.67～9.1重量份的去离子水加入聚合反应釜中，在60～250转/分钟转速的搅拌状态下，依次加入计量好的丙烯酰胺、丙烯酸，至完全溶解后，将单体混合液降温至5～18℃，慢慢加入溶解好的氢氧化钠溶液，溶液温度控制在17～20℃。氢氧化钠溶液加完后，再依次加入计量好的乙酸钠、甲酸钠和二乙基三胺五乙酸五钠，配制好水相，以0.02～0.5m3/小时德流量，通高纯氮气驱氧气30分钟； (3)将计量好的白油、span80、Tween81依次以60～250转/分的搅拌状态下加入溶解罐中，搅拌溶解均匀，配制好油相，以0.02～0.5m3/小时的流量，通高纯氮气驱氧气30分钟； (4)在以60～250转/分速度的搅拌状态下，将配制好的油相慢慢加入水相中，以0.02～0.5m3/小时的流量下，从底部充氮气驱氧20分钟后，一次加入计量好的AIBN和VA-044，再分三次，每次间隔40分钟，加入焦亚硫酸钠溶液，控制反应温度在15～35℃，待温度不再升高时，将体系温度缓慢升高至40～60℃，反应1～3小时；再将温度升至70～90℃，慢慢加入盐酸羟胺，反应1～9小时后，将体系温度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，搅拌30分钟制成目的物出料。
下面给出具体实施例 实施例1 1、乳液配方 体系 组分 重量份(克) 水相 丙烯酰胺 21.6丙烯酸 88氢氧化钠 48.8去离子水 138.4乙酸钠 0.04甲酸钠 0.04二乙基三胺五乙酸五钠(DTPA五钠 0.192盐)焦亚硫酸钠 0.22，2’偶氮双(2-氨基丙烷)盐酸盐 0.016(VA-044)溴酸钾 0.04 油相 白油 84.4失水山梨醇单油酸酯(span80) 5.48失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚 2.04(Tween81)偶氮二异丁腈(AIBN) 0.2 羟肟化 盐酸羟胺 8 剂 反相剂 辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10)102、配制工艺 (1)依次取73.2克的水将氢氧化钠配成40％溶液待用；取9.8克的水将焦亚硫酸钠配成2％溶液待用；取8克的水将VA-044配成0.2％溶液待用；取10克的水将溴酸钾配成0.4％溶液待用； (2)将剩余的37.4的去离子水加入聚合反应釜中，在搅拌状态下(转速为200转/分钟)依次加入计量好的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)，至完全溶解后，将单体混合液降温至15℃以下，慢慢加入溶解好的氢氧化钠溶液，溶液温度控制在17～20℃。氢氧化钠溶液加完后，再依次加入计量好的乙酸钠、甲酸钠和二乙基三胺五乙酸五钠，配制好水相，通高纯氮气驱氧气30分钟(流量0.02m3/小时)； (3)将计量好的白油、span80、Tween81依次加入带有搅拌的溶解罐中，搅拌(转速为150转/分钟)溶解均匀，配制好油相，通高纯氮气驱氧气30分钟(流量0.02m3/小时)； (4)将配制好的油相在搅拌状态下(转速为250转/分钟)慢慢加入水相中，从底部充氮气(流量0.02m3/小时)驱氧20分钟后，一次加入计量好的AIBN和VA-044，再分三次(间隔40分钟)加入焦亚硫酸钠溶液，控制反应温度在15～35℃，待温度不再升高时，将体系温度缓慢升高至40～60℃，反应1～3小时。再将温度升至70～90℃，慢慢加入盐酸羟胺，反应4小时后，将体系温度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，搅拌30分钟出料。
实施例2 1、乳液配方 体系 组分 重量份(克) 水相丙烯酰胺 18.8 丙烯酸78 氢氧化钠 43.2 去离子水 157.6 乙酸钠0.0352 甲酸钠0.0352 二乙基三胺五乙酸五钠(DTPA五钠盐) 0.168 焦亚硫酸钠0.18 2，2’偶氮双(2-氨基丙烷)盐酸盐(VA-044)0.014 溴酸钾0.0352 油相 白油 84.4 失水山梨醇单油酸酯(span80)5.48 失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween81) 2.04 偶氮二异丁腈(AIBN)0.18 羟肟化剂 盐酸羟胺 7 反相剂 辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10) 10 2、配制工艺 (1)依次取64.2克的水将氢氧化钠配成40％的溶液待用；取8.82克的水将焦亚硫酸钠配成2％的溶液待用；取7克的水将VA-044配成0.2％的溶液待用；取8.8克的水将溴酸钾配成0.4％的溶液待用； (2)将剩余的68.18的去离子水加入聚合反应釜中，在搅拌状态下(转速为200转/分钟)依次加入计量好的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)，至完全溶解后，将单体混合液降温至15℃以下，慢慢加入溶解好的氢氧化钠溶液，溶液温度控制在17～20℃。氢氧化钠溶液加完后，再依次加入计量好的乙酸钠、甲酸钠和二乙基三胺五乙酸五钠，配制好水相，通高纯氮气驱氧气30分钟(流量0.02m3/小时)； (3)将计量好的白油、span80、Tween81依次加入带有搅拌的溶解罐中，搅拌(转速为150转/分钟)溶解均匀，配制好油相，通高纯氮气驱氧气30分钟(流量0.02m3/小时)； (4)将配制好的油相在搅拌状态下(转速为250转/分钟)慢慢加入水相中，从底部充氮气(流量0.02m3/小时)驱氧20分钟后，一次加入计量好的AIBN和VA-044，再分三次(间隔40分钟)加入焦亚硫酸钠溶液，控制反应温度在15～35℃，待温度不再升高时，将体系温度缓慢升高至40～60℃，反应2小时。再将温度升至70～90℃，慢慢加入盐酸羟胺，反应4小时后，将体系温度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，搅拌30分钟出料。
实施例3 1、乳液配方 体系 组分 重量份(千克) 水相丙烯酰胺 58.52 丙烯酸59.32 氢氧化钠 32.8 去离子水 146.04 乙酸钠0.04 甲酸钠0.04 二乙基三胺五乙酸五钠(DTPA五 0.192 钠盐) 焦亚硫酸钠0.2 2，2’偶氮双(2-氨基丙烷)盐酸 0.016 盐(VA-044) 溴酸钾0.04 油相白油 84.4 失水山梨醇单油酸酯(span80)5.48 失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚2.04 (Tween81) 偶氮二异丁腈(AIBN)0.2 羟肟化 盐酸羟胺 20 剂 反相剂 辛基酚聚氧乙烯醚(NP-10) 10 2、配制工艺 (1)依次取49.2千克的水将氢氧化钠配成40％的溶液待用；取9.8千克的水将焦亚硫酸钠配成2％的溶液待用；取8千克的水将VA-044配成0.2％的溶液待用；取10千克的水将溴酸钾配成0.4％的溶液待用； (2)将剩余的69.04千克的去离子水加入聚合反应釜(搪玻璃或不锈钢材质)中，在搅拌状态下(转速为60转/分钟)依次加入计量好的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)，至完全溶解后，将单体混合液降温至15℃以下，慢慢加入溶解好的氢氧化钠溶液，溶液温度控制在17～20℃。氢氧化钠溶液加完后，再依次加入计量好的乙酸钠、甲酸钠和二乙基三胺五乙酸五钠，配制好水相，通高纯氮气(流量0.5m3/小时)驱氧气30分钟； (3)将计量好的白油、span80、Tween81依次加入带有搅拌的溶解罐中，搅拌(转速为60转/分钟)溶解均匀，配制好油相，通高纯氮气(流量0.5m3/小时)驱氧气30分钟； (4)将配制好的油相在搅拌状态下(转速为70转/分钟)慢慢加入水相中，从底部充氮气(流量0.5m3/小时)驱氧20分钟后，一次加入计量好的AIBN和VA-044，再分三次(间隔40分钟)加入焦亚硫酸钠溶液，控制反应温度在15～35℃，待温度不再升高时，将体系温度缓慢升高至40～60℃，反应3小时。再将温度升至70～90℃，慢慢加入盐酸羟胺，反应6小时后，将体系温度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，搅拌30分钟出料。
权利要求
1、一种羟肪化水溶性聚电解质反相微乳液，其配方及配比含量为重量份
(1)水相丙烯酰胺1.3～32
丙烯酸 1.6～25
氢氧化钠 0.9～14
去离子水 34～40
乙酸钠 0.004～0.016
甲酸钠 0.004～0.016
二乙基三胺五乙酸五钠 0.01～0.08
焦亚硫酸钠 0.02～0.10
2，2’偶氮双盐酸盐 0.002～0.004
溴酸钾 0.004～0.012
(2)油相白油18～25
失水山梨醇单油酸酯 1～2
失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚 0.3～0.6
偶氮二异丁腈 0.03～0.08
(3)羟肟化剂盐酸羟胺1～10
(4)反相剂辛基酚聚氧乙烯醚 2～3
2、一种羟肪化水溶性聚电解质乳液制备工艺，其特征在于
(1)依次取1.35～21重量份的去离子水将氢氧化钠配成40％溶液待用；取0.98～4.9重量份的去离子水将焦亚硫酸钠配成2％溶液待用；取1～2重量份的去离子水将VA-044配成0.2％溶液待用；取1～3重量份的去离子水将溴酸钾配成0.4％溶液待用；
(2)将剩余的29.67～9.1重量份的去离子水加入聚合反应釜中，在60～250转/分钟转速的搅拌状态下，依次加入计量好的丙烯酰胺、丙烯酸，至完全溶解后，将单体混合液降温至5～18℃，慢慢加入溶解好的氢氧化钠溶液，溶液温度控制在17～20℃。氢氧化钠溶液加完后，再依次加入计量好的乙酸钠、甲酸钠和二乙基三胺五乙酸五钠，配制好水相，以0.02～0.5m3/小时德流量，通高纯氮气驱氧气30分钟；
(3)将计量好的白油、span80、Tween81依次以60～250转/分的搅拌状态下加入溶解罐中，搅拌溶解均匀，配制好油相，以0.02～0.5m3/小时的流量，通高纯氮气驱氧气30分钟；
(4)在以60～250转/分速度的搅拌状态下，将配制好的油相慢慢加入水相中，以0.02～0.5m3/小时的流量下，从底部充氮气驱氧20分钟后，一次加入计量好的AIBN和VA-044，再分三次，每次间隔40分钟，加入焦亚硫酸钠溶液，控制反应温度在15～35℃，待温度不再升高时，将体系温度缓慢升高至40～60℃，反应1～3小时；再将温度升至70～90℃，慢慢加入盐酸羟胺，反应1～9小时后，将体系温度降至30～50℃，再慢慢加入NP-10，搅拌30分钟制成目的物出料。
全文摘要
一种羟肟化水溶性聚电解质反相微乳液及制备工艺，乳液水相、油相、羟肟化剂、反相剂；工艺去离子水将氢氧化钠配成溶液；去离子水将焦亚硫酸钠配成溶液；去离子水将VA-044配成溶液；去离子水将溴酸钾配成溶液；反应釜中加入去离子水，依次加入丙烯酰胺、丙烯酸，溶解后，降温，加入氢氧化钠溶液，控温，加入乙酸钠、甲酸钠和二乙基三胺五乙酸五钠，配制成水相，通高纯氮气驱氧气；白油、span80、Tween81加入溶解罐中，配制成油相，纯氮气驱氧气；油相加入水相中，充氮气驱氧后，加入AIBN和VA-044，再分三次，每次间隔40分钟，加入焦亚硫酸钠溶液，控温，再升温，反应；再升温，加入盐酸羟胺，反应，降温，再加入NP-10，制成目的物出料。
文档编号B01D21/01GK101632879SQ20091001526
公开日2010年1月27日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者孙希明, 军 延, 刘照东, 伟 王, 鲁永吉, 杰 王 申请人:山东瑞特精细化工有限公司