高分子聚丙烯酸酯分散液制造技术

本发明专利技术公开了一种可降解型的高分子聚丙烯酸酯分散液的制备和应用，该高分子聚丙烯酸酯分散液可以有效去除水中的金属离子和有机物悬浮物，净化水质。本发明专利技术的高分子聚丙烯酸酯分散液制备方法简单，制备过程中无废酸、废碱等有害物质生成；是一种比较环保的水处理剂，尤其适用于工业废水处理和油田废水处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环保高分子水处理剂的制备和应用，尤其涉及一种高分子聚丙烯酸酯水处理剂分散液。该分散液具有去除金属离子效率高，絮凝效率高，清水状态优异，无污染，回收方便的特点；可用于工业污水、油田污水和生活污水的处理。
技术介绍
随着工业的发展和生活水平的提高，所产生的污水越来越严重的影响到我们生活的环境。尤其是在工业用品和日常清洗用品大幅度的增加的状况下，工业和生活污水对环境和饮用水源的污染也在加剧。同时，由于对石油的需求的增加也造成了对陆地和海洋环境的水处理的负担加剧。目前通常使用的处理方法主要是通过聚丙酰胺类和聚合氯化铝的搭配使用，形成有效的絮凝，去除污水中的悬浮物和杂质。但是这种方法在有效的去除污水中的悬浮物和杂质后，往往带了一些负面的影响，比如加入的聚丙烯酰胺的分子量比较大，形成比较粘稠的絮凝物，这些絮凝物中的含水量比较多，需要后续的设备进行压滤除水处理，增加了工序和成本，还经常由于粘稠度过大对管道和设备造成阻塞；另一方面聚合氯化铝虽然可以帮助絮凝，但是加入聚合氯化铝后，在处理后的水中引入了一定量的氯离子和金属铝离子，不仅造成了二次污染，而且氯离子还会引起设备的腐蚀。根据这些问题，科学工作者进行了各种方式的改进和应用，也形成了不同种类的水处理的方案。比如对于含重金属离子的污水，采用阴阳离子交换树脂进行对重金属离子的吸附，可以有效的降低污水中重金属离子的含量。进一步优化离子交换树脂的空隙率和离子类型，可以达到比较好的重金属离子的去除。但是在生产离子交换树脂的过程中，会使用大量的硫酸或有机胺，生成很多含有废酸废碱的污水，这些污水是非常大的污染源，同时处理这些含有废酸废碱的污水有需要另外的资源的消耗。这种方式无疑造成了比较严重的二次污染，而且生产不经济性，使用过的离子交换树脂还需要酸或碱进行重生，又会生成了废酸和废碱的污水。离子交换树脂都有一定的使用寿命，在使用寿命达到后，通过焚烧处理又会出现含硫和含氮的有害废气产生。虽然离子交换树脂在工业污水和饮用水中的大量的使用，但是这些存在的问题是亟须要解决的。还有一些方案是通过使用离子交换剂与污水中的金属离子进行交换，形成不溶于水的悬浮物，然后进行分离出去金属离子。专利CN102198407B提供了一种阳离子交换剂和去除废水中金属离子的方法，通过使用叶菜的方式来吸附废水中的形成的金属离子絮凝物来达到去除金属离子的方式。但是此种方式需要先将废水加入碱调节成碱性，使金属离子形成不溶絮凝物，然后再进行吸附去除。去除的效率与形成不溶絮凝物是相关的，比较难达到非常高的去除效率。而且还需要聚丙烯酰胺作为凝结剂，这就是造成上述所说的其他问题。专利CN105060561A公开了一种去除废水中重金属离子镍离子的方法，采用还原、中和、絮凝、沉淀、压滤的方法去除。其中在第一步需要使用还原剂将金属三价镍进行还原，然后进行pH值的调节，再经絮凝、沉淀、压滤去除。该方法虽然降低了重金属离子的含量，但是在整个工艺过程中引入了很多其他的污染源，无法达到将污水进行整体的处理的效果。而且处理过程工艺复杂，会造成整个处理过程的经济性不够。而对于含有有机化物尤其是含油污水的处理往往会更加复杂，尤其是在采油和炼化过程中形成的污水，由于开采过程中加入了许多种不同的化学试剂，而且原油中的组成比较复杂，有些含有比较粘稠的胶质和沥青质。随着开采的时间延长，往往需要使用聚合物驱采的方式，而这些驱采试剂大多都是高粘度的水溶性试剂，比如聚丙烯酰胺、瓜尔胶等，还需要加入金属离子的螯合剂进行交联。加之地下水的矿化度不同，这就造成形成的污水体系特别复杂，既含有不同的金属离子，又含有可乳化油的驱采试剂，还存在各种不同的开采过程中的其他试剂。目前对于这种复杂的体系，使用阳离子的聚合物效果尚可，可以有效的对驱采过程形成的乳化油进行破乳絮凝，达到降低水中含油的效果。但是整体的效果还不理想，往往通过多加絮凝剂无法进一步提高去除效果，有时还会出现效果降低。另外对水中的金属离子没有去除作用，而对于炼化和工业体系中使用的原油后期的污水处理同样面临着同样的问题。因此，本领域的技术人员致力于开发一种能有效去除污水中含有的金属离子，又不会造成二次污染的水处理剂。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种环保的水性处理剂，该水性处理剂具有比较好的通用性，可以解决不同种类的污水的处理；并且，其制备过程没有溶剂、废酸废碱等污染性物质生产，使用后反应产物可以降解，是一种对环境友好的高效通用性水处理剂。该水性处理剂还具备可同时降低污水中的金属离子和水中有机物的功效。为实现上述目的，本专利技术提供了一种高分子聚丙烯酸酯分散液，按分散液重量计，包括：2-10wt%的含有脲基基团的乙烯基单体A；10-40wt%的(甲基)丙烯酸基单体B；48-80wt%的非离子化的(甲基)丙烯酸酯单体C；0.1-2.5wt%的多官能化(甲基)丙烯酸酯单体D；0-5wt%的烯基磺酸盐单体E。在本专利技术中，所述含有脲基的乙烯单体A为(甲基)丙烯酸酯脲基单体，(甲基)丙烯酰胺脲基单体，烯基脲基单体和烯丙基脲基单体中的一种或几种。优选地，含有脲基的乙烯单体A的结构式为结构式1或结构式2，具体结构式如下：结构式1结构式2更优选地，使用结构式1的单体用于本专利技术高分子聚丙烯酸酯剂分散液的制备。在本专利技术的具体实施方式中，含有脲基的乙烯单体A可以提供非常好的金属离子的络合作用，能够提高水处理的絮凝作用。并且含有脲基的单体所制备的水分散液具有非常好的稳定性，即使在低于0oC的条件下结冰冻住（冻融稳定性），在温度生高后解冻的情况下还具有比较好的流动性，不影响使用效果。未加入含有脲基的单体的分散液在低温下会出现破乳结块状态，温度升高分散液无法恢复。在本专利技术的较佳实施方式中，含有脲基的乙烯单体A的含量为基于分散液单体总重量的2-10wt%，优选2-8wt%，更优选2-5wt%。当含有脲基的乙烯单体含量在低于2wt%的条件下，无法提供比较好的金属离子络合作用和冻融稳定性；当含量高于10wt%时，会出现水溶性增加，絮凝效果变差。在本专利技术中，(甲基)丙烯酸基单体B中的羧基官能团可以和污水中的金属离子迅速的进行络合，形成细小的微絮凝物，从而吸附污水中的有机物，并逐渐聚集形成大的不溶悬浮颗粒，达到对污水中金属离子和有机物的去除。在本专利技术的另一较佳实施方式中，所述(甲基)丙烯酸基单体B为选自甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、琥珀酸中的一种或几种。基于分散液单体总重量，(甲基)丙烯酸基单体B的用量为10-40wt%，优选15-40wt%，更优选20-40wt%。当(甲基)丙烯酸基单体低于10wt%时，金属离子去除效率降低；高于40wt%时，絮凝效果变差。本专利技术中所述的非离子化的(甲基)丙烯酸酯单体C的作用主要是用于在制备时形成比较稳定的聚合物分散体，起到形成稳定分散体颗粒的作用；该单体在使用过程中也起到帮助金属络合絮凝后降低在水中的溶解度的作用。基于分散液总重量，非离子化的(甲基)丙烯酸酯单体C的用量为48-80wt%。优选地，非离子化的(甲基)丙烯酸酯单体C为选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯中的一种或几种。在本专利技术的另一较佳实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子聚丙烯酸酯分散液，按分散液重量计，包括：2‑10 wt%的含有脲基基团的乙烯基单体A；10‑40 wt%的(甲基)丙烯酸基单体B；48‑80 wt%的非离子化的(甲基)丙烯酸酯单体C；0.1‑2.5 wt%的多官能化(甲基)丙烯酸酯单体D；0‑5 wt%的烯基磺酸盐单体E。

【技术特征摘要】
1.一种高分子聚丙烯酸酯分散液，按分散液重量计，包括：2-10wt%的含有脲基基团的乙烯基单体A；10-40wt%的(甲基)丙烯酸基单体B；48-80wt%的非离子化的(甲基)丙烯酸酯单体C；0.1-2.5wt%的多官能化(甲基)丙烯酸酯单体D；0-5wt%的烯基磺酸盐单体E。2.如权利要求1所述的高分子聚丙烯酸酯分散液，其中，所述含有脲基基团的乙烯基单体A为选自(甲基)丙烯酸酯脲基单体、(甲基)丙烯酰胺脲基单体、烯基脲基单体、和烯丙基脲基单体中的一种或几种，结构式如下：。3.如权利要求1所述的高分子聚丙烯酸酯分散液，其中，所述(甲基)丙烯酸基单体B为选自甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、琥珀酸中的一种或几种。4.如权利要求1所述的高分子聚丙烯酸酯分散液，其中，所述非离子化的(甲基)丙烯酸酯单体C为选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯中的一种或几种。5.如权利要求1所述的高分子聚丙烯酸酯分散液，其中，所述多官能化(甲基)丙烯酸酯单体D为选自甲基丙烯酸烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,4-二甲基丙烯酸丁酯、1,6-二甲基丙烯酸己酯中的一种或几种。6.如权利要求1所述的高分子聚丙烯酸酯分散液，其中，所述烯基磺酸盐单体E为选自烯基磺酸钠、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正威，张廷珂，
申请(专利权)人：上海佰奥聚新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31