一种制备水包水型非离子聚丙烯酰胺的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备水包水型非离子聚丙烯酰胺的方法，包括如下步骤：(1)用水将丙烯酰胺，低分子聚丙烯酰胺，正丁醇，硫酸铵，微胶粒分散剂配制成溶液；(2)在无氧气存在的条件下，在步骤(1)所配制的溶液中加入链转移剂、水溶性偶氮类引发剂、氧化还原引发剂，使丙烯酰胺发生聚合反应；(3)向步骤(2)所得的反应物中加入元明粉，通过搅拌使反应体系由冻胶状转化为液态，然后过滤并除去固体杂质，得到水包水型非离子聚丙烯酰胺。本发明专利技术方法制备的产品具有有效成分含量高、价格低廉、溶解速度快、不溶物低、分散效果好、耐储存等优点，填补了水包水型非离子聚丙烯酰胺产品的空白。

Method for preparing water in water non ionic polyacrylamide

The invention relates to a method for preparing waterlnwater nonionic polyacrylamide, which comprises the following steps: (1) water will be low molecular acrylamide, polyacrylamide, n-butanol, ammonium sulfate, micro latex dispersant was prepared; (2) in the absence of oxygen under the conditions of existence, in step (1) is added to the solution prepared the chain transfer agent, water soluble azo initiator, redox initiator, acrylamide polymerization; (3) to step (2) adding sodium sulfate in the reactant, through mixing the reaction system transformed by jelly liquid, then filtering and removing solid impurities from non water in water ion polyacrylamide. The product prepared by the invention has the advantages of high content of effective component, low price, high dissolution rate and insoluble low, good dispersing effect, resistant storage, fill the blank of waterlnwater nonionic polyacrylamide products.

【技术实现步骤摘要】
一种制备水包水型非离子聚丙烯酰胺的方法
本专利技术属于化学合成
，尤其涉及一种水包水型非离子聚丙烯酰的制备方法。
技术介绍
聚丙烯酰胺号称百业助剂，在各个行业运用越来越广泛。一般根据状态将聚丙烯酰胺分为干粉型、油包水乳液型、水包水乳液型、水溶液型4大类。另外，根据离子特性，还可将聚丙烯酰胺可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型4种。其中非离子型在金矿、镍矿、洗砂处理中发挥着重要的作用；干粉型非离子溶解的速度很慢，一般溶解时间大于2小时；油包水型非离子成本较高，水溶液型易降解不耐储存，使得其在某些领域的应用受到限制；水包水型产品具有分散好、溶解快速、成本低廉的特点，越来越得到广泛的使用。其中，阳离子型水包水乳液技术比较成熟，但是阳离子类聚合物的价格较高，导致乳液的成本高；中国专利CN105418839A公开了一种阴离子水包水型聚丙烯酰胺的制备方法，但是该方法中采用丙烯酸与氢氧化钠调节pH，且pH较高，不适应于水包水型非离子聚丙烯酰胺的制备。此外，现有技术中曾有提议以丙烯酰胺为单体，以硫酸铵水溶液为分散介质，以偶氮二异丁基脒盐酸盐为引发剂，以聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为分散剂，采用分散聚合法制备了非离子型聚丙烯酰胺“水包水”乳液，但该方法制备的聚丙烯酰胺的黏均相对分子量偏低，该方法采用硫酸铵水溶液为分散介质，分散效果不理想，体系易于形成凝胶状，此外，该方法采用聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为分散剂，反应成本高(参见：刘小培,王俊伟,李中贤,等.分散聚合法制备非离子型聚丙烯酰胺“水包水”乳液[J].化学研究,2013(6):619-621.)。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是获得有效成分含量高、价格低廉、溶解速度快、不溶物低、分散效果好、耐储存的水包水型非离子聚丙烯酰胺乳液产品，以解决现有技术中存在的如上所述的一个或者多个问题。本专利技术提供了一种制备水包水型非离子聚丙烯酰胺的方法，所述方法包括如下步骤：(1)溶液配制步骤：用水将丙烯酰胺，低分子聚丙烯酰胺，正丁醇，硫酸铵，微胶粒分散剂配制成溶液；(2)聚合反应步骤：在无氧气存在的条件下，在步骤(1)所配制的溶液中加入链转移剂、水溶性偶氮类引发剂、氧化还原引发剂，使丙烯酰胺发生聚合反应；和(3)后处理步骤：向步骤(2)所得的反应物中加入元明粉，通过搅拌使反应体系由冻胶状转化为液态，然后过滤并除去固体杂质，得到水包水型非离子聚丙烯酰胺。优选地，各材料的用量为：丙烯酰胺350-400重量份，低分子聚丙烯酰胺3-10重量份，正丁醇5-10重量份，硫酸铵20-40重量份，微胶粒分散剂2-6重量份，水500-600重量份，链转移剂0.03-0.06重量份，水溶性偶氮类引发剂0.1-0.5重量份，氧化还原引发剂0.08-0.18重量份，元明粉5-10重量份。优选地，所述方法还包括在步骤(2)的聚合反应过程中控制反应温度在50-55℃之间。特别地，所述方法还包括在步骤(1)之前进行的低分子聚丙烯酰胺的制备步骤，该制备步骤包括如下子步骤：(a)配制浓度为15wt％的丙烯酰胺溶液100-200重量份；(b)在步骤(a)中加入过硫酸铵0.1-0.3重量份，异丙醇3-6重量份，待过硫酸铵与异丙醇完全溶解后，升温至55-60℃，并搅拌4-5小时后降至常温后出料，制得低分子聚丙烯酰胺；所制得的低分子聚丙烯酰胺的黏均相对分子量为100-200kg/mol。优选地，将步骤(1)中溶液的pH值调节为3.5-4；和/或将步骤(1)中溶液的温度调节为15-18℃。优选地，所述的微胶粒分散剂为5-8重量份的数均分子量为6kg/mol的聚乙二醇、3-5重量份的黄原胶与15-20重量份的水的混合物。优选地，所述的链转移剂为质量比为2：(0.8-1)：(7-10)的苯磺酸钠、正丁醇与水的混合物。优选地，所述的氧化还原引发剂中氧化剂为过硫酸铵，还原剂为亚硫酸氢钠；和/或所述的水溶性偶氮类引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：1、本专利技术方法制备的产品具有价格低廉、溶解性好，分散效果好，耐储存、溶解速度快等特点，在6min内即可溶解完全，明显缩短溶解时间和降低溶解产品引起的能耗，提高了生产效率，减少了浪费。2、本专利技术方法将产品的有效成分含量提高至35-40％，极大地降低了运输成本。3、本专利技术方法中涉及的低分子聚丙烯酰胺在形成水包水型乳液的过程中起到了稳定剂的作用，同时低分子聚丙烯酰胺在水包水型乳液反应过程中有一定的分散效果，低分子聚丙烯酰胺能与微胶粒分散剂起到协同作用。4、本专利技术方法中采用的微胶粒分散剂分散效果好，可以克服聚合反应难控制，易发生暴聚，产品易分层，不易流动，易于形成凝胶等方面的不足。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。具体地，本专利技术提供了一种制备水包水型非离子聚丙烯酰胺的方法，所述方法包括如下步骤：(1)溶液配制步骤：用500-600重量份(例如500、510、520、530、540、550、560、570、580、590或600重量份)水将350-400重量份(例如350、360、370、380、390或400重量份)丙烯酰胺，3-10重量份(例如3、4、5、6、7、8、9或10重量份)低分子聚丙烯酰胺，5-10重量份(例如5、6、7、8、9或10重量份)正丁醇，20-40重量份(例如20、25、30、35或40重量份)硫酸铵，2-6重量份(例如2、3、4、5或6重量份)微胶粒分散剂配制成溶液，并调节好所配制溶液的温度及pH值；所述水优选为去离子水，所述溶液的温度优选为15-18℃(例如15℃、16℃、17℃或18℃)，所述溶液的pH值优选为3.5-4(例如3.5、3.6、3.7、3.8、3.9或4)，所述溶液的pH值用弱酸来调节，优选用乙酸、草酸或磷酸来调节。(2)聚合反应步骤：在无氧气存在的条件下，在步骤(1)所配制的溶液中加入0.03-0.06重量份(例如0.03、0.04、0.05或0.06重量份)链转移剂，0.1-0.5重量份(例如0.1、0.2、0.3、0.4或0.5重量份)水溶性偶氮类引发剂，0.08-0.18重量份(例如0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17或0.18重量份)氧化还原引发剂引发丙烯酰胺聚合反应；在聚合过程中，反应温度会上升，根据一个优选的实施方式，在聚合过程中通过降温及不断搅拌的方法控制反应温度在50-55℃之间。具体地，当反应温度上升至55℃时，开启降温，并通过不断搅拌散热，控制温度波动范围为50-55℃，降温关闭后温度不再上升视为反应结束。所述的无氧气存在的条件，可以通过向反应装置(例如反应釜)中通入稀有气体(例如氮气、氦气或氩气)达到除氧的目的，具体地，可以向反应釜中通入氮气40min除尽氧气。(3)后处理步骤：反应温度不再上升后得到胶状聚合物，在步骤(2)中加入5-10重量份(例如5、6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备水包水型非离子聚丙烯酰胺的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)溶液配制步骤：用水将丙烯酰胺，低分子聚丙烯酰胺，正丁醇，硫酸铵，微胶粒分散剂配制成溶液；(2)聚合反应步骤：在无氧气存在的条件下，在步骤(1)所配制的溶液中加入链转移剂、水溶性偶氮类引发剂、氧化还原引发剂，使丙烯酰胺发生聚合反应；和(3)后处理步骤：向步骤(2)所得的反应物中加入元明粉，通过搅拌使反应体系由冻胶状转化为液态，然后过滤并除去固体杂质，得到水包水型非离子聚丙烯酰胺。

【技术特征摘要】
1.一种制备水包水型非离子聚丙烯酰胺的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)溶液配制步骤：用水将丙烯酰胺，低分子聚丙烯酰胺，正丁醇，硫酸铵，微胶粒分散剂配制成溶液；(2)聚合反应步骤：在无氧气存在的条件下，在步骤(1)所配制的溶液中加入链转移剂、水溶性偶氮类引发剂、氧化还原引发剂，使丙烯酰胺发生聚合反应；和(3)后处理步骤：向步骤(2)所得的反应物中加入元明粉，通过搅拌使反应体系由冻胶状转化为液态，然后过滤并除去固体杂质，得到水包水型非离子聚丙烯酰胺。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各材料的用量如下：丙烯酰胺350-400重量份，低分子聚丙烯酰胺3-10重量份，正丁醇5-10重量份，硫酸铵20-40重量份，微胶粒分散剂2-6重量份，水500-600重量份，链转移剂0.03-0.06重量份，水溶性偶氮类引发剂0.1-0.5重量份，氧化还原引发剂0.08-0.18重量份，元明粉5-10重量份。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(2)的聚合反应过程中控制反应温度在50-55℃之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(1)之前进行的低分子聚丙烯酰胺的...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣敏杰，许永升，于庆华，荣帅帅，
申请(专利权)人：山东诺尔生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37