一种高分子量阴离子聚合物分散液，其特征是，该阴离子聚合物分散液为特性粘数大于１３．２ｄｌ／ｇ的白色乳状液体，聚合物以一个个独立小粒子形式均匀分散于盐水介质中，粒径低于１００ｎｍ，由如下原料制成，各原料按质量百分比计为： 聚合反应单体 １５％～２０％ 无机盐 １０％～２５％ 稳定剂 ６％～８％； 稳定助剂 低于１％ 双亲表面活性剂 低于１％ 引发剂：１％偶氮二异丁基脒盐酸盐溶液１％～２％ 乙二胺四乙酸二钠盐：０．３％～０．４％ 水 余量； 其中，所述的聚合反应单体组成，按摩尔百分比计为： 水溶性乙烯基阴离子单体 １０％～１００％摩尔 丙烯酰胺单体 ０～９０％摩尔 乙烯基疏水单体 ０～０．３％摩尔； 所述的稳定助剂为乙二醇、丙三醇或聚乙二醇。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及一种以水分散液形式存在的高分子量阴离子型聚合物及其合成和使用方法。此聚合物分散液可作为絮凝剂、污泥脱水剂、驱油剂应用于城市污水、石油、化工、造纸等行业的污水、污泥处理，及油田三次采油用驱油。
技术介绍
：目前高分子絮凝剂或三次采油驱油剂的阴离子高分子聚合物，面临着溶解速度慢，产物耐盐性差两大技术难题。作为絮凝剂和驱油剂的有机聚合物，提高分子量可以提高其使用效果和降低用量，但随着分子量的提高，产物的溶解就随之减慢。以水溶液为介质聚合的阴离子聚合物分子量越大，分子链越长，分子链间的缠绕与作用力越大，导致溶液粘度大，给产品的使用带来许多不便，不仅溶解速度慢，而且溶解不易均匀。为解决高分子量聚合物溶解性的问题，早期研究者采用了油包水的反相乳液合成技术，生成的水溶性聚合物在油的介质中分散为一个个独立的小乳胶粒子，减少了分子间的缠绕，使其在溶于水时能很快分散迅速溶解。但以油为介质的乳液聚合，不仅成本高，而且使用时易造成环境污染。上世纪九十年代早期，US4929655与US5006590介绍了一种阳离子分散聚合物，它以无机盐水为介质，阳离子聚合产物以分散状态存在，产物粘度较低，方便实用。上世纪九十年代后期，US5837776介绍了一种阴离子分散聚合物，在饱和盐溶液中合成的非离子乙烯基单体和阴离子乙烯基单体的共聚物不溶于该盐溶液，以分散状态存在于介质中，合成的聚合物特性粘数最高可达31dl/g，产物pH值为2～4。US6265477也介绍了以盐水为介质合成的阴离子聚合物，只是将产物的pH值提高为7。CYTEC公司在中国申请的专利CN1281472A也介绍了一种阴离子水溶或水溶胀聚合物的合成方法，该专利为提高产物pH值引入了甲基丙烯酸等疏水性较强的单体。这些分散状态的聚合物的优点在于产物表观粘度低，使用时在水中能快速分散均匀，并且因介质为无机盐溶液，和乳液聚合相比成本低，无污染。但这些专利介绍的聚合物都为线性分子，亲水性强，对盐敏感，即在盐的环境中使用粘度容易降低。作为驱油聚合物和絮凝剂除要求聚合物分子量高外，还要求使用表观粘度要高，耐盐。使用表观粘度为产品应用所需要的粘度，它是在应用环境里表现出的一种表观粘度。所以提高聚合物耐盐性成为合成高分子量阴离子聚合物的另一技术难点。-->美国专利US5605970在内烯酸的阴离子聚合物中引入了疏水单体2-乙基丙烯酸己酯，但由于其疏水烷基较短，所以使用表观粘度增加不是很大，另外由于酯基易水解，提高的粘度难以保持。
技术实现思路
：本专利技术目的在于，提供一种高分子量阴离子聚合物分散液及其制备和应用方法。此分散液聚合物耐盐、速溶性好，可作为絮凝剂、污泥脱水剂、驱油剂，应用于城市污水、石油、化工、造纸等行业的污水、污泥处理，及油田三次采油用驱油。本专利技术的一种高分子量阴离子聚合物分散液，其特征是，该阴离子聚合物分散液为特性粘数大于13.2dl/g的白色乳状液体，聚合物以一个个独立小粒子形式均匀分散于盐水介质中，粒径低于100nm，由下述原料制成，各原料按质量百分比计为：聚合反应单体 15％～20％无机盐 10％～25％稳定剂 6％～8％稳定助剂 低于1％双亲表面活性剂 低于1％引发剂：1％偶氮二异丁基脒盐酸盐溶液1％～2％乙二胺四乙酸二钠盐：0.3％～0.4％水 余量；其中，所述的聚合反应单体组成，按摩尔百分比计为：水溶性乙烯基阴离子单体 10％～100％摩尔丙烯酰胺单体 0～90％摩尔乙烯基疏水单体 0～0.3％摩尔；所述的稳定助剂为乙二醇、丙三醇或聚乙二醇。本专利技术以盐水溶液为介质合成高分子量的阴离子聚合物，产物状态为稳定的分散液，溶解时在水中能快速均匀分散；并且引入含八个以上碳烷基长链的疏水单体，采取非离子型单体、阴离子单体和疏水单体三元共聚，以提高聚合物使用表观粘度及耐盐性。本专利技术聚合反应单体组成为：1.非离子型单体使用丙烯酰胺单体，用量在聚合反应单体总摩尔量的90％～0％摩尔之间选择；2.水溶性乙烯基阴离子单体使用丙烯酸或甲基丙烯酸单体，用量在聚合反应单体总-->摩尔量的10％～100％摩尔之间选择；3.乙烯基疏水单体是含烷基长链的乙烯基单体，选用N-异辛基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸、2-丙烯酰胺基十六烷基磺酸中任一种。非离子型疏水单体水溶性差，溶于聚合体系时要加表面活性剂，比如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、SP-10等，本专利技术表面活性剂选用十二烷基疏酸钠。而使用离子型疏水单体无需加表面活性剂。疏水单体中烷基碳链越长，其疏水效果越好，聚合物使用表观粘度的提高越明显，但含量高会使聚合物水溶性变差，要控制合适的用量，用量控制在聚合反应单体总摩尔量的0～0.3％摩尔之间为宜。聚合介质使用的无机盐溶液对聚合物是不良溶剂，本专利技术选用硫酸铵、硫酸钠、氯化钠中一种或两种的水溶液，盐的浓度影响聚合粒子颗粒及产物的稳定性，其最低浓度以聚合物不溶为限，浓度太高聚合物颗粒大，稳定性差。本专利技术的高分子量阴离子聚合物分散液中无机盐的质量浓度为10％～25％。为使聚合物在盐溶液中以稳定的分散状态存在，需要一种低特性粘数的阴离子聚合物作为稳定剂。本专利技术选用丙烯酸均聚物，或2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸均聚物，或丙烯酸与2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸共聚物作为稳定剂，其特性粘数控制在3～5dl/g之间。稳定剂用量越大产物稳定性越好，但稳定剂用量大，会使产物粘度增大，不利于产物后期反应与使用方便，用量控制在产物总质量的6％～8％为宜。另外聚合过程需要加稳定助剂，如乙二醇、丙三醇、聚乙二醇等多元醇，起到降粘剂和连转移剂的作用，对聚合的顺利进行和稳定性都有好处，其存在不降低产物的使用功能，加量少于产物总质量的1％。本专利技术中稳定助剂优选丙三醇。本专利技术聚合反应为自由基聚合，使用在40℃可产生自由基的水溶性自由基引发剂，选择偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA)为最佳。引发剂用1％偶氮二异丁基脒盐酸盐溶液，用量为产物总质量的1％～2％。为提高引发剂的引发效率，还要加入乙二胺四乙酸二钠盐，加量为总质量的0.3％～0.4％。因为溶液中氧的存在，不利于反应进行，反应前要除氧，反应过程在氮气保护下进行。本专利技术的高分子量阴离子聚合物分散液的制备方法：按上述物质比例，将丙烯酰胺单体、水溶性乙烯基阴离子单体、以及乙烯基疏水单体，与无机盐水溶液混合溶解均匀后，加入引发剂进行自由基聚合，在稳定剂和稳定助剂的作用下生成稳定的不溶于无机盐水溶-->液的高分子量阴离子聚合物分散液，反应过程在氮气保护下进行，反应温度为40℃。本专利技术目标产物为一种低粘度的高分子量阴离子聚合物分散液产品，聚合物以一个个独立小粒子形式均匀分散于盐水介质中，粒径低于100nm。该产物可直接使用，也可以水稀释后使用。稀释时聚合物能很快在水中均匀分散开来，这时有部分聚合物分子链在水中伸展，使溶液有一定的粘度，但还有大部分聚合物仍处于卷曲的粒子状态，故水溶液的粘度依然很小。使用时，根据使用现场所需要的分散液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高分子量阴离子聚合物分散液，其特征是，该阴离子聚合物分散液为特性粘数大于１３．２ｄｌ／ｇ的白色乳状液体，聚合物以一个个独立小粒子形式均匀分散于盐水介质中，粒径低于１００ｎｍ，由如下原料制成，各原料按质量百分比计为：聚合反应单体１５％～２０％无机盐１０％～２５％稳定剂６％～８％；稳定助剂低于１％双亲表面活性剂低于１％引发剂：１％偶氮二异丁基脒盐酸盐溶液１％～２％乙二胺四乙酸二钠盐：０．３％～０．４％水余量；其中，所述的聚合反应单体组成，按摩尔百分比计为：水溶性乙烯基阴离子单体１０％～１００％摩尔丙烯酰胺单体０～９０％摩尔乙烯基疏水单体０～０．３％摩尔；所述的稳定助剂为乙二醇、丙三醇或聚乙二醇。
【技术特征摘要】
1、一种高分子量阴离子聚合物分散液，其特征是，该阴离子聚合物分散液为特性粘数大于13.2dl/g的白色乳状液体，聚合物以一个个独立小粒子形式均匀分散于盐水介质中，粒径低于100nm，由如下原料制成，各原料按质量百分比计为：聚合反应单体 15％～20％无机盐 10％～25％稳定剂 6％～8％；稳定助剂 低于1％双亲表面活性剂 低于1％引发剂：1％偶氮二异丁基脒盐酸盐溶液1％～2％乙二胺四乙酸二钠盐：0.3％～0.4％水 余量；其中，所述的聚合反应单体组成，按摩尔百分比计为：水溶性乙烯基阴离子单体 10％～100％摩尔丙烯酰胺单体 0～90％摩尔乙烯基疏水单体 0～0.3％摩尔；所述的稳定助剂为乙二醇、丙三醇或聚乙二醇。2、根据权利要求1所述的高分子量阴离子聚合物分散液，其特征是，所述的乙烯基水溶性阴离子单体选用：丙烯酸或/和甲基丙烯酸。3、根据权利要求1所述的高分子量阴离子聚合物分散液，其特征是，所述的乙烯基疏水单体选用：N-异辛基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸或2-丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏峥嵘，李绵贵，张江陵，杨灿，蒋拥华，
申请(专利权)人：湖北省化学研究院，
类型：发明
国别省市：83
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