一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法技术

本发明专利技术提供一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法，包括如下步骤：(1)合成阳离子型水溶性丙烯酸树脂：配制包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯及引发剂的混合溶液备用，将溶剂装入四颈瓶中，升温，再向溶剂中先加入10‑30％的混合溶液，再滴加剩余的混合溶液，再添加引发剂及溶剂，最后滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，制备得到阳离子型水溶性丙烯酸树脂；(2)合成阳离子型水溶性高分子聚合物：将阳离子型水溶性丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺按体积比为80‑100：10‑30混合，制备得到阳离子型水溶性高分子聚合物。本发明专利技术制备的阳离子型水溶性高分子聚合物具有较好的絮凝效果。

Preparation of a cationic water-soluble polymer

The present invention provides a method for preparing cationic water-soluble polymer, which comprises the following steps: (1) the synthesis of cationic water-soluble acrylic resin preparation including acrylic acid, butyl acrylate and methyl methacrylate beta hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate and initiator solution mixed solvent into standby, will four the bottle neck, heating, mixed solution to the solvent to join the 10 30%, adding the remaining mixed solution, adding initiator and solvent, finally adding methacrylatoethyl three methyl ammonium chloride was prepared by cationic water-soluble acrylic resin; (2) the synthesis of cationic water soluble polymer: cationic water-soluble acrylic resin and Hexamethoxymethyl melamine according to the volume ratio of 80 100:10 30 mixed prepared cationic water-soluble polymer Polymer. The cationic water-soluble polymer prepared by the invention has good flocculation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法
本专利技术属于环境治理的污水处理
，具体涉及一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法。
技术介绍
随着人们环保意识的增强和法律的不断健全，阳离子型水溶性聚合物已成为水处理药剂发展的主要方向。其中阳离子型丙烯酸酯树脂因其分子量大、正电荷、吸附性、脱色性、无污染性等优点被广泛用于絮凝剂、脱色剂、化工、环保等领域。一般市售的丙烯酸聚合物的溶剂为甲苯、二甲苯等，由于这些溶剂含有毒性，待脱除溶剂时会对环境造成一定污染。同时随着人们对丙烯酸酯树脂不断深入的研究和探索，以及在应用领域的不断推广，水溶性丙烯酸酯树脂共聚物正逐步取代溶剂型同类树脂成为国内外研究的热门课题。在分子链中引入-OH、-COOH及-CONH-等官能团后，可实现吸附性、聚结性、架桥能力、溶解性、脱色性等性能更佳。CN104817251A公开了一种复合高分子污泥脱水剂及其制备方法，是一种结合无机-有机高分子絮凝脱水剂，在其公开的方案中可以包含有丙烯酸作为阴离子单体、甲基丙烯酸甲酯作为非离子单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵作为阳离子单体、和无机盐进行混合得到复合高分子污泥脱水剂，无机盐包括三氯化铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铝铁、三氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铝和聚合氯化铝中的一种或两种以上。该复合高分子污泥脱水剂采用无机、有机脱水剂配合能有效节约成本，但无机盐絮凝脱水剂的相对分子质量和粒度以及絮凝架桥能力仍比有机高分子絮凝剂差很多，且存在对进一步水解反应的不稳定性问题。目前的阳离子型水溶性丙烯酸树脂存在难以实现低成本和高架桥能力、高絮凝性的结合。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法。本专利技术的一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法，包括如下步骤：(1)合成阳离子型水溶性丙烯酸树脂：配制包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯及引发剂的混合溶液备用，将溶剂装入四颈瓶中，升温80-100℃，再向溶剂中先加入10-30％的混合溶液，保温10-50min后，再滴加剩余的混合溶液，保温1-3小时之后，再添加引发剂及溶剂，再保温反应1-3小时，最后滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，并保温反应1-3小时，制备得到阳离子型水溶性丙烯酸树脂；(2)合成阳离子型水溶性高分子聚合物：将阳离子型水溶性丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺按体积比为80-100：10-30混合，制备得到阳离子型水溶性高分子聚合物。优选地，还包括六甲氧甲基三聚氰胺的制备步骤：将甲醛溶液加入到烧瓶中，调节pH值至7.5-9，再加入三聚氰胺，再次调节pH值至7.5-9，升温至70-80℃，保温反应，得到六羟甲基三聚氰胺，然后向烧瓶中加入甲醇，调节pH值至2-3之间，加入得到的六羟甲基三聚氰胺，升温，继续调节pH值保持2-3，最后在45-55℃下保温反应1小时结束，制备得到六甲氧甲基三聚氰胺。优选地，所述调节pH值选用的溶液为质量百分数10％的氢氧化钠溶液或质量百分数10％的HCl溶液。优选地，所述甲醛和三聚氰胺的摩尔比为：10：1。优选地，所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的用量占丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的10-20％。优选地，所述丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯的重量比为：1-10：5-20：1-10：1-10。优选地，所述步骤(1)中滴加剩余的混合溶液的时间为2.5-4小时。优选地，所述步骤(2)中，将阳离子型水溶性丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺混合之后，还包括加入助剂和用蒸馏水稀释的步骤；所述助剂包括氨水和醇胺类中的一种或两种。优选地，所述阳离子型水溶性丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺的体积比为100：10-30。优选地，所述引发剂用量占丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的1％-1.5％。本专利技术的阳离子型水溶性高分子聚合物具有较快和较好的絮凝效果。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。本实施例提供一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法，包括如下步骤：(1)合成阳离子型水溶性丙烯酸树脂：配制包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯及引发剂的混合溶液备用，将溶剂装入四颈瓶中，升温80-100℃，再向溶剂中先加入10-30％的混合溶液，保温10-50min后，再滴加剩余的混合溶液，保温1-3小时之后，再添加引发剂及溶剂，再保温反应1-3小时，最后滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，并保温反应1-3小时，制备得到阳离子型水溶性丙烯酸树脂；阳离子型水溶性丙烯酸树脂合成路线如式1：式1(2)合成阳离子型水溶性高分子聚合物：将阳离子型水溶性丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺按体积比为80-100：10-30混合，制备得到阳离子型水溶性高分子聚合物。在优选实施例中，步骤(1)中所述的升温为升温至90℃，反应温度为90℃，有利于增大反应速率从而得打高转化率的树脂，若反应温度低于90℃，反应缓慢，制备的树脂分子量高，黏度较大；弱反应温度高于90℃，黏度较小，聚合度降低。在优选实施例中，还包括六甲氧甲基三聚氰胺的制备步骤：将甲醛溶液加入到烧瓶中，调节pH值至7.5-9，(反应前期羟甲基化反应过程中存在着缩聚反应中存在缩聚反应，当pH值小于7.5时，生成的羟甲基之间易发生缩聚，因此只能得到其共聚物；当pH值大于9时，不易发生缩聚，但催化剂浓度高，反应速度过快，反应难以完全进行，且生成的六甲氧甲基三聚氰胺容易结块，故前期反应的pH值应控制在7.5-9)，在进一步优选实施例中，pH值应该控制在8-9，再加入三聚氰胺，再次调节pH值至7.5-9，升温至70-80℃，保温反应，得到六羟甲基三聚氰胺，然后向烧瓶中加入甲醇，调节pH值至2-3之间，(反应后期醚化反应过程中一般控制pH值在2-3之间，醚化速度适中。当pH值在1-2之间时，催化剂浓度较高，反应过于激烈，醚化速度太快；当pH值在4-5之间时，醚化速度过慢)加入得到的六羟甲基三聚氰胺，升温，继续调节pH值保持2-3，最后在45-55℃下保温反应1小时结束，制备得到六甲氧甲基三聚氰胺。在进一步优选实施例中，所述调节pH值选用的溶液为质量百分数10％的氢氧化钠溶液或质量百分数10％的HCl溶液。在进一步优选实施例中，所述甲醛和三聚氰胺的摩尔比为：10：1，较低的甲醛含量能够较好的保证六甲氧甲基三聚氰胺的合成。六甲氧甲基三聚氰胺的结构式如式2：式2阳离子型水溶性高分子聚合物合成路线如式3和4：甲氧基与羟基反应：式3甲氧基与羧基反应：式4在优选实施例中，所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的用量占丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的10-20％。在优选实施例中，所述丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯的重量比为：1-10：5-20：1-10：1-10。在优选实施例中，所述步骤(1)中滴加剩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)合成阳离子型水溶性丙烯酸树脂：配制包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯及引发剂的混合溶液备用，将溶剂装入四颈瓶中，升温80‑100℃，再向溶剂中先加入10‑30％的混合溶液，保温10‑50min后，再滴加剩余的混合溶液，保温1‑3小时之后，再添加引发剂及溶剂，再保温反应1‑3小时，最后滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，并保温反应1‑3小时，制备得到阳离子型水溶性丙烯酸树脂；(2)合成阳离子型水溶性高分子聚合物：将阳离子型水溶性丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺按体积比为80‑100：10‑30混合，制备得到阳离子型水溶性高分子聚合物。

【技术特征摘要】
1.一种阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)合成阳离子型水溶性丙烯酸树脂：配制包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯及引发剂的混合溶液备用，将溶剂装入四颈瓶中，升温80-100℃，再向溶剂中先加入10-30％的混合溶液，保温10-50min后，再滴加剩余的混合溶液，保温1-3小时之后，再添加引发剂及溶剂，再保温反应1-3小时，最后滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，并保温反应1-3小时，制备得到阳离子型水溶性丙烯酸树脂；(2)合成阳离子型水溶性高分子聚合物：将阳离子型水溶性丙烯酸树脂和六甲氧甲基三聚氰胺按体积比为80-100：10-30混合，制备得到阳离子型水溶性高分子聚合物。2.如权利要求1所述的阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法，其特征在于，还包括六甲氧甲基三聚氰胺的制备步骤：将甲醛溶液加入到烧瓶中，调节pH值至7.5-9，再加入三聚氰胺，再次调节pH值至7.5-9，升温至70-80℃，保温反应，得到六羟甲基三聚氰胺，然后向烧瓶中加入甲醇，调节pH值至2-3之间，加入得到的六羟甲基三聚氰胺，升温，继续调节pH值保持2-3，最后在45-55℃下保温反应1小时结束，制备得到六甲氧甲基三聚氰胺。3.如权利要求2所述的阳离子型水溶性高分子聚合物的制备方法，其特征在于，所述调节pH值选用的溶液为质量百分数10％的氢氧化钠溶液或质量百分数10％的HCl溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈萌萌，宋澄章，邹志华，
申请(专利权)人：广州振清环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44