一种水分散型聚丙烯酰胺乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水分散型聚丙烯酰胺乳液及其制备方法，属于石油开采技术领域，其组分为：去离子水300‑500份、分散剂5‑20份、无机盐80‑120份、阴离子单体50‑100份、丙烯酰胺50‑150份、扩链剂0.01‑0.2份、络合剂0.01‑0.05份、氧化剂0.01‑0.05份、还原剂0.01‑0.05份、偶氮引发剂0.01‑0.05份。本发明专利技术还公开了上述水分散型聚丙烯酰胺乳液的制备方法。本发明专利技术的水分散型聚丙烯酰胺乳液只含有无机盐和高分子，界面张力可达10

Water dispersible polyacrylamide emulsion and preparation method thereof

The invention discloses a water dispersive polyacrylamide emulsion and a preparation method thereof, belonging to the petroleum exploitation technology field. Its components are: Deionized water 300, 500 parts, dispersing agent 5, 20 parts, inorganic salt 80 120 120, anionic monomer 50 50 100, acrylamide 50 50 150, chain extender 0.01, 0.01 ingredient, complexing agent 0.01, oxidizer, pH. Amounts of azo initiator and azo initiator were 0.01 to 0.05. The invention also discloses a preparation method of the water dispersible polyacrylamide emulsion. The water dispersive polyacrylamide emulsion of the invention contains only inorganic salts and polymers, and the interfacial tension can reach 10.

【技术实现步骤摘要】
一种水分散型聚丙烯酰胺乳液及其制备方法
本专利技术属于石油开采
，具体涉及一种水分散型聚丙烯酰胺乳液及其制备方法。
技术介绍
分散聚合法是目前制备微米级聚合物微球水乳液最常用的方法，该方法具有操作简单，固体含量高、微球粒径分布均匀等特点，但其缺点是在微球制备过程中需要使用稳定分散剂，这些稳定分散剂一般是通过化学键锚固在微球表面，难以移除，导致所得到的微球表面覆盖了一层稳定分散剂，当需要利用微球本体的功能基团时，这层稳定分散剂将起到阻隔作用，影响功能基团的使用效果，目前，解决该问题的办法之一是尽可能降低稳定分散剂的用量，减少其对微球的覆盖，但是这样将会影响微球的成核和增长过程，当稳定剂用量过低时，一般情况下难以得到单分散微球；另一个方法是采用电荷稳定的机制，加入带电单体代替大分子稳定分散剂，这样得到的微球表面除了含有少量的带电基团，不含其它稳定分散剂，但是这种使用少量电荷对微球进行稳定的方法在制备一些功能共聚微球时受到限制，因为功能共聚单体的加入干扰成核过程，并有可能影响电荷稳定效果，因此，需要对上述问题做进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是克服现有技术中微球表面覆盖稳定分散剂，使微球本体功能基团的应用受到一定程度的限制的问题，合成了一种阴离子与非离子表面活性剂共聚的小分子共聚物作为稳定分散剂，进行聚合反应合成一种水分散型聚丙烯酰胺乳液。本专利技术的第二目的是提供上述水分散型聚丙烯酰胺乳液的制备方法。本专利技术通过以下技术方案来实现：一、一种水分散型聚丙烯酰胺乳液，其组分及其重量份数为：具体的，所述水分散型聚丙烯酰胺乳液，其组分及其重量份数为：具体的，所述的分散剂的化学结构式见下式所示：式(1)中n为6-10，m为4-6，平均分子量为20×104-80×104。具体的，所述的分散剂的组分及其重量份数为：甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸酯(MAESS)10-20份，非离子表活剂(环氧乙烷)n-(环氧丙烷)m((PO)m-(EO)n)(n为6-10，m为4-6)5-10份，去离子水30-100份，巯基乙铵盐酸盐0.01-1份，偶氮二异丁腈0.01-0.1份。进一步的，所述的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、衣康酸酐、马来酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸、乙烯基磺酸及上述酸或酸酐的水溶性碱金属盐中的任意一种。进一步的，所述无机盐为硫酸铵和硫酸钠中的一种。进一步的，所述扩链剂为N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基乙二胺、三乙烯四胺、1,3-二甲胺基丙腈中的任意一种。进一步的，所述络合剂为EDTA。进一步的，所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、双氧水和2-过氧化丁酮中的任意一种。进一步的，所述还原剂为亚硫酸铵、亚硫酸钾、亚硫酸钠、亚硫酸氢铵、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾和甲醛合次硫酸氢钠中的任意一种。进一步的，所述偶氮系引发剂为2,2’-偶氮(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮(2-咪唑啉丙烷)二盐酸盐和4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)中的任意一种。二、一种根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液的制备方法，包括以下步骤：(1)分散剂的制备：将甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸酯(MAESS)和非离子表活剂(环氧乙烷)n-(环氧丙烷)m((PO)m-(EO)n)(n为6-10，m为4-6)加入四口烧瓶中，加入去离子水溶解；向四口烧瓶中通入氮气除氧15-30分钟；向四口烧瓶中加入巯基乙铵盐酸盐和偶氮二异丁腈；在50-70℃下搅拌反应6-8小时；加入质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至7-8，得到透明液体。(2)聚合反应将丙烯酰胺、阴离子单体、步骤(1)所述的分散剂、无机盐加入到四口烧瓶中，加入扩链剂和络合剂，加入去离子水，搅拌溶解，用质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液调节pH为6-8，通氮气除氧20-60min后，升温至40-50℃加入氧化剂和还原剂组成的氧化-还原引发剂，调节搅拌速度，当体系变为乳白色后，再加入偶氮引发剂，升温至55-65℃继续反应8-12h后，再加无机盐，冷却后即得到分散性良好的稳定的水分散型聚丙烯酰胺乳液，所得水分散型聚丙烯酰胺乳液溶解速度小于5min，分子量在700万以上，其产品体系粘度小于90mPa·s。本专利技术的有益效果为：(1)采用分散聚合法制备水分散型聚丙烯酰胺乳液的方法，能够使得聚合物微粒溶解于水溶剂中进而形成均相体系，有效避免有机溶剂的二次污染。(2)本工艺配方中加入5-10份分散聚合稳定剂，同时控制其分子量在20×104-80×104，既能避免水分散体系不稳定，也不会造成粘度的增大，同时稳定剂自身的分子量会对聚合物的空间稳定性以及静电稳定性产生一定的影响，不会造成聚合物大分子的凝聚效应，利于制得终产物水分散型聚丙烯酰胺乳液。(3)本专利技术制备的水分散型聚丙烯酰胺乳液产品内包含物均为无机盐和高分子，可代替传统使用的易挥发的小分子有机物，聚合转换率高，符合绿色和分子经济合成的要求，同时对环境和作业人员非常友好；本专利技术所制得的水分散型聚丙烯酰胺乳液，除了具有传统水溶液产品溶解速度快、流动性好等特点外，更优异之处在于它具有良好的稳定性，能长期存放而不发生分层、凝聚现象且具有超低界面张力。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明，以下所述，仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
加以变更或改型为同等变化的等效实施例，凡是未脱离本专利技术方案内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本专利技术的保护范围内。实施例1一种水分散型聚丙烯酰胺乳液及其制备方法：(1)分散剂的制备：将10重量份的甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸酯(MAESS)和5重量份的非离子表活剂(环氧乙烷)n-(环氧丙烷)m((PO)m-(EO)n)加入四口烧瓶中，其中m＝4，n＝6，加入50重量份的去离子水溶解；向四口烧瓶中通入氮气除氧30分钟；向四口烧瓶中加入0.01重量份的巯基乙铵盐酸盐和0.01重量份的偶氮二异丁腈；在60℃下搅拌反应6小时；加入质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至7.0，得到分散剂MP-1，分子量测试结果见表1；(2)水分散型聚丙烯酰胺乳液的制备将50重量份丙烯酰胺、50重量份的丙烯酸、5份的上述分散剂MP-1、80份的硫酸铵加入到四口烧瓶中，加入0.01重量份的N,N-二甲基乙醇胺和0.01重量份的EDTA，加入300重量份去离子水，搅拌溶解，用质量百分比浓度为30％的NaOH溶液调节pH为7，通氮气除氧30min后，升温至40℃加入0.01重量份的过硫酸铵和0.01重量份的亚硫酸氢铵，300rpm下搅拌聚合物，当体系变为乳白色后，再加入0.01重量份的2,2’-偶氮(2-脒基丙烷)二盐酸盐，升温至55℃继续反应10h后，再加入2重量份的硫酸铵，冷却后即得到分散性良好的稳定的水分散型聚丙烯酰胺乳液。实施例2一种水分散型聚丙烯酰胺乳液及其制备方法：(1)分散剂的制备：将20重量份的甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸酯(MAESS)和6重量份的非离子可聚合表活剂(环氧乙烷)n-(环氧丙烷)m((PO)m-(EO)n)加入四口烧瓶中，其中m＝6，n＝10，加入30重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水分散型聚丙烯酰胺乳液，其组分及其重量份数为：

【技术特征摘要】
1.一种水分散型聚丙烯酰胺乳液，其组分及其重量份数为：2.根据权利要求1所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，其组分及其重量份数为：3.根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述的分散剂的化学结构式如下式所示：式(1)中n为6-10，m为4-6，平均分子量为20×104-80×104。4.根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述的分散剂的组成及其重量份数为：甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸酯(MAESS)10-20份，非离子表活剂(环氧乙烷)n-(环氧丙烷)m((PO)m-(EO)n)5-10份，去离子水30-100份，巯基乙铵盐酸盐0.01-1份，偶氮二异丁腈0.01-0.1份，其中n为6-10，m为4-6。5.根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、衣康酸酐、马来酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸、乙烯基磺酸及上述酸或酸酐的水溶性碱金属盐中的任意一种。6.根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述无机盐为硫酸铵和硫酸钠中的一种。7.根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述扩链剂为N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基乙二胺、三乙烯四胺、1,3-二甲胺基丙腈中的任意一种。8.根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述络合剂为EDTA。9.根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、双氧水和2-过氧化丁酮中的任意一种。10.根据权利要求1或2所述的水分散型聚丙烯酰胺乳液...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙安顺，
申请(专利权)人：黑龙江吉地油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23