陰離子聚丙烯醯胺及其製備方法
2023-05-31 18:47:11
專利名稱：：陰離子聚丙烯醯胺及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種陰離子聚丙烯醯胺及其製備方法。
背景技術：
：目前，國內外製備陰離子聚丙烯醯胺主要方法有如下三種第一種方法，是在丙烯醯胺水溶液中加入碳酸鈉或者氫氧化鈉等水解劑以及引發劑等各種助劑進行水溶液聚合水解而製得的"一步法"，該方法雖然簡單，但得不到高含量且高分子量聚丙烯醯胺水溶液。又如CN1168894公開，在丙烯醯胺水溶液中加入碳酸鈉和多元引發劑等各種助劑，並通入二氧化碳控制聚合體系的PH值，進行絕熱聚合後再加熱水解，然後造粒、烘乾、粉碎得到產品，該方法雖然工藝簡單一些，但用二氧化碳控制PH值，給工業化生產帶來不便；第二種方法，如JP57202308、CN1057059、CN1057057A、CN1498904A公開的方法，在丙烯醯胺水溶液中加入引發劑等各種助劑進行聚合，然後將膠體精造粒加入氫氧化鈉等水解劑混合加熱水解的纖聚合後水解的"兩步法"，該方法存在設備複雜、工藝流程長，生產周期長，能源消耗大，產生大量的氨味，嚴重汙染環境的缺點；第三種方法，如CN1114628公開，在丙烯醯胺水溶液中加入碳酸鈉和弓I發劑等進行水溶液絕熱聚合將聚合物膠體移到微波場中進行水解而製得，該方法雖然可以製得需要的產品，但是由於增加的微波設備投資，又把膠體移到微波場內，多了一道工序，工業生產受到一定限制。
發明內容本發明的目的是提供一種陰離子聚丙烯醯胺及其製備方法，彌補上述製備方法的不足。本發明的方法，包括如下步驟將水、分散劑和還原劑混合後，在氮氣氣氛下，50-95°C，最好在60-85°C，同時加入混合單體A溶液、引發劑溶液B和分散穩定劑溶液C，在1-3個小時內加完，然後反應0.5-2個小時,得到所述的陰離子聚丙烯醯胺，重均分子量為Ixl06-1.8xl07;其中水的用量為單體總重量的15-30%,分散劑的用量為單體總重量的1-5%，還原劑的用量為單體總重量的0.01-1%;所述混合單體A溶液為含羧基的陰離子單體和丙烯醯胺的溶液，其中，含羧基的陰離子單體的重量含量為5-20%，丙烯醯胺重量含量為80-95%，水為單體總重量的58-73%;所述的含羧基的陰離子單體為丙烯酸或甲基丙烯酸的一種以上；所述的分散劑為聚氧化乙烯或聚乙烯醇，重均分子量為10000-50000;所述還原劑為三乙醇胺、乙二胺、二乙胺、三乙胺或4-氰基吡啶中的一種；所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀的一種，加入重量為單體總重量的0.01-1.0%，引發劑溶液B的重量百分比濃度為1.0-10.0%;所述分散穩定劑為乙二銨四乙酸二鈉，加入量為單體總重量的0.1-0.3%，所述分散穩定劑溶液C的重量百分比濃度為1-3%;所述單體總重量為含羧基的陰離子單體和丙烯醯胺水溶液的總重本發明的有益效果在於採用水溶液分散聚合法，以水為反應溶劑，簡化了生產工藝，降低的生產成本，生產工藝易於控制，製得的最終產品的高分子活性組分在水相中均勻、穩定分散的液體，固含量20-30%，易於製備和使用，易於實施，減少了環境汙染。具體實施例方式實施例1(l)配製由80克丙烯醯胺、120克去離子水和20克丙烯酸組成的混合單體溶液A;(2)配製10克重量濃度為1Q/。的乙二胺四乙酸二鈉溶液B;(3)配製20克重量濃度為5%的過硫酸銨溶液C;(4)在裝有溫度計、電動攪拌、回流冷凝器和滴加管道的1000毫升的四口燒瓶中加入176克去離子水和5克聚氧化乙烯(重均分子量為30000)和1.0克三乙醇胺，在攪拌下溶解，通氮驅氧15分鐘後,加熱升溫，當體系溫度升至85r時，同時滴加A、B和C溶液；滴加時間為l個小時，當滴加完畢後，在此溫度下，保溫反應2個小時，開始降溫，溫度降至4(TC，出料，測其重量固含量為30.12%，重均分子量為1.2xl06;實施例2(1)配製由85克丙烯醯胺、127.5克去離子水和15克丙烯酸組成的混合單體溶液A;(2)配製20克重量濃度1%乙二胺四乙酸二鈉溶液B;(3)配製10.5克重量濃度5%的過硫酸銨溶液C;(4)在裝有溫度計、電動攪拌、回流冷凝器和滴加管道的1000毫升的四口燒瓶中加入181.5克去離子水、4.2克聚氧化乙烯(重均分子量為20000)和0.5克三乙胺，在攪拌下溶解，通氮驅氧15分鐘後，加熱升溫，當體系溫度升至84-C時，同時滴加A、B、C溶液，滴加時間為1.5個小時，當滴加完畢後，在此溫度下，保溫反應1.5個小時，開始降溫，溫度降至4(TC，出料，測其重量固含量為25.20%，重均分子量為3.2xl06。實施例3(1)配製由90克丙烯醯胺、135克去離子水和10克甲基丙烯酸組成的混合單體溶液A;(2)配製25克重量濃度1%乙二胺四乙酸二鈉溶液B;(3)配製10克重量濃度in/。的過硫酸銨溶液C、(4)在裝有溫度計、電動攪拌、回流冷凝器和滴加管道的1000毫升的四口燒瓶中加入151.6克去離子水、3.0克聚氧化乙烯(重均分子量為40000)和0.10克乙二胺，在攪拌下溶解後，加熱升溫，當體系溫度升至83'C時，同時滴加A、B、C溶液，滴加時間為2.0個小時，當滴加完畢後，在此溫度下，保溫反應2個小時，幵始降溫，溫度降至4(TC，出料，測其重量固含量為24.2%，重均分子量為9.6xl06。實施例4(1)配製95克丙烯醯胺、142.5克去離子水和5克丙烯酸組成的混合單體溶液A;(2)配製10克重量濃度3。/。的乙二胺四乙酸二鈉溶液B;(3)配製9克重量濃度0.06%的過硫酸銨溶液C;(4)在裝有溫度計、電動攪拌、回流冷凝器和滴加管道的IOOO毫升的四口燒瓶中加入193克去離子水、2.25克聚氧化乙烯(重均分子量為50000)和0.054克二乙胺，在攪拌下溶解後，加熱升溫，當體系溫度升至8(TC時，同時滴加A、B、C溶液，滴加時間為2.5個小時，當滴加完畢後，在此溫度下，保溫反應2個小時，開始降溫，溫度降至4(TC，出料，測其重量固含量為22.01%，重均分子量為1.4x107。應用實施例分別取30克實施例製備的陰離子聚丙烯醯胺和對比樣(採用日本專利JP57202308公開的產品)加水配置成5%溶液。攪拌均勻後放置10分鐘、30分鐘，目測各溶液分散穩定情況。具體結果見表一。表一tableseeoriginaldocumentpage7結論本發明製備的陰離子聚丙烯醯胺配成5%水溶液後分散穩定性優於對比樣，30分鐘後對比樣出現明顯分層，而本發明仍然是均一、透明的溶液。權利要求1.陰離子聚丙烯醯胺的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟將水、分散劑和還原劑混合後，在氮氣氣氛下，50-95℃，同時加入混合單體A溶液、引發劑溶液B和分散穩定劑溶液C，然後反應0.5-2個小時，得到所述的陰離子聚丙烯醯胺，所述混合單體A溶液為含羧基的陰離子單體和丙烯醯胺的水溶液。2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，水的用量為單體總重量的15-30%，分散劑的用量為單體總重量的1-5%，還原劑的用量為單體總重量的0.01-1%;所述單體總重量為含羧基的陰離子單體和丙烯醯胺水溶液的總重量。3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述的分散劑為聚氧化乙烯或聚乙烯醇，重均分子量為10000-50000;所述還原劑為三乙醇胺、乙二胺、二乙胺、三乙胺或4-氰基吡啶中的一種；所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀的一種，加入重量為單體總重量的0.01-1.0%，引發劑溶液B的重量百分比濃度為1.0-10.0%;所述分散穩定劑為乙二銨四乙酸二鈉，加入量為單體總重量的0.1-0.3%,所述分散穩定劑溶液C的重量百分比濃度為1-3%。4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，混合單體A溶液、引發劑溶液B和分散穩定劑溶液C，在1-3個小時內加完。5.根據權利要求14任一項所述的方法，其特徵在於，所述混合單體A中，含羧基的陰離子單體的重量含量為5-20%，丙烯醯胺重量含量為80-95%，水為單體總重量的58-73%;所述的含羧基的陰離子單體為丙烯酸或甲基丙烯酸的一種以上，所述單體總重量為含羧基的陰離子單體和丙烯醯胺水溶液的總重量。6.根據權利要求15任一項所述方法製備的陰離子聚丙烯醯胺。全文摘要本發明提供了一種陰離子聚丙烯醯胺及其製備方法，製備方法包括如下步驟將水、分散劑和還原劑混合後，在氮氣氣氛下，50-95℃，同時加入混合單體A溶液、引發劑溶液B和分散穩定劑溶液C，然後反應0.5-2個小時，得到所述的陰離子聚丙烯醯胺，所述混合單體A溶液為含羧基的陰離子單體和丙烯醯胺的溶液。本發明的有益效果在於採用水溶液分散聚合法，以水為反應溶劑，簡化了生產工藝，降低的生產成本，生產工藝易於控制，製得的最終產品的高分子活性組分在水相中均勻、穩定分散的液體，固含量20-30％，易於製備和使用，易於實施，減少了環境汙染。文檔編號C08F220/06GK101514240SQ200810204959公開日2009年8月26日申請日期2008年12月30日優先權日2008年12月30日發明者施曉旦,李改霞,王養臣申請人:上海東升新材料有限公司