一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710355659.2 (22)申请日 2017.05.19 (71)申请人 黄叶芳 地址 314200 浙江省平湖市独山港区卫星 石化有限公司内 (72)发明人 黄叶芳 (51)Int.Cl. C08F 120/56(2006.01) C08L 33/26(2006.01) C08L 3/08(2006.01) C08L 3/06(2006.01) C08L 39/06(2006.01) C08L 1/28(2006.01) C08L 33/02(2006.01) (54。

2、)发明名称 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方 法 (57)摘要 本发明公开了一种速溶型高分子量聚丙烯 酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步 骤： 1） 将2040质量%的丙烯酰胺水溶液加入反 应器中， 加入助溶剂， 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除 去溶液及反应器中的氧气； 3） 加入引发剂， 在0 60下反应110小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶 块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后得到速溶型高分 子量聚丙烯酰胺颗粒； 所述的助溶剂为交联的亲 水性聚合物。 本发明提供的速溶型高分子量聚丙 烯酰胺的制备方法， 兼顾了聚丙烯酰胺的高分子 量和高溶解速度。 制备的速溶型高分子量聚丙。

3、烯 酰胺的数均相对分子量达500万以上； 通过交联 亲水性聚合物的作用， 制备得到的聚丙烯酰胺的 溶解速度很快， 在10分钟以内。 权利要求书1页 说明书4页 CN 107011471 A 2017.08.04 CN 107011471 A 1.一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 所述制备方法主要包括 以下步骤： 1） 将2040质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂， 搅拌均匀； 2） 通 入氮气， 除去溶液及反应器中的氧气； 3） 加入引发剂， 在060下反应110小时， 得到胶 块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后得到数均相对分子量达5。

4、00万以上、 溶解 时间在10分钟以内的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒； 所述的助溶剂为交联的亲水性聚合 物。 2.如权利要求1所述的一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 所述 交联的亲水性聚合物为羧甲基淀粉钠、 羟乙酸淀粉钠、 交联聚乙烯吡咯烷酮、 交联羧甲基纤 维素钠、 低取代羟丙基纤维素、 高吸水树脂中的其中一种或两种以上混合。 3.如权利要求1或2所述的一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 所述交联的亲水性聚合物的加入量为丙烯酰胺单体质量的0.015%， 优选0.051%。 4.如权利要求2所述的一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 。

5、所述 的高吸水树脂为交联的聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠。 5.如权利要求1所述的一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 所述 的引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、 偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、 偶氮二氰基戊酸、 偶氮二异 丙基咪唑啉等偶氮类水溶性引发剂， 过硫酸钾、 过硫酸钠、 过硫酸铵等过硫酸盐引发剂， 过 氧化氢、 叔丁基过氧化物、 甲乙酮过氧化物等过氧化物， 以及上述过硫酸盐、 过氧化物等氧 化剂与L-抗坏血酸、 亚硫酸 （氢） 盐、 二价铁盐等还原剂组成氧化-还原体系， 引发剂用量为 单体丙烯酰胺的0.00011摩尔%， 优选0.0050.5摩尔%。 6.如权利要求1所述的一种速溶。

6、型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 所述 的丙烯酰胺水溶液中还可以加入其他助剂， 包括螯合剂、 链转移剂、 表面活性剂。 7.如权利要求6所述的一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 所述 的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠 （EDTA-2Na） 、 二乙三胺五乙酸钠 （DTPA-5Na） 或三聚磷酸钠； 螯合剂加入量为单体丙烯酰胺质量的0.001%0.5%。 8.如权利要求6所述的一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 所述 的链转移剂为异丙醇、 巯基丙酸、 巯基乙醇、 巯基乙酸、 正丁硫醇、 特丁硫醇中的其中一种或 两种以上的混合。 9.如权利要求6所述。

7、的一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 其特征在于： 所述 的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、 十二烷基磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、 脂肪醇聚氧乙烯 醚、 烷基酚聚氧乙烯醚中的其中一种或两种以上的混合。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107011471 A 2 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种聚丙烯酰胺的制备方法， 尤其是涉及一种速溶型高分子量聚丙烯 酰胺的制备方法。 背景技术 0002 聚丙烯酰胺 （PAM） 是通过丙烯酰胺单体经自由基聚合得到的线型高分子聚合物， 广泛运用于石油开采、 水处理、 化工、 冶金、 造纸等领域。 石油开采是目前国内P。

8、AM用量最大 的领域。 水处理是国内PAM第二大消费领域。 在城市污水处理方面， PAM主要用于污泥脱水， 少部分用于废水澄清。 PAM在造纸行业中主要用作助留剂、 干增强剂和废水处理的絮凝剂。 我国是造纸生产和消费大国， 对造纸助剂的需求非常旺盛。 另外PAM在采矿、 煤炭、 粘合剂、 皮革复鞣剂等领域也得到良好的利用。 0003 分子量是决定聚丙烯酰胺性能的一个关键因素。 分子量越高的聚丙烯酰胺在石油 开采、 水处理等领域的使用性能越好。 另外， 聚丙烯酰胺在使用过程中一般是先溶解在水溶 液中， 再进行使用。 而分子量越高的聚丙烯酰胺在水中的溶解速度越慢。 因此， 提高溶解速 度能够提高高。

9、分子量聚丙烯酰胺的使用性能。 目前， 现有的聚丙烯酰胺的溶解时间基本在1 2小时之间， 溶解时间长， 对工艺要求高， 操作复杂， 效率较低。 0004 决定聚丙烯酰胺颗粒的溶解速度有颗粒的比表面积以及本身的溶解性能。 申请号 为201310257597.3的发明申请中通过加入助溶剂氨水以及尿素提高溶解速度。 尿素作为聚 丙烯酰胺的常用助溶剂， 虽然可以在一定程度上增加聚丙烯酰胺的溶解性能， 但是无法大 幅度提高溶解速度， 且加入此类助剂会使得产品含有氨味等不愉快的气味。 申请号为 201510561500.7的发明申请中通过引入含有羧基及磺酸基的单体提高溶解速度。 羧基及磺 酸基的亲水性虽然强。

10、于酰胺基， 可以在一定程度上增加聚丙烯酰胺的溶解性能， 但是共单 体羧基及磺酸基等引入会影响丙烯酰胺的聚合性能， 降低聚合物分子量， 无法制备高分子 量的聚合物。 发明内容 0005 针对现有技术的不足， 本发明提出了一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方 法， 通过在制备过程中加入助溶剂 （交联的亲水性聚合物） ， 在不影响聚丙烯酰胺分子量的 情况下大大提高了聚丙烯酰胺的溶解性能。 0006 本发明解决技术问题所采用的技术方案是： 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制 备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将2040质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器 中， 加入助溶剂， 搅拌均匀； 2） 。

11、通入氮气， 除去溶液及反应器中的氧气； 3） 加入引发剂， 在0 60下反应110小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后得到数均 相对分子量达500万以上、 溶解时间在10分钟以内的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒； 所述 的助溶剂为交联的亲水性聚合物。 0007 所述交联的亲水性聚合物为羧甲基淀粉钠、 羟乙酸淀粉钠、 交联聚乙烯吡咯烷酮、 说明书 1/4 页 3 CN 107011471 A 3 交联羧甲基纤维素钠、 低取代羟丙基纤维素、 高吸水树脂中的其中一种或两种以上混合。 0008 所述亲水性聚合物的加入量为丙烯酰胺单体质量的0.015%， 优选0.051。

12、%。 0009 所述的高吸水树脂为交联的聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠。 0010 所述的引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、 偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、 偶氮二氰基 戊酸、 偶氮二异丙基咪唑啉等偶氮类水溶性引发剂， 过硫酸钾、 过硫酸钠、 过硫酸铵等过硫 酸盐引发剂， 过氧化氢、 叔丁基过氧化物、 甲乙酮过氧化物等过氧化物， 以及上述过硫酸盐、 过氧化物等氧化剂与L-抗坏血酸、 亚硫酸 （氢） 盐、 二价铁盐等还原剂组成氧化-还原体系， 引发剂用量为单体丙烯酰胺的0.00011摩尔%， 优选0.0050.5摩尔%。 0011 所述的丙烯酰胺水溶液中还可以加入其他助剂， 包括螯合剂、 链转移剂、 表面活性 。

13、剂。 0012 所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠 （EDTA-2Na） 、 二乙三胺五乙酸钠 （DTPA-5Na） 或 三聚磷酸钠； 所述螯合剂加入量为单体丙烯酰胺质量的0.001%0.5%。 0013 所述的链转移剂为异丙醇、 巯基丙酸、 巯基乙醇、 巯基乙酸、 正丁硫醇、 特丁硫醇中 的其中一种或两种以上的混合。 0014 所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、 十二烷基磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、 脂肪 醇聚氧乙烯醚、 烷基酚聚氧乙烯醚中的其中一种或两种以上的混合。 0015 交联的亲水性聚合物， 因结构上具有亲水性的羟基以及羧酸 （盐） ， 具有超强吸水 性 （可达原体积200倍甚至是100。

14、0倍以上） 及快速吸水膨胀的效果。 羧甲基淀粉钠、 羟乙酸淀 粉钠、 交联聚乙烯吡咯烷酮、 交联羧甲基纤维素钠、 低取代羟丙基纤维素、 交联的聚丙烯酸 （高吸水树脂） 等是一类部分交联的亲水性聚合物， 其具有强力、 快速的吸水特性。 0016 此类交联的亲水聚合物提高高分子量聚丙烯酰胺溶解速度的机理如下： 颗粒在吸 水前， 交联的亲水聚合物链段相互靠拢缠绕， 形成交联成网状结构， 亲水基团未电离成离子 对。 当交联的亲水聚合物遇水时， 亲水基团与水分子的水合作用， 羧酸基团发生电离， 产生 网内外离子浓度差， 交联网络内外产生渗透压。 水分子通过渗透压作用不断地被吸入交联 网络中。 另外， 由。

15、于交联网络上的羧酸根负离子之间发生相互排斥， 使高分子网束伸展， 出 现毛细管效应。 因此， 这类交联亲水性聚合物， 吸水后会膨胀， 进而在颗粒中产生微孔， 通过 毛细管效应将水 “吸入” 颗粒中， 如此反复吸水、 膨胀、 吸水的作用， 很快便将完整的固 体聚丙烯酰胺颗粒崩解为细小颗粒或粉末， 从而增加比表面积， 提高溶解速度。 0017 本发明的有益效果是： 与现有技术相比， 本发明提供的速溶型高分子量聚丙烯酰 胺的制备方法， 兼顾了聚丙烯酰胺的高分子量和高溶解速度。 制备的速溶型高分子量聚丙 烯酰胺的数均相对分子量达500万以上； 通过交联亲水性聚合物的作用， 制备得到的聚丙烯 酰胺的溶解。

16、速度很快， 在10分钟以内。 具体实施方式 0018 下面结合实施例对本发明作进一步说明。 0019 实施例1 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 20质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂羧甲基淀粉钠， 所述羧甲基淀粉钠的 用量为丙烯酰胺单体质量的0.05%， 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除去溶液及反应器中的氧气； 3） 说明书 2/4 页 4 CN 107011471 A 4 加入引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐， 引发剂用量为单体丙烯酰胺的0.005摩尔%， 在55下 反应5小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干。

17、燥、 粉碎后， 得到数均分子量为 1250万的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒的溶解时间小于10min。 0020 实施例2 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 22质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂羟乙酸淀粉钠， 所述羟乙酸淀粉钠的 用量为丙烯酰胺单体质量的0.1%， 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除去溶液及反应器中的氧气； 3） 加入引发剂偶氮二异丙基咪唑啉， 引发剂用量为单体丙烯酰胺的0.05摩尔%， 在50下反应 4小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后， 得到数均分子量为1360万 。

18、的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒的溶解时间小于10min。 0021 实施例3 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 24质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂交联聚乙烯吡咯烷酮， 所述交联聚乙 烯吡咯烷酮的用量为丙烯酰胺单体质量的0.2%， 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除去溶液及反应器 中的氧气； 3） 加入引发剂过硫酸钠， 引发剂用量为单体丙烯酰胺的0.08摩尔%， 在60下反 应8小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后， 得到数均分子量为1520 万的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒。

19、的溶解时间小于10min。 0022 实施例4 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 26质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂交联羧甲基纤维素钠， 所述交联羧甲 基纤维素钠的用量为丙烯酰胺单体质量的0.5%， 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除去溶液及反应器 中的氧气； 3） 加入引发剂过硫酸钾， 引发剂用量为单体丙烯酰胺的0.15摩尔%， 在60下反 应9小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后， 得到数均分子量为1610 万的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒的溶解时间小于10min。 0023 实。

20、施例5 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 28质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂低取代羟丙基纤维素， 所述低取代羟 丙基纤维素的用量为丙烯酰胺单体质量的0.7%， 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除去溶液及反应器 中的氧气； 3） 加入引发剂叔丁基过氧化物， 引发剂用量为单体丙烯酰胺的0.3摩尔%， 在60 下反应9.5小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后， 得到数均分子量 为1650万的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒的溶解时间小于10min。 0024 实施例6 一种速溶型高分子量聚丙烯。

21、酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 30质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂交联的聚丙烯酸， 所述交联的聚丙烯 酸的用量为丙烯酰胺单体质量的0.8%， 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除去溶液及反应器中的氧 气； 3） 加入的引发剂为过硫酸铵与亚硫酸 （氢） 盐组成的氧化-还原体系， 引发剂用量为单体 丙烯酰胺的0.4摩尔%， 在40下反应3小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干 燥、 粉碎后， 得到数均分子量为1590万的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒的溶解时 间小于10min。 说明书 3/4 页 5 CN 107011471。

22、 A 5 0025 实施例7 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 33质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂交联的聚丙烯酸钠， 所述交联的聚丙 烯酸钠的用量为丙烯酰胺单体质量的1%， 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除去溶液及反应器中的氧 气； 3） 加入的引发剂为过氧化氢与L-抗坏血酸组成的氧化-还原体系， 引发剂用量为单体丙 烯酰胺的0.5摩尔%， 在5下反应5小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后， 得到数均分子量为1790万的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒的溶解时间 小于10min。 00。

23、26 实施例8 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 35质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂交联羧甲基纤维素钠， 所述交联羧甲 基纤维素钠的加入量为丙烯酰胺单体质量的0.7%， 加入螯合剂， 所述螯合剂为乙二胺四乙 酸二钠 （EDTA-2Na） ， 所述螯合剂加入量为单体丙烯酰胺质量的0.1%， 搅拌均匀； 2） 通入氮 气， 除去溶液及反应器中的氧气； 3） 加入引发剂过硫酸铵与亚硫酸 （氢） 盐组成的氧化-还原 体系， 引发剂用量为单体丙烯酰胺的0.35摩尔%， 在25下反应6小时， 得到胶块； 4） 将制得 的胶块进行破碎、 造。

24、粒、 干燥、 粉碎后， 得到数均分子量为1830万的速溶型高分子量聚丙烯 酰胺颗粒， 该颗粒的溶解时间小于10min。 0027 实施例9 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 37质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂交联的聚丙烯酸， 所述交联的聚丙烯 酸的加入量为丙烯酰胺单体质量的2%； 加入螯合剂， 所述螯合剂为三聚磷酸钠， 所述螯合剂 加入量为单体丙烯酰胺质量的0.3%； 加入链转移剂， 所述链转移剂为异丙醇； 搅拌均匀； 2） 通入氮气， 除去溶液及反应器中的氧气； 3） 加入引发剂为过硫酸铵与亚硫酸 （氢） 盐组成的 氧化-还。

25、原体系， 引发剂用量为单体丙烯酰胺的0.4摩尔%， 在40下反应7.5小时， 得到胶 块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造粒、 干燥、 粉碎后， 得到数均分子量为1730万的速溶型高分 子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒的溶解时间小于10min。 0028 实施例10 一种速溶型高分子量聚丙烯酰胺的制备方法， 所述制备方法主要包括以下步骤： 1） 将 40质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中， 加入助溶剂交联的聚丙烯酸钠， 所述交联的聚丙 烯酸钠的加入量为丙烯酰胺单体质量的5%； 加入链转移剂， 所述链转移剂为正丁硫醇； 加入 表面活性剂， 所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠； 搅拌均匀； 2） 通入氮。

26、气， 除去溶液及反应 器中的氧气； 3） 加入引发剂为过氧化氢与L-抗坏血酸组成的氧化-还原体系， 引发剂用量为 单体丙烯酰胺的0.5摩尔%， 在10下反应9小时， 得到胶块； 4） 将制得的胶块进行破碎、 造 粒、 干燥、 粉碎后， 得到数均分子量为1910万的速溶型高分子量聚丙烯酰胺颗粒， 该颗粒的 溶解时间小于10min。 0029 以上实施方式仅用于说明本发明， 而并非对本发明的限制， 有关技术领域的普通 技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化和变型， 因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴， 本发明的专利保护范围应由权利要求限定。 说明书 4/4 页 6 CN 107011471 A 6 。