專利名稱：一種水包水型陰離子聚丙烯酰胺乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水溶性高分子合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種"水包水"型陰離子聚丙烯酰胺 乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯酰胺類水溶性高分子材料因其具有良好的水溶性、優(yōu)異的增粘性，故其廣 泛應用于增稠、減阻、粘結(jié)等領(lǐng)域。其中，陰離子型的聚丙烯酰胺類水溶性高分子材 料因分子量可達到幾千萬使其廣泛用于三次采油中。
傳統(tǒng)的聚丙烯酰胺合成方法均存在缺點，在工業(yè)應用中受到較大的限制。水溶液 聚合法存在反應后期體系粘度高、攪拌難和散熱慢的缺點，需要耗費大量的熱量，使 用專門的設備，進行干燥，制成粉末，而粉末在使用時分散性差，不易溶解，需要高 速攪拌和加熱，耗時耗力。反相乳液聚合和反相懸浮聚合均以油(烴類)為溶劑，在 使用時，這些油容易進入水系統(tǒng)，不僅浪費了寶貴的烴資源，造成了水系統(tǒng)和環(huán)境的 污染，而且制得的乳液需要破乳，更增加了生產(chǎn)的復雜性和處理的難度。尋找更加經(jīng) 濟和環(huán)保的聚丙烯酰胺合成方法，成為各國研究的熱點。
作為一種新型的聚合體方法，水包水型乳液聚合是將水溶性單體溶解在高分子或 小分子的水溶液中，形成均相體系，再在一定條件下聚合，形成互不相溶的水溶性聚 合物分散液的聚合方法。聚丙烯酰胺水包水乳液具有粘度低、溶解快、無污染的優(yōu)點， 彌補了均相水溶液聚合在聚合過程中粘度高，反相乳液聚合和反相懸浮聚合存在有機 物污染的缺點，它是聚丙烯酰胺工業(yè)發(fā)展的方向。
CN101016352A報道了一種在鹽水介質(zhì)中的丙烯酰胺與一種陽離子單體共聚的分 散體系，該分散體系不僅具有高的分子量，同時具有在水中速溶的效果。此專利報道 是關(guān)于陽離子型聚丙烯酰胺的合成，通過添加一些具有疏水基團的陽離子單體實現(xiàn)析 出分相的目的，但陰離子聚丙烯酰胺的合成不易選取帶有疏水基團的陰離子單體，只 能添加一些疏水性單體實現(xiàn)析出分相。公開號CN1709945A的專利報道了通過復合穩(wěn) 定劑的形式來解決平穩(wěn)析出的成乳的問題。為了緩和聚合速度和析出速度之間的矛
4盾，CN1884324A和US006025426A專利以犧牲分子量為代價，加入多元醇。 CN1479762A專利因無多元醇且含鹽量低，制備的聚合物乳液流動性差。
在本專利中，采用了添加疏水性單體來解決聚合體系增粘過快的問題，并采用在 鹽水溶液中加入溶解性能良好的低聚物穩(wěn)定劑和具有表面活性的功能單體實現(xiàn)乳液 的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種"水包水"型陰離子聚丙烯酰胺乳液的制備方法，該合 成方法能彌補水溶液聚合過程中粘度高和反相乳液產(chǎn)產(chǎn)品本高的缺點。該"水包水"型 陰離子聚丙烯酰胺乳液為乳白色，粒徑小于5pm;該"水包7jC'型陰離子聚丙烯酰胺乳 液具有溶解速度快、分子量高、成本低和使用方便的特點，是一種更為綠色環(huán)保的水 溶性高分子產(chǎn)品。
為達到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
一種"水包水"型陰離子聚丙烯酰胺乳液的合成方法，其特征在于，合成工藝為先 將無機鹽、非離子親水性單體、陰離子單體、疏水性單體、具有表面活性的功能單體、 穩(wěn)定劑、螯合劑、去離子水混合，調(diào)節(jié)pH至6.5 7.5,用乳化機乳化均勻；再通氮保 護，在18-5(TC分兩次添加引發(fā)劑， 一次聚合反應時間4 7h后，進行二次聚合反應， 反應時間為l 3h，制得本乳液產(chǎn)品；
本發(fā)明以無機鹽水溶液作為介質(zhì)，這種無機鹽的水溶液必須是單體的良溶劑，而 不溶解高分子量的陰離子聚丙烯酰胺。上述的無機鹽主要有鈉、銨離子的鹽，選自硫 酸鈉、硫酸銨、氯化銨。無機鹽的含量應占整個分散體系的20-30wtn/。。優(yōu)選硫酸銨。
制備該"水包水"型非離子聚丙烯酰胺乳液的單體包括非離子親水性單體、陰離子 單體、疏水性單體與具有表面活性的功能單體。
上述的非離子親水性單體為含有一個雙鍵的可進行自由基聚合的水溶性化合物， 選自丙烯酰胺、羥丙基丙烯酰胺或羥乙基丙烯酰胺其中的一種或幾種；參與聚合的非 離子親水性單體占整個單體體系的75-85 mol%;優(yōu)選丙烯酰胺。
上述的陰離子單體選自丙烯酸鈉、烯丙基磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸其中
的一種或幾種，陰離子單體占整個單體體系的4-8mol。/。；優(yōu)選2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺 酸。
上述的疏水性單體選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯其中的一種或幾種，疏水性單體占整個單體體系
的5-9moP/。；優(yōu)選甲基丙烯酸乙酯。
上述的具有表面活性的功能單體選自聚乙二醇200單丙烯酸酯、聚乙二醇200
單甲基丙烯酸酯、聚乙二醇400單丙烯酸酯、聚乙二醇400單甲基丙烯酸酯其中的一
種或幾種，具有表面活性的功能單體占整個單體體系的6-8mol%;優(yōu)選聚乙二醇200
單丙烯酸酯。
以上非離子親水性單體、陰離子單體、疏水性單體、具有表面活性的功能單體 共同組成分散體系的單體體系，單體體系占整個分散體系的15-30wt%;
上述的穩(wěn)定劑為陰離子低聚物，該水溶液陰離子低聚物由陰離子單體與非離子單 體共聚而成，陰離子單體選取丙烯酸鈉、烯丙基磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等 的一種或幾種，非離子單體選取丙烯酰胺、羥丙基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮的一種或幾種。穩(wěn)定劑在1 mol/L的NaCl水溶液中所測得的特性粘 度為100-300 mL/g，穩(wěn)定劑用量占單體體系的15-20 wt%;優(yōu)選丙烯酸鈉-丙烯酰胺聚 合物穩(wěn)定劑。
上述的螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸四鈉，螯合劑的用量占整個分 散體系的0.012-0.02 wt%;優(yōu)選乙二胺四乙酸二鈉。
上述的引發(fā)劑是氧化-還原引發(fā)劑，或水溶性的偶氮類熱分解引發(fā)劑；或者是氧 化-還原引發(fā)劑和水溶性的偶氮類熱分解引發(fā)劑構(gòu)成的復合引發(fā)體系；其中氧化-還原 引發(fā)劑選自過硫酸銨/亞硫酸氫鈉、過硫酸鉀/亞硫酸氫鈉、或者過硫酸銨/三乙醇胺其 中的一種或幾種，水溶性的偶氮類熱分解引發(fā)劑選自偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異 丙基脒唑啉鹽酸鹽或偶氮二異氰基戊酸其中的一種或幾種，引發(fā)劑的用量為單體質(zhì)量 的0.010-0.024%;氧化-還原引發(fā)劑的使用溫度為18-35 。C,水溶性偶氮類熱分解引發(fā) 劑的使用溫度為35-50 °C,氧化-還原引發(fā)劑和熱分解引發(fā)劑構(gòu)成的復合引發(fā)體系的使 用溫度為30-45 'C。優(yōu)選氧化-還原體系過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)劑。
按照本發(fā)明所述的一種"水包水"型陰離子聚丙烯酰胺乳液的合成方法，其特征在 于；合成工藝為先將無機鹽硫酸銨、非離子親水性單體丙烯酰胺、陰離子單體2-丙烯 酰胺-2-甲基丙磺酸、疏水性單體甲基丙烯酸乙酯、具有表面活性的功能單體聚乙二醇 200單丙烯酸酯、穩(wěn)定劑丙烯酸鈉-丙烯酰胺、螯合劑乙二胺四乙酸二鈉、去離子水混 合，調(diào)節(jié)pH至6 7,用乳化機乳化均勻；再通氮保護，在18-35'C分兩次添加引發(fā)劑 氧化-還原體系過硫酸銨/三乙醇胺， 一次聚合反應時間5~611后，進行二次聚合反應， 反應時間為L5 2h，制得本乳液產(chǎn)品。
具體實施方式
實施例1
在燒杯中，加入82.1240 g去離子水、55.4108 g硫酸銨、25.6506 g丙烯酰胺、3.6362 g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2.4783 g甲基丙烯酸乙酯、8.8696 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、穩(wěn)定劑6.5015 g、 0.0296 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，再用乳化機 乳化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶中， 恒溫3(TC，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15min后，分別加入1.2mL 0.3wty。過硫酸銨/三乙醇胺，3(TC保溫進行聚合反應7h。聚合體系由半透明狀態(tài)變?yōu)?乳白色，粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進行6h后，再向聚合體系中 分別加入0.4mL0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺，30 。C保溫繼續(xù)反應1 h。結(jié)束反應，得 到表觀粘度為440 mPa，s的乳白色分散液。取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液 的粘度先變大后變小，有效含量3wty。的溶液的表觀粘度為63750 mPa-s。
實施例2
在燒杯中，加入96.8902 g去離子水、36.1652 g硫酸銨、25.0325 g丙烯酰胺、3.6362 g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、4.4609 g甲基丙烯酸乙酯、6.6522 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、7.9563 g穩(wěn)定劑、0.0289 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，再用乳化機乳 化均勾；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶中，恒 溫18 "C，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入1.8 mL0.3wt% 過硫酸銨/三乙醇胺，18 "C保溫進行聚合反應，聚合體系由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進行6h后，再向聚合體系中分別加入 0.6mL0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺，35'C保溫繼續(xù)反應2 h。結(jié)束反應，得到表觀粘度 為630 mPa，s的乳白色分散液。取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變 大后變小，有效含量3wtW的溶液的表觀粘度為49600 mPa-s。
實施例3
在燒杯中，加入89.6753 g去離子水、46.1460 g硫酸銨、25.0325 g丙烯酰胺、5.4543 g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、3.4696 g甲棊丙烯酸甲酯、6.6522 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、8.1217 g穩(wěn)定劑、0.0295 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，再用乳化機乳 化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶中，恒
7溫35 °C ，開啟攪拌,攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入1.8 mL 0.3wt% 過硫酸銨/三乙醇胺，35 'C保溫進行聚合反應，聚合體系由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進行5h后，再向聚合體系中分別加入 0.6mL0.3wtn/。過硫酸銨/三乙醇胺，25'C保溫繼續(xù)反應2 h。結(jié)束反應，得到表觀粘度 為510mPa's的乳白色分散液。取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變 大后變小，有效含量3wt。/。的溶液的表觀粘度為38500 mPa-s。
實施例4
在燒杯中，加入105.4103 g去離子水、38.7100 g硫酸銨、23.7963 g丙烯酰胺、 5.4543 g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、4.4609 g甲基丙烯酸乙酯、8.8696 g聚乙二醇200 單丙烯酸酯、6.8130 g穩(wěn)定劑、0.0310 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，再用乳 化機乳化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶 中，恒溫18t:，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15min后，分別加入2.4 raL0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，18 。C保溫進行聚合反應， 聚合體系由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨扯认仍龃蠛笞兊?，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進 行4 h后，再向聚合體系中分別加入0.8 mL 0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧 化劑與還原劑，25 r保溫繼續(xù)反應3h。結(jié)束反應，得到表觀粘度為720 mPa*s的乳 白色分散液。取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含 量3wty。的溶液的表觀粘度為39250 mPa-s。
實施例5
在燒杯中，加入92.3244 g去離子水、47.5097 g硫酸銨、24.4144 g丙烯酰胺、7.2723 g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、3.4696 g甲基丙烯酸乙酯、6.6522 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、8.3617 g穩(wěn)定劑、0.0304 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，再用乳化機乳 化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶中，恒 溫18 °C ，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入1.8 mL 0.3wt%
過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，保溫18 x:進行聚合反應，聚合體系
由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?，粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進行5h后， 再向聚合體系中分別加入0.6 mL 0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原 劑，35'C保溫繼續(xù)反應3h。結(jié)束反應，得到表觀粘度為810mPa，s的乳白色分散液。 取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含量3wt。/。的溶液的表觀粘度為41500 mPa-s。 實施例6
在燒杯中，加入105.5444 g去離子水、39.0740 g硫酸銨、23.4873 g丙烯酰胺、 7.2723 g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、4.4609 g甲基丙烯酸乙酯、7.7609 g聚乙二醇200 單丙烯酸酯、7.7367 g穩(wěn)定劑、0.0313 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，再用乳 化機乳化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶 中，恒溫30'C，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15min后，分別加入1.2 mL0.3wtn/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，保溫30 。C進行聚合反應， 聚合體系由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?，粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進 行6 h后，再向聚合體系中分別加入0.4 mL 0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧 化劑與還原劑，25 。C保溫繼續(xù)反應2h。結(jié)束反應，得到表觀粘度為910 mPa's的乳 白色分散液。取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含 量3wt^的溶液的表觀粘度為62500 mPa-s。
實施例7
在燒杯中，加入89.5955 g去離子水、45.6911 g硫酸銨、25.3416 g丙烯酰胺、3.6362 g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、3.4696 g甲基丙烯酸乙酯、7.7609 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、7.2375 g穩(wěn)定劑、0.0292 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，再用乳化機乳 化均勻；將溶液從1瞎杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密、溫度計的四口燒瓶中，恒 溫30°C ，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入1.8 raL 0.3wt% 過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，保溫30'C進行聚合反應，聚合體系 由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?，粘度先增大再變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進行6h后， 再向聚合體系中分別加入0.6 mL 0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原 劑，35'C保溫繼續(xù)反應1 h。結(jié)束反應，得到表觀粘度為495mPa's的乳白色分散液。 取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含量3wt。/。的溶 液的表觀粘度為47100 mPa-s。
實施例8
在燒杯中，加入79.7053 g去離子水、54.8663 g硫酸銨、25.6506 g丙烯酰胺、5.4543 g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2.4783 g甲基丙烯酸乙酯、6.6522 g聚乙二醇200單丙烯酸酯、8.0471 g穩(wěn)定劑、0.0293 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，再用乳化機乳 化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶中，恒 溫35 °C，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入2.4 mL 0.3wt% 過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，保溫35。C進行聚合反應，聚合體系 由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?，粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進行7h后， 再向聚合體系中分別加入0.8 mL 0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原 劑，25"保溫繼續(xù)反應2h。結(jié)束反應，得到表觀粘度為710mP&s的乳白色分散液。 取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含量3wt。/。的溶 液的表觀粘度為34200 mPa-s。
實施例9
在燒杯中，加入94.8961 g去離子水、47.9634 g硫酸銨、24.4144 g丙烯酰胺、5.4543 g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、3.4696 g甲基丙烯酸乙酯、8.8696 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、6.7533 g穩(wěn)定劑、0.0307 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至6.5，再用孚L化機乳 化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒并瓦中，恒 溫30 °C,開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分,通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入1.2 mL 0.3wt% 過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，保溫30"C進行聚合反應，聚合體系 由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?，粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進《亍7h后， 再向聚合體系中分別加入0.4 mL 0.3wtQ/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化齊ij與還原 劑，3(TC保溫繼續(xù)反應3h。結(jié)束反應，得到表觀粘度為640mPa，s的乳白色分散液。 取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含量3vvty。的溶 液的表觀粘度為59500 mPa-s。
實施例10
在燒杯中，加入84.5130 g去離子水、57.5931 g硫酸銨、24.7235 g丙烯酰胺、7.2723 g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2.4783 g甲基丙烯酸乙酯、7.7609 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、7.6023 g穩(wěn)定劑、0.0307 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至7.5，再用導L化機乳 化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶中，恒 溫30°C ，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入1.8 mL 0.3wt% 過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，保溫3(TC進行聚合反應，聚合體系 由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?，粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進《于4h后，
10再向聚合體系中分別加入0.6 mL 0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原 劑，保溫35。C繼續(xù)反應2h。結(jié)束反應，得到表觀粘度為840mPa's的乳白色分散液。 取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含量3a^/。的溶 液的表觀粘度為50900 mPa-s。
實施例11
在燒杯中，加入95.7936 g去離子水、48.4184 g硫酸銨、24.1054 g丙烯酰胺、7.2723 g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、3.4696 g甲基丙烯酸乙酯、7.7609 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、6.8173 g穩(wěn)定劑、0.0310 gEDTA,用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至6.5，再用乳化機乳 化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶中，恒 溫35 °C ，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入2.4 mL 0.3wt% 過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，保溫35'C進行聚合反應，聚合體系 由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?，粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進行4h后， 再向聚合體系中分別加入0.8 mL 0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原 劑，35TM呆溫繼續(xù)反應lh。結(jié)束反應，得到表觀粘度為715mPa，s的乳白色分散液。 取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含量3誠％的溶 液的表觀粘度為22100 mPa-s。
實施例12
在燒杯中，加入77.3289 g去離子水、53.2300 g硫酸銨、26.2687 g丙烯酰胺、3.6362 g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2.4783 g甲基丙烯酸乙酯、6.6522 g聚乙二醇200單丙烯 酸酯、7.8071 g穩(wěn)定劑、0.0284 gEDTA，用40%NaOH調(diào)節(jié)pH至6.5，再用乳化機乳 化均勻；將溶液從燒杯慢慢倒入裝有攪拌棒、通氮管和精密溫度計的四口燒瓶中，恒 溫18 °C ，開啟攪拌，攪拌速度450轉(zhuǎn)/分，通氮驅(qū)氧；15 min后，分別加入1.8 mL 0.3wt% 過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原劑，保溫18 。C進行聚合反應，聚合體系 由半透明狀態(tài)變?yōu)槿榘咨?，粘度先增大后變低，最終趨于穩(wěn)定。聚合反應進《亍6h后， 再向聚合體系中分別加入0.6 mL 0.3wt。/。過硫酸銨/三乙醇胺引發(fā)體系的氧化劑與還原 劑，25'C保溫繼續(xù)反應1 h。結(jié)束反應，得到表觀粘度為570mPa's的乳白色分散液。 取少量聚合產(chǎn)物，用去離子水稀釋，溶液的粘度先變大后變小，有效含量3wf/。的溶 液的表觀粘度為59500 mPa-s。
權(quán)利要求
1、一種“水包水”型陰離子聚丙烯酰胺乳液的合成方法，其特征在于，合成工藝為先將無機鹽、非離子親水性單體、陰離子單體、疏水性單體、具有表面活性的功能單體、穩(wěn)定劑、螯合劑、去離子水混合，調(diào)節(jié)pH至6.5～7.5，用乳化機乳化均勻；再通氮保護，在18-50℃分兩次添加引發(fā)劑，一次聚合反應時間4～7h后，進行二次聚合反應，反應時間為1～3h，制得本乳液產(chǎn)品；上述的無機鹽選自硫酸鈉、硫酸銨或氯化鈉，無機鹽的含量占整個分散體系的20-30wt％；上述的非離子親水性單體選自丙烯酰胺、羥丙基丙烯酰胺或羥乙基丙烯酰胺其中的一種或幾種；參與聚合的非離子親水性單體占整個單體體系的75-85mol％；上述的陰離子單體選自丙烯酸鈉、烯丙基磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸其中的一種或幾種，陰離子單體占整個單體體系的4-8mol％；上述的疏水性單體選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯其中的一種或幾種，疏水性單體占整個單體體系的5-9mol％；上述的具有表面活性的功能單體選自聚乙二醇200單丙烯酸酯、聚乙二醇200單甲基丙烯酸酯、聚乙二醇400單丙烯酸酯、聚乙二醇400單甲基丙烯酸酯其中的一種或幾種，具有表面活性的功能單體占整個單體體系質(zhì)量的6-8mol％；以上非離子親水性單體、陰離子單體、疏水性單體、具有表面活性的功能單體共同組成分散體系的單體體系，單體體系占整個分散體系的15-30wt％；上述的穩(wěn)定劑為陰離子低聚物，該水溶液陰離子低聚物由陰離子單體與非離子單體共聚而成，陰離子單體選取丙烯酸鈉、烯丙基磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等的一種或幾種，非離子單體選取丙烯酰胺、羥丙基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮的一種或幾種；穩(wěn)定劑在1mol/L的NaCl水溶液中所測得的特性粘度為100-300mL/g，穩(wěn)定劑用量占單體體系的15-20wt％；上述的螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸四鈉，螯合劑的用量占整個分散體系的0.012-0.02wt％；上述的引發(fā)劑是氧化-還原引發(fā)劑，或水溶性的偶氮類熱分解引發(fā)劑；或者是氧化-還原引發(fā)劑和水溶性的偶氮類熱分解引發(fā)劑構(gòu)成的復合引發(fā)體系；其中氧化-還原引發(fā)劑選自過硫酸銨/亞硫酸氫鈉、過硫酸鉀/亞硫酸氫鈉、或者過硫酸銨/三乙醇胺其中的一種或幾種，水溶性的偶氮類熱分解引發(fā)劑選自偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丙基脒唑啉鹽酸鹽或偶氮二異氰基戊酸其中的一種或幾種，引發(fā)劑的用量為單體的0.010-0.024wt％；氧化-還原引發(fā)劑的使用溫度為18-35℃，水溶性偶氮類熱分解引發(fā)劑的使用溫度為35-50℃，氧化-還原引發(fā)劑和熱分解引發(fā)劑構(gòu)成的復合引發(fā)體系的使用溫度為30-45℃。
2、按照權(quán)利要求1所述的乳液的合成方法，其特征在于；合成工藝為先將無機鹽硫酸銨、非離子親水性單體丙烯酰胺、陰離子單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、疏水性單體甲基丙烯酸乙酯、具有表面活性的功能單體聚乙二醇200單丙烯酸酯、穩(wěn)定劑丙烯酸鈉-丙烯酰胺聚合物、螯合劑乙二胺四乙酸二鈉、去離子水混合，調(diào)節(jié)pH至6 7，用乳化機乳化均勻；再通氮保護，在18-35'C分兩次添加引發(fā)劑氧化-還原體系過硫酸銨/三乙醇胺，一次聚合反應時間54h后，進行二次聚合反應，反應時間為L5 2h，制得本乳液產(chǎn)品。
全文摘要
一種“水包水”型陰離子聚丙烯酰胺乳液的合成方法，其特征在于，合成工藝為先將無機鹽、非離子親水性單體、陰離子單體、疏水性單體、具有表面活性的功能單體、穩(wěn)定劑、螯合劑、去離子水混合，調(diào)節(jié)pH至6.5~7.5，用乳化機乳化均勻；再通氮保護，在18-50℃分兩次添加引發(fā)劑，一次聚合反應時間4~7h后，進行二次聚合反應，反應時間為1~3h，制得本乳液產(chǎn)品。
文檔編號C08F220/56GK101649024SQ200910090969
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者宋承鵬, 蓓 林, 滕厚開, 王素芳, 邢凡彬, 鄭書忠, 軍 陳 申請人:中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院