專利名稱：一種高分子量速溶陽離子絮凝劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高分子量速溶陽離子絮凝劑的制備方法，屬水溶性高分子合成領域。
背景技術：
隨著社會可持續(xù)發(fā)展的要求和建立循環(huán)經濟的需要，國家對環(huán)境治理特別是污水 治理力度不斷加強，傳統(tǒng)的用于污水治理的絮凝劑多是一些無機的絮凝劑，如聚合氯化鋁、 聚合硫酸鐵等，這些處理藥劑不但用量大，污泥疏松體積大，難于處理，而且絮凝效果不盡 人意。目前使用的有機高分子絮凝劑在水處理中比無機絮凝劑處理效果有了較大的改善， 特別是陽離子聚丙烯酰胺類絮凝劑應用范圍越來越廣泛，但是，現有的陽離子絮凝劑多數 是采用丙烯酰胺和一種陽離子單體共聚合成的，分子量小，陽離子度低，溶解速度慢(2小 時難以全溶)，使用范圍窄，而且形成的絮團疏松，容易破碎，且污泥的含水量大，不易壓泥， 難以滿足高難度廢水處理要求。

發(fā)明內容
為了解決現有的陽離子聚丙烯酰胺類絮凝劑分子量低，使用范圍窄，溶解速度慢，
難以滿足高難度廢水處理要求的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高分子量速溶型陽離子
絮凝劑的制備方法，由該方法制備的產品相對分子量高、陽離子電荷密度高、陽離子度根據
需要可調、水溶性好、溶解速度快。 實現本發(fā)明目的的技術方案如下 —種高分子量速溶陽離子絮凝劑的制備方法，包括以下步驟按重量比將丙烯酰 胺1 9. 8份、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨0. 1 8. 9份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨 0. 1 8. 9份，加入到配料釜中充分混合，同時加入三者總量O. 5 1%的二氧化硅，再加入 三者總量O. 1 5%的有機酸，加入去離子水，使丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲
基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨之和的總濃度達到28% 40%，降溫至ot:，用酸調節(jié)ra值
至1 5，完成配料；將配好的料轉移至反應釜中，將鏊合劑、鏈轉移劑、氧化劑加入反應釜 中，通氮氣攪拌10 30分鐘后，再加入氧化劑和還原劑繼續(xù)通氮氣10 30分鐘后停氮封 口，絕熱聚合反應1. 5 2. 5小時；2 4小時后打開反應釜底閥，用壓縮空氣壓出膠塊，經 造粒、干燥、粉碎、篩分得到成品。 鏊合劑是乙二胺四乙酸二鈉，鏈轉移劑是次磷酸鈉；氧化劑為過硫酸鈉、偶氮異 丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁腈，還原劑是亞硫酸氫鈉、氯化亞銅，它們在反應釜內與總配料量 的質量比分別為乙二胺四乙酸二鈉50 200卯m、次磷酸鈉10 50卯m、過硫酸鈉1 10卯m、偶氮異丁脒鹽酸鹽10 100卯m、偶氮二異丁腈300 800ppm、亞硫酸氫鈉20 30ppm、氯化亞銅5 20ppm。
調節(jié)ra值所用的弱酸為磷酸，ra值的較佳值為4 5。 加入的有機酸為檸檬酸或順丁烯二酸或反丁烯二酸。
本發(fā)明采用氧化劑和還原劑的復合引發(fā)體系分段引發(fā)，降低了聚合引發(fā)溫度，體 系形成自由基比較均勻，這樣聚合反應和溫升都比較均勻，聚合反應溫度_時間曲線平緩 向上，這種反應過程有利于鏈增長，能夠獲得分子量比較大的產品，同時由于反應均勻，分 子鏈基本呈直鏈型，其溶解速度快，溶解時間短，并不容易出現水不溶物，且保證產品在高 溫區(qū)不出現支化交聯(lián)。 體系聚合濃度為28 40 % ，這是生產聚丙烯酰胺難以達到的濃度( 一般聚丙烯酰
胺生產濃度為23%以下)，本發(fā)明采用這么高的聚合濃度主要是解決兩個技術難題，一是
大釜聚合(聚合釜可達13m3)粘釜難題；二是造不成粒，并且粘干燥床的難題。 采用2種陽離子單體_丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯
化銨參與聚合，克服了單一陽離子單體參與聚合的產品使用范圍窄、絮團在有些水中疏松、
跑泥等缺陷。 助劑二氧化硅的加入有利于加快產品的溶解速度，利于造粒，有利于緩解干燥時 的粘床和高燥時高溫降解。 采用本發(fā)明提供的方法獲得的產品，分子量在500 2000萬之間，產品易溶于水。
具體實施例方式
以下結合幾個實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例1 : a、在配料釜中用泵打入丙烯酰胺1343公斤(折100% )，丙烯酰氧乙基三甲基氯 化銨270公斤，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨30公斤，二氧化硅15公斤，檸檬酸10公斤， 加水至總體積5m3，開啟攪拌混合，同時用冷凍鹽水降溫至0°C ，用磷酸調節(jié)PH值至2. 9，完 成配料； b、把配好的料液泵入聚合釜，加入鏊合劑-乙二胺四乙酸二鈉835克(167卯m)、 鏈轉移劑_次磷酸鈉100克(20卯m)、氧化劑-偶氮異丁脒鹽酸鹽400克(80卯m)、偶氮二 異丁月青2500克(500卯m)，通氮氣(0. 4 0. 6MPa) 20分鐘，然后，加入氧化劑_過硫酸納30 克(6卯m) ， 5分鐘后加入還原劑-亞硫酸氫鈉110克(22卯m) ， 1分鐘后加入還原劑-氯化 亞銅40克(8卯m)，繼續(xù)通氮氣(0. 4 0. 6MPa) ， 15分鐘后停氮封口 ，絕熱聚合反應1. 5小 時，溫度上升至89.6t:; c、放置3小時后，用壓縮空氣(0. 3MPa)壓出反應生成的膠塊； d、將膠塊造粒、干燥、粉碎、篩分，得到20 80目，分子量1560萬(按國標測定)，
陽離子度(膠體滴定法)為12. 8%的白色粉末狀陽離子絮凝劑產品，其溶解20分鐘后基本
無不溶物，30分鐘后用G2漏斗過濾無不溶物。 實施例2 : a、在配料釜中用泵打入丙烯酰胺950公斤(折100% )，丙烯酰氧乙基三甲基氯化 銨50公斤，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨400公斤，二氧化硅13公斤，反丁烯二酸10公 斤，加水至總體積5m3，開啟攪拌混合，同時用冷凍鹽水降溫至(TC ，用磷酸調節(jié)Kl至3. 7，完 成配料； b、把配好的料液泵入聚合釜，加入鏊合劑-乙二胺四乙酸二鈉750克(150卯m)、 鏈轉移劑_次磷酸鈉115克(23卯m)、氧化劑-偶氮異丁脒鹽酸鹽358克(71. 6卯m)、偶氮
4二異丁腈2800克(560卯m)，通氮氣(0. 4 0. 6MPa) 20分鐘，然后，加入氧化劑_過硫酸納 45克(9卯m) ， 5分鐘后加入還原劑_亞硫酸氫鈉125克(25卯m) ， 1分鐘后加入還原劑_氯 化亞銅60克(12ppm)，繼續(xù)通氮氣(0. 4 0. 6MPa) ， 15分鐘后停氮封口 ，絕熱聚合反應2小 時，溫度上升至87t:; c、放置2小時后，用壓縮空氣(0. 3MPa)壓出反應生成的膠塊； d、將膠塊造粒、干燥、粉碎、篩分，得到20 80目，分子量1245萬(按國標測定)，
陽離子度(膠體滴定法)為25.4%的白色粉末狀陽離子絮凝劑產品。 實施例3 : a、在配料釜罐中用泵打入丙烯酰胺600公斤(折100% )，丙烯酰氧乙基三甲基氯 化銨1000公斤，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨200公斤，二氧化硅10公斤，順丁烯二酸 10公斤，加水至總體積5m3，開啟攪拌混合，同時用冷凍鹽水降溫至0°C ，用磷酸調節(jié)Kl值至 4. 5，完成配料; b、把配好的料液泵入聚合釜，加入鏊合劑-乙二胺四乙酸二鈉425克(85卯m)、鏈 轉移劑_次磷酸鈉140克(28卯m)、氧化劑-偶氮異丁脒鹽酸鹽450克(90卯m)、偶氮二異 丁月青3000克(600卯m)，通氮氣(0. 4 0. 6MPa) 20分鐘，然后，加入氧化劑_過硫酸納50克 (10卯m) ， 5分鐘后加入還原劑_亞硫酸氫鈉130克(26卯m) ， 1分鐘后加入還原劑_氯化亞 銅75克(15卯m)，繼續(xù)通氮氣(0. 4 0. 6MPa) ， 15分鐘后停氮封口 ，絕熱聚合反應2小時， 溫度上升至85. 6°C ; c、放置2. 5小時后，用壓縮空氣(0. 3MPa)壓出反應生成的膠塊； d、將膠塊造粒、干燥、粉碎、篩分，得到20 80目，分子量845萬(按國標測定)，
陽離子度(膠體滴定法)為58.7%的白色粉末狀陽離子絮凝劑產品。
權利要求
一種高分子量速溶陽離子絮凝劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟按重量比將丙烯酰胺1～9.8份、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨0.1～8.9份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨0.1～8.9份，加入到配料釜中充分混合，同時加入三者總量0.5～1％的二氧化硅，再加入三者總量0.1～5％的有機酸，加入去離子水，使丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨之和的總濃度達到28％～40％，降溫至0℃，用酸調節(jié)PH值至1～5，完成配料；將配好的料轉移至反應釜中，將鏊合劑、鏈轉移劑、氧化劑加入反應釜中，通氮氣攪拌10～30分鐘后，再加入氧化劑和還原劑繼續(xù)通氮氣10～30分鐘后停氮封口，絕熱聚合反應1.5～2.5小時；2～4小時后打開反應釜底閥，用壓縮空氣壓出膠塊，經造粒、干燥、粉碎、篩分得到成品。
2. 根據權利要求1所述的高分子量速溶陽離子絮凝劑的制備方法，其特征在于鏊合 劑是乙二胺四乙酸二鈉，鏈轉移劑是次磷酸鈉；氧化劑為過硫酸鈉、偶氮異丁脒鹽酸鹽、偶 氮二異丁腈，還原劑是亞硫酸氫鈉、氯化亞銅，它們在反應釜內與總配料量的質量比分別 為乙二胺四乙酸二鈉50 200ppm、次磷酸鈉10 50卯m、過硫酸鈉1 10卯m、偶氮異丁 脒鹽酸鹽10 100卯m、偶氮二異丁腈300 800ppm、亞硫酸氫鈉20 30卯m、氯化亞銅5 20ppm。
3. 根據權利要求1所述的高分子量速溶陽離子絮凝劑的制備方法，其特征在于調節(jié)ra值所用的酸為磷酸，ra值的較佳值為4 5。
4. 根據權利要求1所述的高分子量速溶陽離子絮凝劑的制備方法，其特征在于加入的有機酸為檸檬酸或順丁烯二酸或反丁烯二酸。
全文摘要
一種高分子量速溶陽離子絮凝劑的制備方法，包括以下步驟將丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨加入到配料釜中充分混合，同時加入二氧化硅，然后加入有機酸及去離子水，使丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨之和的總濃度達到28％～40％，降溫至0℃，調節(jié)pH值至1～5，完成配料；將配好的料轉移至反應釜中，加入鏊合劑，鏈轉移劑、氧化劑通氮氣攪拌后，加入氧化劑和還原劑繼續(xù)通氮氣后停氮封口，絕熱聚合反應1.5～2.5小時；打開反應釜，用壓縮空氣壓出膠塊，經造粒、干燥、粉碎、篩分得到成品。由本方法制備的產品分子量高、水溶性好、溶解速度快。
文檔編號C08F220/00GK101747472SQ20081024375
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權日2008年12月15日
發(fā)明者徐重建, 王林 申請人:安徽省天潤功能高分子工程研究有限公司