[其他]水溶性丙烯酸类聚合物的制备方法

说明书

介绍一种制备粉末状水溶性丙烯酸类聚合物的工艺，如丙烯酰胺聚合物或甲基丙烯酰胺聚合物和阳离子丙烯酸聚合物，这些聚合物具有高分子量，良好的溶水性能，而且粒子大小均匀，该工艺生产率高。

本发明涉及到制备具有良好的水溶性和高分子量的聚合物的工艺，特别是用光聚合法制备具有良好水溶性和粒度均匀的颗粒状高分子量聚合物的工艺。

水溶性丙烯酸类聚合物，特别是丙烯酰胺聚合物，作为上胶剂，粘性组分，污水处理剂，矿砂沉淀等有广泛的用途。尤其近年来，为防止环境污染，作为各种工业废水的絮凝剂，越来越多地被广泛采用。通常考虑到作为絮凝剂所要求的水溶性聚合物的特性参数是与其分子量成正比的，因此越来越需要分子量较高的水溶性聚合物。

通过本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合或溶液聚合都已制备出了水溶性丙烯酸类聚合物。一般通过单体的水溶液聚合可制取适用于絮凝剂的高分子量聚合物。

在水溶液系统中制备高分子量水溶性聚合物，最普通的工艺是采用能生成游离基的聚合引发剂来进行聚合，该引发剂所产生的游离基是借助热能或过氧化-还原剂氧化还原作用而生成的。该聚合是在缓和的条件下进行的，例如：采用较低的单体浓度，及在尽可能低的温度下进行聚合。

除采用热能的聚合工艺外，还有利用光能，如紫外线或可见光线的聚合工艺、利用幅射能的聚合工艺、在高压下进行的聚合工艺等等。例如日本未经审定的专利公告（Tokkyo Kokai）№2094/1971披露出一种使不饱和烯类单体的水溶液通过幅射聚合，制备水溶性聚合物的工艺。

但是光引发或幅射引发的聚合，由于能量很大，聚合过程速度很高，从而也加速了接枝聚合，因此易于生成大量三维网状结构的聚合物，即不溶于水的聚合物。此外，即或得到的网状结构聚合物不多，分子量也很低，全然不适于作为絮凝剂所需要的高分子量聚合物。就目前状况而言，由于上述原因，此种光引发或幅射引发聚合方法，还很难以工业规模来生产具有高分子量的水溶聚合物。

但另一方面，光引发聚合和幅射引发聚合还具有聚合速度非常快的优点。例如：在使单体水溶液聚合时，通常要加入阻聚剂，而当阻聚剂量较大时，用热能就不容易使聚合引发。但用光辐照，就可在很短时间内引发聚合。特别是近年来以光能源易于得到，并且价格低廉的角度来看，希望在水溶性高分子量聚合物的工业生产中使用光能。

光引发聚合与传统使用热能的聚合方法相比较，还具有另外一些优点。例如：由于聚合速度很高，聚合时间显著缩短，从而提高了生产率。近来人们对单体毒性十分关注，而光引发聚合单体转化率高，从而减轻了对环境的污染。此外从设备的观点看，由于在短时间内可连续聚合，因而可使设备小型化。所以对已开发的光引发聚合技术进行改进，以控制或防止三维网状结构的形成，又能制取具有高分子量的聚合物，将会对工业进步作出巨大贡献。

美国专利4，308，148介绍了一种制备用作絮凝剂的水溶性聚合物的方法，该法是使含有光聚合促进剂和作为光聚合添加剂的葡糖酸等糖类有机多羟基化合物的很薄的一层单体水溶液光聚合来实现的。美国专利4，105，519也介绍了一种在空气氧存在下通过对含有含特殊蒽醌衍生物的光引发剂体系和溶解氯化物离子的水溶性单体进行紫外线照射进行水溶性单体光聚合反应的方法。

本发明的一个内容就是提供一种使用光聚合技术，以工业规模制备具有高分子量，并且在水中溶解性极好的水溶性聚合物的工艺，该工艺具备令人满意的生产率。

本发明的另一内容是提供一种制备水溶性好，分子量高，粒度均匀的聚合物粉末的工艺。

通过下文的说明，本发明的这些内容和其它内容将会显而易见。

本发明进一步证实了光聚合机理与游离基聚合的机理完全不同。适于进行游离基聚合的因素不一定总是适合于进行光聚合的因素，在对光聚合技术、粉末技术等进行了各种研究的基础上，现已得到了本发明。

按照本发明，提供了一种制备颗粒状水溶性聚合物的工艺，其内容包括：

（a）在浓度至少为20%（重量）的乙烯基单体水溶液中，至少添加一种从非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂这类化合物中挑选出的表面活性剂，而其加入量为单体量的0.001～1%（重量）。