[发明专利]一种基于反相乳液合成高固含、高分子量絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于反相乳液合成絮凝剂的方法，特别涉及通过反相乳液在采用双官能度引发剂及Gemini型和经典复配乳化剂的条件下，获得固含量及高特性粘度的絮凝剂；属于高分子材料制备技术领域。

背景技术

在氧化铝生产过程中，赤泥沉降分离是其中一道重要工序。赤泥沉降效果的好坏不仅关系到氧化铝的生产质量，而且对整个生产流程及工厂的效益都有重大影响，添加絮凝剂是目前最普遍、最有效的强化赤泥分离方法。当然絮凝剂除了在氧化铝生产上的使用，其在污水处理、造纸、选矿等领域也被广泛使用着。

乳液聚合技术诞生于上个世纪初，目前已广泛应用于高分子科学技术领域，是生产高聚物的重要方法之一。烯类单体聚合反应放热量很大，其聚合热约为60～100kJ/mol。散热不良会造成局部过热，使分子量分布变宽，还会引起聚合物分子支化和交联，严重时会导致暴聚，使产品报废，甚至发生事故。所以，在反应过程中，反应热的排除是一个关键性的问题。而对于乳液聚合反应来说，聚合反应发生在乳胶粒中，尽管在乳胶粒内部粘度高，但由于连续相是油，使得整个体系粘度并不高，并且在反应过程中体系的粘度变化不大。在这样的体系中，由内向外传热很容易，不会出现局部过热，更不会出现暴聚现象。同时对于这样低粘度体系容易搅拌，便于管道输送，容易实现连续化操作。所以，乳液聚合很好的解决了聚合热的问题。

在絮凝剂乳液聚合过程中，乳化剂往往是制约固含提高、特性粘度增大的重要因素。所以在絮凝剂乳液合成中，乳化剂的选取决定着乳液性能。Gemini型乳化剂是一类拥有较为特殊结构的新型表面活性剂。其结构可看成两个常规单链表面活性剂在靠近其亲水头基处联结基团通过化学键连接而成一类新的表面活性剂。与传统乳化剂相比，它具有更高的表面活性，低的临界胶束浓度，其主要原因是传统表面活性剂在互不相溶的各相中，往往只有一个单一的相互作用点，而Gemini乳化剂能够在分散相和连续相之间提供多个相互作用点。稳定的长聚合链延伸到油相中，获得更好的空间稳定性。

同样，引发剂也是制约固含提高、特性粘度增大的重要因素。双官能度引发剂是可以在同一个引发剂分子中含有2个活性基团的化合物，可分解产生双自由基引发聚合反应，活性基团可以是过氧键、过酯键、过酰键或偶氮键等。双官能度引发剂在聚合过程中具有优异的特性，与传统单官能度引发剂相比，在相同的引发剂质量浓度下，双官能度引发剂聚合速率快，并且具有从两端引发乙烯基单体聚合的能力，在相同的活性基团质量浓度下，其聚合物相对分子质量高。因此，双官能度引发剂可以同时提高聚合速率和产物的相对分子质量。

发明内容

针对现有的烯烃类乳液聚合过程存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种通过反相乳液法制得固含量高、特性粘度大且稳定性好的絮凝剂乳液的方法。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种基于反相乳液合成高固含、高分子量絮凝剂的方法，该方法是将由Gemini型乳化剂与传统表面活性剂组成的复合乳化剂溶于油相后，向所述油相中缓慢加入含烯类絮凝剂单体的水相，搅拌乳化，得到预乳液，在所述预乳液中加入双官能度引发体系引发聚合反应，聚合反应完成后，即得乳液；所述的复合乳化剂HLB值控制在5～10之间。

优选的方案，Gemini型乳化剂为Gemini型疏水性乳化剂；较优选为Hypermer1031、Hypermer1083、Hypermer1599、Hypermer2296和Hypermer2524中的至少一种。

优选的方案，传统表面活性剂为Span系类、OP系类和Tween系类中的至少一种；较优选为Span60、Span80、OP-4、OP-10、Tween20、Tween60和Tween80中的至少一种。传统表面活性剂的定义是：表面活性剂分子中只有一个亲水基团和一个疏水基团。

优选的方案，复合乳化剂用量为所述预乳液总质量的5％～10％。

优选的方案，双官能度引发体系为双官能度引发剂和亚硫酸氢钠体系；或者为双官能度引发剂、亚硫酸氢钠以及2,2-偶氮二异丁脒盐酸盐和/或2,2-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]盐酸盐体系。

优选的方案，双官能度引发剂由2,5-二甲基-2,5-己二醇、H₂O₂和浓硫酸反应得到。