[发明专利]高分子量双亲阳离子型絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高分子量双亲阳离子型絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂是在传统阳离子絮凝剂合成过程中加入双亲功能单体或/和双亲功能单体与至少一种其他水溶性乙烯基单体共聚物的混合物，使得到的絮凝剂产品具有优良的双亲特性；该絮凝剂的制备方法包括配料、聚合、破碎、干燥等工艺步骤，它具有聚合速度快，转化率高，可使设备小型化，光源易得且价廉等优点。

技术领域

本发明涉及高分子有机絮凝剂及其制备方法，尤其涉及高分子量双亲阳离子型絮凝剂及其制备方法。

背景技术

水溶性聚丙烯酰胺类聚合物，已广泛应用于造纸、水处理、采油、选矿等领域。尤其是近年来，为了保护环境，越来越多地用作各种工业和生活废水处理絮凝剂。

通过本体聚合，悬浮聚合，乳液聚合或溶液聚合已制备出了水溶性丙烯酰胺类聚合物，一般通过单体水溶液聚合可制备适用于絮凝剂的高分子量的聚合物。

现代化工工业的发展和现代化生活水平的提高使得排水中有机物含量大幅度增加。由于这些含有机物或胶体的水体系中，其微粒表面带负电荷，致使非离子型或阴离子型高分子絮凝剂处理此类废水效果不理想。而采用阳离子型絮凝剂时，它可与水中微粒发生电中和以及吸附架桥作用，从而使得体系中微粒脱稳、絮凝而有助于沉降和过滤脱水。产生极好的絮凝净化作用。近几年，美、日等国阳离子型絮凝剂已占合成絮凝剂总量的60％，且每年仍以10％以上速度增长。

目前，国内外制备高分子量阳离子型絮凝剂，主要采用主要有两种方式：一是非离子型聚丙烯酰胺改性，主要有三种方法，①如美国专利US4049606所述聚丙烯酰胺通过Mannich反应改性，制备阳离子聚丙烯酰胺，将聚丙烯酰胺配制成5％～40％浓度的水溶液，依次加入甲醛和二甲胺，投加量比例为聚丙烯酰胺∶甲醛∶二甲胺＝1∶0.5∶0.5～1∶1.5∶1.5。在PH＝5～5.2，温度35～65℃。进行Mannich改性制备阳离子型聚丙烯酰胺。我国专利CN1247838A也报道了一种阳离子型高分子絮凝剂的制备方法。将聚丙烯酰胺∶甲醛∶二甲胺∶水∶过硫酸盐按0.58～1.17∶0.8～0.9∶1∶46～50∶0.0021～0.003的比例反应。PH控制在8～9，向聚丙烯酰胺水溶液中加入甲醛，控制温度在48～52℃反应1小时，加入二甲胺控制温度在68～72℃反应1小时，制备得到阳离子型聚丙烯酰胺。但该法存在产品存在贮放时间短，残存游离甲醛，二烷基胺或羟甲基化的二烷基胺等影响性能等缺点；②通过Hoffmann重排反应；③聚丙烯酰胺先与肼反应，再通过亚硝酸酸化，产品中含有异氰酸酯基，但肼价格较高而且有毒。二是通过阳离子单体聚合制备阳离子型絮凝剂，可用于聚合的阳离子单体有AETAC、METAC、DMDAAC、DM等。阳离子型絮凝剂除了吸附架桥作用外还存在着电中和效应，因此在水处理领域有着广泛的应用背景。上述阳离子絮凝剂具有良好的水溶性，但由于分子结构中缺乏足够的亲油基团，与油的相容性差。处理含油废水或一些印染废水的效果不理想。在污泥调质处理中，污泥疏水性不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服传统离子型絮凝剂亲油性不足的缺点而提供一种产品性能稳定、成本较低的高分子量双亲阳离子型絮凝剂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高分子量双亲阳离子型絮凝剂，其特征在于，该絮凝剂选自聚合物A、B、C中的一种；

所述的聚合物A包括具有通式(1)的双亲阳离子型季铵盐单体的均聚物，或/和双亲阳离子型季铵盐单体(1)和其他水溶性乙烯基单体的共聚物，

其中R₁为H或烷基，R₂选自苄基或C_3～16直链或支链烷基，X代表卤素；

所述的聚合物B包括具有通式(2)地2-丙烯酰胺基烷基磺酸或2-丙烯酰胺基烷基磺酸盐的均聚物，或/和2-丙烯酰胺基烷基磺酸或2-丙烯酰胺基烷基磺酸盐和其他水溶性乙烯基单体的共聚物，