[发明专利]一种疏水缔合阴离子聚丙烯酰胺油包水乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种疏水缔合阴离子聚丙烯酰胺油包水乳液及其制备方法，方法包括制备包含乳化剂、去离子水、丙烯酰胺、阴离子单体、水溶性氧化剂和络合剂的水相溶液；将乳化剂加入至溶剂油中，制备油相溶液；将所述水相溶液滴入所述油相溶液，得到油包水预乳液；对所述油包水预乳液进行通氮除氧后，加入还原剂，进行氧化还原反应；待所述氧化还原反应结束，加入反相剂，得到疏水缔合阴离子聚丙烯酰胺油包水乳液。本发明制备的疏水缔合阴离子聚丙烯酰胺油包水乳液具有较高的耐盐耐剪切性能，同时产品分子量高，也具有在水中快速溶解的能力，可实现即用即溶的效果，可广泛应用于油气开采、污水处理、造纸以及采矿选矿等领域。

技术领域

本发明涉及水溶性高分子聚合物乳液制备技术领域，尤其涉及一种疏水缔合阴离子聚丙烯酰胺油包水乳液的制备方法及由该制备方法得到的水乳液。

背景技术

上个世纪80年代后，为了提升石油开采的效能，提高采油助剂的耐剪切性能和耐盐性能，人们开始了丙烯酰胺基疏水缔合聚合物的研究工作，对疏水改性聚丙烯酰胺聚合物的合成、结构和性能进行了广泛的研究。

因疏水基团与水极度不相容性，疏水基团间发生聚集，形成疏水微区，这一作用称为疏水缔合作用。在纯水溶液中，疏水基团发生聚集，使高分子链之间产生缔合，使水溶液粘度大增，产生强大的增稠作用，具有较好的增稠性能。在盐水溶液中，由于疏水基团的相互作用，聚合物对盐的敏感性得到了缓解，使水溶性聚合物在盐水中和淡水中的粘度相近，具有较好的耐盐性能。另外，由于分子链之间的缔合作用，形成暂时的物理交联结构，这种物理交联结构在剪切应力作用下被破坏，体系粘度下降，但在高剪切应力场去除后，物理交联结构又可以恢复，再次形成分子链间的缔合，显现增稠作用，这种物理缔合交联的可逆性使得疏水缔合聚合物也表现出剪切作用的可逆性，具有较好的抗剪切能力。

将疏水单体和AM等水溶性单体共聚是合成疏水缔合聚丙烯酰胺聚合物最通用的方法。疏水单体由疏水基团和可聚合双键构成，常用疏水单体有长碳链丙烯酸烷基酯(碳数在8-18)、N-取代丙烯酰胺、苯乙烯和含氟丙烯酸酯等。但是由于疏水单体不溶于水，因此实现AM与疏水单体共聚必须解决两种单体间的混合。目前常见的聚合方法就是胶束聚合法和反相(微)乳液法。

胶束聚合法主要是在亲水单体水溶液中加入表面活性剂，将疏水单体以混合胶束或增溶胶束形式分散在连续相中，当连续相中生成的水溶性聚合物增长链的活性端伸入胶束时，会引发胶束中的疏水单体参与共聚形成疏水改性聚丙烯酰胺。在采用胶束聚合法的聚合物上疏水基团是一种微嵌段结构，在疏水基团含量相同时，微嵌段长度越长，疏水基团间的缔合强度越高，临界缔合浓度越低，也有利于分子间缔合的形成，表现出更强的增稠能力。但是采用胶束聚合法，产品通常是做成固体粉末的形式，在制备过程中单体浓度较低，要脱除大量的水会造成很大的能耗；另外做成固体粉末也存在粉尘污染的问题，而且固体产品溶解速度相对较慢，并且溶解设备要占用很大的空间。专利CN103641950B公开了《一种阴离子型疏水缔合部分水解聚丙烯酰胺及制备方法》，主要是采用是胶束聚合法，然后将通过胶束聚合得到的疏水缔合聚丙烯酰胺粉碎干燥，可得到粉末状产品，但干粉产品在制造过程中需要烘干，不但能源消耗大，而且存在粉尘污染；同时固体产品溶解速度也相对较慢。

而采用反相(微)乳液聚合法，制备过程中可提高单体的浓度，反应时间相对较短，操作简单，制得的油包水乳液产品溶解速度也较快。但采用反相(微)乳液聚合法的疏水改性聚丙烯酰胺，疏水基团的分布是孤立无规的，其孤立无规分布降低了疏水基团间的缔合作用。

发明内容

本发明通过提供一种疏水缔合阴离子聚丙烯酰胺油包水乳液及其制备方法，解决了现有技术中能耗大、溶解速度慢、疏水基团间的缔合作用低的技术问题，进而实现提高聚丙烯酰胺聚合物耐剪切性能和耐盐性能，具有快速溶解的效果，且生产效率高。

实现本发明目的的技术方案是：

一种疏水缔合阴离子聚丙烯酰胺油包水乳液的制备方法，包括以下步骤：