[发明专利]一种抗水解阳离子絮凝剂及其制备方法和应用方法

说明书

本发明公开了一种抗水解阳离子乳液絮凝剂及其制备方法和应用方法，制备方法包括：将丙烯酰胺、阳离子单体、功能性单体、水溶性氧化剂加入去离子水中，得到水相溶液；将非离子型乳化剂加到溶剂油中得到油相溶液；将水相溶液缓慢滴加到油相溶液，搅拌均匀，得到油包水的预乳液；对预乳液进行通氮除氧；向预乳液中加入还原剂引发聚合，得到抗水解阳离子乳液絮凝剂。本发明从改进阳离子乳液絮凝剂结构入手，加入功能性单体，也即在聚合过程中引入能与Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子反应的基团，并配合有机酸消除Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子对阳离子乳液絮凝剂粘度的影响，在高温(35‑45℃)、24小时内，能使絮凝剂粘度下降控制在20％以内。

技术领域

本发明属于水处理化学品的合成及应用，尤其涉及一种抗水解阳离子絮凝剂及其制备方法和应用方法。

背景技术

随着城镇人口增加和现代工业快速发展，生活污水和工业废水剧增，使得河流受到了不同程度的污染。目前，高分子絮凝剂因其结构可控、pH适用范围宽、投加量小、絮凝效果好、无金属残留和污泥产生量少等优点被广泛应用在污水处理领域。但在高分子絮凝剂使用过程中，由于溶解絮凝剂多采用河水、湖水或江水，这些水中含有较多Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子，Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子与絮凝剂部分水解产生的羧酸根产生静电引力相互作用，会降低絮凝剂分子表面原有的电荷密度，造成分子链卷曲，同时减弱了极性基团的溶剂化能力，从而使絮凝剂粘度显著降低，影响絮凝效果。此外，絮凝剂粘度还会受现场温度、溶解时间、存储时间等因素，进一步出现粘度下降的问题。在目前的通用应用环境下，现有阳离子乳液絮凝剂粘度在2小时内下降超过50％以上，后随着时间延长还进一步呈现下降趋势。

目前，针对水中金属离子对絮凝剂粘度的影响，现有专利主要在应用过程中使用不同络合剂抑制水解，如专利CN102849835A采用有机处理剂，主要包括2,3-二羟基丁二酸钠钾、羟基乙叉二磷酸等络合剂来络合金属离子，络合剂用量大，成本高，稳定性差。专利CN104232054B利用复配络合剂提高聚丙烯酰胺粘度稳定性，络合剂品种多、用量大，成本高，稳定性差。

发明内容

本发明的目的是解决前述的现有技术存在的技术问题，提供一种抗水解阳离子乳液絮凝剂及其制备方法和应用方法。

实现本发明目的的技术方案是一种抗水解阳离子乳液絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

将丙烯酰胺、阳离子单体、功能性单体、水溶性氧化剂加入去离子水中，得到水相溶液；

将非离子型乳化剂加到溶剂油中得到油相溶液；

将水相溶液缓慢滴加到油相溶液，搅拌均匀，得到油包水的预乳液；

对预乳液进行通氮除氧；

向预乳液中加入还原剂引发聚合，得到抗水解阳离子乳液絮凝剂。

进一步的，所述阳离子单体选自(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、二烯丙基二甲基氯化胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺中的一种或几种的组合。

进一步的，所述功能性单体选自对苯乙烯磺酸钠、顺丁烯二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或几种的组合。

进一步的，所述丙烯酰胺占预乳液总质量的10-40％，阳离子单体占预乳液总质量的60-90％，功能性单体占预乳液总质量的1-5％。

进一步的，所述水溶性氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、溴酸钾、溴酸钠中的一种或几种的组合，其质量占预乳液总质量的0.5-2％。