[其他]将聚合物迅速溶解于水的方法和设备

说明书

本发明一般地涉及聚合物在水中的溶解性，特别地，本发明是有关固体的、可溶性的聚合物迅速地溶解于水中的方法和设备。

水溶性聚合物的溶液作为增稠剂和絮凝剂的应用，早已为人们所知。该种应用包括采矿、造纸、以及污水和工业废水处理中的水溶液的净化处理。这种聚合物的溶液也用作钻井泥浆的稳定剂，以及在使用水的溢流法二次回收汽油中的应用。

虽然，这些聚合物在工业化生产中常以粉末状或分成固体细粒状使用，但最常用的还是水溶液状态。这就使得将固体聚合物溶于水中而成为必要的了。虽然，各种聚合物或多或少都可溶于水中，困难的是要制备聚合物的水溶液常常需要有经验，其原因在于它溶解的速度慢，而且固体聚合物在水中不能迅速分散开来。

此外，固体聚合物在水中的溶解过程受到了聚合物颗粒聚集成块状或当它与水接触时仍保持聚集状态的这种倾向性的阻碍。固体聚合物被有限的水浸湿后，立即形成了聚合物的聚集块，被水浸湿的聚合物包覆在外，未溶解聚合物颗粒被封闭在其内，这样就阻止了水份向聚集块内部渗透。虽然，这许多聚集块经连续的搅拌可逐渐地溶解，但要用足够长的时间去搅拌溶液而使之完全地溶解，这是不现实的。当然，长时间的混合是不经济的，而且已经溶解的聚合物由于受到了过渡的水力及机械剪切力的作用，其分子量会受到破坏。

基于干燥的聚合物通常包含有非常细的、与灰尘类似的颗粒这一事实，使的问题变得复杂了。这就产生了与设备密切相关的污染问题，而且随着设备表面粘着或光溜的聚合物的的增加，使污染问题变得更为严重。

上述的部分问题在许多现有的出版物中已有叙述，其中包括美国专利Re.28，474（1974年7月8日）及Re.28，576（1975年10月21日）（Anderson等人）。

与上述等同的Anderson等人重新发表的专利例举了将水溶性聚合物迅速溶解在水中的问题的现有的解决办法。据Anderson等人透露，将水溶性聚合物分散在水-油乳状液中，然后将它转化到水中，使之成为聚合物的水溶液。

Anderson等人所公开的方法，在乳状液中聚合物的含量方面是受到限制的。而且，在实际上该体系中需要相当数量的乳化剂以提供稳定的产品，当然也需要油相，这就产生了处理及经济上的问题。

其它的现有方法来涉及到聚合物分散体自乳状液中转化问题，它利用了聚合物与水的简单的混合。这需要很长的混合时间，对于大量的溶液这同样也需要混合和贮存的设备。其结果，在干燥的聚合物最初与水混合到溶液本身被利用之间，需要很长的贮存和/或混合的时间，因而资本投资和能源的费用是很高的。

要解决以上讲到的一个或多个问题，这是本发明的目的。

根据本发明，散粒的水溶性的聚合物或胶、或它们的混合物，用下述方法使其非常迅速地溶解在水中，它包括如下几步：聚合物的颗粒和水生成悬浊液，在悬浊液生成之后，同时或立即在极高的剪切力作用力于聚合物颗粒上的条件下，使悬浊液中的颗粒瞬即细分，并迫使它溶于溶液中。

聚合物和水的比例及剪切条件要适当选择，以避免聚合物分子的降解。

颗粒大小的磨碎是在适用于悬浮在液体中的颗粒大小磨碎的设备中进行的。例如，一种适用设备包括：以高速旋转的叶轮，在叶轮的周围的径向叶片一般地呈园形排列，向外排料的空间被限定在相邻的叶片之间。

由设备上卸出的混合料基本上是聚合物和水的溶液，但可能含有一些未溶解的聚合物，这未溶物在进一步搅拌，或不再搅拌的情况下，在短时间内可完全溶于溶液中。

本发明也设想了一种实施本发明方法的设备。

根据本发明的方法，一种聚合物和水的有用溶液可以非常迅速地获得，它没有聚合物颗粒聚集块，没有聚合物的粉尘进入生产设备极近的环境，以及在设备表面不会出现粘着的和光溜的聚合物。任何可能出现的粉尘都被溶入溶液中。排除了对于转换工艺过程所需要的大的混合器或长的混合时间。

溶液可转移到罐中贮存，在实际中立即使用或为另一种情况，即用于和其它反应物的化学反应之中。

本发明的其它目的和优点，对于那些技术熟练的人员来说，在下述的详细说明书，有关的附图及附加权项中将是显而易见的。

图1为不完全的示意图，采用部分剖视图，是一个适用于实施本发明方法的设备;

图2是图1中设备的部分透视图，为清楚起见省掉一些部件;

图3是图1、图2设备的正面剖视图，一般沿图2的3-3线剖视;

图4是图3设备的剖视图，一般是沿图3中的4-4线剖视;以及

图5是图4设备的改进实施例。

水溶性的聚合物