專利名稱：丙烯酰胺－雙丙酮丙烯酰胺共聚物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于丙烯酰胺-雙丙酮丙烯酰胺(簡稱AM-DAAM)共聚物的制備方法。
丙烯酰胺--雙丙酮丙烯酰胺共聚物是近年來國際上迅速發(fā)展起來的新型水溶性功能高分子材料，由于它的水溶液在高濃度鹽存在下粘度的穩(wěn)定性，優(yōu)異的光敏性能及能吸濕放濕等，在石油工業(yè)的三次采油及光敏材料，日用化工等有很廣闊的應(yīng)用前景。
目前，國際上丙烯酰胺--雙丙酮丙烯酰胺的研究仍在試驗階段，水溶液共聚的混合單體質(zhì)量百分含量僅為0.1-15％(USP5552501,1996)，產(chǎn)品為含水85-99％的水溶膠，這一方面限制了產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，貯存和運輸都十分不方便，使其成本居高不下。特別在三次采油時用作增稠劑，由于用量大，不可能采用目前的工藝實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是提供一種丙烯酰胺-雙丙酮丙烯酰胺共聚物的制備方法，該方法的特點是采用高單體濃度，制得的產(chǎn)品為固體粉末，適于工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
本發(fā)明共聚過程采用較高單體濃度，為了使反應(yīng)過程均勻、平穩(wěn)，避免交聯(lián)，采取在不同反應(yīng)階段加入助劑的方法。本發(fā)明主要的工藝流程示意圖如下 本發(fā)明的丙烯酰胺-雙丙酮丙烯酰胺共聚物的制備方法具體步驟包括(1)將以下組分在45～65℃、常壓下反應(yīng)0.5～6小時制得丙烯酰胺-雙丙酮丙烯酰胺共聚物膠體物丙烯酰胺(AM)24～40份、雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)10～30份、水 50～60份、過硫酸鹽0.1～0.5份、酰胺類化合物助劑(Ⅰ)0～10份；(2)將步驟(1)制得的丙烯酰胺-雙丙酮丙烯酰胺共聚物膠體物中加入0～4份堿金屬或其堿式鹽助劑(Ⅱ)、0～2.5份親水性的表面活性劑助劑(Ⅲ)，在80～100℃下，輥壓0.5～1小時后，干燥、粉碎而成；以上份數(shù)均按重量份數(shù)計，助劑(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)的用量不能同時為0。其中助劑(Ⅰ)優(yōu)選5～10份，助劑(Ⅱ)優(yōu)選1.5～4份，助劑(Ⅲ)優(yōu)選1.5～4份。
其中步驟(1)中所用的助劑(Ⅰ)酰胺類化合物最好為低分子酰胺類化合物，如尿素、縮二脲、氨基脲和硫脲，優(yōu)選尿素。
步驟(2)中輥壓過程所用的助劑(Ⅱ)堿金屬及其堿式鹽最好選用氫氧化鈉，碳酸鈉等強電離物質(zhì)。
步驟(2)中輥壓過程所用的助劑(Ⅲ)親水性表面活性劑最好選自滲透劑壬基酚聚氧乙烯醚(JFC)、聚氧乙烯壬基苯基醚、十二烷基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯辛基苯基醚等強親水性表面活性劑。
本發(fā)明的主要技術(shù)特點為了確保較高單體濃度的共聚合過程反應(yīng)均勻、平穩(wěn)，避免交聯(lián)，采取在不同反應(yīng)階段加入助劑的方法。如在高混合單體濃度的共聚合中，共聚合分子鏈的距離小，在干燥過程中容易產(chǎn)生亞胺化交聯(lián)和-CONH氫鍵締合，使溶解變得困難。如果在共聚體系中適量加一些酰胺類化合物，如尿素(助劑Ⅰ)就可以抑制產(chǎn)品交聯(lián)，削弱聚合物分子的氫鍵締合作用。
丙烯酰胺-雙丙烯酰胺共聚物由于結(jié)構(gòu)緊密、分子間作用力強，水分子不易滲透溶解。采用在共聚物固體粉未干燥階段中引入少量可電離基團(助劑Ⅱ)，由于靜電斥力使共聚物高分子鏈容易分離，如果加入一些親水性強的表面活性劑(助劑Ⅲ)，當共聚物和水接觸時，表面形成親水膜，降低水的表面張力，促進水分子向共聚物粉末內(nèi)擴散，也能有效加快溶解速度。
在后處理過程中，把共聚合物料轉(zhuǎn)移到輥壓機壓成薄片，使聚合熱易于散發(fā)，保證了生產(chǎn)出的產(chǎn)物具有分子量高，分子量分布窄，色澤及水溶性較好。
膠體狀物料采用輥壓、脫水、干燥、粉碎過篩后處理過程，保證了產(chǎn)品粉末有一定的細度，也是本發(fā)明產(chǎn)品能溶解于水的有效措施。
本發(fā)明的產(chǎn)品外觀潔白，均勻，在室溫下完全溶解。產(chǎn)物1.5％質(zhì)量百分含量的水溶液的粘度為100-600mPa·s(旋轉(zhuǎn)粘度計)。本發(fā)明采用高單體濃度，制得的產(chǎn)品為固體粉末，且采用了通用生產(chǎn)設(shè)備，原材料、助劑都比較普通、價廉，適于工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
實施例1AM20克，DAAM20克，尿素5g，過硫酸鉀0.05g，去離子水55ML，于三口瓶中在50℃下反應(yīng)1小時，當反應(yīng)物發(fā)粘時，降溫轉(zhuǎn)移到輥壓機中，加入NaOH4g,JFC 2g，在100℃下輥壓1小時，成為干燥、強韌的白色薄片，在100下烘4小時，粉碎過40目篩，得到在室溫下可溶解于水的產(chǎn)物。其質(zhì)量百分含量1.5％的水溶液的粘度為120mPa·s。
實施例2AM25g,DAAM25g，去離子水45g，其余條件同1。產(chǎn)物色白略有淺黃，完全溶于水，其質(zhì)量百分含量1.5％的水溶液的粘度為150mPa·s。
實施例3本例配方中助劑(Ⅱ)改為碳酸鈉5g，其余同實施例1，產(chǎn)品色白均勻，能完全溶解于水，其質(zhì)量百分含量1.5％的水溶液的粘度110mPa·s。
實施例4本例配方中助劑(Ⅲ)改為聚氧乙烯辛基苯基醚2g，其余同實施例1，產(chǎn)品色白均勻，能完全溶解于水，其質(zhì)量百分含量1.5％的水溶液的粘度100mPa·s。
實施例5-7本組在實施例1的配方中，例5省略助劑(Ⅰ)，例6省去助劑(Ⅱ)，例7省去助劑(Ⅲ)，其余同實施例1，產(chǎn)品色白均勻，幾乎全部能溶解于水。
實施例8AM40克，DAAM10克，尿素5g，過硫酸鉀0.05g，水50ML，于三口瓶中在55℃下反應(yīng)3小時，當反應(yīng)物發(fā)粘時，降溫轉(zhuǎn)移到輥壓機中，加入KOH3.5g，十二烷基聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚(按1∶2摩爾比)共2g，在110℃下輥壓1.5小時，成為干燥、強韌的白色薄片，在105℃下烘4小時，粉碎過40目篩，得到在室溫下可溶解于水的產(chǎn)物。其1.5％的水溶液的粘度為160mPa·s。
實施例9AM20克，DAAM30克，尿素8g，過硫酸鉀0.05g，水45ML，于三口瓶中在65℃下反應(yīng)2小時，當反應(yīng)物發(fā)粘時，降溫轉(zhuǎn)移到輥壓機中，加入Na2CO34g，聚氧乙烯辛基苯基醚和壬基酚聚氧乙烯醚(按1∶3摩爾比)共2.5g，在110℃下輥壓1.5小時，成為干燥、強韌的白色薄片，在110℃下烘3小時，粉碎過40目篩，得到在室溫下可溶解于水的產(chǎn)物。其1.5％的水溶液的粘度為140mPa·s。
實施例10AM30克，DAAM30克，尿素8g，過硫酸鉀0.08g，水50ML，于三口瓶中在65℃下反應(yīng)2小時，當反應(yīng)物發(fā)粘時，降溫轉(zhuǎn)移到輥壓機中，加入Na2CO33g，聚氧乙烯辛基苯基醚和壬基酚聚氧乙烯醚(按1∶1摩爾比)共2.5g，在110℃下輥壓1.5小時，成為干燥、強韌的白色薄片，在130℃下烘0.5小時，粉碎過40目篩，得到在室溫下可溶解于水的產(chǎn)物。其1.5％的水溶液的粘度為160mPa·s。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酰胺-雙丙酮丙烯酰胺共聚物的制備方法，其特征在于采用高單體濃度，在不同反應(yīng)階段加入助劑的方法，其具體步驟包括(1)將以下組分在45～65℃、常壓下反應(yīng)0.5～6小時制得丙烯酰胺-雙丙酮丙烯酰胺共聚物膠體物丙烯酰胺24～40份、雙丙酮丙烯酰胺 10～30份、水 50～60份、過硫酸鹽0.1～0.5份、酰胺類化合物助劑(Ⅰ)0～10份；(2)將步驟(1)制得的丙烯酰胺-雙丙酮丙烯酰胺共聚物膠體物中加入0～4份堿金屬或其堿式鹽助劑(Ⅱ)、0～2.5份親水性的表面活性劑助劑(Ⅲ)，在80～100℃下，輥壓0.5～1小時后，干燥、粉碎而成；以上份數(shù)均按重量份數(shù)計，助劑(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)的用量不能同時為0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于助劑(Ⅰ)為5～10份，助劑(Ⅱ)為1.5～4份，助劑(Ⅲ)為1.5～4份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的方法，其特征在于步驟(1)中所用的助劑(Ⅰ)為尿素、縮二脲、氨基脲或硫脲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的方法，其特征在于步驟(1)中所用的助劑(Ⅰ)為尿素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的方法，其特征在于步驟(2)中所用的助劑(Ⅱ)為氫氧化鈉或碳酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的方法，其特征在于步驟(2)中所用的助劑(Ⅲ)選自壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、十二烷基聚氧乙烯醚和聚氧乙烯辛基苯基醚。
全文摘要
本發(fā)明屬于丙烯酰胺－雙丙酮丙烯酰胺共聚物的制備方法。其特征在于共聚過程采用較高單體濃度,其中加入酰胺類化合物助劑(Ⅰ),再將共聚制得的丙烯酰胺－雙丙酮丙烯酰胺共聚物膠體物中加入堿金屬或其堿式鹽助劑(Ⅱ)、親水性的表面活性劑助劑(Ⅲ)進行輥壓。干燥、粉碎而成,本發(fā)明采用高單體濃度,制得的產(chǎn)品為固體粉末,適于工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
文檔編號C08F220/00GK1298889SQ0013085
公開日2001年6月13日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月14日
發(fā)明者潘松漢, 陳玉放, 許凱, 喻小奇, 郭元強, 宋榮釗 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所