CN112300321B - 一种聚丙烯酰胺水性分散体的制备方法 - Google Patents

一种聚丙烯酰胺水性分散体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯酰胺水性分散体的制备方法，包括：使包括丙烯酰胺、离子型单体、非离子型单体、分散稳定剂、无机盐和引发剂的反应体系在一定温度下聚合一段时间，得到所述聚丙烯酰胺水性分散体；其中，所述分散稳定剂为离子型聚合物和离子型聚丙烯酰胺共聚物的复合物。其中非离子型疏水单体和引发剂通过一次或分次加入反应体系。本发明所制备的聚丙烯酰胺水性分散体具有良好的稳定性和流动性，并且工艺流程操作简便，不添加任何有机溶剂，绿色环保。

Description

一种聚丙烯酰胺水性分散体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯酰胺水性分散体的制备方法，尤其涉及一种利用分散聚合法制备高分子量聚丙烯酰胺水性分散聚合体的方法，属于水性聚合物制备领域。
背景技术
聚丙烯酰胺(CPAM)具有良好的水溶性、高效的增黏性和独特的吸附性，因而在水处理、采油、造纸、纺织等诸多领域得到广泛应用。溶液聚合是合成这类离子型聚丙烯酰胺的常用方法。但是，溶液聚合的产物后处理复杂，且后处理可能会引起聚丙烯酰胺变性。此外，溶液聚合的产物溶解需要较长的时间，满足不了特定情况下需要聚合物速溶的要求。
水相分散聚合法是制备聚丙烯酰胺水性分散体的一个重要方法。通过这种方法合成的聚丙烯酰胺直接以胶体的形式分散在水中或水/有机溶剂中，因此这种聚丙烯酰胺水性分散体可以直接使用，避免了聚合产物的复杂后处理。另外，这种聚丙烯酰胺水性分散体的溶解也非常快，可以满足绝大多数场合对速溶的需求。利用水相分散聚合法制备聚丙烯酰胺水性分散体的最大问题，在于分散体的稳定性较差，所制备的聚丙烯酰胺水性分散体存放数周至几个月即会出现分层现象，或者需要一些复杂的稳定措施或使用一定量的有机溶剂以稳定分散体。另外，聚合物的分子量还需要进一步提高。例如，CN 02627725A公开了一种阳离子型聚丙烯酰胺乳液的合成方法，其所述的制备方法具体如下：以叔丁醇、硫酸铵及水的混合溶液为反应介质，以丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺氧乙基三甲基氯化铵及N-乙烯基吡咯烷酮为反应原料，以过硫酸铵与亚硫酸氢钠为反应引发剂，以聚乙二醇和聚甲基丙烯酰胺氧乙基三甲基氯化铵为分散稳定剂，在氮气保护下进行分散聚合，得到流动性较好的阳离子聚丙烯酰胺乳液。但该专利所制备的聚丙烯酰胺乳液分子量相对较低(2.7×106～3.5×106Da)，且乳液稳定性并不理想，最多两个月即出现分层现象。另外，有机溶剂叔丁醇的使用也会增加合成成本且不适用于对环保要求较高的场合。
提升聚丙烯酰胺水性分散体的稳定性、建立简便高效的聚丙烯酰胺水性分散体的方法合成，是目前合成聚丙烯酰胺水性分散体需亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上现有技术的不足，本发明的目的是针对现有聚丙烯酰胺合成中存在的问题，提供一种通过水相分散聚合法制备聚丙烯酰胺水性分散体的方法，本方法使用复合型分散稳定剂，制备的聚丙烯酰胺水性分散体具有较好的稳定性和流动性，具有较高的分子量且溶解速度较快。
本发明提供了一种聚丙烯酰胺水性分散体的制备方法，包括：使包括丙烯酰胺、离子型单体、非离子型单体、分散稳定剂、无机盐和引发剂的反应体系进行反应，得到所述聚丙烯酰胺水性分散体；其中，所述分散稳定剂为离子型聚合物和离子型聚丙烯酰胺共聚物的复合物。
根据本发明的一些实施方式，所述分散稳定剂中离子型聚合物和离子型聚丙烯酰胺共聚物的质量比为(0-10)：(5-5)，优选为1：(1-10)。
根据本发明的优选实施方式，所述离子型聚合物为离子型单体的聚合物。其可通过如下方法制备：将离子型单体和引发剂溶于水中，配制成30～50wt％浓度的溶液，脱气除氧后，在40-60℃、优选50℃的恒温水浴中持续反应6-9h，得到粘稠聚合物溶液，体系冷却至室温后，再用水稀释至5wt％浓度。
根据本发明的具体实施方式，上述制备方法中离子型单体和引发剂比例优选为1000:(1-5)。
根据本发明的优选实施方式，所述离子型聚丙烯酰胺共聚物为离子型单体和丙烯酰胺的共聚物，优选所述离子型聚丙烯酰胺共聚物中离子型单体与丙烯酰胺的质量比为(1-10)：1，优选为(3-8)：1。
所述离子型聚丙烯酰胺共聚物可通过如下方法制备：将质量比为(1-10)：1，优选为(3-8)：1的离子型单体和丙烯酰胺与引发剂溶于水中，配制成30～50wt％浓度的溶液，脱气除氧后，在40-60℃、优选50℃的恒温水浴下反应6～9h，得到粘稠聚合物溶液。冷却至室温后，再加入一定量的水稀释至5wt％浓度。其中，离子型单体和丙烯酰胺的总质量与引发剂与的质量比优选为1000:(1-5)。
根据本发明的优选实施例，所述离子型单体包括阳离子型单体和阴离子型单体；所述分散稳定剂包括阳离子型聚合物和阳离子型聚丙烯酰胺共聚物的复合物以及阴离子型聚合物和阴离子型聚丙烯酰胺共聚物的复合物。
根据本发明的优选实施方式，所述阳离子型单体包括丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵中的一种或几种。
根据本发明的优选实施方式，所述阴离子型单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠(NaAMC12S)中的一种或几种。
根据本发明的优选实施方式，所述非离子型单体为非离子型疏水单体，所述非离子型疏水单体包括N-(丁基甲胺基甲基)丙烯酰胺、N-(庚基甲胺基甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸糠酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
根据本发明的优选实施方式，所述无机盐包括硫酸铵、硫酸钠、磷酸氢铵、磷酸氢钠、氯化铵和氯化钠中的一种或几种，反应体系中无机盐浓度优选为0.2～0.4g/mL。
根据本发明的优选实施方式，所述引发剂为氧化还原引发剂和/或水溶性的偶氮类引发剂；其中氧化还原引发剂选自过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠；偶氮类引发剂包括V-50和/或VA-044；引发剂总用量优选为共聚单体((包括丙烯酰胺、离子型单体和非离子型单体))总重量百分数的0.01％～0.1％。
根据本发明的优选实施方式，所述全部单体(包括丙烯酰胺、离子型单体和非离子型单体)在反应体系中的总浓度为0.01～0.15g/mL，优选为0.06～0.10g/mL。
根据本发明的优选实施方式，所述分散稳定剂所在反应体系中的浓度为0.01～0.04g/mL。
根据本发明的优选实施方式，所述反应温度为5～50℃，优选为10～45℃；反应时间为1～8小时，优选为1～5.5小时。
根据本发明的优选实施方式，所述方法包括如下步骤：将丙烯酰胺、离子型单体、分散稳定剂、无机盐和部分非离子型单体溶于水中，搅拌形成均相体系，脱气除氧后加入引发剂，在反应温度下，搅拌反应0.5～4小时体系变为乳白色后，再加入适量的非离子型疏水单体和引发剂，继续搅拌反应0.5～4小时后，撤去加热源，在冷水浴中搅拌降温，得到所述聚丙烯酰胺水性分散体。
本发明使用离子型聚合物和离子型聚丙烯酰胺共聚物复合型分散稳定剂，相较于单一离子型聚合物稳定剂，该复合剂型稳定剂对离子型聚丙烯酰胺水性分散体有着更好得分散稳定性，分散稳定剂合成工艺简单，成本低廉。本发明以无机盐水溶液为分散介质，不使用任何有机溶剂和乳化剂，绿色环保且节约大量成本。本发明在共聚单体中使用非离子型疏水单体，提高了聚丙烯酰胺水性分散体的分散稳定性和热稳定性，所制备聚丙烯酰胺水性分散体可长时间放置不分层。本发明所制备的聚丙烯酰胺水性分散体流动性好，溶解速度快，分子量较高(4×106～6×106Da)。
附图说明
图1为分散体1的1H NMR谱图(Bruker AV400 spectrometer,400MHz,D2O)。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的丙烯聚合方法做进一步说明。下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例一
(1)阳离子型聚合物的制备：
聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(A1)的合成：在烧瓶中加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵80％水溶液(187.5g,722mmol)、VA-044(0.15g,0.46mmol)和水(1870g)。脱气除氧后于45℃下反应7小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释为5wt％的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液。
聚甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(A2)的合成：在烧瓶中加入甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵80％水溶液(187.5g,526mmol)、VA-044(0.11g,0.33mmol)和水(1870g)。脱气除氧后于45℃下反应7小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释为5wt％的聚甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵水溶液。
聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(A3)的合成：在烧瓶中加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵80％水溶液(187.5g,776mmol)、VA-044(0.11g,0.33mmol)和水(1870g)。脱气除氧后于45℃下反应7小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释为5wt％的聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液。
(2)阳离子型聚丙烯酰胺共聚物的制备：
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-丙烯酰胺共聚物(A1M)的合成：在烧瓶中依次加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵80％水溶液(150g,577mmol)、丙烯酰胺(30g,422mmol)、VA-044(0.15g,0.46mmol)和水(195g)。脱气除氧后于45℃下反应7小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释成5wt％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-丙烯酰胺共聚物水溶液。
甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵-丙烯酰胺共聚物(A2M)的合成：在烧瓶中依次加入甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵80％水溶液(150g,421mmol)、丙烯酰胺(30g,422mmol)、VA-044(0.15g,0.46mmol)和水(195g)。脱气除氧后于45℃下反应7小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释成5wt％的甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵-丙烯酰胺共聚物水溶液。
丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-丙烯酰胺共聚物(A3M)的合成：在烧瓶中依次加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵80％水溶液(150g,457mmol)、丙烯酰胺(30g,422mmol)、VA-044(0.15g,0.46mmol)和水(195g)。脱气除氧后于45℃下反应7小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释成5wt％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-丙烯酰胺共聚物水溶液。
(3)阴离子型聚合物的制备：
聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(B1)的合成：在烧瓶中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(187.5g,724mmol)、VA-044(0.15g,0.46mmol)和水(1870g)。脱气除氧后于45℃下反应9小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释为5wt％的聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液。
聚2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠(B2)的合成：在烧瓶中加入2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠(187.5g,439mmol)、VA-044(0.15g,0.46mmol)和水(1870g)。脱气除氧后于45℃下反应9小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释为5wt％的聚2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠水溶液。
(4)阴离子型聚丙烯酰胺共聚物的制备：
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-丙烯酰胺共聚物(B1M)的合成：在烧瓶中依次加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(150g,579mmol)、丙烯酰胺(30g,422mmol)、VA-044(0.15g,0.46mmol)和水(195g)。脱气除氧后于45℃下反应9小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释成5wt％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-丙烯酰胺共聚物水溶液。
2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠-丙烯酰胺共聚物(B2M)的合成：在烧瓶中依次加入2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠(150g,351mmol)、丙烯酰胺(30g,422mmol)、VA-044(0.15g,0.46mmol)和水(195g)。脱气除氧后于45℃下反应9小时。冷却至室温后，加入水(2620g)稀释成5wt％的2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠-丙烯酰胺共聚物水溶液。
分散稳定剂1的制备:分散稳定剂1由5wt％的A1和5wt％的A1M按1:1的质量比混合而成。
分散稳定剂2的制备:分散稳定剂2由5wt％的A1和5wt％的A1M按1:5的质量比混合而成。
分散稳定剂3的制备:分散稳定剂3由5wt％的A1和5wt％的A1M按1:10的质量比混合而成。
分散稳定剂4的制备:分散稳定剂4由5wt％的A2和5wt％的A2M按1:1的质量比混合而成。
分散稳定剂5的制备:分散稳定剂5由5wt％的A3和5wt％的A3M按1:1的质量比混合而成。
分散稳定剂6的制备:分散稳定剂6由5wt％的B1和5wt％的B1M按1:1的质量比混合而成。
分散稳定剂7的制备:分散稳定剂7由5wt％的B2和5wt％的B2M按1:1的质量比混合而成。
分散稳定剂8的制备:分散稳定剂8由5wt％的B2和5wt％的B2M按1:5的质量比混合而成。
分散稳定剂9的制备:分散稳定剂1由5wt％的A1和5wt％的A2M按1:1的质量比混合而成。
分散稳定剂10的制备:分散稳定剂2由5wt％的A2和5wt％的A1M按1:5的质量比混合而成。
分散稳定剂11的制备:分散稳定剂3由5wt％的A1和5wt％的A3M按1:10的质量比混合而成。
实施例二
阳离子型聚丙烯酰胺水性分散体的合成：室温下，向装有搅拌桨的1L三口瓶中，加入丙烯酰胺(36g,0.506mol)、硫酸铵(210g,1.59mol)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵80％水溶液(1.8g,6.93mmol)、分散稳定剂1(216g)、甲基丙烯酸异辛酯(2.0g,10.07mmol)和水(243.3g)，搅拌至所有加入物完全溶解。脱气除氧，升温至45℃，加入VA-044水溶液(1mL，6.0mg/mL)。继续反应30分钟，然后加入甲基丙烯酸异辛酯(1.6g,8.06mmol,0.016eq.)和VA-044水溶液(1mL，8.0mg/mL)，此时反应体系总体积约为550mL。继续反应30分钟后，撤去加热源，停止反应，得到具有良好流动性的阳离子型聚丙烯酰胺水性分散体。根据GB12005.1-89聚丙烯酰胺分子量测定方法，测得分子量为6.45×106Da。该水性分散体可以在常温下保存6个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例三
除所用分散稳定剂为分散稳定剂2外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为6.12×106Da。该水性分散体可以在常温下保存5个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例四
除所用分散稳定剂为分散稳定剂3外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为5.23×106Da。该水性分散体可以在常温下保存5个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例五
除所用分散稳定剂为分散稳定剂9外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为4.13×106Da。该水性分散体可以在常温下保存6个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例六
除所用分散稳定剂为分散稳定剂10外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为3.13×106Da。该水性分散体可以在常温下保存4个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例七
除所用分散稳定剂为分散稳定剂11外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为5.13×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例八
除所用分散稳定剂为分散稳定剂4外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为5.73×106Da。该水性分散体可以在常温下保存4个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例九
除所用分散稳定剂为分散稳定剂5外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为5.56×106Da。该水性分散体可以在常温下保存4个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十
本实施例用于说明使用实施例一所述分散稳定剂制备聚丙烯酰胺水性分散体的方法。
阳离子型聚丙烯酰胺水性分散体的合成：室温下，向装有搅拌桨的1L三口瓶中，加入丙烯酰胺(36g,0.506mol)、硫酸铵(210g,1.59mol)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵80％水溶液(1.8g,6.93mmol)、分散稳定剂4(216g)、甲基丙烯酸糠酯(0.54g,3.17mmol)和水(243.3g)，搅拌至所有加入物完全溶解，此时反应体系总体积约为500mL。脱气除氧，升温至45℃，加入VA-044水溶液(1mL，7.5mg/mL)。继续反应2.5小时，然后加入VA-044水溶液(1mL，10.0mg/mL)。继续反应1.5小时后，撤去加热源，停止反应，得到具有良好流动性的阳离子聚丙烯酰胺水性分散体。测得该阳离子型聚丙烯酰胺分子量为4.11×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十一
除引发剂为V-501且调节反应体系温度为50℃外，其他条件均与实施例五相同，结果得到聚合物的分子量为4.05×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十二
本实施例用于说明使用实施例一所述分散稳定剂制备聚丙烯酰胺水性分散体的方法。
阳离子型聚丙烯酰胺水性分散体的合成：室温下，向装有搅拌桨的1L三口瓶中，加入丙烯酰胺(36g,0.506mol)、硫酸铵(210g,1.59mol)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵80％水溶液(1.8g,6.93mmol)、分散稳定剂1(216g)、N-(丁基甲胺基甲基)丙烯酰胺(0.54g,3.17mmol)和水(243.3g)，搅拌至所有加入物完全溶解，此时反应体系总体积约为500mL。脱气除氧，升温至45℃，加入VA-044水溶液(1mL，7.5mg/mL)。继续反应2.5小时后，加入VA-044水溶液(1mL，10.0mg/mL)。继续反应1.5小时后，撤去加热源，停止反应，得到具有良好流动性的阳离子聚丙烯酰胺水性分散体。测得该阳离子型聚丙烯酰胺分子量为6.25×106Da。该水性分散体可以在常温下保存5个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十三
除非离子型疏水单体使用N-(庚基甲胺基甲基)丙烯酰胺外，其他条件均与实施例十二相同，结果得到聚合物的分子量为6.04×106Da，可快速完全溶解于水中。
实施例十四
除使用过硫酸铵/亚硫酸氢钠作为引发剂且反应温度为10℃外，其他条件均与实施例十一相同，得到聚合物的分子量为5.34×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十五
除使用过硫酸钾/亚硫酸氢钠作为引发剂且反应温度为10℃外，其他条件均与实施例十一相同，得到聚合物的相对分子量为5.87×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十六
除所用无机盐为硫酸氢钠外，其他条件均与实施例十一相同，结果得到聚合物的相对分子量为4.84×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十七
除所用无机盐为氯化钠外，其他条件均与实施例十一相同，结果得到聚合物的相对分子量为4.07×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十八
除所用无机盐为磷酸氢铵外，其他条件均与实施例十一相同，结果得到聚合物的相对分子量为4.63×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例十九
本实施例用于说明使用实施例一所述分散稳定剂制备聚丙烯酰胺水性分散体的方法。
阴离子型聚丙烯酰胺水性分散体的合成：室温下，向装有搅拌桨的1L三口瓶中，加入丙烯酰胺(36g,0.506mol)、甲基丙烯酸糠酯(0.54g,3.17mmol)、硫酸铵(210g,1.59mol)、丙烯酸(0.5g,6.93mmol,0.014eq.)、分散稳定剂6(216g)和水(243.3g)，搅拌至所有加入物完全溶解，此时反应体系总体积约为500mL。脱气除氧，升温至45℃，加入VA-044水溶液(1mL，7.5mg/mL)。继续反应2.5小时，然后加入VA-044水溶液(1mL，8.0mg/mL)。继续反应3小时后，撤去加热源，停止反应，得到具有良好流动性的阴离子型聚丙烯酰胺水性分散体。测得分子量为5.22×106Da。该水性分散体可以在常温下保存5个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十
除所用阴离子型单体为丙烯酸钠且所用分散稳定剂为分散稳定剂7外，其他条件均与实施例十九相同，结果得到聚合物的相对分子量为4.63×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十一
除所用阴离子型单体为甲基丙烯酸钠外，其他条件均与实施例十九相同，结果得到聚合物的相对分子量为5.17×106Da。该水性分散体可以在常温下保存4个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十二
除所用阴离子型单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸外，其他条件均与实施例十九相同，结果得到聚合物的相对分子量为5.53×106Da。该水性分散体可以在常温下保存4个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十三
除所用阴离子型单体为2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠外，其他条件均与实施例十九相同，结果得到聚合物的相对分子量为4.31×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十四
除所用分散稳定剂为分散稳定剂8外，其他条件均与实施例十九相同，结果得到聚合物的相对分子量为4.93×106Da。该水性分散体可以在常温下保存3个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十五
除所用丙烯酰胺为24g(0.337mol)外，其他条件均与实施例十九相同，结果得到聚合物的相对分子量为2.73×106Da。该水性分散体可以在常温下保存1个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十六
除所用丙烯酰胺为12g(0.167mol)外，其他条件均与实施例十九相同，结果得到聚合物的相对分子量为1.93×106Da。该水性分散体可以在常温下保存半月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十七
除所用分散稳定剂为5wt％的A1外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为2.24×106Da。该水性分散体可以在常温下保存三周不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
实施例二十八
除所用分散稳定剂为由5wt％的A1M外，其他条件均与实施例二相同，结果得到聚合物的分子量为2.53×106Da。该水性分散体可以在常温下保存1个月不分层，该分散体可以快速完全溶解于水。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (9)

1.一种聚丙烯酰胺水性分散体的制备方法，包括：使包括丙烯酰胺、离子型单体、非离子型单体、分散稳定剂、无机盐和引发剂的反应体系进行反应，得到所述聚丙烯酰胺水性分散体；其中，所述分散稳定剂包括离子型聚合物和离子型聚丙烯酰胺共聚物的复合物；
所述离子型聚合物为离子型单体的聚合物；所述离子型聚丙烯酰胺共聚物为离子型单体和丙烯酰胺的共聚物；
所述离子型单体包括阳离子型单体和阴离子型单体；
所述阳离子型单体包括丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵中的一种或几种；
所述阴离子型单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠(NaAMC12S)中的一种或几种；
所述非离子型单体为非离子型疏水单体；所述非离子型疏水单体包括N-(丁基甲胺基甲基)丙烯酰胺、N-(庚基甲胺基甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸四氢糠酯和甲基丙烯酸异辛酯中的一种或几种；
所述分散稳定剂中离子型聚合物和离子型聚丙烯酰胺共聚物的质量比为1：（1-10）；
所述离子型聚丙烯酰胺共聚物中离子型单体结构单元与丙烯酰胺结构单元的质量比为（1-10）：1；
所述分散稳定剂包括阳离子型聚合物和阳离子型聚丙烯酰胺共聚物的复合物以及阴离子型聚合物和阴离子型聚丙烯酰胺共聚物的复合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子型聚丙烯酰胺共聚物中离子型单体结构单元与丙烯酰胺结构单元的质量比为（3-8）：1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述无机盐包括硫酸铵、硫酸钠、磷酸氢铵、磷酸氢钠和氯化铵和氯化钠中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应体系中无机盐浓度为0.2~0.4 g/mL。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述引发剂为氧化还原引发剂和/或水溶性的偶氮类引发剂；其中氧化还原引发剂选自过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠；偶氮类引发剂包括V-50和/或VA-044。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，引发剂总用量为共聚单体总重量百分数的0.01%~0.1%。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、离子型单体和非离子型单体在反应体系中的总浓度为0.01~0.15g/mL；和/或，
所述分散稳定剂所在反应体系中的浓度为0.01~0.04g/mL；和/或，
所述反应的温度为5~50℃；反应的时间为1~8小时。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、离子型单体和非离子型单体在反应体系中的总浓度为0.06~0.10g/mL；和/或，
所述反应的温度为10~45℃；反应的时间为1~5.5小时。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将丙烯酰胺、离子型单体、分散稳定剂、无机盐和一部分非离子型单体溶于水中，搅拌形成均相体系，脱气除氧后加入引发剂，在反应温度下，搅拌反应0.5~4小时体系变为乳白色后，再加入引发剂和剩余部分的非离子型疏水单体，继续搅拌反应0.5~4小时后，降温，得到所述聚丙烯酰胺水性分散体。
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