多元復合水溶性高分子聚合物及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種多元復合水溶性高分子聚合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 油砂尾礦含有石英砂、細的粘土顆粒、殘余瀝青以及大量的水，而且在油砂生產 中，尾礦量巨大，給環境帶來很大的危害。
[0003] 目前，針對油砂尾礦的高分子絮凝劑已經有多種種類，但是，大多集中在陰離子型 的聚丙烯酰胺類產品，這些產品使用時，由于最佳用量范圍很小，實際生產過程難以控制， 一旦加藥量操作浮動就有可能導致絮凝過程的失敗，而且絮凝脫水效果也不理想；雖然也 有部分陽離子聚丙烯酰胺適應于油砂尾礦的處理，但是，往往用量較大，處理成本高。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種多元復合水溶性高分子聚合物及其制備方法，應用于油 砂尾礦的絮凝和水回收、尾礦的流體輸送環節的減阻劑、維持尾礦均質穩定性的分散劑。該 聚合物在油砂尾礦絮凝過程中，節省用量，用量范圍寬，實際生產過程容易控制，脫水快，絮 團更結實。
[0005] 本發明所述的多元復合水溶性高分子聚合物，高分子聚合物的結構通式為
[0006]
[0007] 其中，111>0，11>0，11>0，￥>0，'\￥>0，111、11、11、￥、'\￥不同時為零；
[0008] R1為1-2個碳原子的烷基；
[0009] R2為含有烷基或酰基的烯烴基；
[0010]
[0011]
[0012] X為鹵素。
[0013] 所述的多元復合水溶性高分子聚合物的制備方法，將單體物質混合，加入添加劑 協調各組分之間的均衡聚合、調整分子結構并發生枝化反應，且保證產品具有很好的水溶 性，然后再加入復合引發劑引發聚合得到產品。
[0014] 復合引發體系采用紫外光輔助;聚合在40_60°C下的水溶液中進行。
[0015] 在單體物質中含有親水基團、抗鹽基團、耐溫基團、疏水基團或帶電基團中的一種 或多種。
[0016]單體物質為N-異丙基丙烯酰胺、烯丙基二甲基十八烷基氯化銨、丙烯酸十八酯、2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸及其鹽、甲基 丙烯酸及其鹽、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、（甲基）丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨 (DMC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DAC)、二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、十八烷基二甲 基烯丙基氯化銨(C18DMAAC)、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAM)、二乙基二烯丙基氯化銨 (DEDAAC)、甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯(DM)、丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯(DA)。
[0017] 單體物質的比例為:親水基團在80-100%，0-10%的疏水基團，0-10%抗鹽基團， 0-10%耐溫基團，并將單體物質配置為質量濃度5-50%的水溶液;其中，親水基團中含有 10-100%的帶電基團，這些帶電基團既是親水基團也是帶電基團。
[0018] 添加劑為檸檬酸、己二酸、尿素、甲酸鈉、硫脲、乙二胺四乙酸二鈉、氨水、十二烷基 硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基三甲基溴化胺、十六烷基三甲基溴化胺、煤油、白油、 司盤80、司盤60、OP-4、0P-10、硫酸銨、硫酸鈉、醋酸中的一種或多種。
[0019] 復合引發體系為過硫酸鈉、過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸銨、硫酸鈉、硫酸亞鐵、偏 重亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、甲醛合次硫酸氫鈉、2，2 偶氮二異丁基脒二鹽酸 鹽(V50)、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二異丁腈(AIBN)、偶氮二異庚腈(ABVN)、乙二胺、 三乙胺或乙醇胺中的至少兩種以上組成復合引發體系。
[0020] 偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽優選AIBI、VAZ044，VA-044。
[0021] 添加劑的添加質量為單體總質量的1-15% ;復合引發體系的添加質量為單體總質 量的 0.001-0.1%。
[0022] 親水基團單體包括含有如下結構的烯基雙鍵化合物：
[0023] I IW 、 1
> ' I > i
[0024] 帶電基團單體包括含下列結構的烯基雙鍵化合物：
[0025] 、. I Λ Π
w ;
[0026] 疏水基團單體包括含下列結構的烯基雙鍵化合物：
[0027]
[0028] 抗鹽基團單體包括含下列結構的烯基雙鍵化合物：
[0029]
[0030]耐溫基團單體包括含下列結構的烯基雙鍵化合物：
[0031]
[0032] 參與聚合的功能單體軍含有烯基雙鍵。
[0033] 本聚合物最終產品能夠是固體粉末(須經造粒干燥和粉碎）、水溶液、膠體、乳液的 產品形式，使用時需用水溶解或稀釋至所需濃度。
[0034] 本聚合物至少需要一到兩種具有親水基團的單體物質，并能夠引入抗鹽基團、耐 溫基團、疏水基團以及帶電基團的單體物質，以形成不同離子型號和特定用途的產品。
[0035] 本發明能夠作為油砂尾礦集絮凝劑、管道輸送減阻劑、礦液穩定懸浮分散劑。該產 品應用于油砂尾礦的絮凝和水回收、尾礦的流體輸送環節的減阻劑、維持尾礦均質穩定性。
[0036] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0037] 本發明聚合物在油砂尾礦絮凝過程中，節省用量，而且最佳用量范圍寬，實際生產 過程容易控制，脫水快，絮團更結實；由于油砂尾礦中細土和粗砂的不均質特征，在管道輸 送過程中粗砂極易沉降并阻塞管路，本發明的聚合物能夠調整不同的用量，使該聚合物有 對油砂尾礦的管道輸送減阻、礦液分散懸浮穩定的作用，發揮一劑多用的效果。
【具體實施方式】
[0038]下面結合實施例對本發明做進一步的說明。
[0039] 實施例1
[0040] 將丙烯酰胺40g，加入到100g純水中，然后，加入30%的（甲基）丙烯酸鈉（鉀）溶液 16.66g、加入60%的二甲基二烯丙基氯化銨13.88g、加入2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六 烷基溴化胺O.OOlg，再加入尿素7g、己二酸0.4g、甲酸鈉 O.lg，攪拌均勻并完全溶解后，向混 合液體充氮氣30分鐘，加入1 %的過硫酸銨水溶液0.6ml，1 %的甲醛次硫酸鈉水溶液0.6ml， 加入10% 的2，2，-Azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochlo;ride(2，2，-偶氮二異丁 基脒二鹽酸鹽)〇.49ml，靜置6小時，獲得聚合物。
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