[发明专利]一种絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明属于絮凝剂材料领域，公开了一种絮凝剂，作为配置乳液，包含有若干单体聚合形成的共聚物，共聚物包括：作为主单体组的聚丙烯酰胺单体，以及作为离子单体组的聚N，N‑二甲基‑十八烷基烯丙基氯化铵单体，以及作为疏水单体组的聚丙烯酸十六烷基酯单体；其中，离子单体镶嵌于聚丙烯酰胺碳链上形成嵌段式的共聚物，且共聚物中的阳离子度为20％‑50％，粘均分子量为300‑500万。同时还公开了一种制备方法，通过将单体配置成A液，引发剂配置成B液，在一定条件下滴定反应。本发明采用悬浮聚合法合成阳离子疏水缔合型聚丙烯酰胺体系粘度低，聚合热容易导出，散热和温度控制比本体聚合、溶液聚合容易生产成本较低，三废较少。

技术领域

本发明属于絮凝剂技术领域，具体涉及一种絮凝剂及其制备方法。

背景技术

现阶段针对污水处理的方法主要分为物理法、化学法、生物法三大类。物理法主要包括过滤、物理吸附、萃取、离心，此类方法存在一些局限性，不会使污染物的化学性质发生变化，因此效果不是很显著；化学法是利用化学反应或物理化学变化改变污染物的化学结构，组成等使得污染物变得无害化的一种方式。主要包含化学吸附法、氧化还原法、化学沉淀法、絮凝沉降法、离子交换法等技术手段生物法是利用体内细胞强大的生理代谢作用，将部分有机物代谢转换为自身所需要的能量或将其分解稳定、无毒无害的物质。这种方法处理效果好，但是对于环境水质要求比较苛刻，并且成本高。

其中，絮凝沉降法是现阶段污水处理中常用的处理手段，利用絮凝剂将难以分离的颗粒脱稳集中，并通过其他方式将其分离出来。由于其效果较好且技术成熟，则对于该方法的研究较多，主要是通过优化调整絮凝剂来实现效果与成本的平衡。聚丙烯酰胺是常用的絮凝剂，相较于其他药剂具有诸多优势。且这种聚合物可通过改性的方式扩展其性能，以适应不同指标的污水处理，而改性后的絮凝剂主要分为阴离子型、两性型、阳离子型和疏水缔合型。

其中，阳离子型聚丙烯酰胺正电荷密度高，水溶性性好、优良的除浊、除油、絮凝和吸附能力因此被作为高效污水净化剂的重要组成成分。但由于现有的阳离子型聚丙烯酰胺的产品较多，其结构和官能团的改变也会影响该絮凝剂的实际效果。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种絮凝剂以及用于制备该絮凝剂的制备方法，其中通过限定该絮凝剂的共聚物结构、聚合单体以及阳离子度等，从而获得最佳的沉淀效果，同时提供能够制备这种特殊共聚物的制备方法。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明公开一种絮凝剂，作为配置乳液，包含有若干单体聚合形成的共聚物，共聚物包括：

作为主单体组的聚丙烯酰胺单体，以及

作为离子单体组的聚N，N-二甲基-十八烷基烯丙基氯化铵单体，以及

作为疏水单体组的聚丙烯酸十六烷基酯单体；

其中，离子单体镶嵌于聚丙烯酰胺碳链上形成嵌段式的共聚物，且共聚物中的阳离子度为20％-50％，粘均分子量为300-500万。

值得说明的是，相较于现有的聚丙烯酰胺的聚合物，通过添加离子单体和疏水单体所形成的疏水缔合阳离子三元共聚物，形成具有更好性能的絮凝剂。其中，作为离子单体组的材料并未选用常规的二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)，而作为疏水单体组的材料也并未选用常规的丙烯酸酯或乙酸乙烯酯，主要是考虑到现有的离子单体和疏水单体在聚合时要满足高分子量和高稳定性的要求，其取代基为供电基团的烯类单体原则上有利于阳离子聚合，且烷基会随着碳链的增加而有利于控制聚合物的结构控制。

其中，嵌段共聚物是由化学结构不同链段交替聚合而成的线型共聚物。它可以将多种聚合物的优良性质结合在一起，得到性能比较优越的功能聚合物材料。这种聚合物分子量可控、分子量分布较窄、分子结构与组成可设计。