生产不含氯化物的聚乙烯亚胺的方法技术

技术编号:11869117 阅读:126 留言:0更新日期:2015-08-12 18:39
本发明专利技术涉及在液体溶剂和催化剂存在下由亚烷基亚胺生产聚亚烷基亚胺的方法,其中该生产在反应容器中半间断地进行。该生产任选在额外添加剂存在下进行。本发明专利技术进一步涉及根据所述方法生产的聚亚烷基亚胺及其配制剂,尤其是具有低含量的含氯化物的化合物的那些。该类聚亚烷基亚胺用于医疗设备、印刷介质、废水处理、表面处理、化妆品、洗涤剂、生物技术、包装、电子器件、纸张、建筑工程化学、纺织品、层析、离子交换剂、石油工业、陶瓷、玻璃、膜技术、催化剂、电镀应用、生物杀伤剂或木材保护领域中。作为腐蚀抑制剂、分散剂、油中添加剂,配制药物、护发剂、香料和芳香剂,生产基因载体,官能化和改性电镀和医疗设备中的表面或生产半导体工业和锂电池组用清洁体系的应用也是可能的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 本专利技术涉及由亚烷基亚胺制备聚亚烷基亚胺的方法。此外,本专利技术还涉及某些聚 亚烷基亚胺以及包含聚亚烷基亚胺的配制剂。此外,本专利技术涉及聚亚烷基亚胺在其中升高 的氯化物浓度对使用性能具有不利影响的领域中的用途。 本专利技术的其他实施方案将由权利要求书、说明书和实施例明了。应理解的是前面 已经提到且下文将要阐明的本专利技术主题的特征不仅可以以在每种情况下示出的具体组合 使用,而且可以以其他组合使用,而不超出本专利技术范围。分别优选或特别优选其中所有特征 具有优选或特别优选含义的本专利技术实施方案。 长时间已知由乙烯亚胺制备水溶性聚乙烯亚胺及其在例如造纸中的用途。 US2, 182, 306描述了乙烯亚胺在催化剂存在下的聚合。 US3, 203, 910描述了用于制备聚亚烷基亚胺的多卤代引发剂。 乙烯亚胺的转化还可以例如如DE1 169 131所述在其他物质如脲、异氰酸苯基 酯或碳酸二乙酯存在下进行。在胺类存在下的转化通常导致聚乙烯多胺的制备。 DE195 45 874Al描述了通过在溶剂中在催化剂存在下在至少80°C的温度下聚 合乙烯亚胺而以连续方式形成乙烯亚胺的均聚物的方法。所述催化剂为酸性反应物质、布 朗斯台德酸如无机酸、有机酸或路易斯酸。 DE101 11 776B4涉及一种制备乙烯亚胺聚合物水溶液的方法,其中在小于80°C 的温度下在含水介质中聚合乙烯亚胺并随后在100_150°C的温度下进行熟成过程。 WO97/40088Al和WO98/02482Al描述了通过在溶剂中在包含至少两种官能基 团的交联剂存在下聚合氮丙啶类而制备氮丙啶类的细碎水不溶性聚合物的方法。这些聚合 物用于活性成分的固定,用作醛、酮和酸的吸收剂以及还用于由废水除去重金属。 DE10 205 050 201B3描述了通过质子化或季化而制备具有阳离子性氨基的聚 合物的低卤化物水溶液。这类阳离子聚合物的效果依赖于聚合物分子中的正电荷与悬浮或 乳化颗粒的表面负电荷相互作用。 由上述现有技术已知的聚亚烷基亚胺通常具有宽分子量分布,这在某些应用中可 能对聚合物的使用性能具有不利影响。例如,具有相对窄分子量分布的聚亚烷基亚胺通常 就颜料而言显示出改进的分散性能。 通常而言,由现有技术已知的聚亚烷基亚胺使用含氯化物的引发剂或催化剂制 备。如此得到的聚合物含有较高量的氯化物,这在工业应用中可能对该特殊聚合物的性能 具有不利影响。例如,聚乙烯亚胺用作腐蚀抑制剂,而氯化物形式的升高盐含量导致不希望 的点蚀出现增加。此外,具有高氯化物含量的聚亚烷基亚胺也不能用于其中遭遇高热应力 的应用中。当将该类高度含氯化物的聚亚烷基亚胺例如在马达油中用作烟灰分散剂时,在 高热应力下例如可能形成有毒化合物如二T恶类化合物。 本专利技术的目的是要提供制备聚亚烷基多亚胺,尤其是聚乙烯亚胺的方法,这些方 法得到窄分子量分布。本专利技术的另一目的是要提供聚亚烷基亚胺,尤其是聚乙烯亚胺,它们 含有低比例的含氯杂质。 发现这些目的通过一种在如下组分存在下由亚烷基亚胺制备聚亚烷基亚胺的方 法实现: a.液体溶剂,和 b.催化剂 其中该制备在一个反应容器中半间断地,优选分批进行。 半间断地在本专利技术上下文中应理解为指该生产方法通过将亚烷基亚胺,例如氮丙 啶,计量加入之前在反应容器中引入的初始料,例如水、胺和引发剂或催化剂中而开始并且 在一定反应时间,优选5-30小时之后,或在达到一定亚烷基亚胺转化率,优选超过99%亚 烷基亚胺转化率之后完全中断。与连续方法截然不同的是不加入进一步的反应物以维持该 反应并且不是仅仅分离出一部分反应混合物。在该反应中断之后,必要的话提纯产物,尤其 是完全或部分分离出液体溶剂和/或催化剂,从而可得到聚亚烷基亚胺。因此,优选分批, 即以单批制备聚亚烷基亚胺。半间断生产的一个优点是与连续方法相比可以更好地控制聚 亚烷基亚胺的分子量分布,因为所得聚合物通常具有更窄分布。 本专利技术方法可以根据聚亚烷基亚胺的所需应用领域利用大量不同的亚烷基亚胺。 优选将乙烯亚胺、2-甲基氮丙啶、1-(2-羟基乙基)氮丙啶和1-(2-氨基乙基)氮丙啶用作 亚烷基亚胺。正如易于理解的那样,还可以使用各种亚烷基亚胺的混合物。因此,本专利技术方 法提供亚烷基亚胺的共聚物以及均聚亚烷基亚胺。本专利技术方法优选用于得到聚乙烯亚胺。 液体溶剂(a.)通常在1-2巴的压力和80-120°C,优选85-105°C的温度下呈液体 形式。易于理解的是也可以将溶剂混合物用作液体溶剂(a.)。所用溶剂通常是惰性烃类或 极性溶剂如醇或水。 优选将含水溶剂用作液体溶剂。该含水溶剂除水以外还可以包含醇和/或胺作为 其他溶剂组分。该含水溶剂基于所有其他溶剂组分和水的总量包含至少35重量%水。优 选该含水溶剂包含至少60重量%,更优选至少70重量%,甚至更优选至少80重量%,甚至 更优选至少90重量%水。非常特别优选使用水作为液体溶剂。 催化剂(b.)优选为酸或酸性化合物。酸或酸性化合物通常为布朗斯台德酸或路 易斯酸。优选该催化剂与水的反应产生在进行反应之后简单地从反应混合物中完全或部分 除去的布朗斯台德酸。催化剂(b.)的实例是硫酸、甲磺酸、二氯乙烷、丁基氯、甲酸、乙酸、 二氧化碳。优选甲酸和二氧化碳。非常特别优选在与水接触时形成碳酸并且在反应之后从 反应混合物中简单除去的二氧化碳。 在本专利技术方法的另一实施方案中,将亚烷基亚胺转化成聚亚烷基亚胺的方式是: c.任选在其他添加剂存在下。 有用的其他添加剂c.例如包括底剂(primer),例如胺或共聚单体。优选使用甲 胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或3, 3-二甲基氨基 丙胺,尤其是乙二胺作为底剂。 在本专利技术方法的一个优选实施方案中,液体溶剂(a.)、催化剂(b.)和任选的添加 剂(c.)均不含有含氯化合物。特别优选如下本专利技术方法的实施方案,其中在反应中不存在 含氯化合物且该制备因此在没有含氯化合物存在下进行。 本专利技术方法在本领域熟练技术人员由现有技术熟知的反应容器中进行。可能程序 的实例是首先将该溶剂,例如水加入反应容器中并任选与添加剂,例如底剂如乙二胺混合。 在已经加入催化剂,例如酸如甲酸或二氧化碳之后,将该混合物加热至所需反应温度,优选 85-105°C并开始计量加入亚烷基亚胺,例如乙烯亚胺。在该阶段的反应压力通常为1-2巴。 或者,该催化剂,例如作为引发剂的该酸还可以与亚烷基亚胺同时计量加入。当亚烷基亚胺 加料完成时,可以将该混合物加热至120_180°C的温度以完成聚合反应并降解剩余的亚烷 基亚胺,反应压力通常相应地升至2-8巴。 在本专利技术方法的一个优选实施方案中,将二氧化碳用作催化剂并使其在反应容器 中在液体,优选含水溶剂的表面下通过。 本专利技术进一步提供了通过本专利技术方法制备的聚亚烷基亚胺,尤其是聚乙烯亚 胺。这些聚亚烷基亚胺,尤其是聚乙烯亚胺优选具有如下摩尔质量分布(分子量分布), 其中数均 1为 300-500000g/mol,优选 500-50000g/mol,更优选 600-20000g/mol,甚至更 优选1000-15000g/mol且多分散性(Mw/Mn,其中M w为重均)为1. 3-5,优选1. 3-2,更优选 1. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在如下组分存在下由亚烷基亚胺制备聚亚烷基亚胺的方法:a.液体溶剂,和b.催化剂其中所述制备在一个反应容器中半间断地进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·许弗A·克拉默尔F·迪奇
申请(专利权)人:巴斯夫欧洲公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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