新的水溶性的具有季铵基团的(共)聚合物、及其制备和应用制造技术

这种水溶性阳离子共聚物是用一种单体组合物得到的，该组合物含有：每１００摩尔份为０－９５摩尔份至少一种水溶性单体（Ⅰ）；０．２０－１００摩尔份至少一种水溶性阳离子单体（Ⅱ）或（Ⅲ）；０－６０摩尔份至少一种通过改变ｐＨ可能是阴离子的水溶性单体；０－９０摩尔份至少一种式（Ⅳ）水溶性阳离子单体，它仅具有一个季铵基团；０－１０摩尔份至少一种疏水单体；以及０－３０摩尔份至少一种除单体（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）和（Ｄ）之外的水溶性单体；其中Ｒ↑［１］－Ｒ↑［１３］、Ｘ↑［１－］、Ｘ↑［２－］、Ｘ↑［３－］、Ａ↑［１］和Ｂ↑［１］与说明书中定义相同。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新的具有季铵基团的(共)聚合物，它们特别地呈反乳液、粉末和含水溶液形式，本专利技术还涉及能够制备这些新(共)聚合物的方法，以及涉及这些新(共)聚合物在絮凝作用方面，特别是在城市和工业废水、造纸工业、采矿和采石、钻井泥浆、石油助剂回收以及饮用水领域中的应用。这些聚合物一般是通过共聚合作用得到的(a)0-95％(摩尔)至少一种选自(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酰胺衍生物的化合物，如N-取代的(甲基)丙烯酰胺(例如N-异丙基丙烯酰胺、N-乙氧基丙基丙烯酰胺)和N，N-取代的(甲基)丙烯酰胺；(b)5-100％(摩尔)一个或多个具有季铵基团的阳离子单体，其通式如下 式中-R代表H或甲基-Z代表二价电子受体基团，它能够活化自由基聚合作用；-Y代表一价阳离子基团；以及-XΘ代表阴离子；以及(c)0-30％(摩尔)一个或多个可能阴离子单体，如烯属不饱和羧酸，例如(甲基)丙烯酸制备前述文件描述的水溶性阳离子共聚物时使用的具有叔胺或季铵基团的单体，每个分子仅有一个季铵基团。与这些已知结构相反，申请公司现在发现，具有两个季铵基团或一个季铵基团和一个叔胺基团结合的其他单体，可以用于制备新的水溶性阳离子共聚物，这些共聚物可以呈反乳液、粉末或水溶液形式。-R2和R3相同或不同，它们各自独立代表H、(C1-C5)烷基，它任选地含有一个或多个OH基，或(C1-C5)烷氧基-(C1-C5)烷基；(B)0.20-100摩尔份至少一种水溶性阳离子单体，该单体选自下式(II)和(III)的单体 式中-R4代表H或-CH3；-R5和R6相同或不同，它们各自独立代表H、(C1-C18)烷基、苄基(-CH2-C6H5)或羟乙基；以及-X1-代表一价阴离子，如Cl-，Br-； 式中-R7代表H或-CH3；-R8和R9相同或不同，它们各自独立代表H、(C1-C18)烷基、苄基(-CH2-C6H5)或羟乙基；以及-X2-代表一价阴离子，如Cl-，Br-；(C)0-60摩尔份至少一种通过改变pH可能是阴离子的水溶性单体；(D)0-90摩尔份至少一种水溶性阳离子单体，它仅具有一个季铵基团，其式(IV)如下 式中-R10代表H或-CH3；-A1代表-O-或-NH-；-B1代表CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-或-CH2-CHOH-CH2-；-R11和R12相同或不同，它们各自独立代表CH3或(C2-C16)烷基；-R13代表氢、-CH3或(C2-C16)烷基；以及-X3-是一价阴离子，如Cl-，Br-；(E)0-10摩尔份至少一种疏水单体；以及(F)0-30摩尔份至少一种除单体(A)、(B)、(C)和(D)之外的水溶性单体。一种或多种式(I)化合物优选地选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-乙氧基丙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)丙烯酰胺和N-(2-羟丙基)-甲基丙烯酰胺。丙烯酰胺是特别优选的。一种或多种式(II)单体(B)特别地选自这样的单体，其中-R4代表H；-R5代表-CH3；-R6代表-CH3或苄基；以及-X代表Cl；和一种或多种式(III)单体(B)特别地选自这样的单体，其中-R7代表H；-R8代表-CH3；-R9代表-CH3或苄基；以及-X代表Cl。一种或多种单体(C)特别地选自具有烯属不饱和的羧酸及其盐，如丙烯酸及其盐；具有烯属不饱和的磺化单体及其盐，如2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸及其盐。这里的盐特别是碱金属盐，如钠盐和钾盐。一种或多种单体(D)特别地选自(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基卤化铵(特别是氯化物)。一种或多种单体(E)特别地选自(甲基)丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯，以及乙烯基芳族单体，如苯乙烯。水溶性单体(F)特别地选自聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、具有疏水部分(如烷基链)或芳基部分的聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯，和N-乙烯基吡咯烷酮。特别可以列举具有8、12、22和44个环氧乙烷单元的聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯。根据本专利技术(共)聚合物的具体生产方法，该(共)聚合物可以呈有机溶剂中的分散液形式、呈水溶液或粉末形式。本专利技术还有一个目的是一种如前面定义的共聚物的制备方法，其特征在于一种或多种如前面定义的单体，通过反乳液聚合进行自由基(共)聚合作用，得到在有机溶剂中的水溶性(共)聚合物分散液，或者通过水溶液聚合进行自由基(共)聚合作用，得到呈水溶液形式或粉末形式的聚合物。专利技术详述在反乳液聚合的方法中，可使用至少一种有机可溶的乳化剂使一种或多种单体在有机相中乳化，然后进行乳液聚合。该有机相由惰性疏水液体组成，一般地是10-49％，优选地是20-40％乳液总重量。惰性疏水液体可以选自许多有机液体，其中包括有4-8个碳原子，甚至8个碳原子以上的液体烃和取代的液体烃。例如可以使用二甲苯、甲苯、矿物油、煤油、重柴油，在某些情况下，可以使用石油。石油馏分，特别是以商标“ISOPARM”销售的支链异链烷馏分是特别令人感兴趣的。合适的有机可溶的乳化剂是HLB指数(亲水亲油平衡)为2-10，优选地是3-9的乳化剂。关于HLB定义，在W.C.Griffin的文章《化妆品化学家学会杂志》(Journal of Society of Cosmetic Chemist)，第1卷，第311页(1950)中已报道过。作为实例，可以列举脂肪酸一甘油酯、二甘油酯和多甘油酯，如一油酸酯、二油酸酯、单硬脂酸酯、二硬脂酸酯和棕榈酸酯-硬脂酸酯。例如酯化一、二和多甘油，或酯化多羟基化醇，如乙二醇、二甘醇、二丙二醇、1，4-丁二醇、1，2，4-丁三醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇、新戊二醇和季戊四醇混合物，可以制备这些酯。另外，可以列举脂肪酸脱水山梨糖醇酯，如单油酸脱水山梨糖醇酯、二油酸脱水山梨糖醇酯、三油酸脱水山梨糖醇酯、单硬脂酸脱水山梨糖醇酯和三硬脂酸脱水山梨糖醇酯。脂肪酸甘露糖醇酯，如单月桂酸甘露糖醇酯或单棕榈酸甘露糖醇酯；脂肪酸季戊四酯，如单肉豆蔻酸季戊四酯、单棕榈酸季戊四酯、二棕榈酸季戊四酯；脂肪酸聚乙二醇脱水山梨糖醇酯，更特别地，单油酸酯和三油酸酯；脂肪酸葡萄糖酯，如单油酸葡萄糖酯和单硬脂酸葡萄糖酯、二硬脂酸三羟甲基丙烷酯；异丙基酰胺与油酸的反应产物；脂肪酸甘油脱水山梨糖醇酯、乙氧基化烷基胺、邻苯二甲酸十六烷酯钠盐和邻苯二甲酸癸酯钠盐也都适用作乳化剂。聚合作用温度取决于所使用引发剂的分解动力学，该温度一般是10-100℃，优选地是30-90℃。优选地，在没有氧的情况下进行操作。因此，可以使用如氮气或氩气之类的惰性气体流净化设备。有利地，在至少一种引发剂存在下进行聚合作用，其引发剂的使用量是以一种或多种单体总重量计为0.01-2％，优选地0.02-0.5％。一种或多种引发剂一般地选自过氧化物、过酯(perester)、偶氮化合物和属于偶氮羧酸酯类的重氮化合物。作为过氧化物，可以列举过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰和过氧化琥珀酰。作为过酯，可以列举过新戊酸叔丁酯。作为偶氮引发剂，可以列举偶氮-2，2′-双-异丁腈、偶氮-4，4′-双-(氰基-4-戊酸)和偶氮双(脒基丙烷)。作为属于偶氮羧酸酯类的重氮引发剂，可以列举用式(V)表示的化合物 式中-R14、R15、R16和R17相同或不同，本文档来自技高网...

【技术保护点】
水溶性阳离子（共）聚合物，其特征在于它是用一种单体组合物得到的，它含有：每１００摩尔份为，（Ａ）０－９５摩尔份至少一种下式（Ⅰ）的水溶性单体：＊＊＊ （Ⅰ）式中：－Ｒ↑［１］代表Ｈ或－ＣＨ↓［３］；和－Ｒ↑［２］和Ｒ↑［ ３］相同或不同，它们各自独立代表Ｈ、（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［５］）烷基，它任选地含有一个或多个ＯＨ基，或（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［５］）烷氧基－（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［５］）烷基；（Ｂ）０．２０－１００摩尔份至少一种水溶性阳离子单体，该单体选自下式（ Ⅱ）和（Ⅲ）的单体：＊＊＊ （Ⅱ）式中：－Ｒ↑［４］代表Ｈ或－ＣＨ↓［３］；－Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］相同或不同，它们各自独立代表Ｈ、（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８］）烷基、苄基或羟乙基；以及－Ｘ↑［１－］代表一价阴离子；＊ ＊＊ （Ⅲ）式中：－Ｒ↑［７］代表Ｈ或－ＣＨ↓［３］；－Ｒ↑［８］和Ｒ↑［９］相同或不同，它们各自独立代表Ｈ、（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８］）烷基、苄基或羟乙基；以及－Ｘ↑［２－］代表一价阴离子；（Ｃ）０－６０摩尔份至少一种 通过改变ｐＨ可能是阴离子的水溶性单体；（Ｄ）０－９０摩尔份至少一种水溶性阳离子单体，它仅具有一个季铵基团，其式（Ⅳ）如下：＊＊＊ （Ⅳ）式中：－Ｒ↑［１０］代表Ｈ或－ＣＨ↓［３］；－Ａ↑［１］代表－Ｏ－或－ＮＨ－；－ Ｂ↑［１］代表ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－或－ＣＨ↓［２］－ＣＨＯＨ－ＣＨ↓［２］－；－Ｒ↑［１１］和Ｒ↑［１２］相同或不同，它们各自独立代表－ＣＨ↓［３］或（Ｃ↓［２］－Ｃ↓［１６］）烷基 ；－Ｒ↑［１３］代表氢、－ＣＨ↓［３］或（Ｃ↓［２］－Ｃ↓［１６］）烷基；以及－Ｘ↑［３－］是一价阴离子；（Ｅ）０－１０摩尔份至少一种疏水单体；以及（Ｆ）０－３０摩尔份至少一种除单体（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）和（Ｄ）之外的水溶性 单体。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D唐布，恩祖迪，Y勒格朗，
申请(专利权)人：阿托菲纳公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]