含硅的水溶性高分子化合物及其生产方法和用途技术

一种新的可代替通常已知的具有阳离子基团的水溶性高分子化合物用作造纸的添加剂等的水溶性高分子化合物，它在增强纸和增加在含填料的造纸中的填料的保留率方面显示出优秀的效果，它是具有氨基或铵基的含硅水溶性高分子化合物，其中具有环氧基的含硅化合物（Ｓ）结合到高分子化合物上。它是通过具有环氧基的含硅化合物（Ｓ）与具有伯、仲或叔氨基的水溶性高分子化合物（Ａ）反应制备的。（*该技术在2016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含硅水溶性高分子化合物及其生产方法和其作为纸加工的添加剂的用途。更具体地说，本专利技术涉及具有氨基或铵基并显示出改进的性能的水溶性高分子化合物，及其生产方法和用途。具有氨基或铵基作为阳离子基团的水溶性高分子化合物用于许多领域，例如造纸剂、纺织整理剂、絮凝剂、粘合剂、涂料添加剂和石油回收助剂。例如，带有阳离子基团的(甲基)丙烯酰胺型聚合物作为填料的干补强剂、助排剂或助留剂而广泛用于造纸工业。在最近的造纸工业中，由于对废水等的规定，已采用了封闭的水系统，从保护地球环境观点出发，已增加了废纸浆的使用率。在这类造纸系统中包含大量无机和有机的杂质，因此，经常使用干补强剂，助排剂和助留剂以避免杂质的影响。然而，当用于其中包含大量杂质的最近的造纸系统中时，通常已知的化学试剂不一定特别地具有充分的效果。因此，希望开发更具改进性的化学试剂。在日本特许公开102496/1975中，提出了使用通过聚合丙烯酰胺获得的共聚物，具有阴离子基团的乙烯单体、具有阳离子基因的乙烯单体和在分子中具有硅原子的乙烯单体，作为造纸的添加剂。本专利技术的目的是提供一种新的水溶性高分子化合物，该化合物可代替通常已知的具有阳离子基团的水溶性高分子化合物用作造纸的添加剂并显示出更具改进性的性能。本专利技术的专利技术人已进行了深入的研究以达到上述目的。结果，我们发现一特定的含硅化合物与之结合的水溶性高分子化合物，和发现当该化合物用作造纸的添加剂时获得的优良的结果。即，本专利技术提供一种具有氨基或铵基的含硅水溶性高分子化合物，具有环氧基的含硅化合物(S)与之结合。另外，本专利技术提供一种通过使具有伯氨基、仲氨基或叔氨基的水溶性高分子化合物(A)与具有环氧基的含硅化合物(S)反应制备含硅水溶性高分子化合物的方法，并进一步提供含有作为有效成份的含硅水溶性高分子化合物的造纸添加剂。在本专利技术中，用于引入硅原子的含硅化合物(S)的分子中含有至少一个硅原子和至少一个环氧基。更具体地说，含硅化合物(S)的实例包括在分子中含有由式(I)表示的基团和由式(II)表示的基团的化合物 (其中R1表示烷基或链烯基，R2和R3独立地表示烷基、链烯基、烷氧基或链烯氧基和R4表示氢或烷基)。作为更具体的实施方案，是由下式(III)表示的化合物。 (其中R1、R2、R3和R4是如上所定义的，R5表示氢或烷基，X表示脂族连接的基团，并且X中的一个碳原子和R5可以结合以形成饱和碳环。)其中优选的含硅化合物(S)是由下式(IV)表示的化合物。 (其中R1、R2、R3、R4和R5是如上定义的，n表示1-3的数，Y表示一个单键、氧原子或CHR6，R6是氢或烷基，并且R5和R6可结合以形成具有1-4个碳原子的亚烷基。)在上述式子的定义中，烷基和烷氧基分别优选含1-4个碳原子，链烯基和链烯氧基分别优选2-4个碳原子。而且，由在式(III)中X表示的脂族连接基团的实例包括具有1-6个碳原子的亚烷基，其中被结合到硅原子上的末端基是氧原子的具有1-6个碳原子的亚烷基，由氧原子间断的具有总共2-6个碳原子的亚烷基，并且在所有例子中，亚烷基的碳原子可结合到R5上以形成环。当基团具有足够的碳原子数时，上述烷基、链烯基、烷氧基、链烯氧基和亚烷基可以分别是直链基或支链基。这类含硅化合物(S)的具体实例包括3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二异丙烯氧基硅烷，4-三甲氧基甲硅烷基丁烷-1，2-环氧化物、4-三乙氧基甲硅烷基丁烷-1，2-环氧化物、1-(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)环己烷-3，4-环氧化物、1-(1-甲基-2-三乙氧基甲硅烷基乙基)-4-甲基环己烷-3，4-环氧化物和1-(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)环己烷-3，4-环氧化物。这些含硅化合物(S)可分别单独使用或一种以上混合使用。本专利技术的含硅水溶性高分子化合物具有氨基或铵基，如上所述的具有环氧基的含硅化合物(S)结合到具有氨基或铵基的高分子化合物的结构上。一般地，含硅化合物(S)的环氧基打开并结合到氨基或铵基的氮原子上。具有环氧基的含硅化合物(S)与氨基之间的反应可在形成高分子化合物之前进行或在形成高分子化合物之后进行。即，通过使具有环氧基的含硅化合物(S)与具有伯氨基，仲氨基或叔氨基的水溶性高分子化合物(A)反应，将硅原子引入水溶性高分子化合物(A)中。通过使具有环氧基的含硅化合物(S)与具有伯氨基、仲氨基或叔氨基的氨基化合物反应之后进行聚合或缩聚反应，亦可获得硅原子引入其中的水溶性高分子化合物。优选含硅化合物(S)与其反应的水溶性高分子化合物(A)式氨基化合物含有伯氨基或仲氨基。具有伯氨基、仲氨基或叔氨基的水溶性高分子化合物(A)包括下列化合物(A1)通过聚合获得的含阳离子基团的聚合物，其中使用至少一种具有伯氨基，仲氨基或叔氨基的阳离子单体(a)作为一种结构组合，(A2)通过上述具有酰胺基的聚合物的改良反应获得的改性的含阳离子基团的聚合物，(A3)聚乙烯亚胺，(A4)通过胺与具有至少两个反应基团的化合物的加成反应或缩合反应获得的含阳离子基团的加成物或缩合物，等等。上述含阳离子基团的聚合物(A1)可以是具有伯氨基，仲氨基或叔氨基的阳离子单体(a)的均聚物或共聚物，或以在不干扰水溶性的范围内的量用阳离子单体(a)和一种或多种选自其它单体，例如非离子单体(b)、阴离子单体(C)和具有季铵基的阳离子单体(d)进行共聚合反应获得的聚合物。用于合成含阳离子基团的聚合物(A1)的具有伯氨基、仲氨基或叔氨基的阳离子单体(a)的具体实例包括，伯胺例如烯丙胺和甲代烯丙基胺，仲胺例如甲代烯丙基胺、乙基烯丙基胺、二烯丙基胺和二甲代烯丙基胺和叔胺例如(甲基)丙烯酸、二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基丙酯、二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、二乙氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、二乙氨基丙基(甲基)甲烯酰胺、二烯丙基甲基胺、二烯丙基乙基胺和三烯丙基胺。这些可以是游离胺形式或无机酸或有机酸如盐酸、硫酸、磷酸、甲酸或己酸的盐的形式。这些阳离子单体(a)可分别单独使用或一种以上混合使用。另外，可与阳离子单体(a)共聚合的非离子单体(b)的具体实例包括，(甲基)丙烯酰胺类例如(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、亚甲双(甲基)丙烯酰胺和N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺，N-乙烯酰胺例如N-乙烯甲酰胺和N-乙烯乙酰胺，(甲基)丙烯酸酯例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸羟乙基酯和二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、(甲基)丙烯腈、N-乙烯吡咯烷酮、苯乙烯和乙酸乙烯酯。阴离子单体(C)的具体实例包括不饱和的-无羧酸例如丙烯酸、甲基丙烯酸和丁烯酸，不饱和二元羧酸例如马来酸、富马酸和衣康酸，不饱和磺酸例如苯乙烯磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷-磺酸和碱金属盐例如这些酸的钠盐和钾盐以及铵盐。具有季铵盐的阳离子单体(d)的具体实例包括通过使阳离子单体(a)与季铵化剂例如烷基卤如氯代甲烷和溴代甲烷，芳烷基卤如苄基氯和苄基溴，二甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有氨基或铵基的含硅水溶性高分子化合物：其中具有环氧基的含硅化合物（Ｓ）结合到高分子化合物上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山本敏，吉田义史，牧野重人，滨口利重，
申请(专利权)人：住友化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]