喷雾干燥的聚合物颗粒或其附聚物制造技术

本发明专利技术公开了一种喷雾干燥的聚合物颗粒或其附聚物，其特征在于所述的聚合物颗粒由离子有机聚合物微珠组成，如果是交联的，其直径小于７５０纳米，如果是非交联和不溶于水的，其直径小于６０纳米，有１摩尔％或更高的重复单元具有选自羧酸和羧酸盐的侧基。该聚合物颗粒或其附聚物可用在水处理、采矿、造纸、食品加工、土壤调节、溶液增稠、生物技术和油回收等用途中。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是国际申请号为PCT/US/09788，国际申请日为1997年6月5日的PCT国际申请进入中国阶段后的分案申请号为01104712.7，名称为“喷雾干燥的聚合物组合物及其应用”的中国专利申请的分案申请。本专利技术涉及喷雾干燥含有水溶性聚合物或水溶胀聚合物的分散液、乳状液和微乳液，以获得基本干燥的水溶性聚合物或水溶胀聚合物颗粒的方法；也涉及基本干燥的水溶性或水溶胀聚合物颗粒的组合物；以及将所述聚合物颗粒用于水处理、采矿、造纸、生物技术、食品加工、土壤改良、溶液增稠和油类回收的方法。由丙烯酰胺之类单体生产的高分子量、水溶性和水溶胀的聚合物是重要的工业材料。这些聚合物可用作絮凝剂，在采矿操作中用于从浆液回收矿物，在水处理中除去悬浮的杂质等，在农业中用作土壤调节剂，在造纸中促进纸的形成，还可用于油回收工业。水溶性和水溶胀的聚合物一般以溶液、干的、油包水乳状液和油包水微乳状液形式购得。在许多情况下，聚合物溶液是最方便的，但是由于在处理高固体含量、高分子量聚合物的粘性溶液中的问题，聚合物溶液限于低分子量聚合物和/或低固体含量。在固体含量很高和/或分子量非常高时，溶液形成凝胶，粉碎该凝胶可形成细的聚合物凝胶颗粒，最终的使用者可以将聚合物的凝胶颗粒溶入水中。尽管这些粉碎的凝胶一般含有多达约20％的水，但是它们经常被称作“干的”聚合物，以区别于其它的产品形式。在许多情况下，“干的”聚合物显示较长的溶解时间和差的加工特性，如粉尘。尽管通过附聚可减轻一些加工问题，如可见于EP 0 277 018 A2；美国专利3,279,924；3,275,449；4,696,762；5,171,781；但是水溶性和水溶胀聚合物的溶液和凝胶可能都缺乏使聚合物进行后反应或功能化的方便的方法。另一个问题与干聚合物的混合物，特别是当混合不同粒度或粒度分布的聚合物时有关。众所周知，干的聚合物颗粒在加工和储藏时会分层，大颗粒下沉至容器底部，较小颗粒趋于集中在顶部。由于加工特性与容器的深度有关，分层可能是不方便的。当将两种不同的干聚合物混合在一起时，由于两种产品的粒度分布一般是不同的，分层问题更严重。由于在容器顶部富集了较小粒度的聚合物，储藏时的分层可能会影响混合料产品的性能。由于明显的原因，必须避免产品性能作为储器深度的函数而变化，而且一般希望每种聚合物具有相似的粒度，如见EP479 616 A1和美国专利5,213,693。但是，当通过喷雾干燥生产干聚合物时，生产条件的变化，如干燥器尺寸、干燥器温度、原料体积粘度、雾化器类型等的变化可能影响粒度，在同时保持其它某些生产参数的条件下，很难或不可能达到要求的粒度，因此喷雾干燥的聚合物的混合物会受到分层的不利影响。水溶性和水溶胀的聚合物的油包水乳状液和油包水微乳状液形式的出现解决了一些这类问题，如在美国专利申请08/157,764和08/157,795中公开的油包水乳状液和油包水微乳状液的混合物不会趋于分层，而且能同时获得高固体含量、高分子量和相对快的溶解时间。另外，可以生产独特的功能化聚合物，实际生产中，这类聚合物不能通过溶液聚合生产。例如在美国专利4,956,399；4,956,400；5,037,881和5,132,023中指出，可对油包水微乳状液中所含的水溶性聚合物进行功能化，以生产具有优良的絮凝性能的高分子量的带电聚合物(charged polymer)。与乳状液不同，在聚合物生产中使用微乳状液，在其它好处之外，还改善了聚合物性能。在美国专利5,286,806中公开了具有独特的高分子量的水解聚丙烯酰胺。美国专利4,767,540中，公开了分子量很高的异羟肟酸酯功能化的聚丙烯酰胺，在美国专利5,274,055和5,167,766中公开了新颖的带电有机聚合物微珠。另外，在美国专利申请08/626,297中公开了用于酯化(甲基)丙烯酸聚合物和任选地异羟肟酸化所述的聚合物的方法。尽管乳状液或微乳状液提供了各种好处，但是与这些材料有关的运输成本较高，乳状液的油和乳化剂的处理涉及到对环境的二次污染。而且许多乳状液和微乳状液有稳定性问题，如聚合物性质和/或性能随时间的劣化。尽管美国专利申请08/157,764和08/157,795；以及美国专利4,956,399；4,956,400；5,037,881；5,132,023；5,274,055和5,167,766提出非溶剂沉淀和汽提方法可作为从水溶胀或水溶性聚合物的微乳状液或含微乳状液的混合物回收干聚合物产品的方法，但是这些方法生产的干聚合物可能不具备所需的加工性能，并具有差的溶解时间、低的体积密度等。实际生产中，非溶剂沉淀和汽提方法可能是不方便的，而且费用高。水溶性聚合物还可以制备成聚合物珠或液滴在非水液体如油中的悬浮体或分散体的形式。在美国专利4528,321中所述的反相(reverse phase)聚合方法中，据说可形成水溶性聚合物的分散体。在美国专利4,628,078中公开了可以共沸干燥的水溶性聚合物分散体。美国专利4,506,062公开了用于生产高分子量水溶性聚合物的反相悬浮聚合方法，还报道了通过共沸蒸馏随后进行过滤可获得干聚合物珠。但是共沸蒸馏中存在的问题是能耗很大，并且过滤方法有危害或不方便。尽管通过诸如非溶剂沉淀、汽提等方法，可以从含乙烯基加成聚合物的油包水乳状液、油包水微乳状液或分散体获得干聚合物，但是这些方法因为油的回收、提纯和循环中的困难造成的经济和环境的原因，也是不能实际使用的。尽管如美国专利4,212,784和JP 50-124979中所公开的，从乳液聚合或悬浮聚合回收的油有时不经进一步提纯就可以循环，但是在其它情况，如S.I.R.H915，需要额外的提纯步骤。油中的杂质含量是一个重要因素，因为一些聚合反应，如链增长聚合、或用于生产高分子量聚合物的聚合反应，甚至对痕量的弱化聚合的物质也非常敏感。在油存在下由单体形成聚合物，或者所用的油经过加热或处理，还会遇到具体问题，因为这些步骤有使弱化聚合的杂质沉淀在油中的趋势。喷雾干燥即将原料喷雾到热的干燥介质，一般是热气体中，使原料由液态转变为干燥的颗粒形态的过程。喷雾干燥广泛用于生产各种产品，如速溶咖啡、蛋粉、速溶奶粉、家用洗涤剂、药品、颜料、化妆品、淀粉、塑料、陶瓷等。在现有的参考文献，如K.Master的“喷雾干燥手册”，第五版，Longman Scientific，1991中详细描述了常规的喷雾干燥设备、干燥方法等。可以按照美国专利3,803,111和4,892,932，喷雾干燥水溶性聚合物的水溶液。美国专利4,847,309和4,585,809公开了喷雾干燥含丙烯酸聚合物的乳状液的方法，美国专利4,798,888披露了喷雾干燥多糖类乳状液的方法，美国专利4,816,558公开了喷雾干燥合成树脂的水分散体的方法，而美国专利4,112,215披露了喷雾干燥共聚物的水分散体的方法。美国专利5,025,004公开了喷雾干燥不溶于水的聚合物的乳状液的方法。美国专利4,035,317指出水溶性的乙烯基加成聚合物的油包水乳状液，在一定的条件下可以喷雾干燥，生产可以迅速溶解于水的自由流动的无粉尘聚合物颗粒。其中描述了聚丙烯酰胺、丙烯酰胺/丙烯酸共聚物和丙烯酰胺/甲基丙烯酸二甲基氨基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
喷雾干燥的聚合物颗粒或其附聚物，其特征在于所述的聚合物颗粒由离子有机聚合物微珠组成，如果是交联的，其直径小于７５０纳米，如果是非交联和不溶于水的，其直径小于６０纳米，有１摩尔％或更高的重复单元具有选自羧酸和羧酸盐的侧基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WB戴维斯，JE希利，GKL米勒，JJ科扎基威斯，RG赖莱斯，
申请(专利权)人：CYTEC技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]