沉淀在盐溶液中的阴离子水溶性聚合物制造技术

一种方法，它包括以任何次序混合水、至少一种阴离子水溶性聚合物、至少一种有效量的离液序列低的盐、以及至少一种有效量的阳离子有机盐，形成含至少一种沉淀的阴离子水溶性聚合物的水性组合物。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术的领域本专利技术总体上涉及含沉淀的阴离子水溶性聚合物的某些盐的水性组合物，将阴离子水溶性聚合物沉淀在含某些盐的水溶液中的方法，在含某些盐的水溶液中聚合单体形成沉淀的阴离子水溶性聚合物，任选地沉淀为聚合物分散液的方法，以及在某些盐的水溶液中的沉淀水溶性聚合物的组合物在各种用途(如造纸、采矿、废水处理和土壤处理)中的使用方法。专利技术的背景高分子量水溶性阴离子聚合物适用于多种用途，如絮凝悬浮的固体、从采矿作业中回收矿物、煤渣脱水、造纸、纸浆脱墨、增强油的回收、废水处理、土壤处理等。在许多情况下，以基本干的聚合物颗粒形式向用户提供阴离子聚电解质。这种聚合物颗粒是通过在水中聚合水溶性单体形成水溶性聚合物溶液，随后脱水并粉碎成水溶性聚合物颗粒而制得的。从聚合物溶液中分离聚合物的另一种方法是将聚合物溶液与非该聚合物溶剂的有机溶剂(如丙酮或甲醇)混合，随后通过蒸发或过滤分离聚合物来沉淀聚合物。但是，在许多情况下，这种方法不方便、昂贵并且危险，因为要使用大量的易燃有机溶剂。还可以油包水乳液或微乳液的形态提供水溶性阴离子聚合物，其中聚合物溶液液滴被连续的油相相互分隔。该聚合物乳液可直接用于所需的用途，或者在“破乳剂(breaker)”表面活性剂的存在下稀释在水中。尽管这种供应方法方便且避免脱水，但是该油是昂贵的并通常易燃；另外，油还存在二次污染问题。或者，可将乳液沉淀在有机液体中，这种有机液体是水和油的溶剂，但不是聚合物的溶剂，随后分离并干燥来回收基本干的聚合物。但是，由于上面相同的原因，这种沉淀方法也是不利的。不溶胀、坚硬且非粘性颗粒状的水溶性聚合物的制备方法描述在美国专利3,336,270中。这种水溶性聚合物是将丙烯酰胺型单体溶解在叔丁醇-水混合液中，使该单体聚合成聚合物，从叔丁醇-水混合液中沉淀析出而制得的。如4,380,600和5,403,883所述，可在第二水溶性聚合物的存在下分散第一水溶性聚合物，形成水性聚合物分散液。由于这两种聚合物不会相互溶解，因此据报道第一水溶性聚合物形成小珠，分散在第二水溶性聚合物的溶液中。可任选地加入盐以改进其流动性。美国专利3,891,607公开了一种热致可逆的团聚体，它是由30-50摩尔％丙烯酸和70-30摩尔％丙烯酰胺在水溶液中共聚，并将pH降低至3.3以下，将温度调节至低于团聚体转变温度而制得的。美国专利3,658,772描述了一种在含按总重量计0.1-10重量％盐的盐溶液中共聚丙烯酸，形成分散的固体聚合物颗粒的流体悬浮液状的聚合产物的方法。在下面部分中，除非另有说明，否则所有浓度均以总重量的重量百分数表示。值得注意的是，聚合的pH为1-3.2，并报导了将pH增至4或更高会产生不可流动的凝胶聚合产物，这显然是因为在较高的pH会增加丙烯酸盐状态的溶解度。在美国专利3,493,500中，将按每重量份丙烯酸聚合物固体计约0.03-0.2份的阳离子水溶性聚合物加入制剂中来将pH范围增至高达4。但是在pH高于4时这两种方法均未能获得可流动的悬浮液。日本专利公报No.14907/1971公开了一种在盐溶液中共聚丙烯酸和丙烯酰胺的方法，形成可流动的聚合产物。该共聚是在0.1-60重量％无机盐的存在下在1-4的pH下进行的。在含90/10丙烯酸和丙烯酰胺及50/50丙烯酸和丙烯酰胺的数个聚合体系中，如果将聚合体系的pH增至4或更高，则会制得不可流动的凝胶聚合产物。在4或稍高的pH下可将丙烯酸均聚物制成“悬浮的化合物”。沉淀在低pH盐溶液中的阴离子聚合物的水性分散液一般是在水中稀释后(从而极大地降低盐的浓度)才使用的。在低的盐浓度下，阴离子聚合物的溶解度变大并因此溶解。但是，溶解速率往往与pH有关，因此当将该分散液在酸性水中稀释时，聚合物以特别慢的速率溶解，经常需要加入碱以提高pH并增加溶解速率。因此，出于实践的原因，需要聚合物分散液的pH高于4，从而无需调节稀释水的pH。盐对于各种物质在水溶液中的溶解度的影响在科技文献中有充分的讨论，如Kim D.Collins和Michael W.Washabaugh,Q.Rev.Biophys.,Vol.18(4)pp.323-422,1985。“离液序列低的(Kosmotropic)”盐会降低物质在水溶液中的溶解度。本领域的普通技术人员已知有许多方法确定一种特定的盐是否离液序列低的。含有阴离子(如硫酸根、氟离子、磷酸根、醋酸根、柠檬酸根、酒石酸根和磷酸氢根)的代表性盐是离液序列低的。根据已知的“感胶离子序”原理，某些盐的离液序列比其它盐更低。使用盐沉淀的阴离子聚合物还公开在EP183466B1中。该专利技术提供一种将单体溶解在盐水溶液中，聚合，并同时在分散剂的存在下将聚合物沉淀成细颗粒，来制得水溶性聚合物的分散液的方法。需要盐水溶液来溶解单体并沉淀聚合物。对于分散剂，可使用溶解在盐水溶液中的聚合物电解质和/或聚合物。当沉淀的聚合物是阴离子或阳离子聚合物电解质时，要求用作分散剂的聚合物电解质与沉淀的聚合物带相同类型的电荷。代表性的盐包括硫酸钠、硫酸铵和其它强离液序列低的盐。对于阴离子性来自存在磺酸根基团的聚合物(如聚(2-丙烯酰氨基-2-甲基-丙烷磺酸盐)的聚合物和共聚物，本文中称之为聚AMMPS)，即使在低的pH和高含量的离液序列低的盐下这种聚合物也难以沉淀。已知用阳离子有机盐(如表面活性剂)来沉淀的阴离子聚合物。E.D.Goddard(Colloid and Surfaces,Vol.19pp301-329,1986)的综述在此引为参考。据报道阴离子聚合物和阳离子有机盐的相对浓度，阴离子有机盐的有机部分的大小以及聚合物的类型可控制沉淀现象。当带相反电荷的阳离子有机盐键合到聚合物上并中和电荷时，会产生阴离子聚合物沉淀。流行的观点是加盐使键合减弱，使沉淀更困难。例如，在上述E.D.Goddard的综述的p313中讨论了加入氯化钠的效果，其中作者认为“由(表面活性剂)的浓度稳步增加可见，加入盐....实质上降低了键的亲和力，此时键开始....”。Y.Li和P.Dubin在“Structure and Flow in SurfactantSolutions”,ACS Symposium Series 578,American Chemical Society,1994,p328也提出了相同的观点，在该文中作者指出，“为了避免在强聚电解质和带相反电荷的(表面活性剂)胶束的混合物中发生沉淀，必需降低键合强度....。在实践中，可使用数种方法来削弱聚电解质和带相反电荷的表面活性剂之间的强的静电作用，例如...加入盐”。令人惊奇的是，与上面的描述相反，发现在水溶液中加入离液序列低的盐可大大增强用阳离子有机盐沉淀多种典型的水溶性阴离子聚合物。重要的是即使在大于4的pH下这些聚合物仍能沉淀。因此，本专利技术提供包括水、至少一种阳离子有机盐、至少一种离液序列低的盐和至少一种沉淀的阴离子水溶性聚合物的组合物。另外，本专利技术还包括在含水和一种或多种阳离子有机盐以及一种或多种离液序列低的盐的组合物中沉淀水溶性阴离子聚合物的方法。组合物中的沉淀的阴离子聚合物最好分散成小液滴状以形成聚合物分散液。即使在高于4的pH下这些聚合物分散液仍保持流动性。这些聚合物分散液可用分散剂(该分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：J·J·马伦，R·S·法里纳托，L·罗萨逖，J·J·小弗里曼，
申请(专利权)人：CYTEC技术有限公司，
类型：发明
国别省市：