絮凝剂或增粘剂组合物以及它们的制备和应用制造技术

初级聚合物颗粒，它具有至少９０％的小于１０微米的尺寸，并且它含有水可溶性和水不溶性聚合物，该聚合物是通过反相聚合反应水溶性烯属不饱和单体或单体混合物与交联剂来制备的，然后该乳液被喷雾干燥以形成喷雾干燥的颗粒，当加入到水中时，该颗粒分散开，因此形成了不溶性颗粒的水性组合物，该组合物具有与初始乳液类似的活性。该不溶性颗粒的水性组合物特别适合于絮凝，例如絮凝污泥，然后通过离心或带压，或用作增粘剂。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到可用作絮凝剂或增粘剂的聚合物，并且更具体地，涉及到以粉末状提供这些聚合物的途径，这些聚合物同时保留了目前商业上已经以液体状态提供的聚合物的已知的优点。被用作絮凝剂或增粘剂的聚合物倾向于造成高的水溶液粘度，这样的结果使以水性组合物的状态将这些聚合物提供给使用者成为不切实际。通常这些聚合物以粉末或反相乳液来提供。通常通过凝胶聚合反应接着通过粉碎和干燥，或通过反相珠状聚合反应接着干燥、过滤和，如果需要，粉碎来制备粉末。反相乳液是通过反相乳液聚合反应形成的小的(小于10微米)水性聚合物珠滴分散在非水性液体中的乳液来制备的。通常，将这种水性聚合物颗粒的乳液提供给使用者。也已经知道将乳液进行蒸馏，以形成在非水性液体中的基本上非水性的聚合物颗粒的乳液，然后将该乳液提供给使用者。然而也已经知道从乳液中回收粉末。在U.S.3,284,393中介绍了该回收的典型方法，它包括用非水性液体稀释水性聚合物颗粒的乳液，然后用丙酮絮凝出颗粒、从乳液中将它们过滤出并在真空下干燥。但这样做并没有证明在商业上是成功的。其原因之一可能是难以控制乳液的聚结或沉淀，因而以一种经济的方式形成具有控制尺寸的聚结体。在文献中已推荐用另外一条途径从反相聚合物乳液中回收水可溶性干燥的聚合物，即通过喷雾干燥。这种公开的例子是在U.S.4,035,317中。但是，从反相乳液中回收粉末的喷雾干燥过程也还没有证明具有多少重大的技术价值，就我们知道的来看，还没有通过反相乳液聚合制备的水溶性聚合物的喷雾干燥颗粒的商业化产品。然而，该技术的当前状况是，以粉末状态要求的增粘剂或絮凝剂聚合物是通过凝胶或珠状聚合反应制备的，并且如果它们将以反相乳液的状态提供时，它们仅可以通过反相乳液聚合来制备。以这些技术中的任何一项将聚合物转变成粉末状态的一个缺点是，在用作增粘剂或絮凝剂之前，需要将它们转变成均相的水性组合物的状态。因此，将水可溶性粉末溶解在水中以制备均相溶液。广为人知的是在水的存在下水溶性高分子量聚合物颗粒之间的接触易于造成凝胶化聚结体的形成，该聚结体需要长时间来溶解。相应地，已开发了特殊的技术和设备，以使在溶解可溶性聚合物期间这些聚结体的偶然形成最小化。结果，只要进行了合理的保护，可将可溶性聚合物转变成完全的均相溶液，不管是否提供了规则或不规则尺寸的颗粒，并且不管这些颗粒是否是通过凝胶聚合反应、珠状聚合反应或其它一些技术来制备的。当水可溶性反相乳液聚合物以液体状态使用时，用于“活化”乳液的常规途径包括在水包油型乳化剂的存在下用水来混合反相乳液。通过这种活化过程获得均相溶液的适当的过程也是广为人知的，并且可以造成每个聚合物颗粒的快速活化，而基本上没有任何颗粒的永久或半永久性聚结。但是，当在多烯属不饱和交联剂存在下制备聚合物时，出现了特殊的问题。如果交联剂的量太高，那么产品是完全不溶的。但是如果交联剂的量低或中等，那么聚合物将同时含有可溶和不溶的部分。作为一个例子，已经知道许多年了，可以提供印染浆增稠剂，它是以例如500份的亚甲基双丙烯酰胺或其它多烯属不饱和交联剂交联的丙烯酸类聚合物的反相乳液。因此，提供给使用者的这种材料包含了连续的非水相，在其中分散了初级颗粒，初级颗粒是小于10微米的颗粒，并且每个颗粒都是交联的丙烯酸类聚合物。因此，每个初级颗粒包含了不溶性交联网络，颗粒具有确定的颗粒尺寸，可溶性聚合物可以分配在它的整个当中。当在水中活化乳液时，可溶性聚合物从颗粒中迁移出，留下不溶性网络颗粒，它成为颗粒的可溶性组分在水溶液中的悬浮物。希望不溶性组分不聚结，而是应该作为独立的初级颗粒保留，该颗粒具有不大于初始的初级颗粒的尺寸，即基本上所有都小于10微米，并且通常基本上所有都低于3微米。在乳液中或在活化期间，需要初级颗粒不聚结，因为如果聚结，它们易于形成凝胶化的块状物，该块状物不能通过印染的筛子而是将它堵塞。偶然地我们确实发现，当乳液中的初级颗粒的尺寸低于10微米时，在乳液中或在活化期间出现了形成永久或半永久性聚结体的一些倾向。沉淀物的实验表明它包括了初级颗粒的永久或半永久性聚结体，这种聚结体的形成可能是由于温的初级颗粒彼此粘结的结果造成的。从可溶性聚合物聚结的已知倾向的角度看，以初级颗粒这种方式的聚结不是不能预计的，初级颗粒是湿的并且同时含有可溶和不溶性组分。但是，其中的可溶性聚合物一旦聚结将最终再溶解，从可溶和不溶性组分形成的聚结体将更加难以再溶解，并且可能再也不会再溶解，这是由于不溶性颗粒和在初始乳液中分布在不溶性颗粒之中的可溶组分之间的粘结。由于这个原因，在进行印染浆增稠剂的活化过程中必须小心，以使不需要的初期颗粒聚结的危险最小。有不同的其它途径，其中将初级颗粒提供给使用者已知是需要的，初级颗粒具有小于10微米的尺寸，并且它们同时具有可溶和不溶的组分，并且其中的聚合物是在使用的过程中以颗粒形式可得到的，该颗粒具有基本上全部小于10微米的尺寸。聚合物是通过水溶性烯属不饱和单体或单体混合物与从低到中等量的多烯属不饱和交联剂的反相聚合反应来制备的，以形成初级颗粒的反相乳液，该初级颗粒含有不溶性聚合物网络和可溶的聚合物，并且它们被用于各种增粘和絮凝的目的。优选的絮凝过程在EP202,780中介绍了。实际中，这些聚合物通常以反相乳液的形式提供给使用者。这是由于以粉末状态提供它们的理论上的可能性已证明以商业上的经济和满意的方式难以达到。例如，我们在EP326,382中介绍的过程，其中根据EP202,780的阳离子的中度交联的反相乳液聚合物首先通过蒸馏被干燥，以得到在非水性液体中的干的聚合物颗粒的乳液(或分散体)。然后，通过加入丙酮，这些干的聚合物颗粒从分散体中沉淀出。然后它们被干燥，同时在空气中被带走，并且用含有煅造二氧化硅的水喷雾，以涂布颗粒并聚集它们，然后在流化床中它们被进一步干燥。因此该介绍首先包括干燥颗粒，然后涂布并再湿化及聚集颗粒，然后再次干燥它们。虽然可以操作，但是倾向于不方便，并且采用该技术难以获得可控制的颗粒尺寸。在EP326,382中说明过，如果粉末没有二氧化硅聚集步而直接加入到水中，那么将出现剧烈的凝胶结块。这也与预计是一致的，即当湿的可溶和不溶性聚合物的初级颗粒彼此接触时，将出现不需要的永久性聚结体。许多使用者希望获得固体的聚合物组合物，该组合物基本上只包括有关的聚合物，而不是得到反相乳液。以可溶性聚合物，通过提供常规的凝胶或珠状产物可以满足这个要求，但是对于某些组合物不能满足，即当组合物中的初级颗粒必须低于10微米并且是交联的并且因此含有可溶和不溶性组分。具体地，希望能够提供粉末产品，这些产品可以以容易和经济的方式制备，并且当加入到水中时，它们基本上全部转化为颗粒，这样初始乳液聚合物的性能被保持。因此必须避免湿的初级颗粒的永久性聚结。现在，我们已经吃惊地发现通过喷雾干燥可以制备这样的颗粒。令人很吃惊的是很容易进行喷雾干燥而不用结合任何特殊的添加剂，以这种方式，初级颗粒不会以永久或半永久的方式聚结到一起，而是当将颗粒加入到水中时，它们很容易地彼此分离。也吃惊地发现在该过程中，聚合物似乎不会进行任何明显的其它交联。在一个方面，本专利技术涉及到制备颗粒的过程，该颗粒的至少90％的重量具有大于20微米的尺寸，并且它们是由初级颗粒形本文档来自技高网...

【技术保护点】
喷雾干燥的颗粒，它具有至少９０％重量的大于２０微米的粒径，并且它是由初级颗粒形成的，其中的初级颗粒具有至少９０％重量的小于１０微米的粒径，并且它是由水溶性烯属不饱和单体或单体混合物和５到２０００ｐｐｍ多烯属不饱和交联剂的聚合物形成的，并且它含有水溶性聚合物和水不溶性聚合物，通过喷雾干燥初级聚合物颗粒在非水性液体中的反相乳液形成了颗粒，并且当加入到水中时，颗粒基本上完全分散开。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M格林，M哈威，JR菲尔德，
申请(专利权)人：希巴特殊化学水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]