制备改性二烯丙基-N,N-二取代卤化铵聚合物的方法技术

一种制备改性二烯丙基－Ｎ，Ｎ－二取代卤化铵聚合物的方法，以及使用该聚合物与一种或多种高分子量、水溶性的阳离子、阴离子、非离子、两性离子、或两性聚合物结合用于增加造纸配料的留着和滤水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,n-二取代卤化铵聚合物的方法
本专利技术涉及一种制备改性二烯丙基-N,N-二取代卤化铵聚合物的方 法，以及使用该聚合物与一种或多种高分子量、水溶性的阳离子、阴 离子、非离子、两性离子、或两性聚合物絮凝剂结合用于增加造纸配 料的留着和滤水。
技术介绍
美国专利第6,605,674号描述了结构性改性阳离子聚合物的制备， 其中单体在自由基聚合条件下聚合，在大约30%单体聚合后，将结构 改性剂加入聚合反应中，并将该聚合物用作造纸过程中的助留剂和助 滤剂。在"TAPPI 99 Preparing for the Next Millennium",第3巻，第 1345-1352页，TAPPIPress(1999)中，Hunter等综述了使用中等分子量 的二烯丙基二甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物用作助留剂和助滤剂。美国专利第6,071,379号公开了将二烯丙基-N，N-二取代卤化铵/丙烯酰胺分散聚合物在造纸过程中用作助留剂和助滤剂。美国专利第5,254,221号公开了一种将低分子量至中分子量的二烯丙基二甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物与高分子量(甲基)丙烯酸二烷基氨 基烷基酯季铵盐/丙烯酰胺共聚物结合使用，来增加造纸过程的留着和 滤水的方法。美国专利第6,592,718号公开了一种提高造纸配料的留着和滤水的 方法，该方法包括向该纸料中添加二烯丙基-N,N-二取代卤化铵/丙烯酰胺共聚物以及高分子量结构性改性的、水溶性阳离子聚合物。美国专利第5,167,776号和第5，274,055号公开了一种直径小于大约1000nm的离子交联聚合微珠，以及将该微珠和高分子量聚合物或多糖结合用于提高造纸配料的留着和滤水的方法。尽管如此，不断地需要新的组合物和工艺以进一步提高留着和滤水性能，特别是用于目前投入使用的更快更巨型的现代造纸机械。
技术实现思路
本专利技术是一种制备阳离子电荷为大约1至大约99摩尔％的改性二烯丙基-N,N-二取代卤化铵聚合物的方法，该方法包括将一种或多种丙烯酰胺单体和一种或多种二烯丙基-N，N-二取代卤化铵单体在基于单体大约0.1至小于大约3,000ppm的一种或多种链转移剂以及任选地基于单体大约1至大约l,OOOppm的一种或多种交联剂的存在下进行聚 合。本专利技术的聚合物体系优于一般用于造纸工业的使用胶体氧化硅或 膨润土的称作微粒体系的其它多成分体系。而且，本专利技术的聚合物体 系的抗剪切力比膨润土和硅石体系强。本专利技术的方法特别适用于更快 更巨型的造纸机械，其中所用聚合物的抗剪切力是非常重要的。附图说明图1是用改性聚合物III、改性聚合物V、膨润土或胶体硼硅酸盐、 凝聚剂(EPI/DMA，交联的NH3)、阴离子絮凝剂(30摩尔/70摩尔％丙烯 酸钠/丙烯酰胺反相乳液聚合物，平均RSV为40 dL/g， 0.5 lb/吨)和淀 粉(IO lb/吨)处理的标准碱性配料的絮凝响应图，测量结果表示为平均 弦长。图2是用改性聚合物II或膨润土、阳离子凝聚剂(EPI/DMA,交联 的NH3)、阴离子絮凝剂(30/ 70摩尔％丙烯酸钠/丙烯酰胺反相乳液聚合 物，平均RSV为40 dL/g， 0.5 lb/吨)和淀粉(10 lb/吨)处理的标准欧洲机 械配料的絮凝响应图，测量结果表示为平均弦长。图3是用改性聚合物II、改性聚合物III、膨润土或胶体硼硅酸盐、 阳离子絮凝剂(10/90摩尔％丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐/丙烯酰胺 反相乳液聚合物，平均RSV为26 dL/g， 0.5 lb/B屯)和淀粉(4 lb/吨)处理 的标准碱性配料的絮凝响应图，测量结果表示为平均弦长，聚合物II、 III和胶体硼硅酸盐的用量均为1 kg/吨。膨润土的用量为2 kg/吨。图4是用改性聚合物H、改性聚合物m、膨润土或胶体硼硅酸盐、 阴离子絮凝剂(30〃0摩尔°/。丙烯酸钠/丙烯酰胺反相乳液聚合物，平均 RSV为40dL/g， 0.25 lb/吨)、凝聚剂(EPI/DMA，交联的NH3)(0.25 kg/ 吨)、和淀粉(41b純)处理的新闻纸配料的絮凝响应图，测量结果表示为平均弦长，聚合物n、 m和胶体鹏硅酸盐的用量均为ikg/吨，膨润土的用量为2kg/吨。具体实施例方式术语的定义"丙烯酰胺单体"是指如下结构式的单体<formula>complex formula see original document page 8</formula>其中，R,、 R2和R3独立地选自H和烷基。优选丙烯酰胺单体为丙 烯酰胺和甲基丙烯酰胺。更优选丙烯酰胺。"垸基"指通过从直链或支链饱和烃去除一个氢原子得到的单价 基团。代表性的烷基包括甲基、乙基、正丙基和异丙基、十六烷基等。"亚烃基"是指通过从直链或支链饱和烃去除两个氢原子得到的 二价基团。代表性的亚烃基包括亚甲基、亚乙基、亚丙基等。"基于活性聚合物"和"基于单体"是指基于结构式中乙烯单体 水平，或聚合后形成的聚合物水平，假设转化率为100%，添加试剂的"链转移剂"是指用于自由基聚合的任意分子，该分子与聚合物 自由基反应形成无活性聚合物和新的基团。特别是，添加链转移剂至 聚合混合物中造成链断裂并伴随着聚合链大小的下降。因此，添加链 转移剂限制了要制备的聚合物的分子量。代表性的链转移剂包括醇类， 例如甲醇、乙醇、l-丙醇、2-丙醇、丁醇、丙三醇、和聚乙二醇等，含 硫化合物，例如烷基硫醇、硫脲、亚硫酸盐、和二硫化物，羧酸如甲 酸和苹果酸及其盐类，以及亚磷酸盐类如次磷酸钠及其组合物。参见 Berger等人，'Tra"^fer Co"加她to Mo"麵er,尸o/，gr， G3to(yW, 5b/ve"/, 朋d ^4必Wve i^ee i a血fl/ Po/戸er/z加'ow，"第II部分，81-151页， Polymer Handbook, J. Brandrup禾口 E.H.Immergut主编，第三版，John Wiley &Sons， New York(1989)， 以及George Odian, Pn'腦》fes o/ 尸o/jwen'z油Vw,第二版，John Wiley &Sons, New York(1981)。优选的醇 是2-丙醇。优选的含硫化合物包括乙硫醇、硫脲、和亚硫酸氢钠。优 选的羧酸包括甲酸及其盐类。更优选的链转移剂是次磷酸钠和甲酸钠。 "交联剂"指多官能单体，当将其加入聚合的一种单体或多种单 体时，产生"交联"和/或支化聚合物，其中来自一种聚合物分子的一个分枝或多个分枝与其它聚合物分子相连。代表性的交联剂包括N,N-亚甲基二丙烯酰胺、N，N-亚甲基二甲基丙烯酰胺、三烯丙基胺、三烯 丙基铵盐、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、二丙烯 酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、 N-乙烯基丙烯酰胺、N-甲基烯丙基丙烯酰胺、丙烯酸縮水甘油酯、丙 烯醛、乙二醛、戊二醛、甲醛、和乙烯基三垸氧基硅垸，如乙烯基三 甲氧基硅烷(VTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(P-甲氧基乙氧基) 硅垸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙酰 氧基硅垸、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基乙氧基硅烷、 乙烯基甲基二乙酰氧基硅垸、乙烯基二甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备阳离子电荷为大约１至大约９９摩尔％的改性二烯丙基－Ｎ，Ｎ－二取代卤化铵聚合物的方法，其特征在于包括：将一种或多种丙烯酰胺单体和一种或多种二烯丙基－Ｎ，Ｎ－二取代卤化铵单体在基于单体大约０．１至小于大约３，０００ｐｐｍ的一种或多种链转移剂、以及任选地基于单体大约１至大约１，０００ｐｐｍ的一种或多种交联剂的存在下进行聚合。

【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：JWB兴，A杰利，XS卡多索，AP扎加拉，P普鲁什斯奇，C杜塞特，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]