The invention provides a method for associating polymer, powder and preparation of powder, which comprises the networking of one or more associating polymers with one or more optional surfactants to form wet gels, and the formation of powders by wet gel, wherein the weight average molecular weight of the associated polymers is about 10kDa to about 2000kDa.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用作造纸干燥强度剂的低分子量干燥粉末
技术介绍
高分子量聚合物(例如，至少2百万道尔顿)通常用于造纸中作为助留剂和助滤剂，以改善片材中纤维浆料的脱水和细粒的滞留。具有相对低分子量(例如，通常低于2百万道尔顿)的聚合物通常也用于帮助改善片材的强度。通常，为了改善纸张强度，需要高剂量的强度助剂(例如，约2-4lbs活性物/吨干纸浆)。加入高剂量(即2-4lbs活性物/吨干纸浆)的高分子量聚合物导致高絮凝和缺乏均匀性的纸张产品。因此，高分子量聚合物通常不用作强度助剂。高分子量和低分子量聚合物都可以聚合物水溶液形式向造纸机提供。然而，基于溶液的聚合物具有与运输相关的高成本、由于长期存储不稳定性而导致的降解以及与造纸机相关的成本和应用所需的设备。粉末基强度助剂具有改善与运输和添加到造纸机相关的这类成本的能力。一些高分子量聚合物可通过一种方法形成为干燥粉末，所述方法尤其包含形成聚合物湿凝胶、切割湿凝胶、将切割的湿凝胶粒化、干燥颗粒以及研磨干燥的颗粒。然而，由于它们的相对不溶性，它们需要大的制造单元来获得能够添加到造纸机中的基于溶液的聚合物。因此，仍然需要一种用于造纸过程的低分子量强...
【技术保护点】
1.一种粉末，其包含一种或多种缔合聚合物，其包含一种或多种缔合单体单元和一种或多种选自以下中的至少一种的额外单体单元以及任选的一种或多种表面活性剂：阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元或其组合，其中所述缔合聚合物的重均分子量为约10kDa到约2,000kDa。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.10 US 62/348,4001.一种粉末，其包含一种或多种缔合聚合物，其包含一种或多种缔合单体单元和一种或多种选自以下中的至少一种的额外单体单元以及任选的一种或多种表面活性剂：阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元或其组合，其中所述缔合聚合物的重均分子量为约10kDa到约2,000kDa。2.根据权利要求1所述的粉末，其中所述一种或多种缔合单体单元衍生自丙烯酸酯单体、丙烯酰胺单体或其组合。3.根据权利要求1或2所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含非离子缔合单体单元。4.根据权利要求3所述的粉末，其中所述非离子缔合单体单元衍生自式II的单体：其中R3是H或C1-C10烷基，X是O或NH，m、n和o独立地是0到100的整数，其中当(n+o)≤3时，m是至少7，每个Y1和Y2独立地是H或C1-C4烷基，并且R4是H或疏水基团。5.根据权利要求4所述的粉末，其中所述非离子缔合单体单元衍生自式III的单体：其中R5是-CH2(CH2)pCH3，R3是H或C1-C10烷基，并且p是3到100的整数。6.根据权利要求5所述的粉末，其中所述非离子单体单元衍生自丙烯酸月桂酯、丙烯酸鲸蜡酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸山嵛酯或其组合。7.根据权利要求6所述的粉末，其中所述非离子单体单元衍生自丙烯酸月桂酯。8.根据权利要求4所述的粉末，其中所述非离子缔合单体单元衍生自式IV的单体：其中R3是H或C1-C10烷基，q是2到100的整数，r是0到30的整数，并且每个Y独立地是H或CH3。9.根据权利要求8所述的粉末，其中所述非离子单体单元衍生自聚乙氧基(25)甲基丙烯酸月桂酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸鲸蜡酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸硬脂酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸山嵛酯或其组合。10.根据权利要求9所述的粉末，其中所述非离子单体单元衍生自聚乙氧基(25)甲基丙烯酸鲸蜡酯和聚乙氧基(25)甲基丙烯酸硬脂酯的混合物。11.根据权利要求1或2所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含阳离子缔合单体单元。12.根据权利要求11所述的粉末，其中所述阳离子缔合单体单元衍生自式VI的单体：其中R6和R7各自独立地是H或C1-C10烷基，X是O或NH，s是0到20的整数，Z是任何阴离子，并且R8是疏水基团。13.根据权利要求12所述的粉末，其中所述阳离子缔合单体单元衍生自式VII的单体：其中R6是H或C1-C10烷基，并且u是0到30的整数。14.根据权利要求13所述的粉末，其中所述阳离子缔合单体单元衍生自式VII的单体：其中R6是CH3，并且u是10。15.根据权利要求1或2所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含阴离子缔合单体单元。16.根据权利要求15所述的粉末，其中所述阴离子缔合单体单元衍生自式VIII的单体：其中R9是H或C1-C10烷基，X是O或NH，M是任何阳离子，并且每个R10独立地是H或有机基团。17.根据权利要求1到16中任一项所述的粉末，其中所述额外单体单元衍生自选自式I的单体的单体：其中R1是H或C1-C4烷基，并且每个R2独立地是H或有机基团；丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(“DMAEA”)、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(“DMAEM”)、3-(二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺(“DMAPMA”)、3-(二甲氨基)丙基丙烯酰胺(“DMAPA”)、氯化3-甲基丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(“MAPTAC”)、氯化3-丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(“APTAC”)、N-乙烯基吡咯烷酮(“NVP”)、N-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、氯化二烯丙基二甲基铵(“DADMAC”)、二烯丙基胺、乙烯基甲酰胺、氯化2-(丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵(“DMAEA.MCQ”)、氯化2-(甲基丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵(“DMAEM.MCQ”)、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯苯甲基氯(“DMAEA.BCQ”)、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯苯甲基氯(“DMAEM.BCQ”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(“AMPS”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁烷磺酸(“AMBS”)、[2-甲基-2-[(1-侧氧基-2-丙烯基)氨基]丙基]-膦酸、甲基丙烯酸、丙烯酸；其盐；以及其组合。18.根据权利要求1到17中任一项所述的粉末，其中所述额外单体单元衍生自式I的单体：其中R1是H或C1-C4烷基，并且每个R2独立地是H或有机基团。19.根据权利要求18所述的粉末，其中所述有机基团是C1-C6烷基。20.根据权利要求18所述的粉末，其中所述额外单体单元衍生自丙烯酰胺。21.根据权利要求19所述的粉末，其中所述额外单体单元衍生自甲基丙烯酰胺。22.根据权利要求17所述的粉末，其中所述额外单体单元是阳离子单体单元，其衍生自选自以下的单体：丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(“DMAEA”)、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(“DMAEM”)、3-(二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺(“DMAPMA”)、3-(二甲氨基)丙基丙烯酰胺(“DMAPA”)、氯化3-甲基丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(“MAPTAC”)、氯化3-丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(“APTAC”)、氯化二烯丙基二甲基铵(“DADMAC”)、二烯丙基胺、氯化2-(丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵(“DMAEA.MCQ”)、氯化2-(甲基丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵(“DMAEM.MCQ”)、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯苯甲基氯(“DMAEA.BCQ”)、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯苯甲基氯(“DMAEM.BCQ”)、其盐以及其组合。23.根据权利要求22所述的粉末，其中所述额外单体单元衍生自氯化2-(丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵(“DMAEA.MCQ”)。24.根据权利要求22所述的粉末，其中所述额外单体单元衍生自氯化二烯丙基二甲基铵(“DADMAC”)。25.根据权利要求17所述的粉末，其中所述额外单体单元是阴离子单体单元，其衍生自选自以下的单体：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(“AMPS”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁烷磺酸(“AMBS”)、[2-甲基-2-[(1-侧氧基-2-丙烯基)氨基]丙基]-膦酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、其盐以及其组合。26.根据权利要求25所述的粉末，其中所述额外单体单元衍生自丙烯酸。27.根据权利要求25所述的粉末，其中所述额外单体单元衍生自丙烯酸钠。28.根据权利要求1到27中任一项所述的粉末，其中所述粉末包含一种或多种表面活性剂。29.根据权利要求28所述的粉末，其中所述表面活性剂是阴离子表面活性剂。30.根据权利要求29所述的粉末，其中所述阴离子表面活性剂是式X的硫酸盐：其中B是任何阳离子，并且f是7到35的整数。31.根据权利要求30所述的粉末，其中所述阴离子表面活性剂是十二烷基硫酸钠。32.根据权利要求28所述的粉末，其中所述表面活性剂是阳离子表面活性剂。33.根据权利要求32所述的粉末，其中所述阳离子表面活性剂是式IX的铵盐：其中每个R11独立地是H或C1-C10烷基，A是任何阴离子，并且d是6到34的整数。34.根据权利要求33所述的粉末，其中所述阳离子表面活性剂是十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵、十六烷基三甲基氯化铵或其组合。35.根据权利要求28所述的粉末，其中所述表面活性剂是非离子的。36.根据权利要求35所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂是包含环氧乙烷、环氧丙烷或其组合的嵌段或无规聚合物。37.根据权利要求36所述的粉末，其中所述聚合物具有式XI：HO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH，XI其中a、b和c是约2到约200范围内的整数，并且a、b和c相同或不同。38.根据权利要求37所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂是HO(C2H4O)101(C3H6O)56(C2H4O)101H。39.根据权利要求35所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂具有式XII：其中g是约6到约50范围内的整数，每个R12和R13独立地是H或C1-C4烷基，并且h和i独立地是0到约100范围内的整数。40.根据权利要求39所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂是式C18H37(OC2H4)h'OH的聚乙二醇十八烷基醚，其中h'是约2到约200范围内的整数。41.根据权利要求35所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂具有式XIII：其中w、x、y和z是约0到约50的整数，并且w、x、y和z相同或不同。42.根据权利要求41所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂是20表面活性剂，即w+x+y+z＝20。43.根据权利要求39所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂具有式XII：其中g是约6到约50范围内的整数，i是0，R12是H，并且h是约2到约30范围内的整数。44.根据权利要求43所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂是聚乙氧基(25)月桂醇、聚乙氧基(25)鲸蜡醇、聚乙氧基(25)硬脂醇、聚乙氧基(25)山嵛醇或其组合。45.根据权利要求44所述的粉末，其中所述非离子表面活性剂是聚乙氧基(25)鲸蜡醇和聚乙氧基(25)硬脂醇的混合物。46.根据权利要求1到45中任一项所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含总计约0.005摩尔％到约10摩尔％的所述一种或多种缔合单体单元。47.根据权利要求46所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含总计约0.005摩尔％到约0.50摩尔％的所述一种或多种缔合单体单元。48.根据权利要求47所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含总计约0.005摩尔％到约0.25摩尔％的所述一种或多种缔合单体单元。49.根据权利要求1到48中任一项所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含总计约90摩尔％到约99.995摩尔％的所述一种或多种额外单体单元。50.根据权利要求49所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含总计约99.5摩尔％到约99.995摩尔％的所述一种或多种额外单体单元。51.根据权利要求50所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物包含总计约99.75摩尔％到约99.995摩尔％的所述一种或多种额外单体单元。52.根据权利要求1到51中任一项所述的粉末，其中中值粒度为至少300微米的所述粉末在室温下于一小时内以400rpm通过笼式搅拌器搅拌，完全可溶为至多1重量％的水溶液。53.根据权利要求1到27所述的粉末，其中中值粒度为至少300微米的所述粉末微溶于水(即，在室温下于一小时内不能完全溶解为1重量％的水溶液)。54.根据权利要求1到53中任一项所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物的重均分子量为约200kDa到约2,000kDa。55.根据权利要求54所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物的重均分子量为约500kDa到约2,000kDa。56.根据权利要求55所述的粉末，其中所述一种或多种缔合聚合物的重均分子量为约800kDa到约2,000kDa。57.根据权利要求1到56中任一项所述的粉末，其中所述粉末的固有粘度为约0.05dL/g到约7dL/g。58.根据权利要求57所述的粉末，其中所述粉末的固有粘度为约0.5dL/g到约5dL/g。59.根据权利要求1到58中任一项的粉末，其中所述粉末的哈金斯常数(Hugginsconstant)为约0.3到约10。60.根据权利要求59所述的粉末，其中所述粉末的哈金斯常数为约0.3到约5。61.根据权利要求28到60中任一项所述的粉末，其中所述粉末包含总计约0.001重量％到约20重量％的所述一种或多种表面活性剂。62.根据权利要求28所述的粉末，其中所述粉末包含聚乙氧基(25)鲸蜡醇和/或硬脂醇以及缔合聚合物，所述缔合聚合物包含衍生自丙烯酰胺、DMAEA.MCQ和/或聚乙氧基(25)甲基丙烯酸鲸蜡酯和/或硬脂酯的单体单元。63.根据权利要求28所述的粉末，其中所述粉末包含聚乙氧基(25)鲸蜡醇和/或硬脂醇以及包含丙烯酰胺、丙烯酸钠和聚乙氧基(25)甲基丙烯酸鲸蜡酯和/或硬脂酯的缔合聚合物。64.根据权利要求28所述的粉末，其中所述粉末包含十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和/或鲸蜡基三甲基氯化铵以及缔合聚合物，所述缔合聚合物包含衍生自丙烯酰胺、DMAEA.MCQ和式VII的单体单元：其中R6是CH3，并且u是10。65.根据权利要求28所述的粉末，其中所述粉末包含十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和/或鲸蜡基三甲基氯化铵以及缔合聚合物，所述缔合聚合物包含衍生自丙烯酰胺、丙烯酸钠和式VII的单体单元：其中R6是CH3，并且u是10。66.一种式AP1的缔合聚合物：其中E是一种或多种缔合单体单元，F是一种或多种额外单体单元，G是一种或多种衍生自式I的单体的单体单元，并且H任选存在并且是一个或多个哌啶-2,6-二酮单元，其中所述一个或多个哌啶-2,6-二酮在衍生自式I的单体的单体单元(“G”)的丙烯酰胺氮环化时在所述额外单体单元(“F”)的羰基上形成，并且其中所述缔合聚合物的重均分子量为约10kDa到约2,000kDa。67.根据权利要求66所述的缔合聚合物，其中H不存在，并且所述缔合聚合物具有式AP2：其中E是一种或多种缔合单体单元，E'是约0.005到约10的摩尔百分比值，F是一种或多种额外单体单元，F'是约0.005到约90的摩尔百分比值，G是一种或多种衍生自式I的单体的单体单元，并且G'是约10到约99.99的摩尔百分比值。68.根据权利要求67所述的缔合聚合物，其中E'为约0.005摩尔％到约1摩尔％，F'为约4摩尔％到约16摩尔％，并且G'为约84摩尔％到约96摩尔％。69.根据权利要求67或68所述的缔合聚合物，其中E是非离子缔合单体单元。70.根据权利要求69所述的缔合聚合物，其中所述非离子缔合单体单元衍生自式II的单体：其中R3是H或C1-C10烷基，X是O或NH，m、n和o独立地是0到100的整数，其中当(n+o)≤3时，m是至少7，每个Y1和Y2独立地是H或C1-C4烷基，并且R4是H或疏水基团。71.根据权利要求70所述的缔合聚合物，其中所述非离子缔合单体单元衍生自式III的单体：其中R5是-CH2(CH2)pCH3，R3是H或C1-C10烷基，并且p是3到100的整数。72.根据权利要求71所述的缔合聚合物，其中所述非离子单体单元衍生自丙烯酸月桂酯、丙烯酸鲸蜡酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸山嵛酯或其组合。73.根据权利要求72所述的缔合聚合物，其中所述非离子单体单元衍生自丙烯酸月桂酯。74.根据权利要求70所述的缔合聚合物，其中所述非离子缔合单体单元衍生自式IV的单体：其中R3是H或C1-C10烷基，q是2到100的整数，r是0到30的整数，并且每个Y独立地是H或CH3。75.根据权利要求74所述的缔合聚合物，其中所述非离子单体单元衍生自聚乙氧基(25)甲基丙烯酸月桂酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸鲸蜡酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸硬脂酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸山嵛酯或其组合。76.根据权利要求75所述的缔合聚合物，其中所述非离子单体单元衍生自聚乙氧基(25)甲基丙烯酸鲸蜡酯和聚乙氧基(25)甲基丙烯酸硬脂酯的混合物。77.根据权利要求67或68所述的缔合聚合物，其中E是阳离子缔合单体单元。78.根据权利要求77所述的缔合聚合物，其中所述阳离子缔合单体单元衍生自式VI的单体：其中R6和R7各自独立地是H或C1-C10烷基，X是O或NH，s是0到20的整数，Z是任何阴离子，并且R8是疏水基团。79.根据权利要求78所述的缔合聚合物，其中所述阳离子缔合单体单元衍生自式VII的单体：其中R6是H或C1-C10烷基，并且u是0到30的整数。80.根据权利要求79所述的缔合聚合物，其中阳离子缔合单体单元衍生自式VII的单体：其中R6是CH3，并且u是10。81.根据权利要求67或68所述的缔合聚合物，其中E是阴离子缔合单体单元。82.根据权利要求81所述的缔合聚合物，其中所述阴离子缔合单体单元衍生自式VIII的单体：其中R9是H或C1-C10烷基，X是O或NH，M是任何阳离子，并且每个R10独立地是H或疏水基团。83.根据权利要求67-82中任一项的缔合聚合物，其中F衍生自选自以下的单体：丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(“DMAEA”)、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(“DMAEM”)、3-(二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺(“DMAPMA”)、3-(二甲氨基)丙基丙烯酰胺(“DMAPA”)、氯化3-甲基丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(“MAPTAC”)、氯化3-丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(“APTAC”)、N-乙烯基吡咯烷酮(“NVP”)、N-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、氯化二烯丙基二甲基铵(“DADMAC”)、二烯丙基胺、乙烯基甲酰胺、氯化2-(丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵(“DMAEA.MCQ”)、氯化2-(甲基丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵(“DMAEM.MCQ”)、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯苯甲基氯(“DMAEA.BCQ”)、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯苯甲基氯(“DMAEM.BCQ”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(“AMPS”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁烷磺酸(“AMBS”)、[2-甲基-2-[(1-侧氧基-2-丙烯基)氨基]丙基]-膦酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、其盐以及其组合。84.根据权利要求83所述的缔合聚合物，其中F衍生自选自以下的单体：氯化二烯丙基二甲基铵(“DADMAC”)、氯化2-(丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基乙铵(“DMAEA.MCQ”)、丙烯酸、甲基丙烯酸、其盐以及其组合。85.根据权利要求67到84中任一项所述的缔合聚合物，其中G衍生自式I的单体：其中R1是H或C1-C4烷基，并且每个R2独立地是H或有机基团。86.根据权利要求85所述的缔合聚合物，其中所述有机基团是C1-C6烷基。87.根据权利要求86所述的缔合聚合物，其中G衍生自选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或其组合的单体。88.根据权利要求66所述的缔合聚合物，其中H存在，并且所述缔合聚合物具有式AP3：其中E是一种或多种缔合单体单元，E”是约0.005到约10的摩尔百分比值，F是一种或多种额外单体单元，F”是约0.005到约90的摩尔百分比值，G是一种或多种衍生自式I的单体的单体单元，G”是约10到约99.99的摩尔百分比值，H是一个或多个哌啶-2,6-二酮单元，并且H”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。89.根据权利要求88所述的缔合聚合物，其中H具有下式其中R1是H或C1-C4烷基，并且R2是H或有机基团。90.根据权利要求89所述的缔合聚合物，其中所述有机基团是C1-C6烷基。91.根据权利要求89所述的缔合聚合物，其中R1和R2是氢。92.根据权利要求88到91中任一项所述的缔合聚合物，其中E”为约0.005摩尔％到约1摩尔％，F”为约4摩尔％到约10摩尔％，G”为约84摩尔％到约90摩尔％，并...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄荷清，大卫·乔丹，罗伯特·M·勒韦，杰弗里·克拉姆，陈卫国，魏明礼，
申请(专利权)人：艺康美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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