用于反相乳液聚合过程的稳定剂制造技术

技术编号:30070453 阅读:32 留言:0更新日期:2021-09-18 08:22
本发明专利技术涉及聚异丁烯的季铵化衍生物在反相乳液中,如在用于反相乳液聚合过程,例如用于丙烯酰胺和烯键式不饱和阳离子单体的聚合的反相乳液中作为稳定剂的用途。这种乳液例如用作废水处理的絮凝剂。本发明专利技术进一步涉及包含聚异丁烯的季铵化衍生物的反相乳液。该反相乳液具有足够低的粘度和足够高的剪切稳定性。本发明专利技术进一步涉及一种反相乳液聚合过程,其中反相乳液包含聚异丁烯的季铵化衍生物。相乳液包含聚异丁烯的季铵化衍生物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于反相乳液聚合过程的稳定剂
[0001]本专利技术涉及一种稳定剂作为添加剂用于反相乳液聚合过程,特别是用于丙烯酰胺、烯键式不饱和阳离子单体或烯键式不饱和阴离子单体的聚合的用途,所述稳定剂是聚异丁烯(PIB)的季铵化衍生物。
[0002]反相乳液聚合过程是本领域技术人员已知的。如GB 2 183 242 B和US 3 284 393中所述,反相乳液聚合的过程与常规乳液聚合的不同之处在于,进行聚合的材料由水溶性单体的水溶液在借助于油包水型乳化剂制备的连续油相中的乳液组成,而不是由借助于水包油型乳化剂制备的水不混溶性单体在水性连续相中的乳液组成。因此,在反相乳液聚合过程中,亲水单体的聚合发生在水相中,即亲水单体溶解在分散在油相中并通过乳化剂稳定的水滴中。该技术导致油包水型乳液的形成,其中非常高分子量的聚合物被捕获在水滴中。
[0003]GB2183242B继续教导该方法对于制备例如在污水处理中广泛用作絮凝剂的水溶性聚合物例如聚丙烯酰胺特别有意义。所得乳液具有有价值的特性,当适当配制时,它们在稀释到水中时很容易发生转化;以这种方式获得高分子量聚合物的水溶液比通过溶解以粉末形式分离的相同聚合物容易得多。然而,为了使该方法具商业吸引力,期望的是,乳液中聚合物固体的含量应尽可能高,与具有足够低的粘度的乳液一致以使其易于处理。GB2183242B教导了某一类表面活性化合物作为乳化剂的应用,该乳化剂根据其优选实施方案是基于聚异丁烯琥珀酸单酯或单酰胺。
[0004]因此,为了制造基于聚丙烯酰胺(PAM)的反相乳液,在乳化剂的存在下将水性单体相分散在矿物油中。然而,在生产中,乳液的相当低的剪切稳定性导致在容器中以及特别是在热交换器中形成团块。此外,在应用之前聚合物制备期间,反相乳液可能暴露于高剪切应力,尤其是在在线系统中。这种剪切应力可导致团块形成,并且因此在最坏的情况下导致设备堵塞。为了克服这个问题,通常向单体相中另外加入少量的聚合物稳定剂。这种聚合物稳定剂的市售实例是由Croda International PLC(GB)以商品名Hypermer
TM
出售并且在US 2012/0288464 A1中被描述为包含烷氧基化醇基团的长链脂肪酸的烷氧基化酯油。
[0005]然而,仍然需要提供此类聚合物稳定剂的更高效和有效的替代品。因此,本专利技术的目的是提供此类聚合物稳定剂的更高效和有效的替代品。
[0006]本专利技术基于以下发现:该目的可以通过提供一种稳定剂来解决,所述稳定剂是聚异丁烯(PIB)的季铵化衍生物,例如,属于聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)的衍生物类别,即季铵化PIBSA衍生物。
[0007]此类化合物是已知的并且例如公开于WO 2006/135881 A2、WO 2006/138269 A2、WO 2010/132259 A1和WO 2012/004300 A1中。
[0008]WO 2006/135881 A2涉及一种季铵盐清洁剂和这种季铵盐清洁剂在燃料组合物中用以减少进气阀沉积物并去除或清除进气阀上的现有沉积物的用途。该季铵盐是烃基取代的酰化剂和具有能够与所述酰化剂缩合的氧或氮原子并且还具有叔氨基的化合物的反应,与适合将叔氨基转化为季氮的季铵化剂的反应产物。所述烃基取代的酰化剂优选为聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)。具有氧或氮原子并且还具有叔氨基的所述化合物优选为N,N

二甲基

氨丙基胺(DMAPA)。所述季铵化剂是例如烃基环氧化物,如氧化苯乙烯。所得季铵盐清洁剂因此是例如聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)的N,N

二甲基

氨丙基胺琥珀酰亚胺的氧化苯乙烯季铵盐。
[0009]WO 2006/138269 A2涉及一种包含分散剂的盐、颗粒状固体和有机介质的组合物,旨在提供有效的分散剂用于将颗粒状固体均匀分布在有机介质中,例如用于分散在油墨、油漆和塑料中。所述分散剂的盐为烃基取代的酰化剂的盐,其优选为聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)和N,N

二甲基

氨丙基胺(DMAPA)的反应,与化合物如硫酸二甲酯、苄基氯、碳酸二甲酯或氧化苯乙烯(季铵化剂)的反应产物。
[0010]WO 2010/132259 A1涉及季铵酰胺和酯盐以及它们在燃料例如柴油燃料和燃料油中作为添加剂,特别是清洁剂的用途。含酰胺基团或酯基团的季铵盐清洁剂是含有酰胺基团或酯基团的非季铵化清洁剂,其中该清洁剂具有叔胺官能团,与季铵化剂的反应产物。所述非季铵化清洁剂优选包括烃基取代的酰化剂如聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)与具有能够与所述酰化剂缩合的氧或氮原子并且还具有至少一个叔氨基的化合物如N,N

二甲基

1,3

二氨基丙烷(DMAPA)的缩合产物。所述季铵化剂优选包括诸如环氧乙烷或氧化苯乙烯的化合物。公开了一种鉴于季铵化琥珀酰亚胺清洁剂而允许优选制备季铵化琥珀酰胺清洁剂的方法。
[0011]WO 2012/004300 A1涉及无酸季铵化氮化合物及其在燃料和润滑剂中作为添加剂的用途,例如作为添加剂用于减少直喷式柴油发动机中的内部柴油喷射器沉积物的用途。公开了一种制备环氧化物

季铵化氮化合物的方法,该方法允许完全免除游离酸的添加。
[0012]因此,本专利技术一方面涉及聚异丁烯(PIB)的季铵化衍生物在反相乳液中作为稳定剂的用途。
[0013]根据本专利技术的用途特别涉及作为稳定剂用于反相乳液的合成和稳定化的用途,更特别地在用于反相乳液聚合过程,例如用于丙烯酰胺、烯键式不饱和阳离子单体或烯键式不饱和阴离子单体的聚合的反相乳液中作为稳定剂的用途。这种乳液例如用作废水处理的絮凝剂。
[0014]如本文所用,聚异丁烯(PIB)的季铵化衍生物是含有季铵基团的聚异丁烯(PIB)的衍生物。此类化合物可通过使合适的含有叔氨基的聚异丁烯(PIB)衍生物(聚异丁烯(PIB)的非季铵化衍生物)与季铵化剂反应而获得。
[0015]根据本专利技术的优选实施方案,聚异丁烯(PIB)的季铵化衍生物在聚异丁烯部分和季铵基团之间包含酰胺或酰亚胺键。
[0016]根据本专利技术的特别优选的实施方案,聚异丁烯的季铵化衍生物是以下的反应产物:
[0017]a)聚异丁烯取代的酰化剂与具有能够与所述酰化剂反应的氮原子并且还具有叔氨基的化合物的反应;和
[0018]b)适合于将叔氨基团转化为季铵基团的季铵化剂;
[0019]其中聚异丁烯取代的酰化剂与具有能够与所述酰化剂反应的氮原子的所述化合物的反应是在酰化剂的酰基处的亲核取代反应,从而产生聚异丁烯取代的酰胺或酰亚胺。
[0020]如上所述,根据本专利技术应用的聚异丁烯(PIB)的季铵化衍生物是已知的,但不是根据本专利技术的其特定应用领域。
[0021]聚异丁烯取代的酰化剂
[0022]优选的是,聚异丁烯取代的酰化剂是聚异丁烯和酰化剂的反应产物。
[0023]通过异丁烯(2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.聚异丁烯的季铵化衍生物在反相乳液中用作稳定剂的用途。2.根据权利要求1的用途,其中所述聚异丁烯的季铵化衍生物是以下的反应产物:a)聚异丁烯取代的酰化剂与具有能够与所述酰化剂反应的氮原子并且还具有叔氨基的化合物的反应;和b)适合于将所述叔氨基转化为季铵基团的季铵化剂,其中所述聚异丁烯取代的酰化剂与所述具有能够与所述酰化剂反应的氮原子的化合物的所述反应是在所述酰化剂的酰基处的亲核取代反应,产生聚异丁烯取代的酰胺或酰亚胺。3.根据权利要求2所述的用途,其中所述聚异丁烯取代的酰化剂是聚异丁烯和酰化剂的反应产物。4.根据权利要求3所述的用途,其中所述酰化剂是α,β

不饱和一元或多元羧酸、多元羧酸酐、一元或多元羧酸氯化物、或一元或多元羧酸酯。5.根据权利要求3所述的用途,其中所述酰化剂选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、富马酸的二乙酯及它们的混合物。6.根据权利要求3至5中任一项所述的用途,其中所述聚异丁烯具有300至5000g/mol的数均分子量。7.根据权利要求2所述的用途,其中所述聚异丁烯取代的酰化剂包括聚异丁烯琥珀酸酐。8.根据权利要求7所述的用途,其中所述聚异丁烯取代的酰化剂的聚异丁烯部分具有300至5000g/mol的数均分子量。9.根据权利要求2至8中任一项所述的用途,其中在所述具有能够与所述酰化剂反应的氮原子并且还具有叔氨基的化合物中,所述能够与所述酰化剂反应的氮原子和所述叔氨基通过直接共价键或通过包含1至6个碳原子的连接基团而连接。10.根据权利要求2至9中任一项所述的用途,其中所述具有能够与所述酰化剂反应的氮原子并且还具有叔氨基的化合物选自以下组:N,N

二甲基

1,3

二氨基丙烷、N,N

二乙基

1,3

二氨基丙烷、N,N

二丁基

1,3

二氨基丙烷、N,N

二甲基乙二胺、N,N

二乙基乙二胺、N,N

二丁基乙二胺、1

(3

氨基丙基)咪唑、4

(3

氨基丙基)吗啉、1

(2

氨基乙基)哌啶、3,3'

二氨基

N

甲基二丙胺、3,3'

氨基双(N,N

二甲基丙胺)、1
...

【专利技术属性】
技术研发人员:H
申请(专利权)人:索理思科技开曼公司
类型:发明
国别省市:

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