【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种获得生物源的二烯丙基二烷基卤化铵的方法，包括烯丙基卤和二烷基胺之间的反应，所述烯丙基卤和二烷基胺两者之一(，优选两者都，)至少部分是可再生且是非化石的。本专利技术涉及生物源的二烯丙基二烷基卤化铵单体，优选二烯丙基二甲基氯化铵，以及由至少一种根据本专利技术的生物源二烯丙基二烷基卤化铵单体获得的生物源聚合物。最后，本专利技术涉及本专利技术的生物源聚合物在各中的用途。
技术介绍
1、至少一种包含季铵官能团的烯属单体的自由基聚合反应，所述单体可以选自丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(aptac)、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(maptac)、丙烯酸二甲氨基乙酯(adame)或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(madame)，以上均通过卤代烷基衍生物或二烷基硫酸盐进行盐化或季铵化是本领域技术人员已知的。然而，所得聚合物的阳离子电荷密度有限。
2、本领域技术人员已知的制备高阳离子电荷密度的水溶性阳离子聚合物的另一种方法是至少一种烯丙基单体例如二烯丙基二烷基卤化铵的自由基聚合反应。在烯丙基单体中，二烯丙基二甲基卤化铵可以获得电荷密度最高的聚合物，市场上最容易获得的烯丙基单体是二烯丙基二甲基氯化铵(dadmac)。特别地，dadmac均聚物的特征在于阳离子电荷密度大于6meq/g。
3、二烯丙基二烷基卤化铵是广泛用于制造水溶性聚合物的单体。
4、制备二烯丙基二烷基卤化铵的方法中使用的反应遵循下文的反应流程图，其中烯丙基卤与二烷基胺二甲胺在碱(例如金属氢氧化物)的存在下反应，如下反应所示。
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6、r1是r2独立地是ch3或包含2至20个碳原子的碳链，优选烷基。优选地，r1和r2是ch3基团。x通常是cl、br或i原子，优选cl。m通常是k或na，优选na。
7、本领域技术人员知道，烯丙基氯和二甲胺之间的反应必须在苏打存在下进行，以最小化烯丙醇的形成，如文献us 4,670,594中所述。
8、烯丙基氯通常通过丙烯的氯化来生产，如文献ep 0455644中所述。丙烯是基于化石的烯烃，并且目前通过石脑油(naphtha)的蒸汽裂化来生产，石脑油本身源自原油精炼。最近，随着页岩气生产的出现，已经描述了生产丙烯的各种丙烷脱氢方法。
9、化石基(fossil-based)丙烯含有各种杂质，这些杂质在生产烯丙基氯和二烯丙基二甲基氯化铵的方法中保留或转化。
10、二甲胺通常通过甲醇与氨在催化剂存在下反应来生产，如文献ep 0125616和us9,180,444中所述。由此产生的二甲胺含有氨、一甲胺和三甲胺等杂质。
11、化石基的烯丙基氯和二甲胺中存在的杂质存在于二烯丙基二甲基氯化铵单体中。它们甚至可能在该单体的制造过程中发生反应，从而产生新的杂质，特别是当三甲胺与烯丙基氯反应形成烯丙基三甲基氯化铵时。已知该杂质会限制掺入二烯丙基二甲基氯化铵的聚合物的分子量。
12、我们还可以提到，二甲胺中残留氨的存在会形成三烯丙基甲基氯化铵。这种三官能分子将引起含有二烯丙基二甲基氯化铵的水溶性聚合物的支化甚至交联。
13、因此，烯丙基氯和二甲胺中存在的杂质将通过分子量限制效应或支链或交联聚合物的存在，导致掺入二烯丙基二甲基氯化铵的水溶性聚合物的性能下降。
14、本专利技术要解决的问题是提供一种新的改进的生产二烯丙基二烷基卤化铵的方法。
技术实现思路
1、令人惊讶的是，申请人发现，在获得二烯丙基二烷基卤化铵的方法中使用烯丙基卤和二烷基胺，烯丙基卤和二烷基胺两者之一(，优选两者都，)至少部分是可再生且非化石的，并且优选完全可再生，允许显著改善方法和所得单体的质量，从而改善聚合物的聚合和应用性能。
2、申请人特别注意到这种改进，该方法是通过不涉及分离中间烯丙基二烷基胺的所谓直接过程获得二烯丙基二烷基烷基铵的方法。
3、不寻求受任何特定理论的束缚，申请人提出以下可能性：化石基的烯丙基卤与可再生且非化石基的烯丙基卤之间和/或化石基的二烷基胺和可再生且非化石的二烷基胺之间的杂质的不同性质是这些意想不到的技术效果的原因。
4、首先且最重要的是，本专利技术涉及一种用于获得二烯丙基二烷基卤化铵的方法，该方法包括烯丙基卤与二烷基胺之间的反应，实施烯丙基卤与二烷基胺两者之一(，优选两者都)，是至少部分可再生且非化石的。
5、本专利技术还涉及一种二烯丙基二烷基卤化铵单体，相对于所述单体中的总碳重量，单体的生物源碳含量为5wt％至100wt％，生物源碳含量根据astm d6866-21方法b进行测定。优选的单体是生物源的二烯丙基二甲基卤化铵，尤其是生物源的二烯丙基二甲基氯化铵。
6、本专利技术还涉及通过聚合根据本专利技术的方法获得的或如前所述至少一种单体而获得的聚合物，以及所述聚合物在各
中的用途。
7、使用本专利技术，可以实现新技术创新内在的环境目标。在本案中，使用可再生原料(在本例中为烯丙基卤和二烷基胺)有助于显著优化转化方法和所得单体的质量。
8、申请人发现，当二烷基胺是生物源的时，二烯丙基二烷基卤化铵中残余二烷基胺的量大大减少。
9、申请人发现生物源的二烷基胺表现出与烯丙基卤改善的反应性。结果是二烯丙基二烷基卤化铵中副产物烯丙醇的量也大大减少。
10、申请人还发现，当生物源试剂(烯丙基卤和二烷基胺)的百分比增加时，杂质的量减少。
11、申请人还发现，当烯丙基氯是生物源的时，二烯丙基二烷基卤化铵中残余烯丙醇的量大大减少。
12、申请人还发现生物源的烯丙基氯显示与二烷基胺的反应性得到改善。结果是二烯丙基二烷基卤化铵中残留的二烷基胺的量也大大减少。
13、申请人还发现，当二烷基胺和烯丙基氯是生物源的时，存在协同效应，这使得可以更显著地减少二烯丙基二烷基卤化铵中残留的二烷基胺和烯丙醇的量。
14、申请人还发现，当聚合二烯丙基二烷基卤化铵时，由二烷基胺和/或烯丙基氯获得的单体，其中至少一者是可再生且非化石源的，与二烷基胺和烯丙基氯是化石来源的情况相比，获得的聚合物具有更高分子量。此外，与化石二烯丙基二烷基卤化铵的聚合物相比，所得聚合物表现出改进的凝固性能。
15、具体实施方式在本专利技术的上下文中，术语“可再生且非化石的”用于表示化学化合物的来源衍生自生物质或合成气(synthesis gas/syngas)，即由对一种或多种天然且非化石原料进行一种或多种化学转化产生的化合物。术语“生物源”或“生物源”也可用于表征化合物的可再生且非化石源。化合物的可再生且非化石来源包括源自循环经济的可再生且非化石原料，这些原料之前在生物质材料回收过程中被回收过一次或多次，例如来自聚合物解聚或裂解油加工的材料。
16、根据本专利技术，化合物的“至少部分可再生且非化石”的品质是指相对于所述化合物的总碳重量，优选为5wt％至100wt％的生物源碳含量。
17、在本专利技术的上下文中，astm d6866-21本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种获得二烯丙基二烷基卤化铵的方法，包括烯丙基卤和二烷基胺之间的反应，所述烯丙基卤和二烷基胺两者之一，优选两者都，至少部分是可再生且非化石的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相对于所述烯丙基卤中的总碳重量，所述烯丙基卤的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据标准ASTM D6866-21方法B进行测定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相对于所述二烷基胺中的总碳重量，所述二烷基胺的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据标准ASTM D6866-21方法B进行测定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，相对于所述二烯丙基二烷基卤化铵中的总碳重量，所述二烯丙基二烷基卤化铵的生物源碳含为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据标准ASTM D6866-21方法B进行测定。
5.根据权利要求1或4中任一项所述的方法，其特征在于，所述烯丙基卤是烯丙基氯。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述二烷基胺是二甲胺。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述烯丙基卤和/或所述二烷基胺是部分或全部通过再循环方法衍生。
9.一种生物源二烯丙基二烷基卤化铵，相对于单体中的总碳重量，所述单体的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据标准ASTM D6866-21方法B进行测定。
10.根据权利要求9所述的生物源二烯丙基二烷基卤化铵，其特征在于，所述生物源二烯丙基二烷基卤化铵是通过烯丙基卤和二烷基胺之间的反应获得的，相对于所述烯丙基卤和/或所述二烷基胺中的总碳质量，所述烯丙基卤和/或所述二烷基胺的生物源碳含量为5wt％和100wt％，所述生物源碳含量根据标准ASTM D6866-21方法B进行测定。
11.一种生物源二烯丙基二甲基氯化铵，相对于单体中的总碳重量，所述单体的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据ASTM D6866-21方法B进行测定。
12.一种聚合物，所述聚合物通过聚合根据权利要求1至8中任一项所述的方法获得的至少一种生物源二烯丙基二烷基卤化铵或根据权利要求9至11中任一项所述的生物源二烯丙基二烷基卤化铵单体而获得。
13.根据权利要求12所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物是以下的共聚物：
14.根据权利要求11或12中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物是以下的聚合物：
15.根据权利要求14所述的聚合物，其特征在于，所述第二单体选自下组：丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸和/或其盐、丙烯酸的低聚物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(ATBS)和/或其盐、N-乙烯基甲酰胺(NVF)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯及其季铵化形式、或式CH2＝CHCO-NR1R2的取代丙烯酰胺，R1和R2各自独立地为直链或支链碳链CnH2n+1，其中n为1至10。
16.根据权利要求12至15所述的聚合物，相对于所述聚合物中的总碳重量，所述聚合物的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据ASTM D6866-21方法B进行测定。
17.至少一种根据权利要求1至8中任一项所述的方法获得的生物源二烯丙基二烷基卤化铵单体或至少一种根据权利要求9至11中任一项所述的生物源二烯丙基二烷基卤化铵单体用于合成聚合物的用途。
18.根据权利要求12至16所述的聚合物在选自下组的领域中的用途：烃类回收；钻井和固井；烃类井增产；水处理；发酵浆液处理、污泥处理；造纸；建筑；木材加工；水硬性组合物加工(hydraulic composition processing)；矿业；化妆品配方；洗涤剂配方；纺织制造；电池组件制造；地热能；卫生巾制造；或农业。
19.根据权利要求12至16中任一项所述的聚合物作为絮凝剂、凝结剂、粘合剂、固定剂、降粘剂、增稠剂、吸收剂、减阻剂、脱水剂(dewatering agent)、排水剂、电荷保持剂、去水剂(dehydrating agent)、调理剂、稳定剂、成膜剂、施胶剂、超塑化剂(superplasticizingagent)、粘土抑制剂或分散剂的用途。
20.一种通过清扫地下地层以提高油和/或气采收率的方法，包括以下步骤：
21.一种用于地下油和/或气储...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种获得二烯丙基二烷基卤化铵的方法，包括烯丙基卤和二烷基胺之间的反应，所述烯丙基卤和二烷基胺两者之一，优选两者都，至少部分是可再生且非化石的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相对于所述烯丙基卤中的总碳重量，所述烯丙基卤的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据标准astm d6866-21方法b进行测定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相对于所述二烷基胺中的总碳重量，所述二烷基胺的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据标准astm d6866-21方法b进行测定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，相对于所述二烯丙基二烷基卤化铵中的总碳重量，所述二烯丙基二烷基卤化铵的生物源碳含为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据标准astm d6866-21方法b进行测定。
5.根据权利要求1或4中任一项所述的方法，其特征在于，所述烯丙基卤是烯丙基氯。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述二烷基胺是二甲胺。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述烯丙基卤和/或所述二烷基胺是部分分离的或完全分离的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述烯丙基卤和/或所述二烷基胺是部分或全部通过再循环方法衍生。
9.一种生物源二烯丙基二烷基卤化铵，相对于单体中的总碳重量，所述单体的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据标准astm d6866-21方法b进行测定。
10.根据权利要求9所述的生物源二烯丙基二烷基卤化铵，其特征在于，所述生物源二烯丙基二烷基卤化铵是通过烯丙基卤和二烷基胺之间的反应获得的，相对于所述烯丙基卤和/或所述二烷基胺中的总碳质量，所述烯丙基卤和/或所述二烷基胺的生物源碳含量为5wt％和100wt％，所述生物源碳含量根据标准astm d6866-21方法b进行测定。
11.一种生物源二烯丙基二甲基氯化铵，相对于单体中的总碳重量，所述单体的生物源碳含量为5wt％至100wt％，所述生物源碳含量根据astm d6866-21方法b进行测定。
12.一种聚合物，所述聚合物通过聚合根据权利要求1至8中任一项所述的方法获得的至少一种生物源二烯丙基二烷基卤化铵或根据权利要求9至11中任一项所述的生物源二烯丙基二烷基卤化铵单体而获得。
13.根据权利要求12所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物是以下的共聚物：
14.根据权利要求11或12中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物是以下的聚合物：
15.根据权利要求14所述的聚合物，其特征在于，所述第二单体...
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