本发明专利技术公开了一种制备含酰化乙烯胺的聚合物的方法。通过使含乙烯胺的聚合物与至少一种酰化剂反应来制备所述含酰化乙烯胺的聚合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了一种制备含酰化乙烯胺的聚合物的方法。通过使含乙烯胺的聚合物与至少一种酰化剂反应来制备所述含酰化乙烯胺的聚合物。【专利说明】含酰化乙烯胺的聚合物的制备方法及其作为造纸添加剂的应用
本专利技术涉及使用酰化剂,例如酸酐(acyl anhydride)或酰氯,通过酰化含乙烯胺的聚合物的伯胺和仲胺来制备含酰化乙烯胺的聚合物(即，含酰化乙烯胺聚合单元的聚合物)的方法。具体地，本专利技术涉及使用乙酸酐或丙酸酐制备酰化聚(乙烯胺)衍生物的方法。此外，本专利技术涉及所述酰化聚(乙烯胺)衍生物在造纸应用中作为干增强剂、湿增强剂、助留剂、助滤剂、以及树脂和胶粘物控制剂的用途。
技术介绍
聚(乙烯胺)已被用于众多工业和药学应用中。在造纸工业中，聚(乙烯胺)产品已被用作干增强剂和湿增强剂以改进纸张和纸板的强度，以及用作助留剂/助滤剂以改进纸张产率。美国专利US2，721，140最初公开了使用聚(乙烯胺)分子作为造纸添加剂以改进纸张的湿强度。美国专利US4，421，602公开了聚(N-乙烯基甲酰胺)的部分水解的聚合物在造纸中用于改进絮凝性、微细物留着性和纸浆滤水性。美国专利US6，159，340描述了使用部分水解的聚(乙烯胺)产品作为用于纸板的干增强剂和湿增强剂。美国专利6，616，807和6，797，785描述了用于造纸的各种聚(乙烯胺)衍生物，其作为助滤剂、絮凝剂和助留剂。美国专利5，961，782公开了使用聚(乙烯胺)以制得可交联的起皱粘合剂。聚(乙烯胺)是支化最少的线性阳离子聚合物，并且它对于每两个碳单元包含一个胺官能团。部分水解的聚(乙烯胺)可包含伯胺、酰胺和脒官能团。聚(乙烯胺)通常通过N-乙烯基甲酰胺单体的溶液、自由基聚合，然后通过碱或酸-催化水解而制得。美国专利4，275，002公开了使用N-乙烯基乙酰胺单体通过自由基聚合，然后使用无机酸水解制备聚(乙烯胺)的方法。美国专利4，774，285描述了 N-乙烯基甲酰胺和乙烯醇的共聚物的制备。美国专利5，630，907公开了乙烯胺和丙烯酸的共聚物。美国专利6，797，785公开了通过反向乳化聚合制备乙烯胺与二烯丙基二甲基氯化铵的共聚物和乙烯胺与丙烯酰胺的共聚物、以及作为用于造纸的絮凝剂和凝结剂的用途。EP0251182描述了将乙烯胺和丙烯腈的共聚物用于造纸作为助滤剂、助留剂、和提高纸张强度的湿端添加剂。美国专利申请20090314446描述了制备低脒含量的聚(乙烯胺)的方法、以及使用该聚合物以提高造纸留着率和滤水率，并增强纸张的干强度和其他应用。聚(乙烯胺)的胺官能团，无论是伯胺或脒都可与各种具有反应性官能团的化合物反应。聚(乙烯胺)与具有官能团的化合物的后聚合化学改性是制备具有改变或改进的化学性质、物理性质和应用性质的聚(乙烯胺)衍生物的替代方案。美国专利5，292，441描述了使用季铵化的聚(乙烯胺)作为用于废水净化的絮凝剂，其中通过聚(乙烯胺)与烷基化剂，例如一氯甲烷、硫酸二甲酯或氯化苄的反应得到季铵化的聚(乙烯胺)。美国专利5，994，449描述了一种树脂组合物，其是环氧卤丙烷与聚(乙烯胺-共聚-乙烯醇)和聚(氨基酰胺)的混合物的反应产物、以及该树脂作为起皱粘合剂的用途。更近期的，美国专利7，902，312公开了多种聚(乙烯胺)的迈克尔加成加合物、以及这些改性的聚(乙烯胺)作为用于造纸的干增强剂和/或助留剂/助滤剂的用途。美国专利申请20090043051和20100193148描述了多种改性的聚(乙烯胺)产物，其通过聚(乙烯胺)与各种胺反应性化合物的烷基化、酰基化和缩合反应制备。在这两个专利申请中，含乙烯胺的聚合物的胺基用阳离子、阴离子、疏水性和亲水性官能团或这些官能团的组合取代。另外描述将这些改性的聚(乙烯胺)产物用于造纸作为应用中的干增强剂、助留剂和助滤剂、以及树脂和胶粘物控制剂。如现有技术中所述，还可使用N-乙烯基乙酰胺单体，通过自由基溶液聚合物，然后进行乙酰胺官能团的水解以释出聚合物主链上的游离胺基，并释放乙酸而制备聚(乙烯胺)衍生物。现有技术的缺点在于它要求对于工业制备昂贵且非市售的单体。此外，聚(N-乙烯基乙酰胺)比聚(N-乙烯基甲酰胺)在水中更稳定，并由此更耐水解。本专利技术涉及使用易得的酰化剂，例如酸酐或酰氯，优选乙酸酐、丙酸酐、乙酰氯和丙酰氯制备酰化聚(乙烯胺)，特别是乙酰化聚(乙烯胺)的新方法。通过乙酸酐或丙酸酐或乙酰氯可完成聚(乙烯胺)的酰化，其具有高反应效率且除了乙酸、丙酸或氯化物之外无副产物。
技术实现思路
本专利技术提供用于制备含酰化乙烯胺的聚合物(B卩，含酰化乙烯胺聚合单元的聚合物)的方法，其包括使酰化剂与含乙烯胺的聚合物反应的步骤。具体地，本专利技术方法提供通过使酸酐或酰氯与聚(乙烯胺)均聚物反应而制得酰化聚(乙烯胺)的方法。可以以酸酐与聚(乙烯胺)的胺含量的优选比例使乙酸酐或丙酸酐与聚(乙烯胺)反应以制备酰化聚(乙烯胺)聚合物。该产物具有与未改性的聚(乙烯胺)相比不同的化学性质、物理性质和应用性质。在聚(乙烯胺)均聚物的情况中，聚(乙烯胺)的伯胺通过酰化反应被转为酰胺键。当使用乙酸酐时，在聚(乙烯胺)的主链上形成乙酰胺官能团。不同于主要以环化的脒存在的部分水解的聚(N-乙烯基甲酰胺)中的甲酰胺官能团，聚合物中的乙酰胺基团缓慢得多地与相邻的伯胺反应而形成对应的脒官能团。在本专利技术的方法中，含乙烯胺的聚合物优选以基于聚合物溶液总重量的2-50重量％的量，优选5-40重量％的量,并且最优选8-20重量％的量溶于水中。酰化剂与含乙烯胺的聚合物的胺含量的摩尔比为1-200摩尔％，优选为5-约100摩尔％，并且最优选为约15-50摩尔％。所述方法优选在约24 °C -约80°C，更优选约30°C -约50°C，并且最优选约350C -约40°C的反应温度下实施。所述方法在约pH5-约12.5 ;优选约pH6_约12 ;更优选约7-约11，并且最优选约8-约10的pH范围内实施。所述方法优选的实施时间为约0.1-约4小时，更优选为约0.5-约3小时，并且最优选为约1-约2小时的时间。本专利技术的使用的含乙烯胺的聚合物的分子量(Mw)为2，000-2, 000, 000道尔顿，优选为4，000-1，000，000道尔顿，更优选为10，000-1，000，000道尔顿，并且最优选在50，000-500, 000道尔顿。由此，本专利技术的含酰化乙烯胺的聚合物的分子量为3，000-2, 000, 000 道尔顿，优选为 5，000-1, 000, 000 道尔顿，更优选为 12，000-1, 000, 000 道尔顿，并且最优选为50，000-500, 000道尔顿。本专利技术的含酰化乙烯胺的聚合物可在造纸中用作干增强剂以改进纸张和纸板的干强度，加快纸浆纤维的过滤，并通过造纸方法中的纸浆纤维提高微细物和填料的留着性。当以相同量的活性聚合物的基准添加至造纸机的湿端时，本专利技术的含酰化乙烯胺的聚合物相对于使用未改性的含乙烯胺的聚合物制得的纸板产品向纸板产品提供改进干强度性质。更具体地，本专利技术的乙酰化聚(乙烯胺)产物以基于干纸浆重量的0.01重量％-约0.5重量％的处理水平相对于未改性的聚(乙烯胺)更有效。该产物还向纸浆纤维提供良好的滤水性和留本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：古渠鸣，J·M·麦凯，
申请(专利权)人：赫尔克里士公司，
类型：
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