陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液及其製備方法
2023-05-23 07:37:36
專利名稱：陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液及其製備方法
技術領域：
本發明屬於聚合物水乳液技術領域，更明確地說涉及陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液及其製備方法的提出和改進。
背景技術：
高分子量的水溶性陽離子聚合物具有廣泛的用途，可用作廢水處理中的絮凝劑和脫水劑、造紙工業中的助留助濾劑、土壤改良劑、油水分離劑、礦物浮選劑等。但高固含量或高分子量的聚合物水性體系一般呈凝膠狀態，表觀粘度很高，給後處理和儲存帶來困難。因此，如何製備出具有高固含量和低粘度、同時又具有良好儲存穩定性的聚合物水性體系已成為本領域技術人員面臨的棘手問題。
合成水溶性陽離子聚合物的傳統方法包括溶液聚合、反相懸浮聚合和反相乳液聚合。溶液聚合和反相懸浮聚合最終得到的為粉末狀產品，因此，在使用時易產生粉塵、溶解困難等問題；同時生產周期長、能耗大，不利於生產效率的提高。對於反相懸浮液和反相乳液兩種液體型產品，由於含有烴類、礦物油或表面活性劑，在使用過程中不可避免地對環境造成二次汙染，從而限制了它們的應用範圍。
為克服上述缺點，滿足生產過程清潔化、產品環境友好化的要求
，新聚合技術的開發已刻不容緩。歐洲專利EP-A-183,466、EP-A-657,478、美國專利US-A-4,929,655和US-A-5,006,590描述了在含有多價陰離子鹽和聚合物穩定劑的水溶液中，通過對(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨和(甲基)丙烯醯氧乙基二甲基苄基氯化銨組成的混合單體進行沉澱聚合的方法獲得了聚合物的水包水乳液體系。沉澱的聚合物呈顆粒形狀，並以聚合物穩定劑穩定其顆粒體系。儘管最終的聚合物體系粘度為1,000mPa.s或更低，但製備過程中體系粘度很高，需要一種特製的高粘度聚合反應器。日本專利96-180153提出了一種製備水溶性良好的陽離子型聚合物產品的方法，這種方法是以N-乙烯基甲醯胺和丙烯酸衍生物為單體原料，以氯化銨為相分離劑，採用一次投料方式製備了疏水性較強的聚合物水包水乳液體系；然後在硝酸根離子存在下，於水介質中採用鹽酸對共聚物進行改性，得到的共聚物顆粒直徑為幾個毫米。
上述專利均強調了通過使用疏水性單體來避免聚合過程高粘度的重要性，沒有突破一次性加料方式的限制，難以獲得高活性物含量的水包水乳液型產品。雖然含苄基結構單元或疏水性能良好的C1-C10烷基單元聚合物在鹽水溶液中更易沉澱，但從經濟和環境觀點來看，聚合物中存在苄基是不利的，而且使用疏水性單體還會對聚合物分子量和應用性能產生負面影響。聚合過程中，單體濃度偏高可能是引起聚合過程中粘度難以控制的主要原因。
發明內容
本發明的目的，就在於克服上述缺點和不足，提供一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液及其製備方法。它是一種多階段水包水乳液聚合技術，可降低聚合體系的粘度、提高活性物含量及水包水乳液的穩定性。利用本方法可生產高濃度、低成本、有良好流動性、易於處理的丙烯醯胺類聚合物水包水乳液體系。
為了達到上述目的，本發明由單體組合物製得水溶性共聚物的水包水乳液體系。包括5-25wt％的活性陽離子聚合物、1.0-15.0wt％的聚合物穩定劑和15-32wt％的無機鹽。該活性陽離子聚合物含有72.8-90mol％的至少一種水溶性單體(A)、10-26mol％的至少一種陽離子單體(B)和0.2-1.0mol％的至少一種疏水性單體(C)。該聚合物是在pH為3-8條件下通過自由基聚合而得到的。
單體(A)為相應於下列通式(I)的分子 其中R1表示H或CH3，R2和R3各自獨立地表示H、C1-C6烷基或環烷基；單體(B)為相應於下列通式的分子具有下面通式(II)的單體B1
其中A表示O或NH，B表示CH2CH2、CH2CH2CH2或CH2CHOHCH2，R4表示H或CH3，R5和R6各自獨立地表示CH3或CH2CH3，R7表示H、CH3、CH2CH3或 X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；或具有下面通式(III)的單體B2 其中R8表示H或CH3，R9表示C12-C16的烷基、環烷基或CH3，R10和R11各自獨立地表示CH3或CH2CH3，X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；單體(C)為衣康酸的C1-C8二烷基酯單體或(甲基)丙烯酸的C1-C32烷基酯單體或二烯單體，包括衣康酸二甲酯、衣康酸二丁酯、衣康酸二辛酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丁二烯或氯丁二烯。
使用丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺和陽離子單體的混合物作為水溶性單體組合物時，陽離子單體的含量最好不要超過單體組分總量的30mol％，超過30mol％會因生成的聚合物粒子溶解而導致體系粘度急劇增大，最終無法得到穩定的聚合物水包水乳液。
所說的一種或多種穩定劑是陽離子聚合物電解質，為溶解或部分溶解於鹽水介質的分子量介於1,000-800,000之間的陽離子均聚物，其中該聚合物是通過選自以下物質的陽離子單體自由基聚合而得到的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨、甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨或二甲基氨基乙基丙烯酸鹽或其甲基丙烯酸鹽，以及上述物質的混合物。
作為聚合介質的鹽水溶液中的無機鹽是指至少一種離液序列低的鹽和至少一種離液序列高的鹽所構成的混合物。離液序列低的鹽為硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鎂、氯化鈉或磷酸二氫鈉，所述離液序列高的鹽為硫氰酸鈉、硫氰酸鉀、硫氰酸銨、檸檬酸鉀或檸檬酸鈉。
本發明使用的鹽水溶液能夠溶解分子量較低的聚合物穩定劑，而不溶解分子量較高的活性聚合物。這些鹽包括至少一種離液序列低的鹽和至少一種離液序列高的鹽。本發明選取的離液序列低的鹽包括硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物、檸檬酸鹽、乙酸鹽、酒石酸鹽或磷酸氫鹽，其中優選硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鋁、磷酸二氫鈉或氯化鈉；本發明選取的離液序列高的鹽包括硫氰酸鹽、高氯酸鹽、氯酸鹽、溴酸鹽或硝酸鹽，其中優選硫氰酸鈉、硫氰酸銨、硫氰酸鉀、高氯酸鈉或氯酸鈉。
可以單獨使用某種離液序列低的無機鹽，或離液序列低的無機鹽與離液序列高的鹽組合使用；優選硫酸銨、硫酸鈉與硫氰酸銨、硫氰酸鈉的組合物。其它鹽類，如其水溶液不能溶解活性聚合物，也屬於本發明範圍。
本發明加入多元醇作為輔助穩定劑，該多元醇包括多官能乙醇甘油或聚乙二醇，或多聚糖類改性木薯澱粉、支鏈澱粉、葡聚糖或甲酯基纖維素。
聚合物穩定劑具有兩種穩定作用一種是穩定劑的締合作用，可使連續相粘稠化，從而避免顆粒沉降；另一種是穩定劑在顆粒表面上的吸附作用，作為膠體保護劑可以更有效地避免顆粒凝聚。因此穩定劑單元中須含至少一個疏水鏈節和至少一個親水鏈節。
良好的聚合物穩定劑應在聚合介質中全部或部分溶解，因此穩定劑應具有較小的分子量。該聚合物穩定劑的重均分子量為1,000-800,000，而優選5,000-400,000。本發明中，該穩定劑通過選自以下物質的陽離子單體自由基聚合而得到的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨、甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨或者二甲基氨基乙基丙烯酸鹽或其甲基丙烯酸鹽，以及上述物質的混合物。
本發明所使用穩定劑的加入量取決於其類型、分子量和其它因素，其適宜用量為體系的1.0-15.0wt％，優選1.0-12.5wt％，最優範圍為3.4-12.5wt％。應當指出，隨穩定劑用量的增大，沉澱聚合物的粒徑減小，這表明形成的晶核數量增加。
根據本發明的實施方案，在反應體系中加入多羥基化合物作為輔助穩定劑，可以使聚合物顆粒的沉澱過程得以平穩進行。本發明選取的多羥基化合物包括多元醇類如甘油或聚乙二醇，以及多聚糖類如改性木薯澱粉、支鏈澱粉、葡聚糖或甲酯基纖維素。
本發明陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液的製備方法是在pH為3-8條件下，採用過硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和偶氮化合物組成的複合引發體系，通過自由基聚合而得到。單體加入方式為分階段加入單體或在聚合過程中連續不斷地加入。
水包水乳液聚合可以用各種方法引發，如用過氧化物、偶氮化合物和過硫酸鹽等引發劑引發，也可通過等離子體或輻射引發。適用於本發明的偶氮化合物包括2，2′-偶氮二(2-脒唑啉基丙烷)二鹽酸(VA-044)、2，2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽(ABAH)或2，2′-偶氮二異丁腈(AIBN)，本發明優選的方法是採用過硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和偶氮化合物VA-044組成的複合引發體系。
所述引發劑的加入量取決於引發劑類型和反應溫度，複合引發體系用量為各種單體總重量的0.001-5％。
該聚合反應溫度在40-90℃之間，聚合時間為3-8h，單體最終轉化率大於96％。聚合過程中，必要時可加入鏈轉移劑，最好選自苄基醇、異丙醇、叔胺或甲酸鈉，陰離子表面活性劑如十二烷基苯磺酸鹽或十二烷基硫醇，非離子型表面活性劑如聚氧乙烯脫水山梨糖醇單月桂酸酯；其用量一般為單體總重量的0.01-0.02％。
本發明的任務就是這樣完成的。
本發明是一種多階段水包水乳液聚合技術，可降低聚合體系的粘度、提高活性物含量及水包水乳液的穩定性。利用本方法可生產高濃度、低成本、有良好流動性、易於處理的丙烯醯胺類聚合物水包水乳液體系。
具體實施例方式
實施例1。一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液。它包括25wt％的活性陽離子聚合物、15wt％的聚合物穩定劑和15wt％的無機鹽。該活性陽離子聚合物含有72.8-90mol％的至少一種水溶性單體(A)、10-26mol％的至少一種陽離子單體(B)和0.2-1.0mol％的至少一種疏水性單體(C)。該聚合物是在pH為3-8條件下通過自由基聚合而得到的。
單體(A)為相應於下列通式(I)的分子 其中R1表示H或CH3，R2和R3各自獨立地表示H、C1-C6烷基或環烷基；單體(B)為相應於下列通式的分子
具有下面通式(II)的單體B1 其中A表示O或NH，B表示CH2CH2、CH2CH2CH2或CH2CHOHCH2，R4表示H或CH3，R5和R6各自獨立地表示CH3或CH2CH3，R7表示H、CH3、CH2CH3或 X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；或具有下面通式(III)的單體B2 其中R8表示H或CH3，R9表示C12-C16的烷基、環烷基或CH3，R10和R11各自獨立地表示CH3或CH2CH3，X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；單體(C)為衣康酸的C1-C8二烷基酯單體、丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C32烷基酯單體或二烯單體，本實施例為衣康酸二甲酯。
所說的穩定劑是陽離子聚合物電解質，為溶解或部分溶解於鹽水介質的分子量介於1,000-800,000之間的陽離子均聚物。其中該聚合物是通過陽離子單體的自由基聚合而得到的，所述陽離子單體為十六烷基二甲基烯丙基氯化銨。
作為聚合介質的鹽水溶液中的無機鹽是指至少一種離液序列低的鹽和至少一種離液序列高的鹽所構成的混合物。離液序列低的鹽為硫酸銨，所述離液序列高的鹽為硫氰酸鈉。
本發明還加入多元醇作為輔助穩定劑。該多元醇為多官能乙醇甘油。
實施例2。一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液。它包括15wt％的活性陽離子聚合物、1.0wt％的聚合物穩定劑和22wt％的無機鹽。該活性陽離子聚合物含有72.8-90mol％的至少一種水溶性單體(A)、10-26mol％的至少一種陽離子單體(B)和0.2-1.0mol％的至少一種疏水性單體(C)。該聚合物是在pH為3-8條件下通過自由基聚合而得到的。
單體(A)為相應於下列通式(I)的分子 其中R1表示H或CH3，R2和R3各自獨立地表示H、C1-C6烷基或環烷基；單體(B)為相應於下列通式的分子具有下面通式(II)的單體B1 其中A表示O或NH，B表示CH2CH2、CH2CH2CH2或CH2CHOHCH2，R4表示H或CH3，R5和R6各自獨立地表示CH3或CH2CH3，R7表示H、CH3、CH2CH3或 X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；或具有下面通式(III)的單體B2 其中R8表示H或CH3，R9表示C12-C16的烷基、環烷基或CH3，R10和R11各自獨立地表示CH3或CH2CH3，X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；單體(C)為衣康酸的C1-C8二烷基酯單體、丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C32烷基酯單體或二烯單體，本實施例為衣康酸二辛酯。
所說的穩定劑是陽離子聚合物電解質，為溶解或部分溶解於鹽水介質的分子量介於1,000-800,000之間的陽離子均聚物。其中該聚合物是通過陽離子單體的自由基聚合而得到的，所述陽離子單體為二甲基二烯丙基氯化銨。
作為聚合介質的鹽水溶液中的無機鹽是指至少一種離液序列低的鹽和至少一種離液序列高的鹽所構成的混合物。離液序列低的鹽為硫酸鈉，所述離液序列高的鹽為硫氰酸鉀。
本發明還加入多元醇作為輔助穩定劑。該多元醇為多聚糖類改性木薯澱粉。
實施例3。一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液。它包括5wt％的陽離子聚合物、30wt％的聚合物穩定劑和32wt％的無機鹽。該活性陽離子聚合物含有72.8-90mol％的至少一種水溶性單體(A)、10-26mol％的至少一種陽離子單體(B)和0.2-1.0mol％的至少一種疏水性單體(C)。該聚合物是在pH為3-8條件下通過自由基聚合而得到的。
單體(A)為相應於下列通式(I)的分子 其中R1表示H或CH3，R2和R3各自獨立地表示H、C1-C6烷基或環烷基；單體(B)為相應於下列通式的分子具有下面通式(II)的單體B1 其中A表示O或NH，B表示CH2CH2、CH2CH2CH2或CH2CHOHCH2，R4表示H或CH3，R5和R6各自獨立地表示CH3或CH2CH3，R7表示H、CH3、CH2CH3或 X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；或具有下面通式(III)的單體B2
其中R8表示H或CH3，R9表示C12-C16的烷基、環烷基或CH3，R10和R11各自獨立地表示CH3或CH2CH3，X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；單體(C)為衣康酸的C1-C8二烷基酯單體、丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C32烷基酯單體或二烯單體，本實施例為氯丁二烯。
所說的穩定劑是陽離子聚合物電解質，為溶解或部分溶解於鹽水介質的分子量介於1,000-800,000之間的陽離子均聚物。其中該聚合物是通過陽離子單體的自由基聚合而得到的，所述陽離子單體為下組物質二甲基氨基乙基丙烯酸鹽。
作為聚合介質的鹽水溶液中的無機鹽是指至少一種離液序列低的鹽和至少一種離液序列高的鹽所構成的混合物。離液序列低的鹽為磷酸二氫鈉，所述離液序列高的鹽為檸檬酸鈉。
本發明還加入多元醇作為輔助穩定劑。該多元醇為甲酯基纖維素。
實施例4。一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液的製備方法。它是在攪拌下於0.5L反應容器中加入5.99份丙烯醯胺(AM)，7.18份78％的甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨(DMC)溶液，3.09份30％的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(DMHAAC)溶液，26.1份20％的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨均聚物溶液([η]＝2.0dL/g)，22.95份水，30份硫酸銨，0.5份硫氰酸鈉和0.75份檸檬酸鈉，0.5份丙烯酸辛酯(CAA)，0.045份改性木薯澱粉，在氮氣鼓泡和攪拌下(100rpm，錨式攪拌)，獲得均勻溶液。在30min內將反應器加熱至40℃，加入0.0072份在5份水中稀釋的過硫酸鉀和0.00438份在5份水中稀釋的VA-044，在40℃下反應1.5h。在此後3h內加入11.98份的丙烯醯胺(AM)，14.35份78％的甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨(DMC)溶液，6.18份30％的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(DMHAAC)溶液，0.00876份在5份水中稀釋的VA-044，將溫度升至50℃，再加入0.00876份在5份水中稀釋的VA-044溶液，在50℃下繼續反應2.0h，將混合物冷卻至30℃，清空反應器。如此獲得陽離子度為26％、活性物含量為25％的DMC/DMHAAC/CAA/AM四元共聚物水包水乳液，該乳液具有良好的流動性及穩定性，聚合物的重均分子量為5,200,000。
實施例5。一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液的製備方法。它是在攪拌下於0.5L反應容器中加入14.25份丙烯醯胺(AM)，5.28份78％的甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨(DMC)溶液，2.27份30％的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(DMHAAC)溶液，32.63份20％的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨均聚物溶液([η]＝2.0dL/g)，21.98份水，30份硫酸銨，0.5份硫氰酸鈉和0.75份檸檬酸鈉，0.5份丙烯酸辛酯，0.045份改性木薯澱粉。在氮氣鼓泡和攪拌下(100rpm，錨式攪拌)，獲得均勻溶液。同時在30min內將反應器加熱至40℃，加入0.0072份在5份水中稀釋的過硫酸鉀和0.00516份在5份水中稀釋的VA-044，在40℃下反應1.5h。在此後3h內加入14.25份的丙烯醯胺(AM)，5.28份78％的甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨(DMC)溶液，2.27份30％的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(DMHAAC)溶液，0.00876份在5份水中稀釋的VA-044，將溫度升至50℃，再加入0.00876份在5份水中稀釋的VA-044溶液，在50℃下繼續反應2.0h，將混合物冷卻至30℃，清空反應器。如此獲得陽離子度為10％、活性物含量為25％的DMC/DMHAAC/CAA/AM四元共聚物水包水乳液，該乳液具有良好的流動性及穩定性。聚合物的重均分子量為9,510,000。
實施例6。一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液的製備方法。它是在攪拌下於0.5L反應容器中加入7.8份丙烯醯胺(AM)，7.05份78％的甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨(DMC)溶液，3.06份60％的二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)溶液，26.1份20％的二甲基二烯丙基氯化銨均聚物溶液([η]＝2.0dL/g)，43.2份水，23份硫酸銨，0.5份硫氰酸鈉和0.75份檸檬酸鈉，0.5份丙烯酸辛酯，0.045份改性木薯澱粉，在氮氣鼓泡和攪拌下(100rpm，錨式攪拌)，獲得均勻溶液。同時在30min內將反應器加熱至40℃，加入0.0063份在5份水中稀釋的過硫酸鉀和0.0045份在5份水中稀釋的VA-044，在40℃下反應1.5h。在此後3h內加入7.8份的丙烯醯胺(AM)，7.05份78％的甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨(DMC)溶液，3.06份60％的二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)溶液，0.00876份在5份水中稀釋的VA-044，將溫度升至50℃，再加入0.00876份在5份水中稀釋的VA-044溶液，在50℃下繼續反應2.0h，然後將混合物冷卻至30℃，清空反應器。如此獲得陽離子度為26％、活性物含量20％的DMC/DMDAAC/CAA/AM四元共聚物水包水乳液，該乳液具有良好的流動性及穩定性。聚合物的重均分子量為7,320,000。
實施例7。一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液的製備方法。它是在pH為3-8條件下通過自由基聚合而得到。單體加入方式為分階段加入單體或在聚合過程中連續不斷地加入。採用過硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和偶氮化合物組成的複合引發體系。所述的偶氮化合物包括2，2′-偶氮二(2-脒唑啉基丙烷)二鹽酸(VA-044)、2，2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽(ABAH)或2，2′-偶氮二異丁腈(AIBN)，複合引發體系用量為各種單體總重量的0.001-5％。
上述實施例是一種多階段水包水乳液聚合技術，可降低聚合體系的粘度、提高活性物含量及水包水乳液的穩定性。利用本方法可生產高濃度、低成本、有良好流動性、易於處理的丙烯醯胺類聚合物水包水乳液體系。
下述實施例說明，傳統方法達不到降低聚合體系的粘度、提高活性物含量及水包水乳液穩定性的目的。
實施例8.在攪拌下於0.5L反應容器中加入17.9份丙烯醯胺(AM)，21.54份78％的甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨(DMC)溶液，9.27份30％的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(DMHAAC)溶液，26.1份20％的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨均聚物溶液([η]＝2.0dL/g)，22.95份水，30份硫酸銨，0.5份硫氰酸鈉和0.75份檸檬酸鈉，0.5份丙烯酸辛酯，0.045份改性木薯澱粉，在氮氣鼓泡和攪拌下(100rpm，錨式攪拌)，獲得均勻溶液。在30min內將反應器加熱至40℃，加入0.0072份在5份水中稀釋的過硫酸鉀和0.00438份在5份水中稀釋的VA-044。隨著聚合反應的進行，體系粘度逐漸增大，最終得到無色透明膠狀物。
實施例9。按照與實施例4相同的方式，不同之處在於不使用穩定劑。引發聚合20min後，體系粘度增大，最終得到粘度較大的凝膠化結塊。
實施例10。按照與實施例4相同方式，不同之處在於加入7.6份20％的甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨均聚物溶液([η]＝2.0dL/g)。引發聚合30min後，體系粘度增大，最終得到白色粘稠液體，有許多大顆粒，放置24h後出現分層現象。
權利要求
1.一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液，其特徵在於它包括5-25wt％的陽離子聚合物、1.0-15.0wt％的聚合物穩定劑和15-32wt％的無機鹽，該活性陽離子聚合物含有72.8-90mol％的至少一種水溶性單體(A)、10-26mol％的至少一種陽離子單體(B)和0.2-1.0mol％的至少一種疏水性單體(C)，該聚合物是通過自由基聚合而得到的。
2.按照權利要求1所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液，其特徵在於所說的單體(A)為相應於下列通式(I)的分子 其中R1表示H或CH3，R2和R3各自獨立地表示H、C1-C6烷基或環烷基；單體(B)為相應於下列通式的分子具有下面通式(II)的單體B1 其中A表示O或NH，B表示CH2CH2、CH2CH2CH2或CH2CHOHCH2，R4表示H或CH3，R5和R6各自獨立地表示CH3或CH2CH3，R7表示H、CH3、CH2CH3或 X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；或具有下面通式(III)的單體B2 其中R8表示H或CH3，R9表示C12-C16的烷基、環烷基或CH3，R10和R11各自獨立地表示CH3或CH2CH3，X-表示抗衡陰離子Cl-或SCN-；單體(C)為衣康酸的C1-C8二烷基酯單體、丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C32烷基酯單體或二烯單體。
3.按照權利要求2所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液，其特徵在於所說的單體(C)為衣康酸二甲酯、衣康酸二丁酯、衣康酸二辛酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丁二烯或氯丁二烯。
4.按照權利要求1所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液，其特徵在於所說的穩定劑是陽離子聚合物電解質，為溶解或部分溶解於鹽水介質的分子量介於1,000-800,000之間的陽離子均聚物，其中該聚合物是通過選自以下物質的陽離子單體自由基聚合而得到的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨、甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨或者二甲基氨基乙基丙烯酸鹽或其甲基丙烯酸鹽，以及上述物質的混合物。
5.按照權利要求1所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液，其特徵在於作為聚合介質的鹽水溶液中的無機鹽是指至少一種離液序列低的鹽和至少一種離液序列高的鹽所構成的混合物，離液序列低的鹽為硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鎂、氯化鈉或磷酸二氫鈉，所述離液序列高的鹽為硫氰酸鈉、硫氰酸鉀、硫氰酸銨、檸檬酸鉀或檸檬酸鈉。
6.按照權利要求1所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液，其特徵在於向前述聚合介質中加入多元醇作為輔助穩定劑。
7.按照權利要求6所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液，其特徵在於輔助穩定劑多元醇包括多官能乙醇甘油或聚乙二醇，或多聚糖類改性木薯澱粉、支鏈澱粉、葡聚糖或甲酯基纖維素。
8.製備權利要求1所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液的製備方法，其特徵在於它是在pH為3-8條件下通過自由基聚合而得到；單體加入方式為分階段加入或在聚合過程中連續不斷地加入；引發體系採用過硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和偶氮化合物組成的複合引發體系。
9.根據權利要求8所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液的製備方法，其特徵在於該複合引發體系用量為單體總重量的0.001-5％。
10.按照權利要求8或9所述的陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液的製備方法，其特徵在於所說的偶氮化合物包括2，2′-偶氮二(2-脒唑啉基丙烷)二鹽酸、2，2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽或2，2′-偶氮二異丁腈。
全文摘要
一種陽離子丙烯醯胺共聚物水包水乳液及其製備方法。它包括5－25wt％的陽離子聚合物、1.0－15.0wt％的聚合物穩定劑和15－32wt％的無機鹽。該活性陽離子聚合物含有72.8－90mol％的至少一種水溶性單體(A)、10－26mol％的至少一種陽離子單體(B)和0.2－1.0mol％的至少一種疏水性單體(C)，該聚合物是在pH為3－8條件下通過自由基聚合而得到的。單體(A)、(B)各有通式表達，單體(C)為衣康酸的C
文檔編號C08F2/22GK1884324SQ200610044560
公開日2006年12月27日 申請日期2006年5月23日 優先權日2006年5月23日
發明者武玉民, 陳慶芬, 於躍芹, 許軍, 畢建美, 馬祖餘, 陳愛硯 申請人:青島科技大學