[发明专利]丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵阳离子共聚物提高分子量的方法和相应的共聚物

说明书

技术领域

本发明涉及增加丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(ADAMQUAT MC)阳离子共聚物分子量的方法。本发明还涉及具有提高了分子量的相应的阳离子共聚物。

背景技术

阳离子共聚物在不同的领域中找到工业的应用，比如在水处理、造纸等，在这些应用中它被用作保留剂。在这样的各种应用中，使用大分子量的阳离子共聚物能够改善其效果(改善其絮凝作用，更好地保留纸纤维)并减少其用量。

其中特别是由于使用方法的类型、聚合动力学、共聚单体的种类和纯度以及加入的交联剂的不同，都能够控制阳离子共聚物的分子量。这些参数对共聚物分子量的影响在目前是已知的，并作为本专利的目的。反之，大家都承认，ADAMQUAT MC的纯度对阳离子共聚物的分子量有明显的影响，但现在并没有精确的数据让共聚物的分子量与ADAMQUAT MC的杂质含量联系起来。

发明内容

本专利申请的公司现在意外地发现，由于精确地控制了ADAMQUAT MC的纯度，能够获得大分子量的阳离子共聚物，同时显示出，在ADAMQUAT MC的各种杂质当中，存在着如下式的二聚体：

当此二聚体存在的浓度高于1000～2000ppm时，导致共聚物的分子量发生明显的降低。

因此本发明的目的是提高如下通式(I)的不饱和季铵盐的阳离子共聚物的分子量的方法：

(ADAMQUAT MC)，

该方法的特征在于，使用其中含通式(II)的二聚体浓度低于2000ppm，特别是低于1000ppm的通式(I)的单体：

使用这样纯度的单体(I)与用通常纯度的通式(I)并在相同的聚合条件下制造的共聚物(相同的方法，相同的共聚单体，相同的共聚单体比例)相比，其阳离子共聚物水溶液的粘度至少增加30％。

因此，本发明能够获得大分子量的阳离子共聚物，在各种情况下都比用通常纯度的单体(I)制造的共聚物增大了分子量。

通式(I)的单体具体是在水存在下，通过丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯(ADAME)与季铵化试剂CH₃Cl反应制备的。所述的反应在装有全部ADAME的封闭反应器中进行，反应器用空气或贫氧空气(airappauvri)加压到0.5～3bar，在35～65℃的温度下，一方面连续地通入CH₃Cl，另一方面通入水，直至得到所需的盐在水中达到所希望的浓度为止，当加入反应所需CH₃Cl量达0-20wt％时，开始加入水，在反应终了时，压力可达到9bar，在此以后反应器开始降压，同时加入空气以保持恒定的氧含量，在恢复到大气压以后，脱除残留的CH₃Cl。

按照此方法的其它特殊特征：

—在1～7小时的时间内通入季铵化试剂，而在2～8小时的时间，通入水；

—以季铵化试剂与ADAME的摩尔比为1～1.1，优选1～1.05进行此反应；

—以水与季铵化试剂的平均流量比为0.1～1.2，特别是0.3～0.8来进行此反应。

另外，可以在至少一种稳定剂存在下进行此反应，此稳定剂可以选自3，5-二叔丁基-4-羟基甲苯、氢醌的甲基醚、氢醌、儿茶酚、叔丁基儿茶酚、吩噻嗪和这些稳定剂的混合物，稳定剂相对于季铵盐(I)水溶液的含量特别是20～2000ppm，优选100～1200ppm。

还可以在反应介质中加入至少一种金属螯合剂，它们特别选自二亚乙基三胺五乙酸、二亚乙基三胺五乙酸的五钠盐、N-羟乙基亚乙基二胺三乙酸和N-羟乙基亚乙基二胺三乙酸的三钠盐，螯合剂相当于季铵盐(I)水溶液的含量特别为1～100ppm，优选为5～30ppm。

一般说来，加入水溶液形式的螯合剂，因为它们一般是以此种形式获得的。比如二亚乙基三胺五乙酸的五钠盐是以商品名VERSENEX80销售的，是大约40wt％浓度的水溶液形式。

本发明的另一个目的是由含有通式(I)单体的单体组合物得到的阳离子共聚物：

(ADAMQUAT MC)

其具有通式(II)的二聚体的浓度低于2000ppm。

此单体(I)特别是按照上面所述的方法制备的。

本发明的阳离子共聚物特别是由单体组合物得到的，对于每100份的该组合物，含有：

(A)多达60重量份，特别是5～60重量份的如上面所定义的通式(I)的单体；