[发明专利]制备改性二烯丙基－N,N－二取代卤化铵聚合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备改性二烯丙基-N，N-二取代卤化铵聚合物的方法，以及该聚合物与一种或多种高分子量、水溶性的阳离子、阴离子、非离子、两性离子、或两性聚合物絮凝剂结合在改善造纸过程中的留着性(retention)和滤水性(drainage)中的应用。 

背景技术

美国专利第6,605,674号描述了结构改性的阳离子聚合物的制备，其中单体在自由基聚合条件下聚合，在大约30％单体聚合后，将结构改性剂加入聚合反应中，并描述了该聚合物作为造纸过程中的助留剂和助滤剂的应用。 

在“TAPPI 99为下个千年做准备(TAPPI 99 Preparing for the NextMillennium)”，第3卷，第1345-1352页，TAPPI Press(1999)中，Hunter等人总结了中等分子量的二烯丙基二甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物作为助留剂和助滤剂的应用。 

美国专利第6,071,379号公开了将二烯丙基-N，N-二取代卤化铵/丙烯酰胺分散聚合物在造纸过程中作为助留剂和助滤剂的应用。 

美国专利第5,254,221号公开了一种将低分子量至中分子量的二烯丙基二甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物与高分子量(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯季铵盐/丙烯酰胺共聚物结合使用，来增加造纸过程的留着性和滤水性的方法。 

美国专利第6,592,718号公开了一种改善造纸纸料中的留着性和滤水性的方法，其包括在该纸料中添加二烯丙基-N，N-二取代卤化铵/丙烯酰胺共聚物以及高分子量结构改性、水溶性的阳离子聚合物。 

美国专利第5,167,776和5,274,055号公开了直径小于大约1,000nm的离子交联聚合微珠，以及将该微珠与高分子量聚合物或多糖结合在改善造纸纸料的留着性和滤水性的方法中的用途。 

尽管如此，为了进一步改善留着性和滤水性能，特别是用于目前投入使用的更快更巨型的现代化造纸机，对于新的组合物和方法具有持续的需求。 

发明内容

本发明是制备阳离子电荷为大约1至大约99摩尔％的改性二烯丙基-N，N-二取代卤化铵聚合物的方法，其包括： 

(a)制备含有一种或多种二烯丙基-N，N-二取代卤化铵单体和大约15至大约95％的总丙烯酰胺单体的水溶液； 

(b)引发单体聚合； 

(c)使聚合反应进行至使至少大约5％二烯丙基-N，N-二取代卤化铵单体转化和至少大约20％丙烯酰胺单体转化；以及 

(d)添加剩余的丙烯酰胺单体，使得聚合反应进行至预期终点，其中该聚合反应在如下物质的存在下进行：基于单体的大约0.1至大约150,000ppm的一种或多种链转移剂，以及任选的基于单体的大约1至大约30,000ppm的一种或多种交联剂。 

本发明的聚合物体系优于一般用于造纸工业的使用胶态硅石或膨润土的称作微粒体系的其它多成分体系。 

具体实施方式

术语定义

“丙烯酰胺单体”指下式所示的单体： 

其中，R₁、R₂和R₃独立地选自H和烷基。丙烯酰胺单体优选为丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。更优选丙烯酰胺。 

“烷基”指单价基团，通过去除一个氢原子从直链或支链饱和烃得到。代表性的烷基包括甲基、乙基、正丙基和异丙基、十六基等。 

“亚烷基”指二价基团，通过去除两个氢原子从直链或支链饱和烃得到。代表性的亚烷基包括亚甲基、亚乙基、亚丙基等。 

“基于聚合物活性”和“基于单体”指加入试剂的量，是基于结 构式中乙烯单体的水平、或聚合后形成的聚合物的水平，假设转化为100％。