[发明专利]磺化方法

说明书

常常需要使共聚物与硫酸反应以形成树脂。用于进行此类反应的常用方法是形成含有共聚物和硫酸的混合物，加热所述混合物持续一定时间以制造具有磺酸官能性的树脂，以及接着使树脂与硫酸分离。在一些情况下，在已经通过此类方法使树脂反应之后，当使水与所述树脂接触时，所述水变为有色，并且假定一种或多种有色化合物从树脂转移到水中。水中由此类转移过程产生的颜色称为树脂的“脱色(color throw)”，并且高量脱色被视为不合需要的。

卡博特公司(Cabot Corporation)的出版物“活性碳和它们能为你做到的事(Activated Carbons and What They Can Do For You)”陈述活性碳常常用于去除残余颜色。需要鉴别制造脱色减少的树脂的用于使共聚物与硫酸反应的方法。

以下是本发明的陈述。

本发明的一个方面是一种用于使共聚物与硫酸反应的方法，包含将反应混合物加热到80℃或更高温度的步骤，其中所述反应混合物包含

(a)共聚物颗粒(A)的集合，

(b)硫酸，以及

(c)与所述共聚物颗粒(A)不同的固体颗粒(B)的集合，其中所述固体颗粒(B)的BET表面积为50m²/g到5,000m²/g。

以下是本发明的详细描述。

如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则以下术语具有所指定的定义。

如本文所用的“树脂”是“聚合物”的同义词。如本文所用，“聚合物”是由较小化学重复单元的反应产物组成的相对较大分子。聚合物可以具有线性、分支、星形、环形、超支化、交联或其组合的结构；聚合物可以具有单一类型的重复单元(“均聚物”)或其可以具有超过一种类型的重复单元(“共聚物”)。共聚物可以具有无规排列、依序排列、嵌段排列、按其它排列或其任何混合物或组合的各种类型的重复单元。聚合物的重量平均分子量为2,000或更大。

可以彼此反应以形成聚合物的重复单元的分子在本文中称为“单体”。由此形成的重复单元在本文中称为单体的“聚合单元”。

乙烯基单体具有结构

其中R¹、R²、R³以及R⁴中的每一个独立地是氢、卤素、脂肪族基团(例如烷基)、被取代的脂肪族基团、芳基、被取代的芳基、另一个被取代或未被取代的有机基团或其任何组合。乙烯基单体的分子量小于2,000。乙烯基单体包括例如苯乙烯、被取代的苯乙烯、二烯、乙烯、乙烯衍生物以及其混合物。乙烯衍生物包括例如以下的未被取代和被取代形式：乙酸乙烯酯和丙烯酸类单体。丙烯酸类单体是选自以下的单体：(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸的酰胺、氯乙烯、卤代烯烃以及其混合物。如本文所用，前缀“(甲基)丙烯酰基”意味着丙烯酰基-或甲基丙烯酰基-。“被取代”被取代的具有至少一个连接的化学基团，如烷基、烯基、乙烯基、羟基、烷氧基、羧酸基、其它官能团以及其组合。

如本文所用，乙烯基芳香族单体是其中R¹、R²、R³以及R⁴中的一个或多个含有一个或多个芳香族环的乙烯基单体。

单乙烯基单体是每分子仅具有一个非芳香族碳-碳双键的乙烯基单体。多乙烯基单体是每分子具有两个或更多个非芳香族碳-碳双键的乙烯基单体。

其中90摩尔％或更多的聚合单元是一个或多个乙烯基单体的聚合单元的聚合物是乙烯基聚合物。

颗粒的集合由这些颗粒的直径表征。如果颗粒不是球形，那么颗粒的直径被视为是体积与所述颗粒相同的颗粒的直径。颗粒的集合在本文中由所述集合的体积平均直径表征。如果颗粒在包括0℃到80℃的温度范围内处于固态，那么所述颗粒在本文中被视为固体。固体颗粒的集合的表面积通过布鲁诺尔-艾米特-泰勒(Brunauer-Emmett-Teller，BET)方法加以测定。