[发明专利]阳离子交换聚合物和生产方法

权利要求书

1.生产阳离子交换聚合物的方法，该方法包括：

在水基溶液中，在具有阳离子官能团的交联剂的存在下，使阴离子单体聚合；

其中阴离子单体包含至少一个可聚合官能团，且阳离子交联剂包含至少两个可聚合官能团；

其中阴离子单体和阳离子交联剂在水基溶液中可溶，且阴离子单体和阳离子交联剂的量使得在经聚合的阳离子交换聚合物中存在摩尔过量的阴离子电荷。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述阴离子单体和所述交联剂以一定的摩尔比率聚合，使得存在约3:1至约1.8:1的阴离子电荷:阳离子电荷。

3.根据权利要求1或2所述的交联剂，其中所述可聚合官能团为基于烯基的官能团，例如基于乙烯基的官能团、基于丙烯酸酯的官能团、基于甲基丙烯酸酯的官能团、基于丙烯酰胺的官能团或基于甲基丙烯酰胺的官能团。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述水基溶液为至少50重量%水，例如至少80重量%水、至少90重量%水、至少95重量%水或至少99重量%水。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述阳离子交联剂包括至少一个季铵官能团，或至少一个基于吡啶鎓的官能团。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述阳离子交联剂具有根据式(I)的化学结构：

式 (I)

其中

P₁ 和P₂ 各自独立地为基于烯基的官能团；

Z₁ 和 Z₂ 各自独立地为基于烷基或基于芳基的连接基；和

R₁ 和 R₂ 各自独立地为烷基，且优选甲基。

7.根据权利要求6所述的方法，其中P₁ 和 P₂ 独立地选自

；；和。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中Z₁ 和 Z₂独立地选自：任选地官能化的芳基；和任选地用羟基取代的C_1-20烷基。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述任选地官能化的芳基为

。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述任选地用羟基取代的C_1-20烷基是：乙基、丙基或2-羟基丙基。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述阳离子交联剂为：

；

；或

。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述阳离子交联剂具有根据式(II)或式(III)的结构：

或。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述阳离子交联剂具有结构：

，或

其中x为0到100的整数。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述阴离子单体具有根据式(IV)的化学结构：

P₃–Z₃–Q

式(IV)

其中

P₃为烯基官能团；

Q 为 -SO₃^-、-OPO₃^-或–COO^-；和

Z₃为基于任选地官能化的烷基的连接基，或基于任选地官能化的芳基的连接基。