[发明专利]用于反相乳液聚合过程的稳定剂

说明书

本发明涉及聚异丁烯的季铵化衍生物在反相乳液中，如在用于反相乳液聚合过程，例如用于丙烯酰胺和烯键式不饱和阳离子单体的聚合的反相乳液中作为稳定剂的用途。这种乳液例如用作废水处理的絮凝剂。本发明进一步涉及包含聚异丁烯的季铵化衍生物的反相乳液。该反相乳液具有足够低的粘度和足够高的剪切稳定性。本发明进一步涉及一种反相乳液聚合过程，其中反相乳液包含聚异丁烯的季铵化衍生物。

本发明涉及一种稳定剂作为添加剂用于反相乳液聚合过程，特别是用于丙烯酰胺、烯键式不饱和阳离子单体或烯键式不饱和阴离子单体的聚合的用途，所述稳定剂是聚异丁烯(PIB)的季铵化衍生物。

反相乳液聚合过程是本领域技术人员已知的。如GB 2 183 242 B和US 3 284 393中所述，反相乳液聚合的过程与常规乳液聚合的不同之处在于，进行聚合的材料由水溶性单体的水溶液在借助于油包水型乳化剂制备的连续油相中的乳液组成，而不是由借助于水包油型乳化剂制备的水不混溶性单体在水性连续相中的乳液组成。因此，在反相乳液聚合过程中，亲水单体的聚合发生在水相中，即亲水单体溶解在分散在油相中并通过乳化剂稳定的水滴中。该技术导致油包水型乳液的形成，其中非常高分子量的聚合物被捕获在水滴中。

GB2183242B继续教导该方法对于制备例如在污水处理中广泛用作絮凝剂的水溶性聚合物例如聚丙烯酰胺特别有意义。所得乳液具有有价值的特性，当适当配制时，它们在稀释到水中时很容易发生转化；以这种方式获得高分子量聚合物的水溶液比通过溶解以粉末形式分离的相同聚合物容易得多。然而，为了使该方法具商业吸引力，期望的是，乳液中聚合物固体的含量应尽可能高，与具有足够低的粘度的乳液一致以使其易于处理。GB2183242B教导了某一类表面活性化合物作为乳化剂的应用，该乳化剂根据其优选实施方案是基于聚异丁烯琥珀酸单酯或单酰胺。

因此，为了制造基于聚丙烯酰胺(PAM)的反相乳液，在乳化剂的存在下将水性单体相分散在矿物油中。然而，在生产中，乳液的相当低的剪切稳定性导致在容器中以及特别是在热交换器中形成团块。此外，在应用之前聚合物制备期间，反相乳液可能暴露于高剪切应力，尤其是在在线系统中。这种剪切应力可导致团块形成，并且因此在最坏的情况下导致设备堵塞。为了克服这个问题，通常向单体相中另外加入少量的聚合物稳定剂。这种聚合物稳定剂的市售实例是由Croda International PLC(GB)以商品名Hypermer^TM出售并且在US2012/0288464 A1中被描述为包含烷氧基化醇基团的长链脂肪酸的烷氧基化酯油。

然而，仍然需要提供此类聚合物稳定剂的更高效和有效的替代品。因此，本发明的目的是提供此类聚合物稳定剂的更高效和有效的替代品。

本发明基于以下发现：该目的可以通过提供一种稳定剂来解决，所述稳定剂是聚异丁烯(PIB)的季铵化衍生物，例如，属于聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)的衍生物类别，即季铵化PIBSA衍生物。

此类化合物是已知的并且例如公开于WO 2006/135881 A2、WO 2006/138269 A2、WO 2010/132259 A1和WO 2012/004300 A1中。

WO 2006/135881 A2涉及一种季铵盐清洁剂和这种季铵盐清洁剂在燃料组合物中用以减少进气阀沉积物并去除或清除进气阀上的现有沉积物的用途。该季铵盐是烃基取代的酰化剂和具有能够与所述酰化剂缩合的氧或氮原子并且还具有叔氨基的化合物的反应，与适合将叔氨基转化为季氮的季铵化剂的反应产物。所述烃基取代的酰化剂优选为聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)。具有氧或氮原子并且还具有叔氨基的所述化合物优选为N,N-二甲基-氨丙基胺(DMAPA)。所述季铵化剂是例如烃基环氧化物，如氧化苯乙烯。所得季铵盐清洁剂因此是例如聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA)的N,N-二甲基-氨丙基胺琥珀酰亚胺的氧化苯乙烯季铵盐。