[发明专利]基于含有含疏水单元的阳离子分散剂的水溶性聚合物的水稳定分散体

说明书

本发明涉及基于含疏水单元的阳离子聚合物的新分散剂，借助于水-水乳液聚合，其可获得具有低粘度及高浓度水溶性聚合物的分散体。

水溶性聚合物应用于多种领域，特别地，在处理工业和城市废水，生成的污泥的脱水上作为絮凝剂，对于地板，作为增稠剂及作为处理剂。如此具有高固含量的水溶性聚合物的含水体系为一种凝胶的形式，具有非常高的粘度，使其处置和存储变得困难。对于本领域技术人员来说，所面临的一个难题是要制备这样含水体系：其即要具有高的固含量，又要具有低的粘度。

合成这些聚合物的常规方法包括溶液，反向悬浮和反向乳液聚合。溶液和反悬浮聚合导致粉末产物，其具有的缺陷是，在使用期间产生粉末，在水中溶解不良，以及不能以容易处理的高浓度形成聚合物的水溶液。除了这些产物固有的粉末形式的不便实施外，这两种方法在生产效率上受到影响，一方面，由于在聚合期间使用低浓度的单体，另一方面，干燥和/或研磨步骤导致了循环时间的增加及过量的能源消费费用。对于反乳液聚合方法，其生成了一种含污染物有机溶剂且具有不能令人满意的稳定性的产物。

为克服这些缺陷，现已开发出一种新的聚合技术，其获得水溶性聚合物的水分散体，该方法的特征在于存在这样的想法：即它们的没有污染物溶剂，不产生任何粉末，能迅速地溶于水，低粘度，具有高聚合物含量，易于使用。然而，这种技术需要合适的聚合物分散剂。

某些作者在少量聚合物分散剂存在下，通过水溶性单体的聚合制备出阳离子，两性或非离子的水溶性聚合物。EP170394描述了一种聚合物凝胶粒子分散体，该粒子在作为分散剂的聚(丙烯酸钠)或聚(二烯丙基二甲铵氯化物)(聚DADMAC)溶液中的尺寸大于20μm。然而，此产物的缺陷是，在长期的存储之后，其粘度得以增加。在剪切或搅拌之后，该粘度才可以降低。

US183,466,EP525,751A1,US4,929,655,US5,006,590和EP657,478A2推荐在水溶性单体的盐水介质中进行沉淀聚合，其中的聚合物以粒子的形式沉淀，然后通过搅拌分散，并借助于少量聚合物分散剂稳定，该分散剂本身溶解在盐水介质中。

文献DE4,216,167A1和US5,403,883描述了一种低粘度技术，为获得无盐分散体，在分散剂聚(DADMAC)存在下，通过聚合一种亲水、疏水和任选两性单体的混合物实施该技术。在同样基础上，EP0,670,333描述了通过将交联剂如N-甲醇丙烯酰胺或N,N-亚甲基二丙烯酰胺加入到要聚合的单体混合物中进行交联的聚合物分散体。后加入同样分散剂使上述体系中的粘度得以增加(CA,123,460)。然而，其结果是增加了分散剂的用量，导致一种具有低浓度分散的聚合物的分散体。

现有技术显示出，一种合成水溶性聚合物分散体方法的生命力是基于一种具有高含量分散的聚合物、低粘度和低含量分散剂的无盐产物的生产上，该分散的聚合物必需是多量的，而该分散剂必需是少量的，同时得到在最终应用中的良好性能。

本申请人现已发现，通过使用基于含疏水单元的阳离子，两性的或非离子聚合物分散剂，可以制备出水溶性聚合物的无盐分散体，其具有改进的特性，即低粘度和高固含量。

对于分散剂，优选含有阳离子单元的，以在下面应用中发挥作用：絮凝剂，纸保留，清洁各种载体(如织物)上的染污的试剂，进料的分散体，用于将颜料和染料转移到各种载体如织物上的抑制剂，增稠剂。

本发明的第一个目的是制备含疏水单元的聚合物分散剂。

本发明的分散剂是含下面残基的聚合物：

(a)15～99mol％，优选20～80mol％的至少一种水溶性单体A，其可以是：

具有下面通式的单体A1：其中

R₁=H或CH₃，

Z₁=O,NH或NR₂，其中R₂为C₁～C₆烷基或羟烷基

其中，R₃=C₁～C₆烷基或羟烷基和L₁,L₂和L₃独立地代表H,C₁～C₆烷基或羟烷基，C₅～C₁₂环烷基或C₆～C₁₂芳基或烷芳基，

X为单价离子如Cl,SNC等其中