作为高pH或离子液体阻挡层的粘土/聚合物共混物的制作方法_3

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量为约0.2wt%-约20wt%的该 阴离子聚合物,基于该组合物的总重量。基于该组合物的总重量,其他合适的用量包括约 0.5wt % -约15wt %,约Iwt % -约1 Owt %,和约% -约6wt %。其他合适的用量包括,但不限 于,0.2,0.4,0.6,0.8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,和20讯1%, 基于该组合物的总重量。
[0098] 用于互聚物络合物的阴离子聚合物可包括单独地聚合,或者与任何其他列举的单 体共聚的任何下述单体:
[0099] 用于聚合或共聚的丙締酸醋基阴离子单体:
[0100] a.簇酸盐:
[0101] i.丙締酸钢基(共)聚合物
[0102] ii .甲基丙締酸钢基(共)聚合物
[0103] iii.丙二酸,钢盐
[0104] iv.马来酸酢基共聚物
[0105] V.2-丙締酸,簇甲醋钢盐
[0106] Vi . 2-丙締酸,2-甲基-,簇甲醋,钢盐
[0107] b.横酸盐:
[010引i.聚2-丙締酸,横基甲醋,钢盐
[0109] ii.聚2-丙締酸,2-甲基-,横基甲醋,钢盐
[0110] i i i.聚2-丙締酸,1-横基丙醋,钢盐
[01川 iv.聚(2-丙締酸,2-甲基-,1-横基乙醋,钢盐
[0112] V. 2-丙締酸,1-甲基-1-横基乙醋,钢盐
[0113] Vi. 2-丙締酸,2-甲基-,1-甲基-1-横基乙醋,钢盐
[0114] 用于聚合或共聚的丙締酷胺基阴离子单体:
[0115] a.聚(2-丙締酷胺基-2-甲基-^丙横酸,钢盐(Poly AMPS)基(共)聚合物
[0116] b.聚3-丙締酷胺基-3-甲基下酸钢,钢盐(PolyAMBA)基(共)聚合物
[0117] 用于聚合或共聚的聚苯乙締基阴离子单体:
[0118] a.聚苯乙締横酸盐(共)聚合物
[0119] b.苯甲酸,4-乙締基-,钢盐
[0120] 上述聚合物与诸如下述之类的中性单体的共聚单体:
[0121] a.丙締酷胺
[0122] b.甲基丙締酷胺
[0123] C.乙締醇
[0124] d.乙締化咯烧酬
[0125] e .醇改性的丙締酸醋单体
[0126] W下是可与另一单体聚合或共聚的具有阴离子和阳离子空间电荷的小分子(单 体)的实例,它们在本发明公开内容的粘±/聚合物体系中充当阳离子和阴离子聚合物的组 合。或者,运些小分子可与阴离子和/或阳离子聚合物结合使用。该小分子的存在量可W是 约0.% -约20wt %,基于该组合物的总重量。基于该组合物的总重量,其他合适的用量包 括约〇.5wt%-约 15wt%,约Iwt%-约lOwt%,约lOwt%-约 15wt%,约5wt%-约 15wt%,和约 2wt%-约 6wt%。其他合适的用量包括,但不限于 0.2,0.4,0.6,0.8,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,和20wt%,基于该组合物的总重量。优选地,该单体具有 1:2至2:1,更优选1:1的阴离子与阳离子电荷比,使得该小分子基本上电荷平衡。
[0127] a.两性离子(内盐):
[012引i.甜菜碱(季锭阳离子)
[01巧]1.横基甜菜碱
[0130] 2.簇基甜菜碱
[0131] 3.憐基甜菜碱
[0132] ii.氧化麟(麟阳离子)
[0133] 1.横基麟
[0134] 2.簇基麟
[0135] 3.憐基麟
[0136] 在本发明公开内容的一个实施方案中使用的单体(单独或与其他阴离子/阳离子 聚合物和/或与其他阴离子和/或阳离子单体一起使用)是在每一分子中含有荷负电和荷正 电原子二者的化合物。优选的两性离子有时也称为内盐。运些两性离子一般地可用具有化 学式技的化合物表示,其中表示有机阳离子残基,和表示该分子的共 价键合的阴离子部分,其中可W是阴离子酸残基,例如簇酸根(一CX)/'),礙酸根 (……S化6),硫酸根(… OSO/'s),和类似物。可使用与质子酸的加合物形式的两性离子。
[0137]在本发明公开内容中有用的典型两性离子化合物包括甜菜碱和聚甜菜碱如:
[013引(10-簇基癸基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0139] (2-簇基异下基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0140] (2-簇乙基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0141] (2-簇甲基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[01创 (3-横基丙基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[01创 (4-横基下基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0144] (3-横基下基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0145] (3-横基丙基)二乙基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0146] (4-横基下基)二乙基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0147] (2-簇乙基)二甲基十八烷基氨氧化锭,内盐,
[014引(簇甲基)二甲基十八烷基氨氧化锭,内盐,
[0149 ] (3-横基丙基)二甲基十八烷基氨氧化锭,内盐,邮晚鐵甜菜碱,如:
[0150] 1-a-簇基十S烷基川比晚鐵氨氧化物,内盐,
[0151] 1-a-簇基十一烷基)化晚鐵氨氧化物,内盐,
[0152] ^QO-簇基癸基川比晚鐵氨氧化物,内盐,
[015;3] ^QO-硫酸根合癸基川比晚鐵氨氧化物,内盐,
[0154] 3义醋基-1-(10-簇基癸基川比晚鈴盧氧化物,内盐,
[0巧日]^(17-簇基-6-氧代-7-氮杂十屯烷基)化晚鐵氨氧化物,内盐,
[0156] 3-簇基-^十二烷基化晚鐵氨氧化物,内盐,
[0157] 3-a-化晚基)-^丙横酸盐,嚷亭,如:
[0158] (1-簇乙基)甲基十二烷基梳氨氧化物,内盐,
[0159] (2-簇乙基)甲基十二烷基梳氨氧化物,内盐,
[0160] (3-横基丙基)甲基十二烷基梳氨氧化物,内盐,
[0161] (2-簇乙基)甲基十六烷基梳氨氧化物,内盐,
[0162] (1-簇乙基)甲基十六烷基梳氨氧化物,内盐,
[016引(2-簇基异下基)甲基十二烷基梳氨氧化物,内盐,
[0164] (10-簇基癸基)四氨嚷吩鐵氨氧化物,内盐,
[01化]和类似物。
[0166]在本发明公开内容的实践中有用的一组优选的两性离子化合物是横基甜菜碱。横 基甜菜碱是具有荷正电的氮原子和在该分子的共价键合的阴离子部分内具有横酸根基 (_S〇3?)的化合物。横基甜菜碱一般地可用下式表示:
[016引其中Ri;R2和R3可W是未取代或取代的烷基或芳基,例如甲基,乙基,丙基,2-甲基 丙基,癸基,十六烷基,径乙基,苄基和类似基团,和苯基,糞基,甲苯基和类似基团;和两个 或更多个基团Ri;R2或R3可一起形成具有一个或多个杂原子的杂环的环;R4是含有一个或多 个碳原子的未取代或取代的烷基链,例如,甲基,乙基,戊基,2-甲基丙基和癸基链和类似基 团。
[0169] 在本发明公开内容中有用的典型横基甜菜碱包括:
[0170] (3-横基丙基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0171] (4-横基下基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[OW] (3-横基下基)二甲基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0173] (3-横基丙基)二乙基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[0174] (4-横基下基)二乙基十二烷基氨氧化锭,内盐,
[017引(3-横基丙基)二甲基十八烷基氨氧化锭,内盐,和类似基团。
[0176] -般地可通过使叔胺与讽反应,或者通过季化叔氨基亚烷基横酸盐,制备横基甜 菜碱。例如,
[0178] 可商购的两性离子常常是若干种两性离子化合物的混合物。典型的商业两性离子 包括酷基(挪油脂肪)酷基锭横酸甜菜碱,烷基(挪油脂肪)锭横酸甜菜碱,嫁蜡基锭横酸甜 菜碱,和烷基酷胺基甜菜碱。
[0179] 在本发明公开内容中有用的甜菜碱类型的化合物具有下述结构:
[0181] 其中Ri;R2和R3与本文中W上定义的相同,和其中X是数值为1-4的整数。运些化合 物没有落在甜菜碱的严格定义W内。然而,借助下述事实:它们含有被含簇基的基团取代的 季锭氮原子和它们形成内盐,运些化合物被称为甜菜碱类化合物。运些化合物(它们是季锭 化合物的内盐)与绿±类型的粘±^与季锭化合物(A)相同的方式反应。
[0182] 如美国专利No . 2,958,682中所述,通过使叔胺与a-面代酸盐反应,或者通过如美 国专利No. 4,012,437中所述的工序,使叔胺与丙締酸或甲基丙締酸反应,制造甜菜碱类型 的化合物。
[0183] 甜菜碱类型的化合物可包括化和R2作为含有12-22个碳原子的烷基,和R3可W是甲 基,和X可W是1。在一个实施方案中,甜菜碱类型的化合物可W是其中Ri和R2衍生于氨化牛 油,Rs是甲基和X是1的化合物。
[0184] W下是可在本发明公开内容的粘±/聚合物体系中使用的具有阴离子和阳离子空 间电荷点的聚两性离子(单一聚合物)。
[01化]a.聚甜菜碱 [01化]i.聚横基甜菜碱 [0187] ii.聚簇基甜菜碱 [018引iii聚憐基甜菜碱
[0189] iv聚胺氧化物
[0190] b.聚氧化麟:
[0191] i.横基-麟
[0192] ii.簇基-麟
[0193] iii.憐基-麟
[0194] W下是可在本发明公开内容的粘±/聚合物体系中使用的具有范围为5:1至1:5阴 离子比阳离子电荷的电荷平衡的聚两性电解质的实例。
[01M] i .簇酸盐/阳离子共聚物
[0196] ii.横酸盐/阳离子共聚物
[0197] i i i .麟酸盐/阳离子共聚物
[0198] W下是可在本发明公开内容的粘±/聚合物体系中使用的具有范围为5:1至1:5的 电荷平衡的阴离子/阳离子络合物的实例。
[0199] i.聚簇酸盐/聚阳离子络合物
[0200] ii.聚横酸盐/聚阳离子共聚物
[0201] iii.聚麟酸盐/阳离子共聚物
[0202] iv. W上列举的交联的聚阴离子,交联的聚阳离子
[0203] V.与阴离子遥爪聚合物混合的阳离子遥爪聚合物
[0204] 在一个实施方案中,阳离子聚合物可包括具有式I的单体:
[0206] 其中A是抗衡离子;和
[0207] Ri,R2 ,R3,和R4各自独立地选自氨和Ci-Cio烷基。
[020引 n = 5-10,000,000
[0209]例如,含式I的单体的阳离子聚合物可包括聚(二甲基二締丙基氯化锭)。
[0210]根据另一实施方案,阳离子聚合物可包括具有式II的单体:
[0212] 其中;
[0213] A是抗衡离子;
[0^4] Xi 选自 0,S,NR3;
[0215] R5选自氨,面素,乙酷胺基,氯基,Ci-Cs偏基,C2-C50締基,C2-C50烘基,C3-C8环烷基, C4-C8环締基,芳基,杂芳基,和杂环烷基;
[0216] R6选自。-C日日亚烷基,C2-C日日亚締基,C2-C日日亚烘基,C3-C8环亚烷基,C4-C8环亚締基, 聚酸,亚芳基,杂亚芳基,和杂环亚烷基;和
[021 7] R3,Rb,R。,和Rd各自选自氨,Ci-Cs偏基,C2-C5Q締基,C2-C5Q烘基,C3-C跡烷基,C4-C8 环締基,芳基,杂芳基,和杂环烷基。
[0218] 在一些实施方案中,在本发明公开内容中使用的式II的合适的单体包括丙締酷胺 单体和烷基丙締酷胺单体。在运些实施方案中的一些中,Xi是NH,R 5是氨或甲基,R6是打-Cso 亚烷基,W及Rb,R。,和Rd各自独立地为Ci-Cso烷基。
[0219] 根据运些实施方案,在本发明公开内容中使用的式II的合适的单体包括例如(3-丙締酷胺基乙基)=甲基氯化锭和(3-丙締酷胺基丙基)=甲基氯化锭。
[0220] 在一些实施方案中,在本发明公开内容中使用的式II的合适的阳离子单体包括丙 締酸醋单体和丙締酸烧醋单体,例如丙締酸甲醋和丙締酸乙醋,和丙締酸丙醋。在运些实施 方案中的一些中,X堪0,R 5是氨,甲基,乙基或丙基,R6是Ci-Cso亚烷基,W及Rb,R。,和Rd各自 选自为C广Csq烷基。
[0221] 根据运些实施方案,在本发明公开内容中使用的式II的合适的单体包括例如[2-(丙締酷氧基)乙基]=甲基氯化锭,[3-(甲基丙締酷基氨基)丙基]=甲基胺,[3-(甲基丙締 酷基氨基)丙基]S甲基氯化锭,[2-(甲基丙締酷氧基)乙基]S甲基氯化锭,和[2-(甲基丙 締酷氧基)乙基]=甲基锭甲硫酸盐。
[0222] 在一些实施方案中,阳离子聚合物可包括用锭基官能化的苯乙締,例如(乙締基节 基)=甲基氯化锭。
[0223] 在一些实施方案中,本发明公开内容的阳离子聚合物可包括二甲胺和表氯醇的共 聚物。
[0224] 下述通式HI的化合物可用作制造阳离子丙締酷胺聚合物的阳离子单体:
[0226] 其中
[0227] Ri代表氨或甲基,
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