专利名称：制备新型无卤阴离子的季铵盐单体的方法、其聚合方法及使用所得聚合物的方法
制备新型无卤阴离子的季铵盐单体的方法、其聚合方法及使用所得聚合物的方法使用领域
本发明涉及制备无氯季铵盐单体的方法、由所述单体制备的聚合物和在水处理方法中使用所述聚合物的方法，例如在水处理中用作絮凝剂和凝聚剂。
背景技术：
使水澄清在许多行业中众所周知。已经使用了各种物理手段来除去分散在本体液相中的微粒物质。常见的微粒分离技术的实例包括过滤、沉降、脱盐、电化学技术、离心、浮选等。所述分离方法常常可以通过使用凝聚剂和絮凝剂而更有效。凝聚可定义为通过中和保持胶状粒子分散在废水中或在废水中彼此分离的力而使胶体稳定化。阳离子凝聚剂常用以提供正电荷给胶状粒子，从而中和在这些粒子上的负电荷。因此，粒子碰撞以形成称为絮凝物的较大粒子。另一方面，絮凝是指聚合物处理在形成絮凝物之间的桥梁方面的作用，从而形成大团聚体或凝块。通常使用阴离子聚合物和阳离子聚合物作为絮凝剂以使絮凝物团聚，从而使得团聚物漂浮而不沉降。一旦悬浮在废水中，它们就可经由沉降、过滤或其他分离技术而除去。常用的阳离子凝聚剂如基 于聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDADMAC)的那些阳离子凝聚剂例如公开在美国专利3，288，770中。另外，常使用阳离子共聚物，诸如基于具有阳离子重复单元诸如季铵丙烯酸盐、丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化物(dimethylaminoethylacrylate methyl chloride) (AETAC)或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯化物(dimethylaminoethylmethacrylate methyl chloride) (METAC)的丙烯酸胺共聚物的那些阳离子共聚物。在其中季铵盐部分存在于用作阳离子凝聚剂的聚合物中的那些场合下，阳离子氮的阴离子平衡离子常常是氯离子。这些氯离子具有腐蚀性，且当在废水中存在过量的氯离子时，会发生与该水接触的金属表面的腐蚀。另外，对于限制存在于排出物中的总溶解固体(TDS)的量的基于环境的要求近年来逐渐增加。测定为TDS排放物的一部分的无机离子包括氯离子。许多工业和城市废水设施因此必须遵守新TDS标准；因此对于在这类排放物中的氯含量的关注逐渐提高。TDS还带来了对于处理过的废水的水再利用的问题。发明概述
在一个示例性实施方案中，提供了形成二烯丙基二烷基铵阴离子单体的方法，其中使二烯丙基二烷基氯化铵与提供阴离子的复分解剂在水溶液中反应以产生沉淀物和二烯丙基二烷基铵阴离子。所述方法还包括自溶液中除去所述沉淀物。根据本发明的另一方面，所述提供阴离子的复分解剂为选自乙酸钾、甲烷磺酸钾和丙烯酸钾的成员。根据另一示例性实施方案，所述沉淀物为氯化钾。在另一实施方案中，不含氯的季铵盐阴离子单体由季铵盐氯化物前体形成。所述方法包括使所述前体与阴离子复分解剂在水性介质中反应以产生沉淀物和不含氯的季铵盐阴离子单体。随后将所述沉淀自反应介质中除去。
在另一实施方案中，所述季铵盐氯化物前体具有下式:
Rl
权利要求
1.形成二烯丙基二烷基铵阴离子单体的方法，其包括使二烯丙基二烷基氯化铵与提供阴离子的复分解剂在水溶液中反应以产生沉淀物和二烯丙基二烷基铵阴离子和从所述溶液中除去所述沉淀物。
2.权利要求1的方法，其中所述提供阴离子的复分解剂为选自乙酸钾、甲烷磺酸钾和丙烯酸钾的成员，所述沉淀物为KCl。
3.权利要求2的方法，其中所述提供阴离子的复分解剂为乙酸钾，所述二烯丙基二烷基氯化铵为二烯丙基二甲基氯化铵且所述二烯丙基二烷基铵阴离子单体为二烯丙基二甲基乙酸铵单体。
4.权利要求2的方法，其中将所述KCl过滤以将其从所述溶液中除去。
5.由季铵盐氯化物前体形成不含氯的季铵盐阴离子单体的方法，所述方法包括使所述前体与阴离子复分解剂在水性介质中反应以产生沉淀物和所述不含氯的季铵盐阴离子单体，和从所述水性介质中除去所述沉淀物。
6.权利要求5的方法，其中所述前体为二烯丙基二烷基氯化铵，所述阴离子复分解剂选自丙烯酸钾、甲烷磺酸钾和乙酸钾，所述沉淀物为KCl。
7.权利要求6的方法，其中所述前体为二烯丙基二甲基氯化铵，所述阴离子复分解剂为乙酸钾且所述不含氯的铵盐单体为二烯丙基二甲基乙酸铵(DADMOAC)。
8.权利要求5的方法，其中所述季铵盐氯化物前体具有下式:
9.权利要求8的方法，其中，在所述式I中，Rl为H，Q为-C(0)0-，R2为Et，且R3、R4和 R5 全部为 Me-(AETAC)。
10.权利要求8的方法，其中，在所述式I中，Rl为CH3,Q为-C(O) (O)-，R2为Et，且R3、R4 和 R5 全部为 Me— (METAC)。
11.二烯丙基二甲基乙酸铵。
12.聚二烯丙基二甲基乙酸铵。
13.权利要求12的聚二烯丙基二甲基乙酸铵，其具有约5，000-约2，000,000的分子量。
14.使水澄清的方法，其包括向所述水中加入基于一百万份所述水计算量为约0.25-500ppm的凝聚剂，所述凝聚剂为聚二烯丙基二甲基乙酸铵(PDADMOAC)。
15.权利要求14的方法，其中所述水为来自湖泊、江河、池塘、河流或蓄水层的未加工、未处理的水。
16.权利要求14的方法，其中所述水为废水。
17.权利要求16的方法，其中将约0.5-75ppm的所述PDADMOAC加到所述废水中。
18.权利要求17的方法，其中将约1-约50ppm的所述PDADMOAC加到所述废水中。
19.权利要求16的方法，其中所述废水为来自食品和饮料、钢铁、汽车、运输、炼油厂、医药、金属、纸张和纸浆、化学加工和烃加工工业的含油废水。
20.权利要求19的方 法，其中所述PDADMOAC具有约5，000-2,000, 000的分子量。
全文摘要
本发明提供制备无卤的季铵盐单体的方法。本发明还公开了由所述单体制备的聚合物和使用所述聚合物使未加工、未处理的水或废水澄清的方法。
文档编号C08F126/04GK103210006SQ201180056058
公开日2013年7月17日 申请日期2011年11月16日 优先权日2010年11月22日
发明者T.古利亚什维利, S.R.瓦斯康塞罗斯 申请人:通用电气公司