含水配制剂、其制备及其在硬质表面清洁中的用图_4

文档序号:9308061阅读:来源:国知局
物,而且 指代包含如下结构要素的聚亚烷基亚胺:NH-CH2-CH2-CH2-NH结构要素或NH-CH2-CH2-NH 结构要素、NH- (CHz) 4-NH结构要素、NH- (CHz)e-NH结构要素或(NH- (CHz)S-NH结构要素, 然而就摩尔分数而言,NH-CH2-CH2-CH2-NH结构要素或NH-CHz-CH(C&) -NH结构要素或 畑-邸2-邸(邸3)-畑结构要素占主导地位。优选的聚丙締亚胺包含就摩尔分数而言占主导 地位的NH-CH2-CH2-CH2-NH结构要素,例如达60摩尔%或更多,更优选达至少70摩尔%,相 对于全部亚烷基结构要素。在特定实施方案中,聚丙締亚胺是指每分子具有一个或零个不 同于NH-CH2-CH2-CH2-畑的亚烷基亚胺结构要素的那些。
[0150] 本发明的接枝共聚物的主链不具有任何径基。因此,其径基值为OmgKOH/g,根据 DIN53240测定。在本发明的上下文中,本发明的接枝共聚物的主链不具有任何径基运一术 语是针对烷氧基化之前的相应主链的。
[015。 本发明的接枝共聚物的主链可具有lO-lOOOmgKOH/g,优选80-800mgKOH/g,最优 选100-500mgKOH/g的伯胺值。所述伯胺值可根据ASTMD2074-07测定。
[0152] 本发明的接枝共聚物的主链可具有100-2000m巧OH/g,优选20-1500m巧OH/g,最 优选300-1000gKOH/g的仲胺值。所述仲胺值可根据ASTMD2074-07测定。
[0153] 本发明的接枝共聚物的主链优选不具有任何叔氨基。
[0154] 在本发明的一个实施方案中,叔N原子的摩尔分数通过"NNMR光谱法测定。
[0155] 在本发明的优选实施方案中,本发明的接枝共聚物的主链的数均分子量M。为 300-4,OOOg/mol,优选为400-2,OOOg/mol,通过尺寸排阻色谱法测定。
[0156] 在本发明的优选实施方案中,本发明的接枝共聚物的主链的摩尔质量分布MyM。 为 1. 2-20,优选为 1. 5-7. 5。
[0157] 在本发明的优选实施方案中,本发明的接枝共聚物的主链的阳离子电荷密度为 4-22meq/g干物质,优选为6-18meq/g干物质,在3-4的抑值下通过滴定测定。
[0158] 在本发明的一个实施方案中,本发明的接枝共聚物的总分子量(数均)为 550-10,OOOg/mol,通过GPC测定。
[0159] 在本发明的一个实施方案中,本发明的接枝共聚物可具有10-800,优选50-650, 更优选100-500的黑氏色值。黑氏色值可根据DINENISO6271-1或6271-2测定。
[0160] 在本发明的一个实施方案中,本发明的接枝共聚物具有l-5ppm的金属含量,例如 通过原子吸收光谱法测定。
[0161] 在本发明的一个实施方案中,本发明的接枝共聚物具有摩尔比为1:1-100:1,优选 2:1-50:1的氧化締单元和亚烷基亚胺单元。
[0162] 在本发明的一个实施方案中,本发明的接枝共聚物显示出0. 5-5mgKOH/g的碱值。 所述碱值有利地基本上根据ASTMD4739-11测定。
[0163] 在本发明的一个实施方案中,本发明的接枝共聚物选自具有分子量M。为 300-4,OOOg/mol,优选400-2,OOOg/mol的聚丙締亚胺主链的那些。
[0164] 在另一实施方案中,本发明的接枝共聚物可例如通过季化或通过硫酸化而衍生。
[0165] 在本发明的一个实施方案中,将烷氧基化聚丙締亚胺(A)完全或部分季化,或者 完全或部分硫酸化。优选地,将烷氧基化聚丙締亚胺(A)完全或部分季化,并完全或部分硫 酸化至与季化类似的程度。季化可例如通过使烷氧基化聚丙締亚胺(A)与烷基化试剂如 C1-C4烷基面,例如与甲基漠、乙基氯、甲基舰、正下基漠、异丙基漠反应,或者与硫酸二C1-C4 烷基醋在碱存在下,尤其是与硫酸二甲醋或硫酸二乙醋反应而实现。合适的碱例如为化0H 和K0H。
[0166] 组合季化和硫酸化可例如通过首先使烷氧基化聚丙締亚胺(A)与硫酸二C1-C4烧 基醋在碱存在下反应,随后例如用簇酸如乳酸,或者用无机酸如憐酸、硫酸或盐酸酸化由季 化获得的反应混合物而实现。在另一实施方案中,可使季化的烷氧基化聚丙締亚胺(A)与 硫酸化试剂反应,例如但不限于硫酸(优选75-100%浓度,更优选85-98%浓度)、发烟硫 酸、S化、氯横酸、硫酷氯、氨横酸等。如果选择硫酷氯作为硫酸化试剂,则氯离子可在硫酸化 后通过含水后处理移除。
[0167] 本发明的另一方面为一种制备本发明的接枝共聚物的方法,下文也称为本发明的 方法。在一个实施方案中,本发明的方法包括如下步骤:
[016引(a)使丙二胺与任选至少一种其他脂族二胺在催化剂存在下在形成不含径基的聚 丙締亚胺下反应;
[0169] 化)使根据步骤(a)获得的聚丙締亚胺与至少一种氧化締反应。
[0170] 上述步骤也分别称为步骤(a)或本发明的方法的步骤(a)W及步骤化)或本发明 的方法的步骤化)。
[0171] 在本发明的优选实施方案中,本发明的方法的步骤(a)可通过在催化剂存在下氨 基交换聚合(缩聚)丙二胺和任选至少一种其他二胺而进行。
[0172] 丙二胺的实例为丙烷-1,2-二胺和丙烷-1,3-二胺及其混合物。特别优选丙 烧-1, 3-二胺的缩聚。
[0173] 任选地,至多40摩尔%,尤其是至多30摩尔%的丙二胺可被一种或多种不同于丙 二胺的脂族二胺代替。
[0174] 其他脂族二胺的实例为直链、支化或环状二胺。特定实例为乙二胺;下二胺,例如 1, 4-下二胺或1, 2-下二胺;二氨基戊烧,例如1, 5-二氨基戊烧或1, 2-二氨基戊烧;二氨基 己烧,例如1,6-二氨基己烧或1,2-二氨基己烧或1,5-二氨基-2-甲基戊烧;二氨基庚烧, 例如1, 7-二氨基庚烧或1, 2-二氨基庚烧;二氨基辛烧,例如1, 8-二氨基辛烧或1, 2-二氨 基辛烧;二氨基壬烧,例如1,9-二氨基壬烧或1,2-二氨基壬烧;二氨基癸烧,例如1,10-二 氨基癸烧或1,2-二氨基癸烧;二氨基十一烧,例如1,11-二氨基十一烧或1,2-二氨基 ^^一烧;二氨基十二烧,例如1,12-二氨基十二烧或1,2-二氨基十二烧;2, 2-二甲基丙 烧-1,3-二胺、4, 7, 10-S氧杂十S烧-1,13-二胺、4, 9-二氧杂十二烧-1,12-二胺、聚酸 胺和3-(甲氨基)丙胺。优选1,2-乙二胺和1,4-下二胺。
[01巧]在本发明的上下文中,具有2个N&基和1个叔氨基的化合物也被视为二胺,例如 但不限于N,N-双(3-氨基丙基)甲胺。
[0176] 在特别优选的实施方案中,本发明的接枝共聚物的主链可通过在催化剂存在下氨 基交换聚合丙烷-1,3-二胺而获得,其中不存在除丙烷-1,3-二胺之外的任何其他二胺。
[0177] 适于本发明的方法的步骤(a)的催化剂尤其为包含至少一种或多种选自如下的 过渡金属的非均相催化剂:Fe、Co、Ni、Ru、化、Pd、Os、Ir和Pt,优选Co、Ni、Ru、Cu和Pd,特 别优选Co、Ni或化,W及至少上述两种的混合物。在本发明的上下文中,上述金属也可称 为催化活性金属。
[0178] 在本发明的一个实施方案中,催化活性金属可渗杂有助催化剂,例如至少一种不 同于催化活性金属且选自化、Co、Mn、Mo、Ti、Sn、碱金属、碱±金属或憐的金属。
[0179] 优选使用可通过活化催化活性金属和至少一种额外金属,尤其是侣的合金而获得 的阮内型催化剂。优选阮内儀和阮内钻。
[0180] 在本发明的方法的一个实施方案中,可使用负载型Pd或负载型Pt催化剂。优选 的载体材料为碳,例如活性炭W及Al2〇3、Ti〇2、Zr〇2和SiO2。
[0181] 特别优选可通过还原催化剂前体而获得的催化剂。前体可包含催化活性组分和任 选至少一种选自助催化剂和载体材料的额外组分。所谓的催化活性组分通常为相应催化活 性金属的化合物,例如氧化物或氨氧化物,例如但不限于CoO、化0、NiO或其任何组合的混 合物。
[0182] 本发明的方法的步骤(a)可在氨气存在下,例如在1-400己的氨气压力下,优选在 1-200己的氨气压力下,甚至更优选在1-100己的氨气压力下进行。
[0183] 本发明的方法的步骤(a)可在50-200°C的溫度下进行。优选地,该溫度为 90-180°C,优选为 120-160°C。
[0184] 在本发明的一个实施方案,本发明的方法的步骤(a)可在1-400己,优选1-200 己,甚至更优选1-100己的压力下进行。
[0185] 在本发明的方法的步骤(a)期间,优选移除所形成的氨。
[0186] 本发明的方法的步骤化)包括使在步骤(a)中获得的聚丙締亚胺与至少一种氧化 締,例如氧化乙締、氧化丙締、氧化下締、氧化戊締、氧化癸締、氧化十二碳締或至少两种前 述氧化締的混合物反应。优选氧化乙締、1,2-氧化丙締W及氧化乙締与1,2-氧化丙締的混 合物。如果使用至少两种氧化締的混合物,则其可无规或嵌段地反应。
[0187] 本发明的方法的步骤化)在催化剂存在下进行。合适的催化剂例如选自强 碱,如氨氧化钟、氨氧化钢、链烧醇钢或钟如甲醇钟化OCH3)、叔下醇钟、乙醇钢和甲醇钢 (化0細3),优选氨氧化钟和氨氧化钢。催化剂的其他实例为碱金属氨化物和碱±金属氨化 物,例如氨化钢和氨化巧,W及碱金属碳酸盐如碳酸钢和碳酸钟。优选碱金属氨氧化物和碱 金属醇盐,特别优选氨氧化钟和氨氧化钢。碱的典型用量为0. 05-10重量%,尤其为0. 5-2 重量%,基于聚丙締亚胺和氧化締的总量。
[0188] 在本发明的一个实施方案中,本发明的方法的步骤化)在90-240°C,优选 120-180°C的溫度下在密闭容器中进行。
[0189] 在本发明的一个实施方案,本发明的方法的步骤化)在1-10己,优选1-8己压力 下进行。
[0190] 在本发明的一个实施方案,将氧化締在氧化締或相应氧化締混合物的蒸气压下在 所选反应溫度下引入获自步骤(a)的聚丙締亚胺中,且任选引入催化剂。氧化締可纯 净形式引入,或者作为替代,用惰性气体如稀有气体或氮气稀释至30-60体积%。该措施提 供了对氧化締的爆炸式加聚的额外安全性。
[0191] 在引入数种氧化締的情况下,形成其中不同氧化締单元基本上无规分布的聚酸 链。所述单元沿聚酸链的分布可由于氧化締的不同反应速率而改变。所述单元沿聚酸链的 分布的改变也可任意通过连续引入具有程序控制组成的氧化締混合物而实现。在使不同氧 化締先后反应的情况下,此时获得具有嵌段型分布的氧化締单元的聚酸链。
[0192] 在本发明的优选实施方案中,步骤化)可由两个或更多个子步骤组成,其中第一 子步骤包括首先仅对获自步骤(a)的聚丙締亚胺进行初步烷氧基化。在该初步烷氧基化 中,使获自步骤(a)的聚丙締亚胺与所用氧化締总量的一部分反应,运对应于1摩尔氧化締 /摩尔NH结构部分。所述初步烷氧基化通常在不存在催化剂下,优选在水溶液中进行。
[0193] 在本发明的一个实施方案中,初步烷氧基化可在70-200°C,优选80-160°C的反应 溫度下进行。
[0194] 在本发明的一个实施方案中,初步烷氧基化可在至多10己,优选至多8己的压力 下进行。
[0195] 然后在第二子步骤和任选地在随后的子步骤中,通过随后与氧化締反应而进一步 烷基化。所述进一步烷氧基化通常在催化剂存在下进行。
[0196] 第二子步骤和任选的随后子步骤可各自在本体中(实施方案(i))或者在有机溶 剂(实施方案(ii))中进行。在实施方案(i)中,可从在第一子步骤中获得的初步烷氧基 化的聚丙締亚胺水溶液中移除水。该水移除可通过在0. 01-5己的减压下加热至80-150°C 的溫度并蒸出水而进行。
[0197]在本发明的一个实施方案中,随后的与氧化締的反应通常在70-200°C,优选 100-180°C的反应溫度下进行。
[019引在本发明的一个实施方案中,随后的与氧化締的反应通常在至多10己,尤其是至 多8己的压力下进行。
[0199] 在本发明一个实施方案,随后的与氧化締的反应时间通常为0. 5-12小时。
[0200] 适于实施方案(ii)的有机溶剂的实例为非极性和极性非质子有机溶剂。特别合 适的非极性非质子溶剂的实例包括脂族和芳族控,如己烧、环己烧、甲苯和二甲苯。特别 合适的极性非质子溶剂的实例为酸,尤其是环状酸,如四氨巧喃、1,4-二巧惡烧,此外还有 N,N-二烷基酷胺如二甲基甲酯胺和二甲基乙酷胺,和N-烷基内酷胺如N-甲基化咯烧酬。 也可使用至少两种上述有机溶剂的混合物。优选的
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