本发明的所属领域

本发明涉及可分散的聚合物。更具体地说，本发明涉及水溶性的、 可盐水溶液分散的聚合物；涉及分散在盐水溶液中的水溶性聚合物；以 及涉及所述聚合物的制备方法和使用方法。

本发明的背景技术

阳离子聚丙烯酰胺已广泛用于许多水处理和工艺处理的场合中。其 高分子量和可变电荷密度使其特别可用作液/固分离的絮凝剂、油/水澄 清的浮选助剂和破乳剂、以及造纸中的助留剂和排水助剂。这些聚合物 在溶于水时的高溶液粘度妨碍其作为水溶液进行处理，因为可达到的活 性含量较低(通常低于6％)。因此，阳离子聚丙烯酰胺一般是以干燥粉末 或油包水乳液来使用。由于对乳液中油和表面活性剂周围的环境要求的 日益提高，以及干燥粉末在加料时的不便和附加费用，因此最近已深入 研究以开发出这些聚合物的其它供给体系。

这些尝试的目的是要开发出具有高活性含量的液态供给(delivery) 体系，其中不含烃油或挥发性有机组分(VOC)，而且其性能可与类似的 乳液和粉末聚合物产品相比。 相关技术

美国专利4929655(Takeda等人)公开了一种用于制备水溶性分散液 的方法，它包括：在1-10％重量的有机高分子量多价阳离子分散剂的存 在下(所述阳离子分散剂包含从至少一种式(II)单体得到的水溶性聚合 物)，在基于单体总重的15％重量或更高的多价阴离子盐水溶液中，将 5-100％摩尔的具有苄基官能团的下式(I)所示水溶性阳离子单体、0- 50％摩尔的下式(II)所示的另一种阳离子单体和0-95％摩尔的(甲基)丙烯 酰胺进行聚合。结构式I为：

其中R1为氢原子或甲基；R2和R3分别为具有1-3个碳原子的烷 基；A1为氢原子或NH；B1为具有2-4个碳原子的亚烷基或亚羟丙基， 且X-为阴离子抗衡离子。式II为：

其中R4为氢原子或甲基；R5和R6分别为具有1-2个碳原子的烷 基；R7为氢原子或具有1-2个碳原子的烷基；A2为氧原子或NH；B2 具有2-4个碳原子的亚烷基或亚羟丙基，且X-为阴离子抗衡离子。还可 使用多元醇，如甘油或乙二醇以提高聚合物的沉积性能。

美国专利5006590(Takeda等人)和EP 364275类似于Takeda的’655 专利，只是聚合反应是在以下物质的存在下进行的：(1)不溶于多价阴离 子盐的水溶液的水溶性阳离子种子聚合物；和(2)溶于多价阴离子盐的水 溶液的水溶性阳离子分散剂聚合物。不溶于多价阴离子盐水溶液的水溶 性阳离子种子聚合物包含至少5％摩尔的具有苄基官能度并可用前述通 式(I)来表示的阳离子单体单元，而溶于多价阴离子盐水溶液的水溶性阳 离子分散剂聚合物则包含20％摩尔的通式(II)所示阳离子单体单元。

EP 0183466B1(Takeda等人)也类似于Takeda的’655专利，只是除 了聚合物电解质分散剂，还可使用溶于盐水溶液的多元醇；或用后者替 代前者。所公开的方法可制备出在活性聚合物中没有苄基官能度的聚合 物分散液。

EP 0630909A1公开了一种用于制备水溶性聚合物分散液的方法， 其中一部分单体是在聚合反应已经引发之后才加入反应混合物中的，这 样可降低反应混合物在聚合反应过程中的本体粘性，而无需加入大量的 多价盐。

EP 6574782 A2公开了通过优化多价阴离子盐的浓度，可控制颗粒 尺寸并降低水溶性聚合物分散液的粘度。

已有技术所进行的各种尝试通常集中在由水溶性单体混合物制备 的聚合物分散液，所述单体混合物包含至少5％摩尔的具有芳族官能团 的阳离子单体，这种阳离子单体优选为通过苄基氯与丙烯酸二甲基氨基 乙酯(AEDBAC)在多价阴离子盐水溶液中的反应而得到的季铵盐。聚合 反应是在包含至少5％摩尔的式(I)阳离子单体的水溶性阳离子丙烯酰胺 共聚物和包含至少20％摩尔的式(II)阳离子单体的水溶性阳离子丙烯酰 胺共聚物的存在下进行的。不溶于盐溶液的聚合物在聚合反应过程中起 着种子聚合物的作用，其中盐水可溶的聚合物用作所形成分散液的聚合 物分散剂。

因此，已有技术聚合反应技术需要大量的原料成本和时间，才能生 成具有特定官能重复单元和分子量的种子聚合物和分散剂聚合物。

因此，需要能够以经济和简单工艺制成的水溶性聚合物分散液，在 该工艺中，无需按照已有技术来合成具有苄基季化重复单元的种子聚合 物或具有季铵烷基化物重复单元的分散剂聚合物。

因此，本发明的一个目的是提供水溶性的、可盐分散的聚合物、制 备水溶性的、可盐分散的聚合物的方法、以及使用水溶性的、可盐分散 的聚合物的方法，其中不存在已有技术的聚合反应技术中的各种限制。

本发明的综述

为了达到前述以及其它的目的，本发明提供了分散在盐水溶液中的 水溶性聚合物。该聚合物是在至少一种碳水化合物的存在下，通过在盐 水溶液中聚合烯属不饱和单体而制成的。

在另一实施方案中，本发明提供了分散在盐水溶液中的水溶性聚合 物，它可用作造纸中的排水助剂和助留剂、水处理中的污泥脱水助剂和 絮凝剂、以及在精炼厂和油田中用作油水分离助剂。 本发明的详细描述

现已发现，在基本上不含具有苄基季化重复单元的种子聚合物和具 有季铵烷基化物重复单元的分散剂聚合物的反应介质中，在存在或不存 在苄基季化官能团的情况下，通过在盐水溶液中使用碳水化合物、或碳 水化合物和单宁、或碳水化合物和阳离子改性单宁，可以制备出水溶性 的、可盐水溶液分散的聚合物。

因此，无需进行费时且成本较高的对具有苄基季化重复单元的特定 种子聚合物和具有季铵烷基化物重复单元的分散剂聚合物的预合成。

在本发明中，单体的聚合反应是在包含盐、稀释水、至少一种天然 生成的或化学改性的碳水化合物和/或单宁或阳离子改性单宁、以及可选 的支化剂和/或交联剂的水溶液中进行的。聚合反应的开始可从混合物外 观由透明溶液变成乳白色分散液而看出。最终产物的形式是稳定的聚合 物分散液，它易溶于水中以形成粘稠的聚合物溶液。

本发明的具体细节描述如下。

I.碳水化合物和单宁

碳水化合物是包含糖单元的碳、氢和氧的化合物或其反应产物。可 用于本发明的碳水化合物包括单糖，如果糖和葡萄糖；二糖，如蔗糖、 麦芽糖、纤维二糖和乳糖；以及多糖。多糖是优选用于本发明的碳水化 合物。特别优选淀粉、纤维素和树胶之类的多糖。

淀粉是具有D-吡喃葡萄糖基单元(葡萄糖)的直链(直链淀粉)和支链 (支链淀粉)天然聚合物的混合物。它是大多数植物种子、茎和根的基本 组分，并可从谷物、小麦、稻谷、木薯淀粉、马铃薯和其它来源进行商 品生产。大多数市售淀粉是从相对较廉价且丰富的玉米制成的。作为一 种多羟基化合物，淀粉可进行醇类物质的许多特征反应，其中包括酯化 反应和醚化反应。例如，通过与金属氢氧化物或烯化氧进行反应，可得 到各种羟烷基淀粉衍生物，如羟乙基和羟丙基淀粉。阳离子淀粉可通过 与叔化和季化烷基氨基化合物反应的淀粉浆液而制成。一般来说，该产 物的特征是官能胺改性淀粉。可用于本发明分散液的阳离子改性玉米淀 粉为得自National Starch and Chemical Company的Cato 31和237。

阳离子淀粉还可通过将淀粉与阳离子单体，如2-丙烯氧基乙基三甲 基氯化铵(AETAC)、2-丙烯氧基乙基二甲基苄基氯化铵(AEDBAC)和3- 甲基丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)等，或与某种阳离子试 剂，如N-(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵(Quat 188，得自Dow Chemical) 进行反应而得到。类似改性还适用于树胶和包含羟基的其它多糖。

一般来说，树胶也是多糖，它可在热或冷水中形成粘稠溶液或分散 液。树胶可看作是纤维素、甘露聚糖、半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖，这 取决于构成其主链和侧链的己糖。天然树胶可得自海藻提取物、植物渗 出物、种子或根，或通过微生物发酵而得到。海藻提取物包括来自红藻 纲的某些海洋藻类的琼脂和角叉菜胶、来自褐藻纲藻类的褐藻胶或褐藻 酸。植物渗出物包括阿拉伯树胶、刺梧桐胶、西黄蓍胶和阔叶榆绿木胶， 这取决于树的来源。种子树胶包括衍生自瓜尔植物种子的瓜尔胶、得自 豆科常绿植物或角豆树的槐树豆胶、以及其它的种子树胶。微生物树 胶，如葡聚糖和黄原胶是通过发酵法，由微生物制成的多糖。

化学改性树胶包括，例如低甲氧基果胶、丙二醇藻酸盐、三乙醇胺 藻酸盐、羧甲基槐树豆胶和羧甲基瓜尔胶。

可用于本发明的树胶的例子包括黄原胶，如得自Kelco的Keltrol BT；和阳离子瓜尔胶，如得自Aqalon(Hercules Inc的分部)的Galactasol 80H4FDS。

纤维素是大多数植物的主要结构。在工业上，纤维素主要通过机械 法和化学法，得自棉籽绒或木浆。纤维素酯，如甲酸、乙酸、丙酸、丁 酸、戊酸、己酸、庚酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸纤维素可通 过纤维素与有机酸、酸酐或酰氯的反应而得到。纤维素醚可通过纤维素 与烷基化试剂，如氯乙酸和烯化氧在碱性条件下的反应而得到。纤维素 醚包括，但不限于：阴离子羧甲基纤维素钠(CMC)和非离子羟乙基纤维 素(HEC)、以及用长链烷基改性的HEC，即HMHEC(疏水改性HEC)。 纤维素醚可从Aqualon，以商品名Natrosol和Natrosol Plus而得到。

壳多糖是一种结构上与纤维素相关的葡糖胺多糖，而且是昆虫和甲 壳纲动物的硬外骨骼中的主要结构成分。在某些酵母、藻类和真菌中也 存在壳多糖。脱乙酰壳多糖是壳多糖的脱乙酰化衍生物。壳多糖和脱乙 酰壳多糖都可用于本发明。

在本发明中，多糖的用量可以是基于分散液重量的约0.01-10.0％重 量，优选约0.01-5.0％重量，最优选约0.01-1.0％重量。

上述碳水化合物还可选地与一种或多种单宁结合使用，以制备出稳 定的分散液。单宁是天然存在于许多植物的树叶、细枝、树皮、木材和 果实中的大多数水溶性配合有机化合物，因此一般可通过植物提取而得 到。单宁的组成和结构可根据来源和提取方法而变化，但其一般的经验 结构式可由C76H52O46来表示。可从中得到单宁的树皮的例子为篱笆、 红树、橡树、桉树、铁杉、松树、落叶松和柳树。木材的例子为白坚木 树、栗树、橡树和乌仑代硬木。果实的例子为诃子、南欧槲实、云实栲、 大风子和角豆树。树叶的例子为漆树和黑儿茶。根的例子为酸模和美洲 蒲葵。

阳离子改性单宁也可用于本发明。阳离子改性单宁可通过单宁与阳 离子单体的反应而得到，这些阳离子单体包括，但不限于：甲基氯、苄 基氯；以及丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯 酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、二甲基氨基丙基丙烯 酰胺和二甲基氨基丙基-甲基丙烯酰胺的硫酸二甲酯季化盐；或二烯丙 基二甲基氯化胺。

单宁与甲醛和胺的反应产物也可用作本发明中的聚合反应混合物 组分。

优选用于本发明的单宁是从白坚木树、含羞草和漆树中提取的那些 单宁及其阳离子改性衍生物。

在本发明中，单宁的用量可以是基于分散液总重的最多5％重量， 优选约0.005-2.5％重量，最优选约0.01-1.0％重量。

II.盐

用于本发明的盐是一价金属盐、多价金属盐或其混合物。盐可使聚 合物从盐水溶液反应混合物中沉淀出来。该盐包括，但不限于：其阴离 子选自氯、溴、氟、硫酸根和磷酸根阴离子且其阳离子选自铵、钠、钾、 镁和铝的各种盐。盐在盐水溶液中的浓度优选为基于分散液总重的至少 15％重量。

III.引发剂

聚合反应可通过游离基机理，由热或氧化还原法进行引发。适用于 聚合反应的引发剂可选自过氧化物、过硫酸盐、溴酸盐和偶氮型引发 剂，如2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐(V-50，得自Wako)和2，2’-偶 氮二(N，N-二亚甲基异丁脒)二盐酸盐(VA-044，得自Wako)等。也可使 用亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、二氧化硫和柠檬酸盐以及与氧化引发剂一起 使用以形成引发性氧化还原对的其它还原剂。引发剂的用量可以是基于 单体总重的约5-1000ppm。聚合反应还可通过光化学引发或通过用Co60 源等进行电离辐射而引发。

IV.支化剂

支化剂也可选地用于支化和交联本发明聚合物。支化剂或交联剂包 括具有至少两个双键、双键和活性基团、或两个活性基团的各种化合 物。代表性的化合物包括，但不限于：聚二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、亚 甲基双(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基丙烯酰胺、烯丙基缩水甘油醚、丙烯 酸缩水甘油酯、乙二醛、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、二乙烯基苯、N-甲 基烯丙基丙烯酰胺、三烯丙基铵盐、羟甲基丙烯酰胺和类似物，也可将 它们加入，只要所得聚合物是水溶性的。应该理解，前述物质无论如何 也不能限制本发明聚合物的合成。可以使用本领域熟练技术人员所熟知 的任何已知链转移剂以控制聚合物的分子量。这些链转移剂包括，但不 限于：低级烷基醇如异丙醇、胺、硫醇、亚磷酸盐、硫醇酸、烯丙醇和 类似物。

V.反应介质

本发明单体的聚合反应是在包含水、至少一种以上II所述的盐和 至少一种碳水化合物或至少一种碳水化合物与以上I所述单宁的反应介 质中进行的。该反应介质可包含一种如以上III中所述的聚合反应引发 剂，而且可选地包含一种如以上IV所述的支化剂。

该反应介质还任选地包含：种子聚合物，其中包括具有苄基季化重 复单元的种子聚合物；和分散剂聚合物，其中包括具有季铵烷基化物重 复单元的分散剂聚合物。但优选的反应介质基本上不含具有苄基季化重 复单元的种子聚合物和具有季铵烷基化物重复单元的分散剂聚合物。

在本发明的优选实施方案中，反应介质包含至少一种盐、至少一种 碳水化合物、单宁和聚合反应引发剂。

VI.单体

适用于本发明的各种单体可以是具有或没有苄基季化官能团的非 离子单体、疏水单体或阳离子单体。这些单体选自：(i)疏水单体，如在 烷基中具有1-16个碳原子的N-烷基丙烯酰胺、N-烷基甲基丙烯酰胺、 N，N-二烷基丙烯酰胺、N，N-二烷基甲基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、甲基 丙烯酸烷基酯和烷基苯乙烯；合适的疏水单体也可包括甲基丙烯酸十二 烷基酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十八烷基 酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、马来酸酐的乙基半酯、马来酸二乙酯、以 及通过具有1-16个碳原子的烷醇与烯属不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯 酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸和乌头酸的反应而得到的其它烷基酯； 烯属不饱和羧酸的烷芳基酯，如丙烯酸壬基-α-苯基酯、甲基丙烯酸壬基 -α-苯基酯、丙烯酸十二烷基-α-苯基酯和甲基丙烯酸十二烷基-α-苯基 酯；N-烷基烯属不饱和酰胺，如N-异丙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰 胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-十八烷基丙烯酰胺、N-十八烷基甲基丙 烯酰胺、N，N-二辛基丙烯酰胺及其类似的衍生物；链烷酸乙烯基酯，如 月桂酸乙烯基酯和硬脂酸乙烯基酯，乙烯基烷基醚，如十二烷基乙烯基 醚和十六烷基乙烯基醚；N-乙烯基酰胺，如N-乙烯基月桂酰胺和N-乙 烯基硬脂酰胺；(ii)由以下结构式表示的各种单体： 其中R1为H或C1-C3烷基；和(iii)由以下结构式表示的各种单体：

其中R2为H或C1-C3烷基，F为NHR3N+(R4，5，6，)M-或 OR3N+(R4，5，6，)，R3为C1-C4直链或支链亚烷基，R4、R5和R6为氢原 子、C1-C4直链或支链烷基、C5-C8环烷基、芳基或烷芳基，且M-为氯、 溴、氟、碘、或甲基硫酸根或硫酸氢根阴离子。

优选的是，(i)疏水单体为N-烷基丙烯酰胺，如N-异丙基丙烯酰胺 和N-叔丁基丙烯酰胺或在烷基中具有约1-8个碳原子的N，N-二烷基丙 烯酰胺，如N，N-二甲基丙烯酰胺。

优选的(ii)单体包括非离子单体，如丙烯酰胺和C1-C3烷基丙烯酰 胺。

优选的(iii)单体为阳离子单体，如

2-丙烯氧基乙基三甲基氯化铵(AETAC)

2-甲基丙烯氧基乙基三甲基氯化铵(METAC)

2-丙烯氧基乙基二甲基苄基氯化铵(AEDBAC)

2-甲基丙烯氧基乙基三甲基氯化铵(MEDBAC)

3-甲基丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)

3-丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵(APTAC)，和

二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)，等。

在本发明中，最优选的(i)组单体为N-异丙基丙烯酰胺(IPAM)和N- 叔丁基丙烯酰胺(t-BAM)以及N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)。最优选的 (ii)组单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺；且最优选的(iii)组单体为2-丙烯 氧基乙基三甲基氯化铵(AETAC)、2-丙烯氧基乙基二甲基苄基氯化胺 (AEDBAC)、或AETAC与AEDBAC的混合物。

通过本发明聚合反应方法制成的共聚物具有由Z表示的一般结 构：

其中E表示疏水或水不溶单体，如在烷基中具有1-16个碳原子的 N-烷基丙烯酰胺、N-烷基甲基丙烯酰胺、N，N-二烷基丙烯酰胺、N，N- 二烷基甲基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯和烷基苯乙 烯，如甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷 基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、马来酸酐的乙基半 酯、马来酸二乙酯、以及通过具有1-16个碳原子的烷醇与烯属不饱和羧 酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸和乌头酸的反应 而得到的其它烷基酯；烯属不饱和羧酸的烷芳基酯，如丙烯酸壬基-α- 苯基酯、甲基丙烯酸壬基-α-苯基酯、丙烯酸十二烷基-α-苯基酯和甲基 丙烯酸十二烷基-α-苯基酯；N-烷基不饱和酰胺，如N-异丙基丙烯酰 胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-十八烷基丙烯酰 胺、N-十八烷基甲基丙烯酰胺、N，N-二辛基丙烯酰胺及其类似的衍生 物；链烷酸乙烯基酯，如月桂酸乙烯基酯和硬脂酸乙烯基酯；乙烯基烷 基醚，如十二烷基乙烯基醚和十六烷基乙烯基醚；N-乙烯基酰胺，如 N-乙烯基月桂酰胺和N-乙烯基硬脂酰胺。单体x为非离子单体，如丙烯 酰胺或烷基丙烯酰胺，R1为H或C1-C3烷基。单体y为阳离子单体。 R2为H或C1-C3烷基；F为NHR3N+(R4，5，6，)M-或OR3N+(R4，5，6，)，R3为 C1-C4直链或支链亚烷基，R4、R5和R6为氢原子、C1-C4直链或支链 烷基、C5-C8环烷基、芳基或烷芳基，且M-为氯、溴、氟、碘、或甲基 硫酸根或硫酸氢根阴离子。

单体w、x和y的摩尔百分数可在较宽范围内变化，但w、x和y 的摩尔百分数相加的总和应该为100％摩尔。优选的是，w的摩尔百分 数为约0-60％摩尔，x为约20-95％摩尔，且y为约5-80％摩尔。更优选 的是，w为约0-40％摩尔，x为约20-80％摩尔，且y为约20-40％摩尔。

应该理解，结构式Z中可以有多于一种的疏水或阳离子单体。尽管 通过本发明而得到的优选的水溶性的可盐分散的聚合物是三元共聚 物，但也可制备出水溶性的可盐分散的均聚物和共聚物。稳定的分散液 可通过使用甲基氯季铵盐作为唯一的阳离子单体而制成。也可制备出丙 烯酰胺与N-烷基丙烯酰胺或N，N-二烷基丙烯酰胺单体以及甲基氯季铵 盐阳离子单体的共聚物的稳定水分散液，其中所述共聚物中可以有或没 有苄基氯季阳离子单体。可以预料，可制备出活性聚合物含量最高达约 30％的分散液。

上述聚合物的数均分子量(Mn)并不严格要求，根据应用的需要可以 是约5000-20000000。

根据本发明的介绍制备出来的分散液可在液态保持几个月，而没有 任何分离或凝固的迹象。据此，该分散液提供了一种用于以液态方式供 给高分子量聚合物的方便载体，因此可用于许多场合，其中某些将在下 文进行更详细的讨论。该聚合物可进一步通过在非溶剂，如丙酮中沉淀 而分离，然后将其干燥成粉末态以用于产品。另外，该分散液可直接进 行简单的喷雾干燥，以得到粉末态聚合物。在每种情况下，该粉末都易 溶于水介质中进行使用。

本发明的聚合物和聚合物分散液可用于各种操作，其中包括，但不 限于，造纸、水澄清和污泥脱水。

VII.造纸

本发明的分散聚合物可特别用作造纸中的排水制剂和助留剂。

为了提高排水和保留能力，可将有效量的本发明聚合物分散液加入 包含纸浆的含水纸配料中，以从纸或纸板中排水，同时有助于保留纸或 纸板产品中的细料。微粒材料也可与本发明分散聚合物一起加入含水纸 配料中。

可与本发明聚合物一起用于排水和保留工艺步骤的微粒具有负 电、正电或两性电荷，且包括硅材料、氧化铝化合物(矾土)、磷化合物、 锌化合物、钛化合物、锆化合物、锡化合物、硼化合物以及有机和无机 聚合物微粒。

优选的硅材料包括胶体二氧化硅，包括膨润土之类可用水膨胀的粘 土和高岭土之类不可膨胀粘土的各种粘土，可水分散二氧化硅，二氧化 硅凝胶，二氧化硅溶胶，沉淀二氧化硅，硅酸，硅酸盐，以及硅基微凝 胶，如聚硅酸、聚硅酸盐和聚硅酸金属盐微凝胶。

另外，在造纸体系中，本发明的分散液可与以下物质结合使用：阳 离子聚合物，如丙烯酰胺/(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯-甲基氯季盐 (AETAC、METAC)、二烯丙基二甲基氯化胺、表氯醇/二甲基胺/乙二 胺、聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺和它们的共聚物及其混合物；和阴离子聚 合物，如丙烯酰胺/丙烯酸、丙烯酰胺/2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸共聚 物或其混合物；以及包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯及其共 聚物和聚苯乙烯珠粒的非离子聚合物。

本发明聚合物分散液还可用于其它的造纸操作，如控制粘性物和木 沥青、帮助脱墨、澄清回收的纤维、以及在脱墨步骤中将污泥脱水的各 种操作。

该分散液还可用于碱性造纸操作。

VIII.水澄清

水澄清是通过各种方法将悬浮物从水中去除，以提供适于家用或工 业使用的水。悬浮物可包括各种物质，如悬浮固体、乳化疏水烃类、蛋 白质、悬浮油漆和类似物。去除过程一般通过凝聚、絮凝和沉淀来完成。

凝聚步骤通过电荷的中和作用进行去稳定。一旦中和，悬浮物就不 再相互排斥，因此可结合在一起。絮凝步骤是将去稳定的或凝聚的物质 结合在一起，以形成较大的结块或“絮凝物”。沉淀是指从悬浮液中进 行的物理去除、或物质在凝聚和絮凝时发生的沉降作用。

本发明的分散聚合物在以足够量加入含水体系时，可通过电荷位结 合和分子桥接而增加絮凝物尺寸，因此可用作水澄清和污泥脱水的絮凝 助剂，和用作油水处理和废水处理的溶解空气浮选助剂和诱导空气浮选 助剂。

该分散聚合物可单独使用或与其它常规的絮凝剂和凝聚剂，如常规 聚合物、粘土、硅酸盐和类似物结合使用，而且可在油田、炼油厂、化 学和金属加工处理中，与用于破坏水包油或油包水乳液的表面活性剂相 容。

本发明可通过以下实施例进行更详细的描述，但这些实施例只是用 于说明，因此不是用于限定本发明的范围。 实施例

在典型的分散液制备过程中，将单体、盐、稀释水和碳水化合物加 入1000毫升树脂容器中，然后混合直到完全溶解。然后，加入螯合剂 以使单体中的所有聚合反应引发剂失去活性。将该容器装配上一个顶置 搅拌器、回流冷凝器、热电偶、具有隔膜的加料孔和氮气吹扫管。

该混合物一般在500-600rpm下进行混合，然后慢慢加热至50℃。 制备2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐(V-50)或其它的合适引发剂的1％ 水溶液，然后将其一部分射入反应器中以引发聚合反应。在反应开始 时，体系中的所有组分可分散在盐水连续相中，这样该混合物最初是透 明的或微浑浊的。聚合反应的开始可从混合物外观由透明变成浑浊而看 出。这种变化与以下过程是一致的：首先引发最初在低分子量时可溶于 盐水连续相的聚合物链，然后随着分子量的增加而从盐水中沉淀出来。 通过防止沉淀聚合物的聚集并通过稳定最终的分散液，碳水化合物可在 分散聚合反应体系中提供一种整体基质。随着聚合反应的进行，该混合 物变得逐渐浑浊，直到形成一种乳白色分散液。一般可以看出，该混合 物的本体粘度随着聚合反应的进行而增加，但通常保持在5000厘泊以 下。可在聚合反应过程中或之后加入其它盐，以将本体粘度降低到2600 厘泊以下并提高其稳定性。加热该分散液几个小时，然后可第二次射入 引发剂以降低残余单体的含量。然后将混合物冷却至室温，得到一种精 细的白色分散液。通过在轻微搅拌下加入水中，该成品分散液可迅速溶 解成一种水溶液。在几分钟内，可达到最大的溶液粘度。

实施例1：15/5/80 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

向1000毫升反应容器中，加入67.67克丙烯酰胺(AMD，53％的 水溶液)、7.64克丙烯酸二甲基氨基乙酯-甲基氯季盐(AETAC，80％的 水溶液)、30.97克丙烯酸二甲基氨基乙酯苄基氯季盐(AEDBAC， 82.4％的水溶液)、90.00克硫酸铵、0.50克二亚乙基三胺五乙酸的五钠 盐(Versenex，得自Dow Chemical的40％水溶液)和52.21克去离子水。 在搅拌下，向197.21克沸腾的去离子水中加入0.77克Galactasol 80H2C 瓜尔胶和2.03克Cato 31阳离子淀粉。加热淀粉/树胶溶液直到溶解，然 后加入反应容器中。搅拌该混合物，直到形成均匀的溶液。将该容器装 配上一个顶置搅拌器、热电偶、回流冷凝器、氮气吹扫管、具有隔膜的 加料孔和加热套。然后在恒定的氮气喷射速率下，在500rpm的搅拌速 率下，将该混合物加热至50℃。达到50℃之后，向反应器中加入2，2’- 偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐(Wako V-50)的1％水溶液0.50克。约90分 钟之后，加入另外0.50克V-50溶液。保持该温度达6个小时。

                                        克数

AETAC(80％)                             7.64

AEDBAC(82.4％)                          30.97

丙烯酰胺(53％)                          67.67

Galactasol 80H2C瓜尔胶                  0.77

Cato 31阳离子淀粉                       2.03

去离子水                                249.42

硫酸铵                                  90.00

Versenex 80                             0.50

Wako V-50(1.0％)                        0.50

另外的V-50(90分钟之后)                  0.50

                                        450.00

               最终的活性物质含量为15.0％

成品是本体粘度为560厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合物 在去离子水(DI)中的0.5％溶液的Brookfield粘度为237厘泊。

通过使用类似于实施例1的步骤和装置，可制备出以下各种分散 液。

实施例2：15/5/80 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                      克数

AETAC(80％)                           8.47

AEDBAC(82.4％)                        34.41

丙烯酰胺(53％)                        75.20

Galactasol 80H2C瓜尔胶                0.86

Natrosol 250MHR(羟乙基纤维素)         2.00

去离子水                              283.00

硫酸铵                                115.00

Versenex 80                           0.50

Wako V-50(1.0％)                      0.56

                                      520.00

             最终的活性物质含量为14.4％

成品是本体粘度为1120厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合 物在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为195厘泊。

实施例3：20/40/38/2 AETAC/AM/DMAM/t-BAM水分散液

                                             克数

AETAC(80％)                                  30.43

丙烯酰胺(53％)                               33.72

N，N-二甲基丙烯酰胺(99％)                    23.89

N-叔丁基丙烯酰胺(99％)                       1.62

Galactasol 80H4FDS瓜尔胶                     0.77

Natrosol 250MHR(羟乙基纤维素)                1.13

去离子水                                     267.44

硫酸铵                                       110.00

Versenex 80                                  0.50

Wako V-50(1.0％)                             0.50

                                             470.00

                最终的活性物质含量为14.4％

成品是本体粘度为2516厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合 物在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为130厘泊。

实施例4：20/40/38/2 AETAC/AM/DMAM/t-BAM水分散液

                                           克数

AETAC(80％)                                30.43

丙烯酰胺(53％)                             33.72

N，N-二甲基丙烯酰胺(99％)                  23.89

N-叔丁基丙烯酰胺(99％)                     1.62

Galactasol 80H4FDS瓜尔胶                   0.77

Cato 237阳离子淀粉                         2.03

去离子水                                   251.54

硫酸铵                                     115.00

Versenex 80                                0.50

Wako V-50(1.0％)                           0.50

                                           460.00

                 最终的活性物质含量为14.7％

成品是本体粘度为1068厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合 物在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为49厘泊。

实施例5：20/40/38/2 AETAC/AM/DMAM/t-BAM水分散液

                                           克数

AETAC(80％)                                30.43

丙烯酰胺(53％)                             33.72

N，N-二甲基丙烯酰胺(99％)                  23.89

N-叔丁基丙烯酰胺(99％)                     1.62

Galactasol 80H4FDS瓜尔胶                   0.77

Natrosol 250MHR(羟乙基纤维素)              1.80

去离子水                                   266.77

硫酸铵                                     100.00

Versenex 80                                0.50

Wako V-50(1.0％)                           0.50

                                           460.00

                  最终的活性物质含量为14.7％

成品是本体粘度为1496厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合 物在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为80厘泊。

实施例6：30/10/60 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                           克数

AETAC(80％)                                12.71

AEDBAC(80％)                               52.81

丙烯酰胺(53％)                             42.22

Galactasol 80H4FDS瓜尔胶                   0.85

Cato 31阳离子淀粉                          2.25

去离子水                                   298.16

硫酸铵                                     100.00

Versenex 80                                0.50

Wako V-50(1.0％)                           0.50

                                           510.00

                   最终的活性物质含量为14.7％

成品是本体粘度为360厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合物 在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为115厘泊。

实施例7：15/5/80 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                       克数

AETAC(80％)                            5.68

AEDBAC(80％)                           23.79

丙烯酰胺(53％)                         50.47

Galactasol 80H2C瓜尔胶                 1.00

去离子水                               313.06

硫酸铵                                 105.00

Versenex 80                            0.50

Wako V-50(1.0％)                       0.50

                                       500.00

                最终的活性物质含量为10.0％

成品是本体粘度为164厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合物 在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为95.5厘泊。

实施例8：30/10/60 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                       克数

AETAC(80％)                            8.47

AEDBAC(80％)                           35.21

丙烯酰胺(53％)                         28.15

Galactasol 80H4FDS瓜尔胶               1.00

去离子水                               326.17

硫酸铵                                 100.00

Versenex 80                            0.50

Wako V-50(1.0％)                       0.50

                                       500.00

               最终的活性物质含量为10.0％

成品是本体粘度为136厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合物 在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为44.5厘泊。

实施例9：20/40/38/2 AETAC/AM/DMAM/t-BAM水分散液

                                        克数

AETAC(80％)                             20.29

丙烯酰胺(53％)                          22.48

N，N-二甲基丙烯酰胺(99％)               15.93

N-叔丁基丙烯酰胺(99％)                  1.08

Galactasol 80H4FDS瓜尔胶                0.77

去离子水                                283.45

硫酸铵                                  105.00

Versenex 80                             0.50

Wako V-50(1.0％)                        0.50

                                        450.00

                 最终的活性物质含量为10.0％

成品是本体粘度为1644厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合 物在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为52.0厘泊。

实施例10：15/5/80 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                        克数

AETAC(80％)                             12.42

AEDBAC(80％)                            50.52

丙烯酰胺(53％)                          110.38

Galactasol 80H2C瓜尔胶                  0.55

阳离子改性单宁(40％)                    1.62

去离子水                                262.78

硫酸铵                                  129.98

Versenex 80                             0.50

Wako V-50(5.0％)                        1.25

                                        570.00

                最终的活性物质含量为19.3％

成品是本体粘度为708厘泊的均匀分散液。活性聚合物在去离子水 中的0.5％溶液的Brookfield粘度为80.5厘泊。

实施例11：20/40/40 AETAC/AM/DMAM水分散液

                                       克数

AETAC(80％)                            50.04

丙烯酰胺(53％)                         55.25

N，N-二甲基丙烯酰胺(99％)              41.20

Galactasol 80H2C瓜尔胶                 0.44

阳离子改性单宁(40％)                   4.13

去离子水                               269.19

硫酸铵                                 148.00

Versenex 80                            0.50

Wako V-50(5.0％)                       1.25

                                       570.00

               最终的活性物质含量为19.3％

成品是本体粘度为1024厘泊的均匀分散液。活性聚合物在去离子 水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为35厘泊。

实施例12：30/10/60 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                         克数

AETAC(80％)                              21.04

AEDBAC(80％)                             88.05

丙烯酰胺(53％)                           70.05

Galactasol 80H2C瓜尔胶                   0.55

阳离子改性单宁(40％)                     1.62

去离子水                                 256.96

硫酸铵                                   109.98

Versenex 80                              0.50

Wako V-50(5.0％)                         1.25

                                         550.00

                 最终的活性物质含量为22.6％

成品是本体粘度为820厘泊的均匀分散液。活性聚合物在去离子水 中的0.5％溶液的Brookfield粘度为42.0厘泊。

实施例13：15/5/80 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                      克数

AETAC(80％)                           12.59

AEDBAC(80％)                          52.16

丙烯酰胺(53％)                        110.38

Galactasol 80H2C瓜尔胶                0.55

单宁                                  0.28

去离子水                              262.29

硫酸铵                                140.00

Versenex 80                           0.50

Wako V-50(5.0％)                      1.25

                                      580.00

              最终的活性物质含量为19.0％

成品是本体粘度为884厘泊的均匀分散液。活性聚合物在去离子水 中的0.5％溶液的Brookfield粘度为69.5厘泊。

实施例14：20/40/40 AETAC/AM/DMAM水分散液

                                         克数

AETAC(80％)                              50.04

丙烯酰胺(53％)                           55.25

N，N-二甲基丙烯酰胺(99％)                41.20

Galactasol 80H2C瓜尔胶                   0.44

单宁                                     0.55

去离子水                                 272.77

硫酸铵                                   128.00

Versenex 80                              0.50

Wako V-50(5.0％)                         1.25

                                         550.00

                 最终的活性物质含量为20.0％

成品是本体粘度为750厘泊的均匀分散液。活性聚合物在去离子水 中的0.5％溶液的Brookfield粘度为21.0厘泊。

实施例15：30/10/60 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                         克数

AETAC(80％)                              18.64

AEDBAC(80％)                             77.85

丙烯酰胺(53％)                           61.92

Galactasol 80H2C瓜尔胶                   0.55

单宁                                     0.17

去离子水                                 299.12

硫酸铵                                   110.00

Versenex 80                              0.50

Wako V-50(5.0％)                         1.25

                                         570.00

                 最终的活性物质含量为19.3％

成品是本体粘度为84厘泊的均匀分散液。活性聚合物在去离子水 中的0.5％溶液的Brookfield粘度为44.0厘泊。

实施例16：30/10/60 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                            克数

丙烯酸二甲基氨基乙酯-甲基氯季盐(80％)       21.44

丙烯酸二甲基氨基乙酯-苄基氯季盐(80％)       89.53

丙烯酰胺(53％)                              71.21

Galactasol 80H2C瓜尔胶                      1.27

单宁(1％溶液)                               4.13

去离子水                                    296.75

硫酸铵                                      98.00

Versenex 80                                 0.50

Wako V-50(5.0％)                            0.50

                                            583.33

                最终的活性物质含量为21.7％

成品是本体粘度为808厘泊的光滑质感乳白色分散液。活性聚合物 在去离子水中的0.5％溶液的Brookfield粘度为85厘泊。 实施例17-20：30/10/60 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

类似于实施例16的配方和步骤，其结果示于下表：

           ％        ％           0.5％粘度    本体粘度

实施例#    固体      活性物质    (厘泊)        (厘泊)

17         37.5      22.0        102           1128

18         39.4      22.2        100           1160

19         39.4      22.2        89            1028

20         39.4      22.2        97            1176

对比例1：15/5/80 AEDBAC/AETAC/AM水分散液

                                          克数

AETAC(80％)                               7.64

AEDBAC(80％)                              31.90

丙烯酰胺(53％)                            67.67

去离子水                                  251.79

硫酸铵                                    110.00

Versenex 80                               0.50

Wako V-50(1.0％)                          0.50

                                          470.00

                  活性物质的含量为14.4％

在分散介质中没有碳水化合物的情况下，所沉淀的聚合物颗粒在聚 合反应过程中发生结块。该体系在恒定搅拌下可保持液态，但在停止搅 拌之后迅速发生分离。在中断混合1小时内，整个体系分离成两相，形 成透明的盐水层和聚合物凝胶。

对比例2：30/10/60 AEDBAC/AETAC/AM水分散液(2194-43)

                                         克数

AETAC(80％)                              12.71

AEDBAC(80％)                             52.81

丙烯酰胺(53％)                           42.22

去离子水                                 301.26

硫酸铵                                   110.00

Versenex 80                              0.50

Wako V-50(1.0％)                         0.50

                                         510.00

                  活性物质的含量为14.7％

在没有碳水化合物的情况下，所沉淀的聚合物颗粒在聚合反应过程 中发生结块。该体系在恒定搅拌下可保持液态，但一旦停止搅拌就迅速 发生分离。在中断混合1小时内，整个体系分离成两相：透明的盐水层 和固态聚合物凝胶。

对比例3：20/40/38/2 AETAC/AM/DMAM/t-BAM水分散液

                                         克数

AETAC(80％)                              30.43

丙烯酰胺(53％)                           33.72

N，N-二甲基丙烯酰胺(99％)                23.89

N-叔丁基丙烯酰胺(99％)                   1.62

去离子水                                 254.34

硫酸铵                                   115.00

Versenex 80                              0.50

Wako V-50(1.0％)                         0.50

                                         460.00 活性物质的含量为14.7％

在没有碳水化合物的情况下，所沉淀的聚合物颗粒在聚合反应过程 中发生结块。该体系在恒定搅拌下可保持液态，但停止搅拌后就迅速发 生分离。在中断混合1小时内，整个体系分离成两相，形成透明的盐水 层和固态聚合物凝胶。

从前述实施例中可以看出，通过在分散反应介质中使用至少一种碳 水化合物，可制成具有低本体粘度的高分子量聚合物的稳定水分散液。 活性聚合物的含量预期可达到最多30％，且同时保持稳定的、可倾倒的 分散液系。所有的分散聚合物都易于在水中进行备料，形成均匀的聚合 物溶液。

X.效果试验

通过进行Hydrite R粘土沉降试验，评估来自以上实施例的各种聚 合物样品。该试验可用于测量细粘土浆液在加入聚合物之后的沉降速率 增加值。这种试验长期用作一种筛选工具，以在对实际废水实验之前评 估水处理聚合物的性能。用于形成浆液的粘土(得自George Kaolin Co. 的Hydrite R)具有可引起粘土颗粒相互排斥且抗沉降的净阴离子表面电 荷。向浆液中添加阳离子聚合物可中和这种表面电荷，这样可降低颗粒 间的排斥作用。该聚合物还可用于将中和颗粒进行桥接，形成可加速粘 土沉降的较大聚集物或“絮凝物”。为了得到聚合物的相对性能，测量 粘土的沉降速率作为聚合物剂量的函数，然后与在没有任何聚合物的情 况(空白速率)下所观察到的沉降速率进行比较。 在各种活性聚合物剂量下的沉降速率(毫米/秒) 空白    0.048毫米/秒

                     聚合物剂量(ppm) 实施例№

         6           9            15         21 1            3.3         4.5          7.3        10.3 2            3.4         5.3          11.5       17.9 3            3.3         5.1          7.2        11.7 4            -           3.3          3.9        4.9 5            3.8         4.7          6.5        10.0 6            2.1         5.4          12.6       18.0 乳液聚合物A    -         3.2          4.4        4.7

                        聚合物剂量(ppm) 实施例№                       24       27     30       33       42 1                  11.8     -       17.3     -        - 2                  -        -       -        -        - 3                  13.7     15.4    -        -        - 4                  5.4      -       -        8.7      14.5 5                  12.2     -       17.0     -        - 6                  -        -       -        -        - 乳液聚合物A        6.5      -       -        9.6      14.6

乳液聚合物A是聚合物EM-145，一种购自SNF Floerger，Inc的 AETAC/AM共聚物。

粘土沉降试验的结果表明，在本发明分散聚合物的剂量非常低的情 况下，粘土的沉降速率也明显增加。在没有聚合物的情况下，粘土的沉 降速率非常慢。以活性物质计，使用本发明分散聚合物时的沉降速率的 增加值等于或超过常规乳液聚合物时的情形。

还可通过使用来自Southeastern U.S.化工厂的生物污泥，由改进布 氏漏斗试验来评估以上实施例的各种聚合物样品。用所需量的每种聚合 物配成一部分基质(200毫升)，然后混合15秒以形成絮凝物。将该调节 过的污泥排放到具有筛孔的布氏漏斗中以通过漏斗将游离水排出，然后 加入量筒。随着水的排出，在筛网上形成污泥饼。记录自由排水20秒 之后所收集到的滤液体积作为聚合物剂量的函数。结果如下： 在各种活性聚合物剂量(ppm)下，20秒之后所收集到的滤液

                         聚合物剂量(ppm) 实施例          125          150        175         200 1               -            -          -           74/(3) 2               -            -          -           86/(3) 3               72/(3)       100/(2)    114/(1)     112/(1) 4               -            -          86/(3)      96/(2) 5               68/(3)       95/(2)     108/(1)     106/(1)

                        聚合物剂量(ppm) 实施例        225       250        275       300       350 1             130/(1)   140/(1)    152/(1)   158/(1)   168/(1) 2             114/(1)   148/(1)    158/(1)   160/(1)   162/(1) 3             124/(1)   120/(1)    120/(1)   -         - 4             110/(1)   108/(1)    112/(1)   134/(1)   124/(1) 5             138/(1)   122/(1)    -         -         -

其中第一个数是滤液的立方厘米数，使用(1)-(5)评分体系来评估滤 液的透明度，(1)表示优异的滤液透明度，(5)表示非常差的透明度，而 且其中的空白值为135毫升(5)。

为了进一步说明本发明分散聚合物在水澄清和污泥脱水方面的效 果，在实验室中对取自不同工业和位置的几种废水样品进行试验。

对化工厂生物污泥中废水的自由排水试验：

20秒后收集到的滤液，毫升 聚合物剂量，ppm活性物质    聚合物B    实施例17    实施例18

        44                        30          30

        54             50

        63             86

        66                        64          66

        72                        104

        77                        96          88

        81             122

        82                        112         106

        88                        128         130

        90             128

        99                        142         146

        108            144

        110                       150         134

        126                       146

聚合物B为聚合物1154L，购自Betzdearborn Inc.的40％ AETAC/AM阳离子乳液聚合物。

使用来自次级澄清器的基质进行的澄清试验：

                    浊度(ntu) 剂量，ppm活性物质      聚合物B      实施例18     实施例19 22                                  60.2         50.6 27                     57.6         53.4         47.6 33                                  42.1         41 36                     38.2         38.5         37.4 38                                  29.7         43.9 40                     24.8 41                                  25 43                                  22.2         35.9

聚合物B为聚合物1154L，购自Betzdearborn Inc.的40％ AETAC/AM阳离子乳液聚合物。

           使用来自一级澄清器的基质进行的澄清试验：

           所有处理都包含300ppm的矾土

                      浊度(ntu) 剂量，ppm活性物质    聚合物B    聚合物C    实施例19 0.5                                        19.8 0.9                  15.2       15.5 1.1                                        13.8 1.6                                        15.3 1.8                  12.4       9.69 2.2                                        17.4 2.7                  12.8       9.29

聚合物B为聚合物1154L，购自Betzdearborn Inc.的40％ AETAC/AM阳离子乳液聚合物；聚合物C为聚合物2680，购自 Betzdearborn Inc.的40％AETAC/AM阳离子乳液聚合物。

在脱墨车间的污泥脱水： 在脱墨车间，评估本发明分散聚合物的污泥脱水应用。结果如下：

    剂量 聚合物(作为产物)                          自由排水

         ppm       #/T     毫升@5秒   毫升@10秒   毫升@15秒 实施例17     45        5.0     40         65          90

         55        6.5     50         75          105

         80        9.0     70         105         130

         85        9.5     90         130         150

         105       12.0    95         150         160

         130       14.8    130        155         160 聚合物D      53        6       20         32          38

         70        8       30         42          55

         88        10      30         50          70

         105       12      60         100         125

         123       14      70         115         135

         123       14      90         135         150 聚合物D为市售乳液聚合物。

布氏漏斗试验的结果表明，这些分散聚合物具有优异的脱水效果。 与未进行调节的污泥相比，滤液在分散聚合物存在下的透明度要好得 多，这表示捕捉固体物质的能力高。

因此，通过向含水污泥浆液中加入有效量的包含分散在盐水溶液中 的水溶性可盐水分散的聚合物的分散液，形成聚合物-污泥的含水复合 体，本发明的分散聚合物可用于污泥的脱水工艺中，其中所述分散液是 在包含至少一种碳水化合物、盐、聚合反应引发剂、水和可选的交联剂 的盐水溶液中，通过聚合烯属不饱和单体而得到的。然后，水可通过自 由排出、过滤、离心处理和/或类似处理，从聚合物-污泥复合体中分离 出来。

来自以上几种实施例的聚合物样品也可使用标准的Britt Jar试验来 评估其作为造纸助留剂的效果。制备出包含硬木/软木原料的70/30混合 物、以及分别包含20％重量和0.5％重量的沉淀碳酸钙和阳离子改性马 铃薯淀粉作为填料的合成碱性配料。评估是这样进行的：在存在或不存 在膨润土作为第二助留剂的情况下，用已知浓度的每种聚合物配成500 毫升的合成配料(浓度＝0.52％)。加入聚合物之后，在1200rpm下将处 理配料进行剪切作用达10秒。在加入膨润土的试验中，在加入粘土之 后再继续在1200rpm下剪切10秒。将从Britt Jar收集到的流出物进行酸 滴定，得到保留在纸幅中的碳酸钙的百分数。保留性能是相对于未调节 配料(空白)来进行评估的。结果如下：

                保留的沉淀碳酸钙的百分数 实施例№    1.0#/T活性聚合物           1.0#/T活性聚合物

                                   +2.0#/T膨润土 1           62.1％                     84.0％ 2           33.1％                     53.9％ 3           35.7％                     60.6％ 5           34.2％                     59.9％ 空白        20.8％                     -

这些结果表明，在本发明分散聚合物的存在下，填料的保留性能得 到提高。当该聚合物与膨润土结合使用作为微粒处理体系的一部分时， 可提高保留性能。

通过在合成碱性和酸性配料中分别使用动态Britt Jar和加拿大标准 游离度(CSF)测量设备，也可进行保留性能和排水性能的研究：

碱性配料：

10#/T淀粉+5#/T矾土+0.5#/T聚合物(基于活性物质)

聚合物№          细料保留百分数           CSF排水(秒)

空                20.27                    370

聚合物C           33.39                    430

实施例17          38.79                    430

实施例18          32.38                    420

实施例19          32                       410

聚合物C为聚合物2680，购自Betzdearborn Inc.的40％AETAC/AM 阳离子乳液聚合物。

酸性配料：

10#/T淀粉+0.5#/T聚合物(基于活性物质)

聚合物№           细料保留百分数          CSF排水(秒)

空白               29.16                   460

聚合物C            50.52                   560

实施例17           45.46                   540

实施例18           46.22                   560

实施例19           43.7                    550

聚合物C为聚合物2680，购自Betzdearborn Inc.的40％AETAC/AM 阳离子乳液聚合物。

因此，本发明提供了水溶性的可盐分散的聚合物、制备水溶性的可 盐分散的聚合物的方法、以及使用该聚合物的方法。

本发明聚合物和聚合物分散剂无需预合成具有苄基季化重复单元 的种子聚合物、或具有季铵烷基化物重复单元的分散剂聚合物。

尽管已根据本发明的特定实施方案对其进行了描述，但本领域熟练 技术人员显然可以看出本发明的其它形式和改进。一般认为，本发明的 所附权利要求包括所有在本发明的主旨和范围内的这些明显形式和改 进。