專(zhuān)利名稱(chēng)：油包水乳液組合物及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油包水乳液組合物。更具體地，本發(fā)明涉及用于制備氧化鋁的方法中的具有含硅聚合物的油包水乳液組合物。
背景技術(shù)：
鋁土礦是幾乎所有的生產(chǎn)的鋁化合物的基礎(chǔ)原料。在鋁化合物的生產(chǎn)過(guò)程中，可以通過(guò)Bayer方法、Sinter方法及它們的組合將鋁土礦精制為氫氧化鋁。根據(jù)它們的主要的礦物學(xué)成分，鋁土礦通常被分類(lèi)為三水鋁石型、軟水鋁石型和硬水鋁石型。鋁土礦的礦物學(xué)組成可能影響加工方法。在用于由鋁土礦制備氧化鋁的Bayer方法的過(guò)程中，使用苛性堿液即氫氧化鈉 (NaOH)在高溫和高壓下將鋁土礦石消化，以獲得包含留在混懸液中的不溶性雜質(zhì)的過(guò)飽和的鋁酸鈉溶液(通常被稱(chēng)為“過(guò)飽和的綠液”)。當(dāng)鋁土礦主要包含三水鋁石時(shí)，由鋁土礦提取氧化鋁可以在100-150° C的溫度范圍中進(jìn)行。然而，如果鋁土礦主要包含軟水鋁石或硬水鋁石，則氧化鋁的提取變得更為困難，要求高于200° C的溫度。此外，公知在軟水鋁石型或硬水鋁石型鋁土礦的消化期間添加石灰可以改善氧化鋁回收。Sinter方法是Bayer方法的替換方案或輔助方案，其通常用于處理高ニ氧化硅含量的鋁土礦。在Sinter方法中，在使用NaOH溶液浸取之前，將鋁土礦(或Bayer “赤泥”)在1200° C下與蘇打和/或石灰一起煅燒，這產(chǎn)生鋁酸鈉液體(通常也被稱(chēng)作“過(guò)飽和的綠液”)和不溶的“燒結(jié)泥”。在制備氧化鋁的過(guò)程中產(chǎn)生的不溶的殘?jiān)?即懸浮的固體)包括鐵氧化物、鋁硅酸鈉、鋁硅酸鈣、鈦酸鈣、ニ氧化鈦、硅酸鈣和其他物質(zhì)。鋁土礦礦物學(xué)和加工期間添加的化學(xué)添加劑對(duì)于存在的固體相具有作用。由接近沸點(diǎn)的過(guò)飽和的綠液分離懸浮的固體的方法被稱(chēng)為“澄清”。在澄清階段中，通常使用“集沙器”旋風(fēng)分離器除去較粗的固體顆粒。為了由液體分離較細(xì)小的固體顆粒，通常將漿料進(jìn)料至泥沉降器的中央井，在其中將其用絮凝劑組合物處理，所述絮凝劑組合物可以基于多種絮凝劑，包括淀粉、面粉、聚丙烯酸鹽聚合物、丙烯酸鹽/丙烯酰胺共聚物、和/或包含側(cè)鏈異羥肟酸或鹽基團(tuán)的水溶性聚合物。由于泥沉降，澄清的綠液自泥沉降釜頂部處的堰溢流并且進(jìn)入隨后的加工步驟中。此時(shí)，Sinter步驟通常要求另ー步驟，其中將脫硅添加劑例如石灰添加至綠液，以自綠液除去可溶性ニ氧化硅類(lèi)。用絮凝劑處理漿料，并將其進(jìn)料至脫硅沉降器以除去包括鋁硅酸鈉和鋁硅酸鈣的不溶性的脫硅產(chǎn)物。獲自絮凝步驟的被稱(chēng)為泥的沉降的固體自泥沉降器的底部釋出并通過(guò)逆流洗滌線路以回收鋁酸鈉和蘇打。根據(jù)鋁土礦中的硅酸鹽和含鈦氧化物的水平，赤泥和/或鋁酸鹽液可以包含鋁硅酸鈉、硅酸鈣、鋁硅酸鈣、鈦酸鈣和ニ氧化鈦。這些通常被稱(chēng)為脫硅產(chǎn)物(DSP)的不溶性物質(zhì)可以保持懸浮于赤泥和/或鋁酸鹽液中。在澄清步驟中，如果整個(gè)方法是有效的，則優(yōu)選地以相對(duì)快的速率將懸浮的固體分離。已經(jīng)提出以多種方法在制備氧化鋁的方法中將懸浮的固體自工藝物流中有效除去，所述方法包括但不限于使用聚丙烯酸鹽作為絮凝劑；在Bayer氧化鋁回收線路中使用聚丙烯酸鹽和淀粉的組合；在泥沉降器中使用聚丙烯酰胺；使用不同的絮凝劑組合物在Bayer氧化鋁回收線路中處理不同的階段；通過(guò)使Bayer工藝物流接觸異羥肟酸化的聚合物并與之混合自Bayer氧化鋁工藝物流中除去懸浮的固體；和使用異羥肟酸化的聚合物乳液與聚丙烯酸鹽乳液的共混物以自Bayer氧化鋁工藝物流中除去懸浮的固體。已公開(kāi)將含硅聚合物用于水的澄清。實(shí)例包括但不限于含硅氨基甲基磷酸鹽用于絮凝水中的懸浮的固體；二烯丙基二甲基鹵化銨和乙烯基三烷氧基硅烷的共聚物作為混凝劑，用于油性廢水的去乳化、無(wú)機(jī)漿液的脫水、和廢水的澄清中；和乙烯基三烷氧基硅烷作為交聯(lián)劑，用于修飾非離子型、陽(yáng)離子型和陰離子型水溶性聚合物的結(jié)構(gòu)和使用經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾的聚合物作為絮凝劑。含硅聚合物還被用于控制鋁硅酸鹽結(jié)垢。 US 2008/0257827描述了使用含硅聚合物的水溶液以改善Bayer方法中的赤泥絮凝。目前已發(fā)現(xiàn)自用于制備氧化鋁的方法特別是Bayer和/或Sinter工藝物流絮凝懸浮的固體特別是硅酸鈣、鋁硅酸鈣、鈦酸鈣和二氧化鈦顆?？梢酝ㄟ^(guò)將具有含硅聚合物的油包水乳液絮凝劑組合物單獨(dú)地或在常規(guī)的絮凝劑之后、之前或一起添加至并有效地混合至工藝物流中而實(shí)現(xiàn)。處理通常(但并非總是)在沉降泥的方法中的步驟前進(jìn)行，并且可以顯著地降低對(duì)于過(guò)濾的需要。由于懸浮的固體可能包含不期望的雜質(zhì)，因此通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)的懸浮的固體的減少還可能導(dǎo)致生成的氧化鋁產(chǎn)品的純度增加。已發(fā)現(xiàn)，可以制備包含具有高硅烷含量的聚合物的油包水乳液。與已知的溶液相比，該油包水乳液具有更低的凝固點(diǎn)，并且因此在較低的溫度下保持液體且可用。還發(fā)現(xiàn)，含硅聚合物的油包水乳液可以容易地以任何比例通過(guò)簡(jiǎn)單混合與陰離子聚合物(例如聚丙烯酸鹽和/或異羥肟酸化的聚丙烯酰胺)的乳液共混。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是制備油包水乳液組合物的方法，所述方法包括形成包含含硅聚合物的水溶液；將所述水溶液與表面活性劑和油互相混合，以形成包括所述含硅聚合物的油包水乳液組合物。本發(fā)明的另一個(gè)方面是包含含硅聚合物的油包水乳液組合物，即通過(guò)將包含所述含硅聚合物的水溶液與表面活性劑和油互相混合以得到油包水乳液組合物而制備的組合物。本發(fā)明的另一個(gè)方面是絮凝方法，包括將由如上所述的油包水乳液組合物提供的絮凝劑聚合物與制備氧化鋁的方法中的工藝物流互相混合，互相混合的絮凝劑組合物的量能夠有效地使其中懸浮的固體的至少一部分絮凝，其中所述懸浮的固體選自赤泥、鋁硅酸鈉、硅酸鈣、鋁硅酸鈣、鈦氧化物及其混合物。本發(fā)明的另一個(gè)方面是油包水乳液組合物，其包含具有至少8%的包括-Si (OR)3基團(tuán)的單體單元的含硅聚合物。以下更詳細(xì)地描述這些方面和其他方面。
具體實(shí)施例方式以下描述和實(shí)施例詳細(xì)地解釋說(shuō)明了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到存在被其范圍涵蓋的此發(fā)明的多種變體和修改。因此，此處的實(shí)施方案的描述不應(yīng)被認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍。已發(fā)現(xiàn)，多種含硅聚合物可用做用于制備氧化鋁的方法例如Bayer法和Sinter法的工藝物流中的懸浮的固體的絮凝劑。一個(gè)實(shí)施方案包括包含含硅聚合物的油包水組合物。油包水乳液(也被稱(chēng)為“轉(zhuǎn)相乳液”)在水相中包括陽(yáng)離子型、陰離子型或非離子型含硅聚合物、用于油相的烴油(以下稱(chēng)為“油”)和乳化劑(以下稱(chēng)為“表面活性劑”)。此處描述的油包水乳液為油連續(xù)的，并且包括溶于乳液的分散的含水顆粒中的含硅聚合物。通過(guò)剪切力、稀釋或其他表面活性劑(稱(chēng)為“轉(zhuǎn)相表面活性劑”)使聚合物自顆粒釋放，從而將轉(zhuǎn)相乳液“轉(zhuǎn)相”或活化以供使用。參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利第3，734，873號(hào)，其描述了轉(zhuǎn)相。 含硅聚合物通常被設(shè)計(jì)為在消化鋁土礦礦石的工藝中用于增強(qiáng)懸浮的固體的絮凝。含硅聚合物的實(shí)例包括具有與其連接的式(I)的側(cè)鏈硅烷基團(tuán)(例如含硅側(cè)鏈基團(tuán))的聚合物- Si (OR)3(I)其中各R獨(dú)立地為氫、C1J烷基、C2_2(l烯基、C6_12芳基、C7_2(l芳烷基、I族金屬離子、II族金屬離子、或NR’ 4+ ;其中各R’獨(dú)立地為H、C1^20烷基、C2_2(l烯基、C6_12芳基、和C7_2Q芳烷基；其中R和R’各自獨(dú)立地為未取代的或羥基取代的。R基團(tuán)的實(shí)例包括低級(jí)烷基基團(tuán)例如Cu烷基基團(tuán)和Cu烷基基團(tuán)；苯基、芐基、Na+、K+、和NH4'在一些實(shí)施方案中，-Si (OR)3基團(tuán)(即式I)為三甲氧基硅烷基團(tuán)(R=甲基)或三乙氧基硅烷基團(tuán)(R=乙基)。其他烷基基團(tuán)也可以被有利地用作式(I)中的R。此處使用的術(shù)語(yǔ)“烷基”是廣義的術(shù)語(yǔ)并且以其常規(guī)的意義使用，包括但不限于指包含一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)、或十個(gè)碳原子的直鏈的或支化的、非環(huán)的或環(huán)狀的、飽和的脂族烴，而術(shù)語(yǔ)“低級(jí)烷基”具有與烷基相同的含義，但包含一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、或六個(gè)碳原子。代表性的飽和的直鏈烷基基團(tuán)包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基等。飽和的支化的烷基基團(tuán)的實(shí)例包括異丙基、仲丁基、異丁基、叔丁基、異戊基等。代表性的飽和的環(huán)狀的烷基基團(tuán)包括環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、_012環(huán)丙基、-CH2環(huán)丁基、-CH2環(huán)戊基、-CH2環(huán)己基等。環(huán)狀的烷基基團(tuán)也可以被稱(chēng)為“同素環(huán)”并且包括二-同素環(huán)和多-同素環(huán)例如萘烷和金剛烷。不飽和的烷基基團(tuán)在相鄰的碳原子之間包含至少一個(gè)雙鍵或三鍵(分別被稱(chēng)為“烯基”或“炔基”)。代表性的直鏈的和支化的烯基基團(tuán)包括乙烯基、丙烯基、I-丁烯基、2-丁稀基、異丁稀基、I-戍稀基、2_戍稀基、3_甲基-I- 丁稀基、2_甲基-2- 丁稀基、2，3_ 二甲基-2- 丁烯基等。代表性的直鏈的和支化的炔基基團(tuán)包括乙炔基、丙炔基、I- 丁炔基、2- 丁炔基、I-戊炔基、2-戊炔基、3-甲基-I-丁炔基等。代表性的不飽和的環(huán)狀烷基基團(tuán)包括環(huán)戊基和環(huán)己基等。盡管未取代的烷基、烯基和炔基基團(tuán)通常是適合的，但也可以有利地使用取代的燒基、稀基和塊基基團(tuán)。
在某些實(shí)施方案中，R可以為芳基基團(tuán)或可以包括芳基基團(tuán)。此處使用的術(shù)語(yǔ)“芳基”是廣義的術(shù)語(yǔ)并且以其常規(guī)的意義使用，包括但不限于指芳族碳環(huán)部分例如苯基或萘基，以及芳烷基和烷基芳基部分。此處使用的術(shù)語(yǔ)“芳烷基”是廣義的術(shù)語(yǔ)并且以其常規(guī)的意義使用，包括但不限于指至少一個(gè)烷基氫原子被芳基部分替代的烷基例如芐基、-CH2 (I或2-萘基)、-(CH2)2苯基、-(CH2)3苯基、-01(苯基)2等。此處使用的術(shù)語(yǔ)“烷基芳基(或烷芳基)”是廣義的術(shù)語(yǔ)并且以其常規(guī)的意義使用，包括但不限于指至少一個(gè)芳基氫原子被烷基部分代替的芳基。特別優(yōu)選的芳基基團(tuán)包括C6_12芳基和C7_2(l芳烷基基團(tuán)。盡管未取代的烷基或芳基基團(tuán)通常是優(yōu)選的，但在某些實(shí)施方案中可以有利地使用取代的烷基或芳基基團(tuán)。此處使用的術(shù)語(yǔ)“取代的”是廣義的術(shù)語(yǔ)并且以其常規(guī)的意義使用，包括但不限于指其中至少一個(gè)氫原子被取代基代替的任何上述基團(tuán)(例如烷基、芳基)。在酮取代基(“-c(=0)_”)的情況中兩個(gè)氫原子被代替。當(dāng)被取代時(shí)，在優(yōu)選的實(shí)施方案的上下文中，“取代基”包括鹵素、羥基、氰基、硝基、磺酰胺、甲酰胺、羧基、醚、羰基、氨基、燒基氣基、_■燒基氣基、燒氧基、燒硫基、齒代燒基等?？蛇x地，R基團(tuán)的Iv或多 個(gè)碳原子可以被雜原子例如氮、氧或硫取代。在一個(gè)實(shí)施方案中，-Si (OR)3基團(tuán)以側(cè)鏈基團(tuán)的形式連接至含硅聚合物的主鏈。側(cè)鏈的-Si (OR)3基團(tuán)可以直接地結(jié)合至含硅聚合物的主鏈中的原子(例如碳原子)，或通過(guò)適合的連接基團(tuán)結(jié)合至聚合物的主鏈。連接基團(tuán)的實(shí)例包括完全飽和的直鏈C^6烷基鏈、以及具有醚鍵(例如烷氧基或聚(烷氧基)連接基團(tuán))的烷基鏈。其他連接基團(tuán)包括具有酰胺鍵和羥基取代基的烷基鏈，例如 - C (=0) (NH) CH2CH2CH2 --NHCH2CH0HCH20CH2CH2CH2 --NHC (=0) NHCH2CH2CH2 -在一個(gè)實(shí)施方案中，包括的-Si (OR)3基團(tuán)在聚合物主鏈和/或聚合物的任何適合的部分之上或與其連接(例如作為端基、在接枝的部分或側(cè)鏈上等)。在含硅聚合物的某些實(shí)施方案中，除-Si (OR)3基團(tuán)以外，還可以期望包括其他側(cè)鏈基團(tuán)。其他側(cè)鏈基團(tuán)的實(shí)例包括羧酸根基團(tuán)例如-C( = 0)0_或_C(=0)0H，酰胺基團(tuán)例如-C( = 0)NR’ R”，其中R’和R”各自獨(dú)立地可以為H、烷基或烯基、異羥肟酸化的基團(tuán)例如-C( = 0)ΝΗ0_、和胺基團(tuán)例如-nh2。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，也可以使用其他側(cè)鏈基團(tuán)。在一些實(shí)施方案中，含硅聚合物的主鏈包括取代的乙烯重復(fù)單元例如-[CH2C(Rx)H]-，其中Rx包含具有或不具有本文別處描述的連接基團(tuán)的-Si (OR)3基團(tuán)，或其他的側(cè)鏈取代基?？梢允褂脝我环N類(lèi)的連接基團(tuán)，或可以使用連接基團(tuán)的組合。在某些實(shí)施方案中，乙烯重復(fù)單元的其他氫原子可以被側(cè)鏈硅烷基團(tuán)或一些其他側(cè)鏈基團(tuán)取代。根據(jù)聚合物的種類(lèi)和應(yīng)用，含硅聚合物中的-Si (OR)3基團(tuán)的適合的量可以變化。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，含硅聚合物的單體單元的至少8%包括-Si (OR)3基團(tuán)。在其他實(shí)施方案中，含硅聚合物可以具有至少10%、12%、15%、或20%的具有-Si (OR)3基團(tuán)的單體單元。絮凝劑組合物中存在高含量的-Si (OR)3基團(tuán)可以增加絮凝劑組合物的絮凝益處。油包水乳液組合物通過(guò)以下方法制備形成包括含硅聚合物的水溶液并將所述水溶液與表面活性劑和油互相混合，由此形成包括含硅聚合物的油包水乳液。該油包水乳液為油連續(xù)的，且具有溶解于分散的水相中的含硅聚合物。包括含硅聚合物的水溶液可以以多種方式制備。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物主鏈通過(guò)溶液聚合合成且含硅基團(tuán)通過(guò)在溶液中的一系列反應(yīng)被引入。可選地，含硅聚合物可以在溶液中制備，其中將含硅單體用于提供聚合物結(jié)合含硅基團(tuán)。例如，在一些實(shí)施方案中，含硅聚合物可以通過(guò)包含式⑴的基團(tuán)- Si (OR)3的單體的聚合而制備，或通過(guò)這樣的單體與一種或多種共聚單體共聚合而制備。適合的單體包括但不限于乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃燒、稀丙基二乙氧基娃燒、丁稀基二乙氧基娃燒、Y _N_丙稀酸基酸氛基丙基二乙氧基娃燒、對(duì)-二乙氧基甲娃燒基苯乙稀、2_ (甲基_ 二甲氧基甲娃燒基)丙烯酸、2_(甲基二甲氧基甲娃燒基)-1，4- 丁二烯、N- 二乙氧基甲硅烷基丙基-馬來(lái)酰亞胺和馬來(lái)酸酐和其他不飽和的酸酐與包含-Si (OR)3基團(tuán)的氨基化合物的其他反應(yīng)產(chǎn)物。在聚合之前或之后，單體或生成的重復(fù)單元可以通過(guò)含水的堿水解。適合的共聚單體包括但不限于乙烯基醋酸酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸及其酯、丙烯酰胺
和取代的丙烯酰胺例如丙烯?；０被谆榛撬?。共聚物也可以為接枝共聚物例如聚丙烯酸-接枝(g)_聚(乙烯基三乙氧基硅烷)或聚(乙烯基醋酸酯-共-巴豆酸)_接枝-聚(乙烯基三乙氧基硅烷)。這些聚合物可以在多種溶劑例如丙酮、四氫呋喃、甲苯、二甲苯等中制備。在一些情況中，聚合物可溶于反應(yīng)溶劑中并且可以方便地通過(guò)汽提出溶劑而回收，或者，如果聚合物不溶于反應(yīng)溶劑中，則產(chǎn)物可以方便地通過(guò)過(guò)濾回收；然而，可以使用任何適合的回收方法。適合的抑制劑包括2，2’ -偶氮雙-(2，4-二甲基戊腈)和2，2-偶氮雙異丁腈、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化氫異丙苯等。在一些實(shí)施方案中，此處描述的含硅聚合物可以通過(guò)使包含-Si (OR)3基團(tuán)以及可以與現(xiàn)有聚合物的側(cè)鏈基團(tuán)或主鏈原子反應(yīng)的反應(yīng)性基團(tuán)的化合物反應(yīng)而制備。聚胺可以與多種包含一個(gè)或多個(gè)-Si (OR) 3基團(tuán)的化合物反應(yīng)，以得到可以用于優(yōu)選的實(shí)施方案中的聚合物。反應(yīng)性基團(tuán)可以為烷基鹵化物基團(tuán)例如氯丙基、溴乙基、氯甲基、溴十一烷基、或其他適合的基團(tuán)。包含一個(gè)或多個(gè)-Si (OR)3基團(tuán)的化合物可以包含環(huán)氧官能團(tuán)例如縮水甘油氧基丙基、1，2-環(huán)氧基戊基、I, 2-環(huán)氧基癸基、或3，4-環(huán)氧基環(huán)-己基乙基。反應(yīng)性基團(tuán)也可以為羥基基團(tuán)和鹵化物的組合例如3-氯-2-羥基丙基。反應(yīng)性部分也可以包含異氰酸酯基團(tuán)例如異氰酸基丙基或異氰酸基甲基，其與胺基團(tuán)反應(yīng)以形成脲鍵或與羥基基團(tuán)反應(yīng)以形成聚氨酯鍵。此外，可以使用包含酸酐基團(tuán)的硅烷例如三乙氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐?？梢浴凹兊?neat)”進(jìn)行反應(yīng)或在適合的溶劑中進(jìn)行反應(yīng)。此外，可以通過(guò)使聚合物上的其他氨基基團(tuán)或氮原子與烷基鹵化物、環(huán)氧化物或異氰酸酯反應(yīng)而添加其他官能基團(tuán)例如烷基基團(tuán)。聚胺可以通過(guò)多種方法制備。例如，它們可以通過(guò)氮雜環(huán)丙烷或相似化合物的開(kāi)環(huán)聚合而制備。它們也可以通過(guò)胺例如氨、甲基胺、二甲基胺、乙二胺等與反應(yīng)性化合物例如1，2- 二氯乙烷、表氯醇、表溴醇或相似化合物的縮合反應(yīng)而制備。包含酸酐基團(tuán)的聚合物可以與多種含硅化合物(例如包含一個(gè)或多個(gè)-Si(OR)3基團(tuán))反應(yīng)以制備此處描述的含硅聚合物的實(shí)施方案。適合的起始聚合物包括馬來(lái)酸酐均聚物、和馬來(lái)酸酐與單體例如苯乙烯、乙烯、甲基乙烯基醚等的共聚物。起始聚合物也可以為接枝共聚物例如聚(1，4-丁二烯)-接枝-馬來(lái)酸酐或聚乙烯-接枝-馬來(lái)酸酐等。其它適合的酸酐單體包括衣康酸酐和檸康酸酐。適合的反應(yīng)性硅烷化合物包括但不限于Y-氨基丙基二乙氧基娃燒、雙(Y _ 二乙氧基甲娃燒基丙基)胺、N-苯基-氛基丙基二乙氧基娃燒、對(duì)_氛基苯基二乙氧基娃燒、3-(間-氛基苯氧基丙基)-二甲氧基娃燒、Y -氛基丁基三乙氧基硅烷等。其他官能基團(tuán)可以通過(guò)使其與胺、醇、和其他化合物反應(yīng)而被添加至聚合物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，含硅聚合物包含重復(fù)單元，所述重復(fù)單元包含具有結(jié)構(gòu)-[C(R1)H-C(R2)H]-的第一重復(fù)單元和具有結(jié)構(gòu)—[C(R3)H-C(R4)H]-的第二重復(fù)單元，其中R1、R3和R4為_(kāi)C(=0)0R，且其中R2為-C( = 0)NH-R’ -Si(OR)3且其中R為I族或II族金屬離子，優(yōu)選地為Na或K，且R’為包含1-12個(gè)碳原子的亞烷基，更優(yōu)選地為包含2-6個(gè)碳原子的亞烷基，更優(yōu)選地為亞丙基。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一重復(fù)單元的量為至少約5%，優(yōu)選地為至少約8%，數(shù)目基于聚合物中的重復(fù)單元的總數(shù)。聚合物可以包含源自乙稀基單體例如苯乙稀、燒基乙稀基釀和N-乙稀基卩比略燒麗的其他重復(fù)單兀。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，含硅聚合物包含重復(fù)單元，所述重復(fù)單元包含具有結(jié)構(gòu)—[C(R1)H-C(R2)H]-的第一重復(fù)單元、具有結(jié)構(gòu)—[C(R3)H-C(R4)H]-的第二重復(fù)單 元和具有結(jié)構(gòu)-[C(R5)H-C(R6)H]-的第三重復(fù)單元，其中R1U和R5為_(kāi)C(=0)0R，其中R2為-〇(=0)順-1 ’^(( )3，其中礦為_(kāi)C(=0)NR”R”’且其中R為I族或II族金屬離子，優(yōu)選地為Na或K，且R’為包含1-12個(gè)碳原子的亞烷基，更優(yōu)選地為包含2_6個(gè)碳原子的亞燒基，更優(yōu)選地為亞丙基，且其中R”為氣或燒基或稀基基團(tuán)且R”’為燒基或稀基基團(tuán)，優(yōu)選地包含1-18個(gè)碳基團(tuán)。聚合物可以包含源自乙烯基單體例如苯乙烯、烷基乙烯基醚和N-乙烯基吡咯烷酮的其他重復(fù)單元。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一重復(fù)單元的量為至少約5%，優(yōu)選地為至少約8%，且第三重復(fù)單元的量為至少約10%，數(shù)目基于聚合物中的重復(fù)單元的總數(shù)。包含羥基基團(tuán)的聚合物可以與環(huán)氧基官能團(tuán)例如縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)。包含羥基基團(tuán)的聚合物的實(shí)例包括多糖例如淀粉和羥基乙基纖維素。在一個(gè)實(shí)施方案中，含硅聚合物包含重復(fù)單元，重復(fù)單元包含具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R1)H]-的第一重復(fù)單元和具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R2)H]-的第二重復(fù)單元，其中R1為-C(=0)(T 或-C (=0) NH2 或其組合，且其中 R2 為-C (=0) NHCH2CH2CH2CH2Si (CT) 3。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二重復(fù)單元的量為至少約8%，例如至少約10%，數(shù)目基于聚合物中的重復(fù)單元的總數(shù)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含硅聚合物包含重復(fù)單元，重復(fù)單元包括任選存在的0-50%的具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R1)H]-的第一重復(fù)單元，任選存在的0-90%的具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R2)H]-的第二重復(fù)單元，任選存在的0-60%的具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R3)H]-的第三重復(fù)單元，8-100%的具有結(jié)構(gòu)-[CH2C (R4) H]-的第四重復(fù)單元，和任選存在的0-30%的具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R5)H]-的第五重復(fù)單元，其中 R1 為 C(=0)NH2, R2 為 C(=0)0'R3 為 _C(=0)NH0_、R4為-NHCH2CH(OH) CH2OCH2CH2CH2Si (0_) 3，且R5為_(kāi)NH2。在一個(gè)實(shí)施方案中，含硅聚合物包含至多約50%數(shù)目的第一重復(fù)單元，至多約90%數(shù)目的第二重復(fù)單元，至多60%數(shù)目的第三重復(fù)單元，8-50%數(shù)目的第四重復(fù)單元，和至多30%數(shù)目的第五重復(fù)單元。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含硅聚合物包含重復(fù)單元，重復(fù)單元包括具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R1)H]-的第一重復(fù)單元，具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R2)H]-的第二重復(fù)單元，具有結(jié)構(gòu)[CH2C(R3)H]-的第三重復(fù)單元，具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R4)H]-的第四重復(fù)單元，和具有結(jié)構(gòu)-[CH2C(R5)H]-的第五重復(fù)單元，其中 R1 為 C(=0)NH2, R2 為-C(=0)O-, R3 為 _C(=0)NHO_，R4為-NHC (=0) NHCH2CH2CH2Si (0_)3,且R5為_(kāi)NH2。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一重復(fù)單元和第二重復(fù)單元一起占重復(fù)單元數(shù)目的約65%-約70%，第三重復(fù)單元占重復(fù)單元數(shù)目的約
20-約30%，且第四和第五重復(fù)單元一起為剩余的重復(fù)單元。另一個(gè)實(shí)施方案提供了包含結(jié)構(gòu)(I)的重復(fù)單元，任選存在的結(jié)構(gòu)(II)的重復(fù)單元，和結(jié)構(gòu)(III)的重復(fù)單元的聚合物
權(quán)利要求
1.制備油包水乳液組合物的方法，所述方法包括 形成包含含硅聚合物的水溶液；和 將所述水溶液與表面活性劑和油混合，以形成包含所述含硅聚合物的油包水乳液組合物。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述含硅聚合物包含-Si(OR)3基團(tuán)，其中R獨(dú)立地選自氧、Cu燒基、C2_2(l稀基、C6_12芳基、C7_2(l芳燒基、I族金屬尚子、II族金屬尚子、和NR’ 4+ ；其中R’獨(dú)立地選自氫、C1^20烷基、C2_2Q烯基、C6_12芳基、和C7_2Q芳烷基；且其中R和R’獨(dú)立地為未取代的或羥基取代的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中R獨(dú)立地選自Na+、K+、和NH4'
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述含硅聚合物選自含硅聚こ烯亞胺、こ烯基三こ氧基硅烷共聚物、丙烯酸和三こ氧基甲硅烷基丙基丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸和三こ氧基こ烯基硅烷的共聚物、含硅多糖、含硅苯こ烯/馬來(lái)酸酐共聚物、含硅馬來(lái)酸酐/烷基こ烯基醚共聚物、及其混合物。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述含硅聚合物的重均分子量為約1000或更大。
6.包含含硅聚合物的油包水乳液組合物，所述組合物通過(guò)將包含含硅聚合物的水溶液與表面活性劑和油互相混合來(lái)獲得油包水乳液組合物而制備。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述含硅聚合物包含-Si(OR)3基團(tuán)，其中R獨(dú)立地選自氫、C1^20烷基、C2_2(l烯基、C6_12芳基、C7_2(l芳烷基、I族金屬離子、II族金屬離子、和NR’ 4+ ;其中R’獨(dú)立地選自氫、Cu烷基、C2_2(l烯基、C6_12芳基、和C7_2(l芳烷基；且其中R和R’獨(dú)立地為未取代的或羥基取代的。
8.如權(quán)利要求7所述的組合物，其中R獨(dú)立地選自Na+、K+、和NH4'
9.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述含硅聚合物選自含硅聚こ烯亞胺、こ烯基三こ氧基硅烷共聚物、丙烯酸和三こ氧基甲硅烷基丙基丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸和三こ氧基こ烯基硅烷的共聚物、含硅多糖、含硅苯こ烯/馬來(lái)酸酐共聚物、含硅馬來(lái)酸酐/烷基こ烯基醚共聚物、及其混合物。
10.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述含硅聚合物的重均分子量為約1000或更大。
11.絮凝方法，所述方法包括 將由如權(quán)利要求6所述的油包水乳液組合物提供的聚合物絮凝劑與制備氧化鋁的方法中的エ藝物流互相混合，互相混合的絮凝劑聚合物的量能夠有效地使其中懸浮的固體的至少一部分絮凝，其中所述懸浮的固體選自赤泥、鋁硅酸鈉、硅酸鈣、鋁硅酸鈣、鈦氧化物及其混合物。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中以范圍為約0.Ippm-約500ppm的量將絮凝劑聚合物與エ藝物流互相混合。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述エ藝物流包括懸浮的赤泥。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其還包括將懸浮的赤泥的至少一部分絮凝。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述制備氧化鋁的方法是Bayer法。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述制備氧化鋁的方法是Sinter法。
17.油包水乳液組合物，其包含含硅聚合物，所述含硅聚合物的至少8%的單體單元包含- Si (OR)3基團(tuán)。
18.如權(quán)利要求17所述的組合物，其中所述R獨(dú)立地選自氫、Cu烷基、C2_20烯基、C6_12芳基、C7_2(l芳烷基、I族金屬離子、II族金屬離子、和NR’ 4+;其中1 ’獨(dú)立地選自氫、C1^烷基、C2_20烯基、C6_12芳基、和C7_2(l芳烷基；且其中R和R’為未取代的或羥基取代的。
19.如權(quán)利要求18所述的組合物，其中R獨(dú)立地選自Na+、K+、和NH4'
20.如權(quán)利要求17所述的組合物，其中所述含硅聚合物選自含硅聚こ烯亞胺、こ烯基三こ氧基硅烷共聚物、丙烯酸和三こ氧基甲硅烷基丙基丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸和三こ氧基こ烯基硅烷的共聚物、含硅多糖、含硅苯こ烯/馬來(lái)酸酐共聚物、含硅馬來(lái)酸酐/烷基こ烯基醚共聚物、及其混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了通過(guò)使制備氧化鋁的方法中的工藝物流與由油包水組合物提供的含硅聚合物接觸而降低所述工藝物流中的懸浮的固體含量。
文檔編號(hào)C01F7/06GK102869437SQ201180009227
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者豪恩-林(托尼)·陳, D·A·西維亞爾, M·J·戴維斯, M·盧埃林 申請(qǐng)人:塞特克技術(shù)公司