DE102022114638A1 - HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYMER DISPERSIONS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, auf Polymerdispersionen und deren Verwendung. Die Verfahren zur Herstellung der Polymerdispersion umfassen die Schritte des Bereitstellens einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, die ein polymeres Dispergiermittel und eine Monomerzusammensetzung umfasst, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, und des Unterziehens der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren, so dass die Polymerdispersion gebildet wird, wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion in einem bestimmten engen Bereich liegt. Diese Polymerdispersionen werden als Wasser-in-Wasser (w/w)-Polymerdispersionen bezeichnet.The invention relates to processes for producing a polymer dispersion, to polymer dispersions and their use. The methods for preparing the polymer dispersion include the steps of providing a reaction mixture in an aqueous medium comprising a polymeric dispersant and a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, and subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to form a dispersed polymer synthesize so that the polymer dispersion is formed, wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in a certain narrow range. These polymer dispersions are referred to as water-in-water (w/w) polymer dispersions.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, auf Polymerdispersionen und deren Verwendung. Die Verfahren zur Herstellung der Polymerdispersion umfassen die Schritte des Bereitstellens einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, die ein polymeres Dispergiermittel und eine Monomerzusammensetzung umfasst, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, und des Unterziehens der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren, so dass die Polymerdispersion gebildet wird, wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion in einem bestimmten engen Bereich liegt. Diese Polymerdispersionen werden als Wasser-in-Wasser (w/w)-Polymerdispersionen bezeichnet.The invention relates to processes for producing a polymer dispersion, to polymer dispersions and their use. The methods for preparing the polymer dispersion include the steps of providing a reaction mixture in an aqueous medium comprising a polymeric dispersant and a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, and subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to form a dispersed polymer synthesize so that the polymer dispersion is formed, wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in a certain narrow range. These polymer dispersions are referred to as water-in-water (w/w) polymer dispersions.
Die Wasser-in-Wasser-Polymerdispersionen eignen sich als Flockungsmittel, Entwässerungshilfsmittel und Retentionshilfsmittel bei der Papierherstellung sowie in anderen technischen Bereichen. Zur Herstellung von Papier wird zunächst eine wässrige Aufschlämmung von Zellulosefasern hergestellt, die einen Wassergehalt von mehr als 95 Gew.-% aufweist. Das fertige Papierblatt hat einen Wassergehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent. Die Entwässerung (Drainage) und Retention sind entscheidende Schritte bei der Papierherstellung und wichtig für einen effizienten Papierherstellungsprozess. Leistungsstarke w/w-Polymerdispersionen sind ein Schlüsselfaktor im Papierherstellungsprozess.The water-in-water polymer dispersions are suitable as flocculants, drainage aids and retention aids in paper production and in other technical areas. To produce paper, an aqueous slurry of cellulose fibers is first produced that has a water content of more than 95% by weight. The finished paper sheet has a water content of less than 5 percent by weight. Drainage and retention are crucial steps in papermaking and are important for an efficient papermaking process. High-performance w/w polymer dispersions are a key factor in the papermaking process.
Ein bekanntes Flockungsmittel ist eine w/w-Polymerdispersion, die durch Copolymerisation ethylenisch ungesättigter Monomere in einem wässrigen System hergestellt wird, das ein polymeres Dispergiermittel enthält, wodurch eine Dispersion entsteht, die das polymere Dispergiermittel und das synthetisierte Copolymer enthält. Die
Diese Umstände machen die Herstellung der w/w-Polymerdispersionen zu einem Multiparametersystem. Die Art der ethylenisch ungesättigten Monomere, ihr Verhältnis und die Art des Polymerdispersionsmittels sind nur einige wenige Parameter, die die Eigenschaften der w/w-Polymerdispersion beeinflussen. Eine Verbesserung der Eigenschaften des Endprodukts der w/w-Polymerdispersion war Gegenstand zahlreicher Versuche in Forschung und Entwicklung.These circumstances make the production of the w/w polymer dispersions a multi-parameter system. The type of ethylenically unsaturated monomers, their ratio and the type of polymer dispersant are just a few parameters that influence the properties of the w/w polymer dispersion. Improving the properties of the end product of the w/w polymer dispersion has been the subject of numerous research and development attempts.
Neben den Eigenschaften des Endprodukts der W/W-Polymerdispersion wurden auch Probleme im Zusammenhang mit dem Herstellungsprozess selbst festgestellt. Es wurde beobachtet, dass einige Chargen während des Herstellungsprozesses Instabilitäten aufwiesen. Einige Dispersionen beginnen während des Herstellungsprozesses zu gelieren. Außerdem zeigen einige der Produkte einige Zeit nach Abschluss des Herstellungsprozesses Instabilitäten. Solche Instabilitäten werden z. B. durch wechselnde Temperaturen bei der Auslieferung an den Kunden unterstützt.In addition to the properties of the final product of the W/W polymer dispersion, problems related to the manufacturing process itself were also identified. It was observed that some batches exhibited instabilities during the manufacturing process. Some dispersions begin to gel during the manufacturing process. In addition, some of the products show instabilities some time after the manufacturing process has been completed. Such instabilities are e.g. B. supported by changing temperatures during delivery to the customer.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von w/w-Polymerdispersionen bereitzustellen, das einen hohen Stabilitätsgrad während des Herstellungsprozesses und eine hohe Lagerfähigkeit unter ungünstigen Bedingungen, wie z. B. wechselnden Temperaturen, gewährleistet. Insbesondere bezieht sich der Stabilitätsgrad auf das Verhältnis von Chargen mit unzureichender Stabilität zu Chargen mit ausreichender Stabilität, wobei dieses Verhältnis gleich Null sein sollte. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, diese Nachteile zu beheben.The object underlying the invention is to provide a process for producing w/w polymer dispersions which has a high degree of stability during the manufacturing process and a high storage life under unfavorable conditions, such as. B. changing temperatures. In particular, the degree of stability refers to the ratio of batches with insufficient stability to batches with sufficient stability, which ratio should be equal to zero. The object underlying the invention is to eliminate these disadvantages.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme werden durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Somit betrifft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, umfassend die Schritte
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispergiermittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nichtionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
Das Verfahren umfasst die Bereitstellung einer Reaktionsmischung, die die zu copolymerisierenden Monomere und ein polymeres Dispersionsmittel enthält. Die Monomere werden in Anwesenheit des polymeren Dispergiermittels in einem wässrigen Medium polymerisiert. Eine Polymerdispersion, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird, kann nach dem Stand der Technik nicht dadurch erhalten werden, dass die Monomerzusammensetzung einer Copolymerisation unterzogen wird, woraufhin nach der Copolymerisation das polymere Dispergiermittel zugegeben wird. Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der Polymerdispersion einzigartige Eigenschaften verliehen, wobei die Polymerdispersion das Endprodukt darstellt, das das aus den radikalisch polymerisierbaren Monomeren erhaltene Copolymer zusammen mit dem polymeren Dispergiermittel umfasst.The process includes providing a reaction mixture containing the monomers to be copolymerized and a polymeric dispersant. The monomers are polymerized in an aqueous medium in the presence of the polymeric dispersant. According to the prior art, a polymer dispersion obtained by the process according to the invention cannot be obtained by subjecting the monomer composition to copolymerization and then adding the polymeric dispersant after the copolymerization. By using the process according to the invention, the polymer dispersion is given unique properties, the polymer dispersion representing the end product which comprises the copolymer obtained from the free-radically polymerizable monomers together with the polymeric dispersant.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zum dispergierten Polymer in der Polymerdispersion, also im Endprodukt, eine wichtige Rolle für die Stabilität der Reaktionsmischung während der Polymerisation spielt. Insbesondere wurde überraschenderweise festgestellt, dass der oben angegebene enge Bereich die Stabilität der Reaktionsmischung während der Polymerisation und die Stabilität des Endprodukts verbessert, so dass die Haltbarkeit erhöht wird, wenn das Endprodukt ungünstigen Umständen wie z. B. wechselnden Temperaturen ausgesetzt ist. It was surprisingly found that the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion, i.e. in the end product, plays an important role in the stability of the reaction mixture during polymerization. In particular, it has surprisingly been found that the above-mentioned narrow range improves the stability of the reaction mixture during polymerization and the stability of the final product, so that the shelf life is increased when the final product is exposed to unfavorable circumstances such as. B. is exposed to changing temperatures.
Obwohl das Verhältnis im Endprodukt bestimmt wird, ist die Art und Weise der Gewinnung des Endprodukts im Hinblick auf die oben beschriebene Stabilität von Vorteil. Der Fachmann weiß, dass das genannte Verhältnis im Endprodukt unter anderem dadurch erreicht wird, dass die Menge des polymeren Dispersionsmittels an die Menge des Copolymers angepasst wird, die im Endprodukt vorhanden sein soll. Die Art und Weise der Einstellung dieses Verhältnisses wird in den nachstehenden Beispielen exemplarisch dargestellt. Das Verhältnis Dispergiermittel zu dispergierter Phase wird so eingestellt, dass die resultierende wässrige Dispersion eine niedrige Viskosität und gute Stabilität aufweist. Darüber hinaus ist das Verhältnis auch für die Polymerisation selbst sehr wichtig. Wenn das Verhältnis von Dispergiermittel und dispergierter Phase nicht zueinander passt, wird das Drehmoment während der Reaktion extrem hoch und erreicht ein solches Ausmaß, dass die Polymerisation abgebrochen werden muss.Although the ratio is determined in the final product, the manner in which the final product is obtained is advantageous in terms of the stability described above. The person skilled in the art knows that the said ratio in the end product is achieved, among other things, by adapting the amount of polymeric dispersant to the amount of copolymer that should be present in the end product. The way in which this ratio is set is exemplified in the examples below. The ratio of dispersant to dispersed phase is adjusted so that the resulting aqueous dispersion has a low viscosity and good stability. In addition, the ratio is also very important for the polymerization itself. If the ratio of dispersant and dispersed phase does not match, the torque during the reaction becomes extremely high and reaches such an extent that the polymerization has to be stopped.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass Schritt B durch Rühren unter Messung der Viskosität durchgeführt wird. Alternativ ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass Schritt B durch Rühren durchgeführt wird und die Viskosität während der Polymerisation 1.800 mPas bis 4.000 mPas, vorzugsweise 2.000 mPas bis 3.600 mPas, noch bevorzugter 2.200 mPas bis 3.400 mPas beträgt, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter mit Spindel 4 bei 20°C und einer Winkelgeschwindigkeit von 10 U/min.In a preferred embodiment, the method is characterized in that step B is carried out by stirring while measuring the viscosity. Alternatively, the process is characterized in that step B is carried out by stirring and the viscosity during the polymerization is 1,800 mPas to 4,000 mPas, preferably 2,000 mPas to 3,600 mPas, more preferably 2,200 mPas to 3,400 mPas, measured with a Brookfield viscometer with spindle 4 at 20°C and an angular velocity of 10 rpm.
Es ist dem Fachmann bekannt, dass sich die Produktviskosität von der Viskosität des Reaktionsgemisches während des Herstellungsverfahrens unterscheidet. Aus diesem Umstand ergibt sich das Problem, dass die Viskosität auf einen solchen Wert ansteigen kann, dass die Reaktion abgebrochen werden muss. Wenn die Viskosität während des Herstellungsverfahrens auf einen bestimmten Wert ansteigt, wird die Vermischung unterbrochen. Wird das Verfahren so durchgeführt, dass das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zum dispergierten Polymer in der Polymerdispersion im engen erfindungsgemäßen Bereich liegt, ist eine sichere Durchführung des Verfahrens gewährleistet.It is known to those skilled in the art that the product viscosity differs from the viscosity of the reaction mixture during the manufacturing process. This circumstance creates the problem that the viscosity can increase to such a value that the reaction has to be stopped. If the viscosity increases to a certain value during the manufacturing process, mixing is stopped. If the process is carried out in such a way that the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is within the narrow range according to the invention, safe implementation of the process is ensured.
Durch Rühren werden die Komponenten gut in der Reaktionsmischung verteilt. Wenn die Viskosität überwacht wird, kann der Grad der Stabilität beobachtet werden. Liegt die Viskosität außerhalb der oben genannten Bereiche, insbesondere wenn die Viskosität höher ist, wird ein Gelieren beobachtet, was zu einem Endprodukt führt, das nicht die erforderlichen Eigenschaften als Flockungsmittel aufweist.The components are well distributed in the reaction mixture by stirring. When viscosity is monitored, the degree of stability can be observed. If the viscosity is outside the above ranges, especially if the viscosity is higher, gelling will be observed, resulting in a final product that does not have the required flocculant properties.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass Schritt B durch Rühren unter Messung des Drehmoments eines motorgetriebenen Rührwerks durchgeführt wird. Alternativ ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass Schritt B durch Rühren durchgeführt wird und das Drehmoment eines motorgetriebenen Rührwerks unter 65 N/cm gehalten wird. Wenn das Drehmoment 65 N/cm oder mehr beträgt, wird eine Gelbildung beobachtet, die zu einem Endprodukt führt, das nicht die erforderlichen Eigenschaften als Flockungsmittel aufweist.In a further preferred embodiment, the method is characterized in that step B is carried out by stirring while measuring the torque of a motor-driven agitator. Alternatively, the method is characterized in that step B is carried out by stirring and the torque of a motor-driven agitator is kept below 65 N/cm. If the torque ment is 65 N/cm or more, gel formation is observed, resulting in a final product that does not have the required flocculant properties.
In einem bevorzugten Verfahren umfasst die Monomerzusammensetzung die radikalisch polymerisierbaren Monomere, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe besteht:
- i. ein nichtionisches Monomer der Formel (I)
- , wobei
- R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet;
- R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1-C5-Alkyl oder C1-C5-Hydroxyalkyl sind,
- ii. ein kationisches Monomer der Formel (II)
- , wobei
- R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet;
- Z1O, NH oder NR4 ist, wobei R4 C1-C4-Alkyl, vorzugsweise Methyl, bedeutet, und
- Y eine der folgenden Bedeutungen hat
- , wobei
- Y0 und Y1 eine C1-C6-Alkylengruppe sind, gegebenenfalls substituiert mit einer oder mehreren Hydroxygruppen, vorzugsweise Ethylen oder Propylen, gegebenenfalls substituiert mit einer Hydroxygruppe;
- Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 unabhängig voneinander jeweils C1-C6-Alkyl, vorzugsweise Methyl, bedeuten; und
- Z- ein Gegenion ist, vorzugsweise ein Halogen, Pseudohalogen, Acetat oder SO4CH3 -; und iii. ein amphiphiles Monomer der Formeln (III) oder (IV)
- , wobei
- Z1O, NH, NR4 ist, wobei R4 C1-C4-Alkyl, vorzugsweise Methyl, bedeutet,
- R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet,
- R8 eine C1-C6-Alkylengruppe ist, vorzugsweise Ethylen oder Propylen,
- R5 und R6 unabhängig voneinander jeweils C1-C6-Alkyl sind, vorzugsweise Methyl,
- R7 ein C8-C32-Alkyl ist, gegebenenfalls substituiert mit einer oder mehreren Hydroxygruppen, vorzugsweise C12-C20-Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer Hydroxygruppe, und
- Z- ein Gegenion ist, vorzugsweise ein Halogen, Pseudohalogen, Acetat oder SO4CH3 -; oder
- ist, wobei
- Z1O, NH, NR4 ist, wobei R4 C1-C4-Alkyl, vorzugsweise Methyl bedeutet,
- R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet,
- R10 Wasserstoff, C8-C32-Alkyl, C8-C32-Aryl und/oder C8-C32-Aralkyl, vorzugsweise C12-C20-Alkyl bedeutet,
- R9 eine C1-C6-Alkylengruppe ist, vorzugsweise eine Ethylengruppe oder Propylengruppe, und n eine ganze Zahl zwischen 1
und 50, vorzugsweise zwischen 2und 30, besonders bevorzugt zwischen 3 und 15, besonders bevorzugt zwischen 4 und 8 ist.
- i. a nonionic monomer of the formula (I)
- , where
- R 1 represents hydrogen or methyl;
- R 2 and R 3 are independently hydrogen, C 1 -C 5 alkyl or C 1 -C 5 hydroxyalkyl,
- ii. a cationic monomer of the formula (II)
- , where
- R 1 represents hydrogen or methyl;
- Z 1 is O, NH or NR 4 , where R 4 is C 1 -C 4 alkyl, preferably methyl, and
- Y has one of the following meanings
- , where
- Y 0 and Y 1 are a C 1 -C 6 alkylene group, optionally substituted with one or more hydroxy groups, preferably ethylene or propylene, optionally substituted with a hydroxy group;
- Y 2 , Y 3 , Y 5 , Y 6 , Y 7 each independently represent C 1 -C 6 alkyl, preferably methyl; and
- Z - is a counterion, preferably a halogen, pseudohalogen, acetate or SO 4 CH 3 - ; and iii. an amphiphilic monomer of the formulas (III) or (IV)
- , where
- Z 1 is O, NH, NR 4 , where R 4 is C 1 -C 4 alkyl, preferably methyl,
- R 1 means hydrogen or methyl,
- R 8 is a C 1 -C 6 alkylene group, preferably ethylene or propylene,
- R 5 and R 6 are each independently C1-C6 alkyl, preferably methyl,
- R 7 is a C 8 -C 32 alkyl, optionally substituted with one or more hydroxy groups, preferably C 12 -C 20 alkyl, optionally substituted with a hydroxy group, and
- Z - is a counterion, preferably a halogen, pseudohalogen, acetate or SO 4 CH 3 - ; or
- is, where
- Z 1 is O, NH, NR 4 , where R 4 is C 1 -C 4 alkyl, preferably methyl,
- R 1 means hydrogen or methyl,
- R 10 is hydrogen, C 8 -C 32 alkyl, C 8 -C 32 aryl and/or C 8 -C 32 aralkyl, preferably C 12 -C 20 alkyl,
- R 9 is a C 1 -C 6 alkylene group, preferably an ethylene group or propylene group, and n is an integer between 1 and 50, preferably between 2 and 30, particularly preferably between 3 and 15, particularly preferably between 4 and 8.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein kationisches Monomer ein Monomer, das permanent eine positive Ladung trägt, oder das Monomer trägt eine positive Ladung durch Protonierung.In the context of the present invention, a cationic monomer is a monomer that permanently carries a positive charge, or the monomer carries a positive charge through protonation.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden ein oder mehrere der oben unter i. bis iii. genannten Monomere als Monomere in der zu polymerisierenden Monomerzusammensetzung verwendet. Bevorzugt wird ein Copolymer polymerisiert, d.h. es werden zwei der oben unter i. bis iii. genannten Monomere für die zu polymerisierende Monomerzusammensetzung bereitgestellt. Es ist bevorzugt, dass für die zu copolymerisierende Monomerzusammensetzung ein Monomer aus Punkt i. und ein Monomer aus Punkt ii. bereitgestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die radikalisch polymerisierbaren Monomere ein radikalisch polymerisierbares nicht-ionisches Monomer gemäß der allgemeinen Formel (I); und ein radikalisch polymerisierbares kationisches Monomer gemäß der allgemeinen Formel (II). Diese Monomere sind für die Lösung der oben genannten Probleme von Vorteil.According to a preferred embodiment, one or more of the above under i. to iii. mentioned monomers are used as monomers in the monomer composition to be polymerized. A copolymer is preferably polymerized, i.e. two of the above under i. to iii. mentioned monomers are provided for the monomer composition to be polymerized. It is preferred that the monomer composition to be copolymerized is a monomer from point i. and a monomer from point ii. to be provided. In a preferred embodiment, the radically polymerizable monomers comprise a radically polymerizable nonionic monomer according to the general formula (I); and a radically polymerizable cationic monomer according to the general formula (II). These monomers are beneficial for solving the above-mentioned problems.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Monomerzusammensetzung, die die radikalisch polymerisierbaren Monomere umfasst, mindestens das nicht-ionische Monomer der Formel (I), das aus denjenigen ausgewählt ist, in denen R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet und R2 und R3 beide Wasserstoff, Wasserstoff und C1-C3-Alkyl, Wasserstoff und Hydroxyethyl oder beide C1-C3-Alkyl sind, und/oder das kationische Monomer der Formel (II) umfasst, das aus denjenigen ausgewählt ist, in denen R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet und Z1 O, NH oder NR4 ist, wobei R4 Methyl bedeutet, Y1 C2-C6-Alkylen, vorzugsweise Ethylen oder Propylen ist, Y5, Y6 und Y7 alle Methyl sind und Z- ein Halogen ist.In a preferred embodiment, the process is characterized in that the monomer composition comprising the free-radically polymerizable monomers comprises at least the nonionic monomer of formula (I) selected from those in which R 1 is hydrogen or methyl and R 2 and R 3 are both hydrogen, hydrogen and C 1 -C 3 alkyl, hydrogen and hydroxyethyl or both C 1 -C 3 alkyl, and/or comprises the cationic monomer of formula (II) selected from those in in which R 1 is hydrogen or methyl and Z 1 is O, NH or NR 4 , where R 4 is methyl, Y 1 is C 2 -C 6 alkylene, preferably ethylene or propylene, Y 5 , Y 6 and Y 7 are all methyl are and Z - is a halogen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die radikalisch polymerisierbaren Monomere ein radikalisch polymerisierbares nichtionisches Monomer gemäß der allgemeinen Formel (I), das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (Meth)acrylamid, N-Methyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N,N-Diethyl(meth)acrylamid, N-Methyl-N-ethyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid und N-Hydroxyethyl(meth)acrylamid.In a preferred embodiment, the radically polymerizable monomers comprise a radically polymerizable nonionic monomer according to the general formula (I), which is selected from the group consisting of (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth )acrylamide, N-ethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N-methyl-N-ethyl(meth)acrylamide, N-isopropyl(meth)acrylamide and N-hydroxyethyl(meth)acrylamide.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die radikalisch polymerisierbaren Monomere ein radikalisch polymerisierbares kationisches Monomer gemäß der allgemeinen Formel (II), das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Trimethylammonium-C2-C6-alkyl(meth)acrylathalogeniden und Trimethylammonium-C2-C6-alkyl(meth)acrylamidhalogeniden besteht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Monomerzusammensetzung ein radikalisch polymerisierbares Monomer, bei dem es sich um (Meth)acrylamid handelt, zusammen mit einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das aus Trimethylammonium-C2-C6-alkyl(meth)acrylathalogeniden ausgewählt ist, wobei es sich insbesondere um ein Acryloyloxyethyltrimethylammoniumhalogenid handelt.In a further preferred embodiment, the radically polymerizable monomers comprise a radically polymerizable cationic monomer according to the general formula (II), which is selected from the group consisting of trimethylammonium C 2 -C 6 alkyl (meth) acrylate halides and trimethy lambmonium C 2 -C 6 alkyl (meth) acrylamide halides. In a particularly preferred embodiment, the monomer composition comprises a radically polymerizable monomer which is (meth)acrylamide, together with a radically polymerizable monomer selected from trimethylammonium C 2 -C 6 alkyl (meth)acrylate halides, wherein it is in particular an acryloyloxyethyltrimethylammonium halide.
Die Wahl der Comonomere, die bei der Copolymerisation verwendet werden, kann einen Einfluss auf das perfekte Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zum dispergierten Polymer in der Polymerdispersion haben. Die bevorzugten Comonomere, die bei der Polymerisation verwendet werden, führen zusammen mit dem bevorzugten Verhältnis zu günstigen Stabilitätseigenschaften während und nach der Reaktion.The choice of comonomers used in copolymerization can have an impact on the perfect ratio of polymeric dispersant to dispersed polymer in the polymer dispersion. The preferred comonomers used in the polymerization, together with the preferred ratio, result in favorable stability properties during and after the reaction.
Optional kann die Monomerzusammensetzung ferner einen Vernetzer, vorzugsweise einen ethylenisch ungesättigten Vernetzer, und/oder ein hydrophobes Monomer, vorzugsweise einen hydrophoben (Meth)acrylsäure-C4-18-alkylester, und/oder ein ethylenisch ungesättigtes Monomer enthalten.Optionally, the monomer composition may further contain a crosslinker, preferably an ethylenically unsaturated crosslinker, and/or a hydrophobic monomer, preferably a hydrophobic (meth)acrylic acid C 4 -18 alkyl ester, and/or an ethylenically unsaturated monomer.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus dem nicht-ionischen Monomer der Formel (I) und/oder dem kationischen Monomer der Formel (II) ausgewählt sind, wobei die Menge der radikalisch polymerisierbaren Monomere, die aus dem nicht-ionischen Monomer der Formel (I) und/oder dem kationischen Monomer der Formel (II) ausgewählt sind, zwischen 80 und weniger als 100 Gew.-% liegt, bevorzugt 85 und 99 Gew.-%, am meisten bevorzugt 90 und 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der radikalisch polymerisierbaren Monomere, wobei der Rest aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus jedem anderen ethylenisch polymerisierbaren Monomer, einem Monomer der Formel (III), einem Monomer der Formel (IV) und einem bifunktionellen ethylenisch polymerisierbaren Monomer besteht.In a preferred embodiment, the process is characterized in that the radically polymerizable monomers are selected from the non-ionic monomer of the formula (I) and/or the cationic monomer of the formula (II), the amount of the radically polymerizable monomers being selected from the non-ionic monomer of the formula (I) and/or the cationic monomer of the formula (II) are selected, is between 80 and less than 100% by weight, preferably 85 and 99% by weight, most preferably 90 and 95% by weight, based on the total amount of radically polymerizable monomers, the remainder being selected from the group consisting of any other ethylenically polymerizable monomer, a monomer of formula (III), a monomer of formula (IV) and a bifunctional ethylenically polymerizable monomer.
Dabei muss die Summe der Werte in Gew.-% nicht 100 Gew.-% betragen, da in der Monomerzusammensetzung, d.h. im Reaktionsgemisch, weitere ethylenisch ungesättigte Monomere (e) enthalten sein können, die bei der Bestimmung der Gesamtmenge an Monomeren berücksichtigt werden müssen. Vorzugsweise besteht die Monomerzusammensetzung jedoch aus den Monomeren (a) und (b), so dass die Summe der beiden Werte in Gew.-% 100 Gew.-% beträgt, d.h. keine weiteren Monomere vorhanden sind.The sum of the values in% by weight does not have to be 100% by weight, since the monomer composition, i.e. in the reaction mixture, may contain further ethylenically unsaturated monomers (e), which must be taken into account when determining the total amount of monomers . However, the monomer composition preferably consists of the monomers (a) and (b), so that the sum of the two values in% by weight is 100% by weight, i.e. no further monomers are present.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Monomerzusammensetzung
- (a)
mindestens 5 Gew.-%,vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% eines radikalisch polymerisierbaren nichtionischen Monomers der allgemeinen Formel (I); - (b)
mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, weiter bevorzugtmindestens 20 Gew.-% oder 25 Gew.-%; vorzugsweise 10bis 30 Gew.-%, oder 40bis 60 Gew.-%, weiter bevorzugt 15 bis 25 Gew.-% oder 23 bis 32 Gew.-% oder 45 bis 55 Gew.-%, eines radikalisch polymerisierbaren kationischen Monomers gemäß der allgemeinen Formel (II); - (c) gegebenenfalls bis zu 1,25 Gew.-% eines vorzugsweise ethylenisch ungesättigten Vernetzers;
- (d) gegebenenfalls bis zu 1,25 Gew.-% eines hydrophoben (Meth)acrylsäure-C4-18-Alkylesters; und
- (e) gegebenenfalls weitere ethylenisch ungesättigte Monomere.
- (a) at least 5% by weight, preferably at least 20% by weight, of a free-radically polymerizable nonionic monomer of the general formula (I);
- (b) at least 5% by weight, preferably at least 15% by weight, more preferably at least 20% by weight or 25% by weight; preferably 10 to 30% by weight, or 40 to 60% by weight, more preferably 15 to 25% by weight or 23 to 32% by weight or 45 to 55% by weight, of a free-radically polymerizable cationic monomer the general formula (II);
- (c) optionally up to 1.25% by weight of a preferably ethylenically unsaturated crosslinker;
- (d) optionally up to 1.25% by weight of a hydrophobic (meth)acrylic acid C4-18 alkyl ester; and
- (e) optionally further ethylenically unsaturated monomers.
Auch hier muss die Summe der Werte in Gew.-% nicht 100 Gew.-% betragen, da weitere ethylenisch ungesättigte Monomere (e) in der Monomerzusammensetzung, d.h. in der Reaktionsmischung, enthalten sein können, die bei der Bestimmung der Gesamtmenge an Monomeren zu berücksichtigen sind. Vorzugsweise besteht die Monomerzusammensetzung jedoch aus den Monomeren (a) und (b), so dass die Summe der beiden Werte in Gew.-% 100 Gew.-% beträgt, d.h. keine weiteren Monomere vorhanden sind.Here too, the sum of the values in% by weight does not have to be 100% by weight, since further ethylenically unsaturated monomers (e) can be contained in the monomer composition, i.e. in the reaction mixture, which are used when determining the total amount of monomers must be taken into account. However, the monomer composition preferably consists of the monomers (a) and (b), so that the sum of the two values in% by weight is 100% by weight, i.e. no further monomers are present.
In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich alle Prozentangaben in Bezug auf die Monomerzusammensetzung auf die Gesamtmenge der Monomere.In the present application, all percentages relating to the monomer composition refer to the total amount of monomers.
Erfindungsgemäß wird die Copolymerisation in Gegenwart eines polymeren Dispersionsmittels durchgeführt.According to the invention, the copolymerization is carried out in the presence of a polymeric dispersant.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Dispergiermittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Cellulosederivat, Polyvinylacetat, Stärke, Stärkederivat, Dextran, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyridin, Polyethylenimin, Polyamin, Polyvinylimidazol, Polyvinylsuccinimid, Polyvinyl-2-methylsuccinimid, Polyvinyl-1,3-oxazolidon-2, Polyvinyl-2-methylimidazolin, Itaconsäure, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylsäureester, (Meth)acrylsäureamid; vorzugsweise ein (Meth)acryloylamidoalkyltrialkylammoniumhalogenid oder ein (Meth)acryloxyalkyltrialkylammoniumhalogenid.In a preferred embodiment, the process is characterized in that the polymeric dispersant is selected from the group consisting of a cellulose derivative, polyvinyl acetate, starch, starch derivative, dextran, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyridine, polyethyleneimine, polyamine, polyvinylimidazole, polyvinylsuccinimide, polyvinyl-2-methylsuccinimide, Polyvinyl-1,3-oxazolidone-2, polyvinyl-2-methylimi dazoline, itaconic acid, (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid ester, (meth)acrylic acid amide; preferably a (meth)acryloylamidoalkyltrialkylammonium halide or a (meth)acryloxyalkyltrialkylammonium halide.
Vorzugsweise ist das polymere Dispergiermittel von einem oder mehreren kationischen Monomeren abgeleitet, besonders bevorzugt von einem einzigen kationischen Monomer.Preferably the polymeric dispersant is derived from one or more cationic monomers, most preferably from a single cationic monomer.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das polymere Dispergiermittel von einem oder mehreren radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren abgeleitet.In a preferred embodiment, the polymeric dispersant is derived from one or more radically polymerizable, ethylenically unsaturated monomers.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer ist, das aus dem kationischen Monomer der Formel (II)
ist, wobei
R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet;
Z1O, NH oder NR4 ist, wobei R4 C1-C4-Alkyl, vorzugsweise Methyl, bedeutet, und Y eines von
ist, wobei
Y0 und Y1 eine C1-C6-Alkylengruppe sind, gegebenenfalls substituiert mit einer oder mehreren Hydroxygruppen, vorzugsweise Ethylen oder Propylen, gegebenenfalls substituiert mit einer Hydroxygruppe;
Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 unabhängig voneinander jeweils C1-C6-Alkyl, vorzugsweise Methyl, bedeuten; und
Z- ein Gegenion ist, vorzugsweise ein Halogen, Pseudohalogen, Acetat oder SO4CH3 -.In a further preferred embodiment, the process is characterized in that the polymeric dispersant is a homopolymer consisting of the cationic monomer of the formula (II)
is, where
R 1 represents hydrogen or methyl;
Z 1 is O, NH or NR 4 , where R 4 is C 1 -C 4 alkyl, preferably methyl, and Y is one of
is, where
Y 0 and Y 1 are a C 1 -C 6 alkylene group, optionally substituted with one or more hydroxy groups, preferably ethylene or propylene, optionally substituted with a hydroxy group;
Y 2 , Y 3 , Y 5 , Y 6 , Y 7 each independently represent C 1 -C 6 alkyl, preferably methyl; and
Z - is a counterion, preferably a halogen, pseudohalogen, acetate or SO 4 CH 3 - .
Vorzugsweise sind Y1, Y2 und Y3 identisch, vorzugsweise Methyl. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Z1 O oder NH, Y0 ist Ethylen oder Propylen, R1 ist Wasserstoff oder Methyl, und Y1, Y2 und Y3 sind Methyl. Das kationische Monomer gemäß der allgemeinen Formel (II) kann ein Ester (Z1 = O) sein, wie z.B. Trimethylammonium-ethyl(meth)acrylat (ADAME quat.). Vorzugsweise ist das kationische Monomer gemäß der allgemeinen Formel (I) jedoch ein Amid (Z1 = NH), insbesondere Trimethylammoniumpropylacrylamid (DIMAPA quat.).Preferably Y 1 , Y 2 and Y 3 are identical, preferably methyl. In a preferred embodiment, Z 1 is O or NH, Y 0 is ethylene or propylene, R 1 is hydrogen or methyl, and Y 1 , Y 2 and Y 3 are methyl. The cationic monomer according to the general formula (II) can be an ester (Z 1 = O), such as trimethylammonium ethyl (meth)acrylate (ADAME quat.). However, the cationic monomer according to the general formula (I) is preferably an amide (Z 1 =NH), in particular trimethylammoniumpropylacrylamide (DIMAPA quat.).
Bevorzugte radikalisch polymerisierbare kationische Monomere gemäß der allgemeinen Formel (II) sind quaternisierte Dialkylaminoalkyl(meth)acrylate oder Dialkylaminoalkyl(meth)acrylamide mit 1 bis 3 C-Atomen in den Alkyl- oder Alkylengruppen, besonders bevorzugt das Methylchlorid-quaternisierte Ammoniumsalz von Dimethylaminomethyl(meth)acrylat, Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, DimethylaminoPropyl(meth)acrylat, Diethylamino-Methyl(meth)acrylat, Diethylamino-Ethyl-(meth)acrylat, Diethylamino-Propyl(meth)acrylat, Dimethylamino-Methyl(meth)acrylamid, DimethylaminoEthyl(meth)acrylamid, Dimethylamino-Propyl(meth)acrylamid, Diethylamino-Methyl(meth)acrylamid, Diethylamino-Ethyl(meth)acrylamid, Diethylamino-Propyl(meth)-acrylamid.Preferred radically polymerizable cationic monomers according to the general formula (II) are quaternized dialkylaminoalkyl (meth)acrylates or dialkylaminoalkyl (meth)acrylamides with 1 to 3 carbon atoms in the alkyl or alkylene groups, particularly preferably the methyl chloride-quaternized ammonium salt of dimethylaminomethyl (meth )acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminopropyl (meth)acrylate, diethylamino-methyl (meth)acrylate, diethylamino-ethyl (meth)acrylate, diethylamino-propyl (meth)acrylate, dimethylamino-methyl (meth)acrylamide, dimethylaminoEthyl( meth)acrylamide, dimethylamino-propyl (meth) acrylamide, diethylamino-methyl (meth) acrylamide, diethylamino-ethyl (meth) acrylamide, diethylamino-propyl (meth) acrylamide.
Besonders bevorzugt sind quaternisiertes Dimethylaminoethylacrylat und Dimethylaminopropylacrylamid. Die Quaternisierung kann mit Dimethylsulfat, Diethylsulfat, Methylchlorid oder Ethylchlorid erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Monomere mit Methylchlorid quaternisiert.Quaternized dimethylaminoethyl acrylate and dimethylaminopropylacrylamide are particularly preferred. Quaternization can be done with dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride or ethyl chloride. In a preferred embodiment, the monomers are quaternized with methyl chloride.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer von Trimethylammoniumpropylacrylamid (DIMAPA quat).In a preferred embodiment, the polymeric dispersant is a homopolymer of trimethylammonium propylacrylamide (DIMAPA quat).
Vorzugsweise ist das polymere Dispergiermittel von einer Monomerzusammensetzung abgeleitet, die ein kationisches Monomer enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (Alk)acrylamidoalkyltrialkylammoniumhalogeniden (z. B., Trimethylammoniumalkyl(meth)acrylamidhalogeniden), (Alk)acryloyloxyalkyltrialkylammoniumhalogeniden (z.B. Trimethylammoniumalkyl-(meth)acrylathalogeniden), Alkenyltrialkylammoniumhalogeniden und Dialkenyldialkylammoniumhalogeniden (z.B. Diallyldialkylammoniumhalogeniden). Noch bevorzugter ist das polymere Dispergiermittel ein kationisches Polymer, das von einer Monomerzusammensetzung abgeleitet ist, die ein kationisches Monomer enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Trimethylammoniumalkyl(meth)acrylathalogeniden, Trimethylammoniumalkyl(meth)acrylamidhalogeniden und Diallyldialkylammoniumhalogeniden besteht. Vorzugsweise enthalten die vorgenannten kationischen Monomere 6 bis 25 Kohlenstoffatome, noch bevorzugter 7 bis 20 Kohlenstoffatome, am meisten bevorzugt 7 bis 15 Kohlenstoffatome und insbesondere 8 bis 12 Kohlenstoffatome.Preferably, the polymeric dispersant is derived from a monomer composition containing a cationic monomer selected from the group consisting of (alk)acrylamidoalkyltrialkylammonium halides (e.g., trimethylammonium alkyl (meth)acrylamide halides), (alk)acryloyloxyalkyltrialkylammonium halides (e.g., trimethylammonium alkyl- (meth)acrylate halides), alkenyltrialkylammonium halides and dialkenyldialkylammonium halides (e.g. diallyldialkylammonium halides). More preferably, the polymeric dispersant is a cationic polymer derived from a monomer composition containing a cationic monomer selected from the group consisting of trimethylammonium alkyl (meth)acrylate halides, trimethylammonium alkyl (meth)acrylamide halides and diallyldialkyl ammonium halides. Preferably, the aforementioned cationic monomers contain 6 to 25 carbon atoms, more preferably 7 to 20 carbon atoms, most preferably 7 to 15 carbon atoms and especially 8 to 12 carbon atoms.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das polymere Dispergiermittel von einem Dialkenyldialkylammoniumhalogenid, vorzugsweise einem Diallyldimethylammoniumhalogenid (DADMAC), abgeleitet.In a preferred embodiment, the polymeric dispersant is derived from a dialkenyl dialkylammonium halide, preferably a diallyldimethyl ammonium halide (DADMAC).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer aus einem (Meth)acryloylamidopropyltrimethylammoniumsalz oder einem (Meth)acryloyloxyethyltrimethylammoniumsalz ist.According to a preferred embodiment, the process is characterized in that the polymeric dispersant is a homopolymer of a (meth)acryloylamidopropyltrimethylammonium salt or a (meth)acryloyloxyethyltrimethylammonium salt.
Im Rahmen dieser Anwendung kann das Halogenid ein beliebiges akzeptables Halogenid sein, wie z.B. Chlorid, Bromid oder lodid; die Gegenionen der Salze können beliebige akzeptable Gegenionen sein, wie z.B. Halogenide, Methosulfat, Sulfat oder andere.In this application, the halide may be any acceptable halide such as chloride, bromide or iodide; the counterions of the salts may be any acceptable counterions such as halides, methosulfate, sulfate or others.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Dispergiermittel ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht Mw, bestimmt durch Gelpermeationschromatographie (GPC), von 60.000 bis 400.000 g/mol, bevorzugt 70.000 bis 350.000 g/mol, noch bevorzugter 80.000 bis weniger als 230.000, am meisten bevorzugt 85.000 bis weniger als 150.000 g/mol aufweist.According to a preferred embodiment, the process is characterized in that the polymeric dispersant has a weight-average molecular weight Mw, determined by gel permeation chromatography (GPC), of 60,000 to 400,000 g/mol, preferably 70,000 to 350,000 g/mol, even more preferably 80,000 to less than 230,000, most preferably 85,000 to less than 150,000 g/mol.
Die Erfindung ist besonders effizient, wenn das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gesamtgewicht des polymeren Dispergiermittels, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerdispersion, im Bereich von 10 bis 28 Gew.-%, bevorzugt 12 bis 26 Gew.-%, stärker bevorzugt 14 bis 24 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 16 bis 22 Gew.-% liegt.The invention is particularly efficient if the process is characterized in that the total weight of the polymeric dispersant, based on the total weight of the polymer dispersion, is in the range of 10 to 28% by weight, preferably 12 to 26% by weight, more preferably 14 to 24% by weight, even more preferably 16 to 22% by weight.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtgewicht des polymeren Dispergiermittels bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerdispersion zwischen 18 und 26 Gew.-%, bevorzugt 19 bis 25 Gew.-%, beträgt. Diese bevorzugten Ausführungsformen sind besonders vorteilhaft, wenn das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 0,9 liegt.According to a further embodiment, the process is characterized in that the total weight of the polymeric dispersant, based on the total weight of the polymer dispersion, is between 18 and 26% by weight, preferably 19 to 25% by weight. These preferred embodiments are particularly advantageous when the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in the range of 1:1 to 1:0.9.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren durchgeführt, indem in Schritt B) der Reaktionsmischung nacheinander oder gleichzeitig mindestens ein Teil einer vorbestimmten Menge eines Redoxinitiatorsystems, das ein Oxidationsmittel und ein Reduktionsmittel umfasst, mindestens ein Teil einer vorbestimmten Menge eines ersten Radikalinitiators und mindestens ein Teil einer vorbestimmten Menge eines zweiten Radikalinitiators zugegeben wird.In a preferred embodiment, the method is carried out by adding in step B) the reaction mixture successively or simultaneously at least a part of a predetermined amount of a redox initiator system which comprises an oxidizing agent and a reducing agent, at least a part of a predetermined amount of a first radical initiator and at least a part of a predetermined amount of a second radical initiator is added.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den SchrittAccording to a preferred embodiment, the method comprises the step
C) Verringern des Restmonomergehalts durch Zugabe des Rests der vorbestimmten Menge des Redox-Initiatorsystems, des Rests der vorbestimmten Menge des ersten Radikalinitiators und/oder des Rests der vorbestimmten Menge des zweiten Radikalinitiators und/oder eines dritten Radikalinitiators zu dem Reaktionsgemisch.C) reducing the residual monomer content by adding the remainder of the predetermined amount of the redox initiator system, the remainder of the predetermined amount of the first radical initiator and/or the remainder of the predetermined amount of the second radical initiator and/or a third radical initiator to the reaction mixture.
Die Zugabe der genannten Initiatoren ermöglicht die Entfernung des Monomers, so dass sie keine nachteiligen Auswirkungen auf die Stabilität der erhaltenen Dispersion haben.The addition of the initiators mentioned enables the monomer to be removed so that they have no adverse effects on the stability of the dispersion obtained.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsdichte des dispergierten Polymers 5 bis 40 Mol-%, vorzugsweise 8 bis 35 Mol-%, noch bevorzugter 10 bis 30 Mol-%, am meisten bevorzugt 12 bis 28 Mol-% beträgt. Während die Ladungsdichte des polymeren Dispergiermittels vorzugsweise 100 Mol-% beträgt, d.h. das polymere Dispergiermittel ist ein 100-Mol-%-Polyelektrolyt, ist das durch die Copolymerisation in Schritt B) erhaltene dispergierte Polymer teilweise ein Polyelektrolyt. Die Ladungsdichte wird aus den Monomerbestandteilen berechnet, wobei die Anzahl der Monomerbestandteile, die eine formale Ladung tragen, pro Gesamtzahl der Monomerbestandteile den molaren Anteil der Ladungsdichte ergibt. Die Ladungsdichte wird also aus den monomeren Bestandteilen des dispergierten Polymers berechnet.According to a preferred embodiment, the process is characterized in that the charge density of the dispersed polymer is 5 to 40 mol%, preferably 8 to 35 mol%, more preferably 10 to 30 mol%, most preferably 12 to 28 mol% . While the charge density of the polymeric dispersant is preferably 100 mol%, that is, the polymeric dispersant is a 100 mol% polyelectrolyte, the dispersed polymer obtained by the copolymerization in step B) is partially one Polyelectrolyte. The charge density is calculated from the monomer components, whereby the number of monomer components that carry a formal charge per total number of monomer components results in the molar proportion of the charge density. The charge density is therefore calculated from the monomeric components of the dispersed polymer.
Liegt die Ladungsdichte in dem oben genannten Bereich, wird die positive Wirkung in Bezug auf Stabilität und Viskosität verstärkt. Insbesondere die Kombination aus dem Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zum dispergierten Polymer in der Polymerdispersion und der Ladungsdichte löst die oben genannten Probleme. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, könnte man annehmen, dass die Dispergierfähigkeit des polymeren Dispergiermittels von diesem Verhältnis zusammen mit der Eigenschaft der Ladungsdichte abhängt.If the charge density is in the above-mentioned range, the positive effect in terms of stability and viscosity is increased. In particular, the combination of the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion and the charge density solves the problems mentioned above. Without being bound by theory, one might assume that the dispersibility of the polymeric dispersant depends on this ratio along with the charge density property.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden ferner durch den Gegenstand des Anspruchs 13 gelöst. Somit betrifft die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt eine Polymerdispersion, umfassend
- a) ein polymeres Dispergiermittel und
- b) ein dispergiertes Polymer, das von einer Monomerzusammensetzung abgeleitet ist, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nicht-ionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion
- a) a polymeric dispersant and
- b) a dispersed polymer derived from a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in the range of 0.65:1 to 0.98:1, preferably in the range of 0.7:1 to 0.95:1, more preferably in the range of 0 .72:1 to less than 0.92:1, more preferably in the range of 0.74:1 to 0.9:1, in particular in the range of 0.76:1 to 0.88:1.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Probleme werden ferner durch den Gegenstand des Anspruchs 14 gelöst. Somit betrifft die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt eine Polymerdispersion, die durch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymerdispersion erhalten wird, das die folgenden Schritte umfasst
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispergiermittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nichtionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zum dispergierten Polymer in der Polymerdispersion
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in the range of 0.65:1 to 0.98:1, preferably in the range of 0.7:1 to 0.95:1, even more preferably in the range of 0, 72:1 to less than 0.92:1, more preferably in the range of 0.74:1 to 0.9:1, in particular in the range of 0.76:1 to 0.88:1.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme werden ferner durch den Gegenstand des Anspruchs 15 gelöst. So betrifft die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt die Verwendung der erfindungsgemäßen Polymerdispersion
- - als Flockungshilfsmittel bei der Sedimentation, Flotation oder Filtration von Feststoffen
- - als Verdickungsmittel,
- - zur Kontrolle von Verunreinigungen,
- - als Trockenfestigkeitsmittel, Retentionsmittel oder Entwässerungshilfe bei der Papierherstellung.
- - as a flocculant in the sedimentation, flotation or filtration of solids
- - as a thickener,
- - to control contamination,
- - as a dry strength agent, retention agent or drainage aid in paper production.
Merkmale, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung beziehen und die ausschließlich in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung offenbart werden, stellen auch bevorzugte Ausführungsformen der zweiten und dritten Ausführungsform dar.Features relating to preferred embodiments of the first aspect of the present invention and which are disclosed solely in relation to the first aspect of the invention also represent preferred embodiments of the second and third embodiments.
Im Folgenden werden beispielhaft die Ausführungsformen (A) bis (H) offenbart, die besonders bevorzugte Ausführungsformen darstellen.Embodiments (A) to (H), which represent particularly preferred embodiments, are disclosed below by way of example.
(A)(A)
Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, umfassend die Schritte
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispersionsmittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nichtionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
(B)(B)
Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, umfassend die Schritte
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispersionsmittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nicht-ionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
wobei die Monomerzusammensetzung, die die radikalisch polymerisierbaren Monomere umfasst, mindestens das nichtionische Monomer der Formel (I) umfasst, das aus denjenigen ausgewählt ist, in denen R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet und R2 und R3 beide Wasserstoff, Wasserstoff und C1-C3-Alkyl, Wasserstoff und Hydroxyethyl sind, oder beide C1-C3-Alkyl sind, und/oder das kationische Monomer der Formel (II) ausgewählt ist aus denen, in denen R1 Wasserstoff oder Methyl bedeutet und Z1 O, NH oder NR4 ist, wobei R4 Methyl bedeutet, Y1 C2-C6-Alkylen, vorzugsweise Ethylen oder Propylen ist, Y5, Y6 und Y7 alle Methyl sind und Z- ein Halogen ist,
und wobei das polymere Dispergiermittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Cellulosederivat, Polyvinylacetat, Stärke, Stärkederivat, Dextran, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyridin, Polyethylenimin, Polyamin, Polyvinylimidazol, Polyvinylsuccinimid, Polyvinyl-2-methylsuccinimid, Polyvinyl-1,3-oxazolidon-2, Polyvinyl-2-methylimidazolin, Itaconsäure, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylsäureester, (Meth)acrylsäureamid; vorzugsweise ein (Meth)acryloylamidoalkyltrialkylammoniumhalogenid oder ein
(Meth)acryloxyalkyltrialkylammoniumhalogenid ist.Process for producing a polymer dispersion, comprising the steps
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
wherein the monomer composition comprising the radically polymerizable monomers comprises at least the nonionic monomer of formula (I) selected from those in which R 1 is hydrogen or methyl and R 2 and R 3 are both hydrogen, hydrogen and C 1 - are C 3 alkyl, hydrogen and hydroxyethyl, or both are C 1 -C 3 alkyl, and/or the cationic monomer of formula (II) is selected from those in which R 1 is hydrogen or methyl and Z 1 is O, NH or NR 4 , where R 4 is methyl, Y 1 is C2-C6 alkylene, preferably ethylene or propylene, Y 5 , Y 6 and Y 7 are all methyl and Z - is a halogen,
and wherein the polymeric dispersant is selected from the group consisting of a cellulose derivative, polyvinyl acetate, starch, starch derivative, dextran, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyridine, polyethyleneimine, polyamine, polyvinylimidazole, polyvinylsuccinimide, polyvinyl-2-methylsuccinimide, polyvinyl-1,3-oxazolidone-2 , Polyvinyl-2-methylimidazoline, itaconic acid, (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid ester, (meth)acrylic acid amide; preferably a (meth)acryloylamidoalkyltrialkylammonium halide or a
(Meth)acryloxyalkyltrialkylammonium halide is.
(C)(C)
Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, umfassend die Schritte
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispersionsmittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nicht-ionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere ein radikalisch polymerisierbares nichtionisches Monomer gemäß der allgemeinen Formel (I), das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (Meth)acrylamid, N-Methyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N,N-Diethyl(meth)acrylamid, N-Methyl-N-ethyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid und N-Hydroxyethyl(meth)acrylamid und ein radikalisch polymerisierbares kationisches Monomer gemäß der allgemeinen Formel (II) umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Trimethylammonium-C2-C6-alkyl(meth)acrylathalogeniden und Trimethylammonium-C2-C6-alkyl(meth)acrylamidhalogeniden,
und wobei das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer aus einem (Meth)acryloylamidopropyl-Trimethylammoniumsalz oder einem (Meth)acryloyl-Oxyethyl-Trimethylammoniumsalz ist.Process for producing a polymer dispersion, comprising the steps
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
where the radically polymerizable monomers are a radically polymerizable nonionic monomer according to the general formula (I), which is selected from the group consisting of (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N -Ethyl (meth)acrylamide, N,N-diethyl (meth)acrylamide, N-methyl-N-ethyl (meth)acrylamide, N-isopropyl (meth)acrylamide and N-hydroxyethyl (meth)acrylamide and a radically polymerizable cationic monomer according to the general formula (II), which is selected from the group consisting of trimethylammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylate halides and trimethyl ammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylamide halides,
and wherein the polymeric dispersant is a homopolymer of a (meth)acryloylamidopropyl trimethyl ammonium salt or a (meth)acryloyl oxyethyl trimethyl ammonium salt.
(D)(D)
Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, das die folgenden Schritte umfasst
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispersionsmittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nichtionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion
und wobei das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer aus einem (Meth)acryloylamidopropyltrimethylammoniumsalz oder einem (Meth)acryloyloxyethyltrimethylammoniumsalz ist.A process for producing a polymer dispersion, comprising the following steps
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in the range of 0.65:1 to 0.98:1, preferably in the range of 0.7:1 to 0.95:1, more preferably in the range of 0 .72:1 to less than 0.92:1, more preferably in the range of 0.74:1 to 0.9:1, in particular in the range of 0.76:1 to 0.88:1; wherein the monomer composition is a radically polymerizable monomer which is (meth)acrylamide together with a radically polymerizable monomer selected from trimethylammonium C2-C6 alkyl (meth)acrylate halides, which is preferably an acryloyloxyethyltrimethylammonium halide , includes,
and wherein the polymeric dispersant is a homopolymer of a (meth)acryloylamidopropyltrimethylammonium salt or a (meth)acryloyloxyethyltrimethylammonium salt.
(E)(E)
Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, umfassend die Schritte
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispersionsmittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nichtionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion
wobei das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer aus einem (Meth)acryloylamido-propyl-Trimethylammoniumsalz oder einem (Meth)acryloyl-Oxyethyl-Trimethylammoniumsalz ist,
wobei Schritt B durch Rühren durchgeführt wird und die Viskosität während der Polymerisation 1.800 mPas bis 4.000 mPas, vorzugsweise 2.000 mPas bis 3.600 mPas, noch bevorzugter 2.200 mPas bis 3.400 mPas beträgt, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter mit Spindel 4 bei 20°C und einer Winkelgeschwindigkeit von 10 U/min.Process for producing a polymer dispersion, comprising the steps
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in the range of 0.65:1 to 0.98:1, preferably in the range of 0.7:1 to 0.95:1, more preferably in the range of 0 .72:1 to less than 0.92:1, more preferably in the range of 0.74:1 to 0.9:1, in particular in the range of 0.76:1 to 0.88:1; where the radically polymerizable monomers are a radically polymerizable nonionic monomer according to the general formula (I), which is selected from the group consisting of (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N -Ethyl (meth)acrylamide, N,N-diethyl (meth)acrylamide, N-methyl-N-ethyl (meth)acrylamide, N-isopropyl (meth)acrylamide and N-hydroxyethyl (meth)acrylamide and a radically polymerizable cationic monomer according to the general formula (II), which is selected from the group consisting of trimethylammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylate halides and trimethylammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylamide halides,
wherein the polymeric dispersant is a homopolymer of a (meth)acryloylamido-propyl-trimethylammonium salt or a (meth)acryloyl-oxyethyl-trimethylammonium salt,
wherein step B is carried out by stirring and the viscosity during the polymerization is 1,800 mPas to 4,000 mPas, preferably 2,000 mPas to 3,600 mPas, more preferably 2,200 mPas to 3,400 mPas, measured with a Brookfield viscometer with spindle 4 at 20 ° C and a Angular speed of 10 rpm.
(F)(F)
Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, umfassend die Schritte
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispersionsmittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nichtionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion
wobei das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer aus einem (Meth)acryloylamido-propyl-Trimethylammoniumsalz oder einem (Meth)acryloyl-Oxyethyl-Trimethylammoniumsalz ist,
wobei die Ladungsdichte des dispergierten
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in the range of 0.65:1 to 0.98:1, preferably in the range of 0.7:1 to 0.95:1, more preferably in the range of 0 .72:1 to less than 0.92:1, more preferably in the range of 0.74:1 to 0.9:1, in particular in the range of 0.76:1 to 0.88:1; wherein the radically polymerizable monomers comprise a radically polymerizable nonionic monomer according to the general formula (I), which is selected from the group consisting of (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-methyl-N-ethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide and N-hydroxyethyl (meth) acrylamide and a radically polymerizable cationic Monomer according to the general formula (II), which is selected from the group consisting of trimethylammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylate halides and trimethyl ammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylamide halides,
wherein the polymeric dispersant is a homopolymer of a (meth)acryloylamido-propyl-trimethylammonium salt or a (meth)acryloyl-oxyethyl-trimethylammonium salt,
wherein the charge density of the dispersed polymer is 5 to 40 mol%, preferably 8 to 35 mol%, more preferably 10 to 30 mol%, most preferably 12 to 28 mol%.
(G)(G)
Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, umfassend die Schritte
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispersionsmittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nichtionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion
wobei das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer aus einem
(Meth)acryloylamidopropyl-Trimethylammoniumsalz oder einem (Meth)acryloyl-Oxyethyl-Trimethylammoniumsalz ist,
wobei die Ladungsdichte des dispergierten
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
- B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in the range of 0.65:1 to 0.98:1, preferably in the range of 0.7:1 to 0.95:1, more preferably in the range of 0 .72:1 to less than 0.92:1, more preferably in the range of 0.74:1 to 0.9:1, in particular in the range of 0.76:1 to 0.88:1; where the radically polymerizable monomers are a radically polymerizable nonionic monomer according to the general formula (I), which is selected from the group consisting of (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N -Ethyl (meth)acrylamide, N,N-diethyl (meth)acrylamide, N-methyl-N-ethyl (meth)acrylamide, N-isopropyl (meth)acrylamide and N-hydroxyethyl (meth)acrylamide and a radically polymerizable cationic monomer according to the general formula (II), which is selected from the group consisting of trimethylammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylate halides and trimethyl ammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylamide halides,
wherein the polymeric dispersant is a homopolymer of a
(Meth) acryloylamidopropyl trimethyl ammonium salt or a (meth) acryloyl oxyethyl trimethyl ammonium salt,
wherein the charge density of the dispersed polymer is 5 to 40 mol%, preferably 8 to 35 mol%, more preferably 10 to 30 mol%, most preferably 12 to 28 mol%, and wherein step B is carried out by stirring and the viscosity during the polymerization is 1,800 mPas to 4,000 mPas, preferably 2,000 mPas to 3,600 mPas, particularly preferably 2,200 mPas to 3,400 mPas, measured with a Brookfield viscometer with spindle 4 at 20 ° C and an angular velocity of 10 rpm.
(H)(H)
Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion, umfassend die Schritte
- A) Bereitstellen einer Reaktionsmischung in einem wässrigen Medium, umfassend
- a) ein polymeres Dispersionsmittel und
- b) eine Monomerzusammensetzung, die radikalisch polymerisierbare Monomere umfasst, wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren nichtionischen ethylenisch ungesättigten Monomeren, einem kationischen ethylenisch ungesättigten Monomer und einem amphiphilen ethylenisch ungesättigten Monomer besteht;
- A) Providing a reaction mixture in an aqueous medium, comprising
- a) a polymeric dispersant and
- b) a monomer composition comprising radically polymerizable monomers, wherein the radically polymerizable monomers are selected from the group consisting of one or more nonionic ethylenically unsaturated monomers, a cationic ethylenically unsaturated monomer and an amphiphilic ethylenically unsaturated monomer;
B) Unterziehen der Monomerzusammensetzung in der Reaktionsmischung einer radikalischen Polymerisation, um ein dispergiertes Polymer zu synthetisieren und die Polymerdispersion zu bilden,
wobei das Verhältnis des polymeren Dispergiermittels zu dem dispergierten Polymer in der Polymerdispersion im Bereich von 0,76:1 bis 0,88:1 liegt;
wobei die radikalisch polymerisierbaren Monomere ein radikalisch polymerisierbares nichtionisches Monomer gemäß der allgemeinen Formel (I), das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (Meth)acrylamid, N-Methyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N,N-Diethyl(meth)acrylamid, N-Methyl-N-ethyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid und N-Hydroxyethyl(meth)acrylamid und ein radikalisch polymerisierbares kationisches Monomer gemäß der allgemeinen Formel (II) umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Trimethylammonium-C2-C6-alkyl(meth)acrylathalogeniden und Trimethylammonium-C2-C6-alkyl(meth)acrylamidhalogeniden,
wobei das polymere Dispergiermittel ein Homopolymer aus einem
(Meth)acryloylamidopropyl-Trimethylammoniumsalz oder einem (Meth)acryloyl-Oxyethyl-Trimethylammoniumsalz ist,
wobei die Ladungsdichte des dispergierten Polymers 12 bis 28 Mol-% beträgt,
und wobei Schritt B durch Rühren durchgeführt wird und die Viskosität während der Polymerisation 2.000 mPas bis 3.600 mPas beträgt, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter mit Spindel 4 bei 20°C und einer Winkelgeschwindigkeit von 10 U/min.B) subjecting the monomer composition in the reaction mixture to radical polymerization to synthesize a dispersed polymer and form the polymer dispersion,
wherein the ratio of the polymeric dispersant to the dispersed polymer in the polymer dispersion is in the range of 0.76:1 to 0.88:1;
where the radically polymerizable monomers are a radically polymerizable nonionic monomer according to the general formula (I), which is selected from the group consisting of (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N -Ethyl (meth)acrylamide, N,N-diethyl (meth)acrylamide, N-methyl-N-ethyl (meth)acrylamide, N-isopropyl (meth)acrylamide and N-hydroxyethyl (meth)acrylamide and a radically polymerizable cationic monomer according to the general formula (II), which is selected from the group consisting of trimethylammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylate halides and trimethyl ammonium C2-C6 alkyl (meth) acrylamide halides,
wherein the polymeric dispersant is a homopolymer of a
(Meth) acryloylamidopropyl trimethyl ammonium salt or a (meth) acryloyl oxyethyl trimethyl ammonium salt,
where the charge density of the dispersed polymer is 12 to 28 mol%,
and wherein step B is carried out by stirring and the viscosity during polymerization is 2,000 mPas to 3,600 mPas, measured with a Brookfield viscometer with spindle 4 at 20 ° C and an angular velocity of 10 rpm.
BEISPIELEEXAMPLES
Im Folgenden werden die angewandten Prüfmethoden im Detail beschrieben:
- Die Viskosität des Produkts wird wie folgt gemessen:
- Das Produkt ist direkt für die Messung zu verwenden. Die Spindel Nr. 5 wird langsam in das Produkt eingetaucht und die Viskosität mit einem Brookfield RVT-Viskosimeter bei 10 U/min bestimmt. Die Messung wird beendet, wenn der Messwert über einen
Zeitraum von 30 Sekunden konstant bleibt.
- Das Produkt ist direkt für die Messung zu verwenden. Die Spindel Nr. 5 wird langsam in das Produkt eingetaucht und die Viskosität mit einem Brookfield RVT-Viskosimeter bei 10 U/min bestimmt. Die Messung wird beendet, wenn der Messwert über einen
- The viscosity of the product is measured as follows:
- The product is to be used directly for measurement. The No. 5 spindle is slowly immersed in the product and the viscosity is determined with a Brookfield RVT viscometer at 10 rpm. The measurement is stopped when the measured value remains constant over a period of 30 seconds.
Die Viskosität der Lösung wird in DI-Wasser gemessen und wie folgt bestimmt:
- In ein 400-ml-
Becherglas werden 323,0 ± 0,1 g demineralisiertes Wasser eingewogen. Dann werden 17,0 ± 0,1 g des Produkts unter Rühren bei 300 U/min zugegeben (22 ± 3°C). Die Auflösungszeit beträgt 60 Minuten bei 300 ± 10 U/min. Danach muss dieLösung 5 min ruhen. Nun wird die Spindel Nr. 2 langsam eingetaucht und die Viskosität mit einem Brookfield-RFT-Viskosimeter bei 10 U/min bestimmt. Die Messung wird beendet,wenn der Messwert 30 Sekunden lang konstant bleibt.
- 323.0 ± 0.1 g of demineralized water are weighed into a 400 ml beaker. Then 17.0 ± 0.1 g of the product are added while stirring at 300 rpm (22 ± 3 ° C). The dissolution time is 60 minutes at 300 ± 10 rpm. The solution must then rest for 5 minutes. Now spindle No. 2 is slowly immersed and the viscosity is determined with a Brookfield RFT viscometer at 10 rpm. The measurement will stop when the reading remains constant for 30 seconds.
Die Salzviskosität wird in einer 10%igen NaCl-Lösung gemessen und wie folgt bestimmt:
- In ein 400-ml-
Becherglas werden 289,0 ± 0,1 g demineralisiertes Wasser eingewogen. Dann werden 17,0 ± 0,1 g des Produkts unter Rühren bei 300 U/min zugegeben (22 ± 3°C). Die Auflösungszeit beträgt 45 Minuten bei 300 ± 10 U/min. und dann werden 34,0 ± 0,1 g NaCl zugegeben. Die Lösung wird weitere 15 min gerührt. Danach muss dieLösung 5 min ruhen. Nun wird die Spindel Nr. 1 langsam eingetaucht und die Viskosität mit einem Brookfield RVT-Viskosimeter bei 10 U/min bestimmt. Die Messung wird beendet, wenn der Messwert über einenZeitraum von 30 Sekunden konstant bleibt.
- 289.0 ± 0.1 g of demineralized water are weighed into a 400 ml beaker. Then 17.0 ± 0.1 g of the product are added while stirring at 300 rpm (22 ± 3 ° C). The dissolution time is 45 minutes at 300 ± 10 rpm. and then 34.0 ± 0.1 g of NaCl are added. The solution is stirred for another 15 minutes. The solution must then rest for 5 minutes. Now spindle No. 1 is slowly immersed and the viscosity is determined with a Brookfield RVT viscometer at 10 rpm. The measurement is stopped when the measured value remains constant over a period of 30 seconds.
Die Stabilität wird mit zwei unterschiedlichen Methoden bestimmt: (a) Zentrifugation und (b) Ofentest. Die Tests werden wie folgt durchgeführt:
- (a) 100 ± 0,1 g der Dispersion werden in ein Zentrifugationsröhrchen eingewogen. Das Röhrchen wird in eine Laborzentrifuge (Hermle Z300) gestellt und 1 Stunde lang bei 4000 U/min zentrifugiert. Anschließend wird der flüssige Teil der Probe innerhalb von 3 Minuten ausgephast und das Sediment im Zentrifugenröhrchen wird gewogen. Ein höheres Sediment bedeutet eine geringere Phasenstabilität.
- (b) Die Probe wird 3 Tage lang bei 40°C im Trockenschrank gelagert. Das Aussehen wird visuell kontrolliert.
- (a) 100 ± 0.1 g of the dispersion are weighed into a centrifugation tube. The tube is placed in a laboratory centrifuge (Hermle Z300) and centrifuged at 4000 rpm for 1 hour. The liquid part of the sample is then phased out within 3 minutes and the sediment in the centrifuge tube is weighed. Higher sediment means lower phase stability.
- (b) The sample is stored in a drying cabinet at 40°C for 3 days. The appearance is checked visually.
Die molare Masse wird mittels Gelpermeationsschromatographie (SEC, auch GPC genannt) gemessen. Die Messung wird insbesondere zur Bestimmung des Molekulargewichts des Dispersionsmittels durchgeführt. Die Molekulargewichte werden mittels wässriger SEC unter Verwendung von Pullulan-Standards für die Kalibrierung charakterisiert.The molar mass is measured using gel permeation chromatography (SEC, also called GPC). The measurement is carried out in particular to determine the molecular weight of the dispersant. Molecular weights are characterized by aqueous SEC using pullulan standards for calibration.
Probenvorbereitung:Sample preparation:
Die Proben werden mit dem Eluenten (Polymer-Make-Down in einem Messkolben) verdünnt und vor der Injektion durch ein 1µm-Filter (M&N) gefiltert (mittels Spritze). The samples are diluted with the eluent (polymer make-down in a volumetric flask) and filtered through a 1µm filter (M&N) (using a syringe) before injection.
Wenn das Gerät mit einem Autosampler ausgestattet ist, wird die Lösung durch einen 1µm-Filter in ein Fläschchen gefiltert. Verwendete Parameter:
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung weiter, sind jedoch nicht als Einschränkung ihres Anwendungsbereichs zu verstehen.The following examples further illustrate the invention but are not to be construed as limiting its scope.
Beispiel 1: Synthese eines polymeren Dispersionsmittels mit niedrigem Molekulargewicht:Example 1: Synthesis of a low molecular weight polymeric dispersant:
Zunächst wurden 294,06 g Wasser, 666,7 g Acryloylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (DIMAPA quat.) (60 Gew.-%) und Schwefelsäure (50 Gew.-%) zur Einstellung des pH-Wertes auf 5,0 ± 0,2 in ein 2-Liter-Gefäß eingewogen. Dann wurde die Monomerlösung unter Rühren 30 Minuten lang mit Stickstoff gespült. Anschließend wurde die wässrige Lösung auf 60 °C erhitzt und 2-Mercaptoethanol und V-50 (2,2'-Azobis(2-amidinopropan)-Dihydrochlorid) zugesetzt. Nach Erreichen der Tmax wurden dem Produkt im Abstand von 10 Minuten zwei weitere Portionen des Initiators (V-50) zugegeben, um das Restmonomer auszubrennen. Das Produkt wurde 2 Stunden lang bei 85 °C gerührt. Dann wurde das wässrige Endprodukt auf 30°C abgekühlt. Die Dispergiermittel wurden in 40 gew.-%igen wässrigen Lösungen bereitgestellt.First, 294.06 g of water, 666.7 g of acryloylamidopropyltrimethylammonium chloride (DIMAPA quat.) (60% by weight) and sulfuric acid (50% by weight) were added to adjust the pH to 5.0 ± 0.2 Weighed out 2 liter container. The monomer solution was then purged with nitrogen while stirring for 30 minutes. The aqueous solution was then heated to 60 °C and 2-mercaptoethanol and V-50 (2,2'-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride) were added. After Tmax was reached, two further portions of the initiator (V-50) were added to the product at 10-minute intervals to burn off the residual monomer. The product was stirred at 85 °C for 2 hours. The aqueous end product was then cooled to 30°C. The dispersants were provided in 40% by weight aqueous solutions.
Spezifikationen:
- - Viskosität des Produkts [mPas]: 110-180
- - pH-Wert (unverdünnt): 4.9-5.3
- - Gesamtfeststoffgehalt [%]: 40-43
- - MwSEC [g/mol]: 70000-110000
- - Product viscosity [mPas]: 110-180
- - pH value (undiluted): 4.9-5.3
- - Total solids content [%]: 40-43
- - MwSEC [g/mol]: 70000-110000
Das Mw wird durch Variation des Kettenübertragungsmittels 2-Mercaptoethanol (2-ME) eingestellt.The Mw is adjusted by varying the chain transfer agent 2-mercaptoethanol (2-ME).
Beispiel 2: Synthese einer Polymerdispersion (Ladungsdichte des dispergierten Polymers 15 Mol-%)Example 2: Synthesis of a polymer dispersion (charge density of the dispersed polymer 15 mol%)
In einem diskontinuierlichen Verfahren (Chargengröße 1.000 kg) wurden Acrylamid und Acryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid (ADAME quat.) in einer wässrigen Lösung in Gegenwart von Homopolyacryloylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (polymeres Dispergiermittel) polymerisiert. Die Wasserphase wurde bei 200 U/min hergestellt.In a batch process (batch size 1,000 kg), acrylamide and acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride (ADAME quat.) were polymerized in an aqueous solution in the presence of homopolyacryloylamidopropyltrimethylammonium chloride (polymeric dispersant). The water phase was prepared at 200 rpm.
Zunächst wurden 206,90 kg weiches Wasser, 261,80 kg Bio-Acrylamid (49 Gew.-%), 77,20 kg Acryloyl-Oxyethyl-Trimethylammoniumchlorid (ADAME quat) (80 Gew.-%), 412,50 kg polymeres Dispergiermittel aus Beispiel 1, 10,00 kg Ammoniumsulfat und 0,20 kg Trilon C in den Reaktionsbehälter gegeben. Der pH-Wert wurde mit etwa 0,10 kg Schwefelsäure (50 %) auf pH 5,0±0,2 eingestellt. Das Gefäß wurde auf 30 °C aufgeheizt und fünfmal evakuiert, bevor es mit Stickstoff belüftet wurde. Die Initiatorzusammensetzung wurde bei einem Unterdruck von 0,5 bar und maximaler Rührerdrehzahl zugegeben. Die Initiierung begann bei 22±1°C mit der Zugabe von 0,34 kg V-50 in 3,05 kg weichem Wasser, 0,025 kg Natriumpersulfat in 0,47 kg weichem Wasser, 0,014 kg Natriumbisulfit in 0,27 kg weichem Wasser und 0,003 kg t-Butylhydroperoxid (70 %) in 1 kg weichem Wasser. Anschließend wurde das Gefäß erneut mit Stickstoff belüftet. Nach Erreichen der Höchsttemperatur wurde eine Lösung von 0,17 kg V-50 in 1,53 kg weichem Wasser zugegeben, um den Monomergehalt zu reduzieren. Nach einer einstündigen Nachreaktionszeit wurde das Produkt auf eine Temperatur unter 40 °C abgekühlt. Dann wurden 8,30 kg Zitronensäure und 0,82 kg des Biozids Acticide SPX zugegeben und das Produkt auf eine Temperatur auf unter 30 °C abgekühlt. Tabelle 1:
Spezifikationen:
- - Produktviskosität [mPas]: <6000
- - Viskosität der Lösung [mPas]: 400-2000
- - Salz-Viskosität [mPas]: 400-700
- - Rest Acrylamid [ppm]: <95
- - pH-Wert (unverdünnt): 3-4
- - Product viscosity [mPas]: <6000
- - Viscosity of the solution [mPas]: 400-2000
- - Salt viscosity [mPas]: 400-700
- - Residual acrylamide [ppm]: <95
- - pH value (undiluted): 3-4
Im Folgenden wird der Einfluss des Verhältnisses Dispergiermittel zu dispergierter Phase analysiert:
- Das Verhältnis Dispergiermittel zu dispergierter Phase wird so eingestellt, dass die resultierende wässrige Dispersion eine niedrige Viskosität und gute Stabilität aufweist. Darüber hinaus ist das Verhältnis auch für die Polymerisation selbst sehr wichtig. Wenn das Verhältnis von Dispergiermittel und dispergierter Phase nicht zueinander passt, ist das Drehmoment während der Reaktion extrem hoch. Die extrem hohe Viskosität kann zu einer Unterbrechung des Rührwerks/der Rührmaschine führen.
- The ratio of dispersant to dispersed phase is adjusted so that the resulting aqueous dispersion has a low viscosity and good stability. In addition, the ratio is also very important for the polymerization itself. If the ratio of dispersant and dispersed phase does not match, the torque during the reaction will be extremely high. The extremely high viscosity can lead to a breakdown of the agitator/mixer.
Hohe Viskosität/Drehmoment während der Polymerisation:
- Das Prozessprofil hängt von der Rezeptur und anderen Parametern ab. Insbesondere das Verhältnis von Dispergiermittel zu dispergierter Phase ist ein wichtiger Parameter.
1 zeigt den Temperatur- und Drehmomentverlauf über die Zeit der laufenden Reaktion. Der Temperatur- und Drehmomentverlauf über der Zeit wurde inBeispiel 2 ermittelt. Es zeigt ein typisches Verhalten im Sinne der Erfindung: Das Drehmoment wird stets unter 65 N/cm gehalten.
- The process profile depends on the recipe and other parameters. In particular, the ratio of dispersant to dispersed phase is an important parameter.
1 shows the temperature and torque curve over the time of the ongoing reaction. The temperature and torque curve over time was determined in Example 2. It shows typical behavior in the sense of the invention: The torque is always kept below 65 N/cm.
Die Stabilität der Dispersion ist auch vom Verhältnis Dispergiermittel zu dispergierter Phase abhängig. Der wichtigste Faktor in Bezug auf die Stabilität ist der Viskositätsparameter. Wird die Dispersion unter Verwendung eines ungeeigneten Verhältnisses von Dispergiermittel und dispergierter Phase hergestellt, erhöht sich die Viskosität deutlich bis hin zur Gelierung.The stability of the dispersion also depends on the ratio of dispersant to dispersed phase. The most important factor related to stability is the viscosity parameter. If the dispersion is prepared using an unsuitable ratio of dispersant and dispersed phase, the viscosity increases significantly and even gels.
Die folgende Tab. 2 zeigt das Ergebnis der physikalischen Parameter in Abhängigkeit vom Verhältnis von Dispergiermittel zu dispergierter Phase. Einige Dispersionschargen der erfindungsgemäßen Dispersion wurden mit unterschiedlichen Verhältnissen hergestellt - unter 0,6, zwischen 0,6 und 1 und über 1. Die Tabelle fasst die Ergebnisse zusammen. Es gibt nur ein kleines Fenster für ein sinnvolles Verhältnis von Dispergiermittel zu dispergierter Phase. Als weiterer Parameter kann die Ladungsdichte im Hinblick auf die physikalischen Parameter der Dispersion eine Rolle spielen. Tabelle 2:
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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