DE2127082C3 - Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen PoIyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen PoIyätheraminen und deren Salze und deren VerwendungInfo
- Publication number
- DE2127082C3 DE2127082C3 DE2127082A DE2127082A DE2127082C3 DE 2127082 C3 DE2127082 C3 DE 2127082C3 DE 2127082 A DE2127082 A DE 2127082A DE 2127082 A DE2127082 A DE 2127082A DE 2127082 C3 DE2127082 C3 DE 2127082C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- water
- reaction
- molecular weight
- product
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/53—Polyethers; Polyesters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
- C07D303/36—Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by nitrogen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/32—Polymers modified by chemical after-treatment
- C08G65/329—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
- C08G65/333—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen
- C08G65/33303—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing amino group
- C08G65/33306—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing amino group acyclic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/02—Polyamines
- C08G73/024—Polyamines containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
Description
dadurch gekennzeichnet, daß man die aliphatischen Polyamine in einem Überschuß von
mindestens 2 bis 3 Mol, bezogen auf einen Halogenmethylrest im Polyepihalogenhydrin, einsetzt, nach
dem Umsetzen von a) mit b) das überschüssige Polyamin abdestilliert und die Umsetzung der so
erhaltenen Polyätheramine in wäßriger Lösung durch Wahl der Verhältnisse von Polyätheramin
aus a) zu b) zu Vernetzer c) so führt, daß keine unlöslichen Gele entstehen oder durch Kühlung
und Erniedrigung des pH-Werts vor dem Punkt abbricht, bei dem unlösliche Gele entstehen.
2. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten Polyätheramine als Flockulations-, FIotations-,
Entwässerungs- und Retentionsmittel.
20
40
Es ist bereits bekannt, Polyätheramine durch Reaktion
zwischen Polychlormethyläther und Polyaminen herzustellen. Diese Reaktion muß jedoch unterbrochen
werden, bevor das Reaktionsprodukt unlöslich wird. Unter diesen Umständen besitzen die so erhaltenen
Reaktionsprodukte noch reaktive Gruppen und sind somit abhängig von den pH-Bedingungen und der
Temperatur in bezug auf ihre Löslichkeit unstabil.
Weiterhin wird in diesem Verfahren das überichüssige,
nicht umgesetzte Polyamin nicht aus dem Reaktionsgemisch entfernt. In dem bekannten Verfahren
wird auch eine Vernetzung des erhaltenen Polyätheramins mit einem polyfunktionellen Alkylierungsmittel
nicht beschrieben.
Erfindungsgemäß sollen nun hochmolekulare Polyitheramine
mit verbesserten Eigenschaften hergestellt werden. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren
zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen Polyätheraminen und deren Salzen durch
Umsetzen von
a) gegebenenfalls durch Alkylreste oder Hydroxyalkylreste substituierten aliphatischen Polyaminen,
die mindestens eine primäre oder zwei sekundäre Aminoreste enthalten und deren Molekulargewicht
höchstens 200 beträgt, mit
b) 3 bis 25 Halogenmethylreste enthaltenden PoIyepihalogenhydrincn
und
c) anschließendem Umsetzen der erhaltenen PoIyatberaraine mit mehrwertigen Alkylierung- oder
Acylierungsmitteln und gegebenenfalls überführung der freien Aminogruppen ganz oder teilweise durch Zugabe von Sauren in ihre Salze.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet! daß man die aliphatischen Polyamine in einem Überschuß von
mindestens 2 bis 3 Mol, bezogen auf einen Halogenmethylrest im Polyepibalogenbydrin, einsetzt, nach
dem Umsetzen von al mit b) das überschüssige Polyamin abdestiUiert und die Umsetzung der so erhaltenen
Polyätheramine in wäßriger Lösung durch Wahl der Verhältnisse von Polyätberarain aus a)
zu b) zu Vernetzer c) so führt, daß keine unlöslichen Gele entstehen oder durch Kühlung und Erniedrigung
des pH-Werts vor dem Punkt abbricht, bei dem unlösliche
Gele entstehen.
Für dieses Verfahren in Frage komuende Polyamine
sind beispielsweise: 1,2-Diaminoäthan, 1,2-Diaminopropan,
1,2-Diaminobutan, 1,3-Diaminopropan,
1,4-Diaminobutan, 1,6-Diaminohexan, N-(2'-Hydroxyäthyl)-l,2-Diaminoäthan,
l,3-Diamino-2-propanol. 3 - Dimethylaminopropylamin, N,N' - Bis - (T - Hydro
xyäthy I)- 1,2-Diaminoäthan, Pipcrazin, N-(2-AminoäthyU-piperazin,
Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin, N,N-Bis-{3-Aminopropyl)
- amin, N,N' - Bis - 2" - Amirioäthyl -1.4 - diaminobutan und Tri-(3-Aniiropropyl)-amin. Diese
aliphatischen Polyamine bestehen aus gegebenenfalls durch Alkyl- oder Hydroxyalkylreste substituierten,
über Alkylenreste miteinander verbundenen Aminogruppen, wobei die Anzahl der Subslituenten ain den
N-Atomen so niedrig gehalten ist, daß das Polyamin mindestens eine primäre oder zwei sekundäre Aminogruppen
enthält. Das niedrigstmolekulare, dieser Definition entsprechende Polyamin ist 1,2-Diaminoäthan.
Das Molekulargewicht der in Frage kommenden Polyamine soll nicht höher als ungefähr 200 sein,
damit das überschüssige, nicht umgesetzte Amin aus der Reaktionsmasse durch Destillation bei Temperaturen
entfernt werden kann, bei welchen das Umsetzungsprndukt noch beständig ist.
Die Polyepihalogenhydrine, wekhe beim erfindungsgemäßen
Verfahren als Ausgangsstoffe verwendet werden, sind bekannte Verbindungen, oder sie
können nach allgemein bekannten Analogieverfahren hergestellt werden. Sie enthalten als Hauptbestandteil
Polyätherketten, welche durch folgende allgemeine Formel charakterisiert werden können.
-C2H1-O-CH2
Hai
worin Hai Chlor oder Brom und y eine Zahl von 3 bis
25 bedeutet. Bei der Herstellung der Polyepihalogenhydrine entstehen Mischungen aus Produkten von
verschiedenem Polymerisationsgrad, d. h., y bzw. das durch y definierte Molekulargewicht sind im Sinn
der vorliegenden Erfindung Durchschnittszahlen bzw. durchschnittliche Molekulargewichte. Auf Grund der
Endgruppen, welche mit dem Anfang und dem Ende der Polymerketle der obigen Formel I verknüpft sind,
können die Polyepihalogenhydrine .1 folgende Gruppen unterteilt werden:
l. Wenn man Wasser, Alkohole mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und 1 bis 6 Hydroxylgruppen oder die
aus diesen Alkoholen durch Anlagerung von Athylen-
(OCH1CH1),-,-
oxyd entstehenden Athemikobole als »Starter« (Ur die
Polymerisation des Epihalogenhydrine verwendet, erhält man Polyepihalogenhydrine der Formet
0-C2H3J-O-C2Hj-OH
CH,
CH,
f-l
Hai
UI)
worin R Wasserstoff bedeuten kann, wenn m und .v für
die Zahl I stehen, und R außerdem einen Alkylrest mit höchstens 6 Kohlenstoffatomen, Hai Chlor oder
Brom, ro und π unabhängig voneinander eine ganze Zahl 1 bis 6, χ eine ganze ZahJ von 1 bis 20 und
y eine ganze Zahl von 1 bis 25 bedeutet, wobei eye Summe m + η mindestens 2 und höchstens 7, und das
Produkt aus der Multiplikation η · y mindestens 3 und höchstens 25 betragen.
2. Eine zweite Gruppe von Polyepihalogenhydrinen
wird erhalten, wenn man einzelne oder alle Halogenhydrinendgruppen
in der obigen Formel II in die entsprechenden Fpoxidgruppen überführt.
3. Eine dritte Gruppe betrifft durch saure KataKbC
ohne »Starter« entstandene Epihalogenhydrinpolymere, bei welchen die Konstitution der Endgruppen
nicht genau bekannt ist.
4. Eine weitere Gruppe betrifft Polymerisate aus Epihalogenhydrine^ welche mit andern als Säurekatalysatoren
erhalten werden, vorausgesetzt, daß sie nicht zu hochmolekular sind (y in Formel I höchstens
25). Solche Katalysatoren sind in der LJSA,-Patentschrift 3 058 923 beschrieben.
Die in obigen vier Gruppen erwähnten Polyepihalogenhydrine sind nach rx.cannten Verfahren zugänglich,
diesbezügliche Literaturstellen sind beispielsweise :
Die britischen Patentschriften 477 843 und 898 306 und die USA.-Patentschriften 2483 749, 2 856 370,
2599 799, 2871219, 2891073, 3058921. 3 158 580
und 3 305 565; J. Polymer Sei., 40, 571 (1959). und 47.
486 (196(1); Bull. Chem. Soc. Japan. 33, 727 (I960):
J. AppL Polymer Sei., 6, 643 (!962); C. A.. 59. :959 h
(1963), CA., 60. 12111c (1964), CA., 60, 12113d
(1964), C. Α., 65. 12290 c (1966).
In der ersten Stufe des vorliegenden Verfahrens werden die obenerwähnten Polyamine an den N-Atomen
durch die Halogenmethylreste der Formel 1 alkyliert. Dabei reagieren vor allem die primären
und die sekundären Aminogruppen in den Polyaminen. Eine Alkylierung von tertiären Aminogruppen
zu quaternären Ammoniumionen tritt nur in geringem Ausmaß ein. Weil die Verbindungen mit den polymeren
Ketten der Formel I eine größere Zahl von Halogenroethylresten tragen, kann man sie als PoIyalkylierurigsmitiel
bezeichnen. Bei deren Umsetzung mit Polyaminen entsteht ein sehr komplexes Gemisch
von Umsetzungsprodukten, das durch eine allgemeine Formel nicht charakterisiert werden kann. Wenn
beispielsweise ein Teil der Halogenmethylgruppen mit den Ausgangs-Polyaminen reagiert hat, sind neue
Polyamine entstanden, die bei der Umsetzung mit den noch zur Verfügung stehenden Halogenmethylgruppen
ebenfalls reagieren, gewissermaßen als Kon- 6S
kurrenten der Ausgangsaminc. So werden Polymerketten der Formel 1 durch Austausch von Hai durch
Polyalkylaminreste miteinander verbunden, so daß vernetzte Polyamine entstehen. Wen.i diese Vernetzung einen gewissen Grad überschreitet, entstehen
wasserunlösliche Stoffe, welche außerhalb des Rahmens der Erfindung fallen. Weil hier vielwertige
Poiyalkylierung^mittel und Polyamine miteinander reagieren, ist die Möglichkeit für Vernetzungsreaktionen besonders groß, und es war zunächst nicht voraussehbar, ob bei praktisch vollständiger Umsetzung der
Halogenmethylreste überhaupt wasserlösliche Polymere entstehen.
Bei dem in der L1 SA.-Patentschrift 3 251852 beschriebenen
Verfahren werden Polyepichlorhydrine vom Molekulargewicht 450, 900 und 1150 mit Polyaminen,
beispielsweise mit Triäthylentetramin. umgesetzt, wobei immer in Gegenwart von Methanol und
von Kaliumhydroxid gearbeitet wird. Zunächst wird längere Zeit bei 20 bis 30 C reagieren gelassen, langsam
auf 80 b s 140 C erwärmt und längere Zeil ausreagieren
gelassen. Die Nacharbeitung dieser Verfahrensweise hat gezeigt, daß weitaus der größte Teil
der Chlormethylgruppen gar nicht mit dem Pohamin. sondern mit dem Kaliummethylat reagieren unier
Austausch von Chlor gegen den Methoxyre»t. Es steht deshalb nur noch ein kleiner Teil der im Reaktionsgemisch
ursprünglich vorhandenen Chlormethylgruppen als alkylierende Gruppen für die Umsetzung mit
dem Polyamin bei 80 bis 140 C zur Verfügung. Dadurch sind die Bedingungen für eine Vernetzung sehr
ungünstig, und es entstehen Polymere mit sehr viel Äthergruppen und nur wenig Aminogruppen. Dennoch
können auch hier zu stark vernetzte, wasserunlösliche
Endstoffe entstehen. Um dies zu vermeiden, wird immer in Gegenwart eines Lösungsmittels umgesetzt,
das immer mindestens in gleicher Menge wie die Reaktionskomponenten vorhanden ist.
Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß im ersten Verfahrensschritt ohne
Kaliumhydroxid oder andere säurebindende Mittel und ohne Lösungsmittel gearbeitet. Die Vernetzung
zu unlöslichen Umsetzungsprodukten wird überraschenderweise allein durch den Einsatz von überschüssigem
Polyamin vermieden. Der zur Vermeidung der Bildung von zu hoch vernetzten und damit unlöslichen
Umsetzungsprodukten notwendige Überschuß an Ausgangsaminen ist abhängig vom Polymerisationsgrad
des umzusetzenden Polyepihalogenhydrins: ist letzteres hochmolekular (viele Halogenmethylgruppen),
muß ein größerer Überschuß eii.-gesetzt
werden als bei niedrigmolekularen Polyhalogenhydrinen (wenig Halogenmethylgruppen). Der notwendige
Überschuß an Ausgangs-Polyamin ist beträchtlich, es müssen mindestens 2 bis 3 Mol Polyamin.
bezogen auf eine Halogenmethylgruppe im Polyepihalogenhydrin, eingesetzt werden. Die Mitverwendung
von Lösungsmitteln ist nicht notwendig, weil die Reaktionskomponenten meist ineinander
mischbar oder wenigstens ineinander genügend löslich
sind. Die Umsetzung ist ab ungefähr 90 bis !00'C
stark exotherm, weshalb es zweckmäßig ist, beim Arbeiten im großen Maßstab das Polyamin bei dieser
Temperatur vorzulegen und das Polyepihalogenhydrin
so langsam zuzugeben, daß die Temperatur nicht zu stark ansteigt Umsetzungsteraperaturen oberhalb
200° C sollen vermieden werden, um Nebenreaktionen und Zersetzungsprodukte zu vermeiden. Zweckmäßig
werden praktisch alle Halogenmetbylgruppen zur Reaktion gebracht. Dieser Punkt ist erreicht, wenn nahezu djw theoretische Menge Halogenionen in der
Reaktionsmischung nachgewiesen werden kann.
Nach der Umsetzung wird das überschüssige Ausgnngsamin durch Destillation, vorzugsweise im Vakuum, entfernt. Um dies möglichst weitgebend zu
erreichen, ist es zweckmäßig, alle Aminogruppen im Umsetzungsgemisch freizusetzen, d. h., die Aminhydrohalogenide in die freien Amine überzuführen.
Dies geschieht am einfachsten mit säurebindenden Mitteln wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid,
Natriumcarbonat oder Natriumalkoholat. Man kann beispielsweise die dem Halogenionengehalt
äquivalente Menge konzentrierte wäßrige Natriumhydroxidlösung zugeben und das zur Lösung
verwendete und das bei der Umsetzung entstandene Wasser abdestilliieren. Das überschüssige Ausgangs-Polyamin
wird nachher aus dem Reaktionsgemisch durch Destillation entfernt, vorzugsweise im Vakuum
zur Schonung des Umsetzungsprodukts. Das so regenerierte Ausgangs-Polyamin kann in einem neuen
Ansatz wieder verwendet werden. Normalerweise s stört das Natriumhalogenid bei der weiteren Verarbeitung und bei der Verwendung des Endstoffs nicht,
so daß auf eine Entfernung verzichtet werden kann.
In der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in der ersten Stufe erhaltene PoIy-
ätheramin in Wasser gelöst und mit Polyalkylierungs- oder Polyacylierungsmittel umgesetzt, welche durch
Verknüpfung der Polyätheraraine unter sich eine Vergrößerung des durchschnittlichen Molekulargewichts bewirken. Als solche kommen beispielsweise
in Frage: EpichJorhydrin, 1,2-Dicbloräthan,
1.2 - Bis - (2' - Chloräthoxy) - äthan, 1,4 - Dichlor-
2.3 - epoxy - butan, N,N' - Bis - Chloracetyl - äthylendiamin, Diglycidyläther, niedrigmolekulares Polyepichlorhydrin, ChloracetylcWorid, Cyanurchlorid,
Adipinsäurechlorid, Divinylsulfon und die Verbindungen
der Formeln
Cl- CH1- CH1- O—CH,--CH CH1 (III)
25 vgl. deutsche Patentschrift 670 419, und
er
er
Cl-CH2-CH — CH2-N-CH2-CH — CH2-N-CH1-CH — CH2-Cl (I V)
OH CH, CH3 OH CH3 CH3 OH
vgl. französische Patentschrift I 583 363. und die andern
in letzterer Patentschrift beschriebenen Vernetzer.
Die Vernetzung in der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens muß gezielt durchgeführt werden,
d. h., .ler · Vernetzungsgrad des Endprodukts darf
nicht zu niedrig und nicht zu hoch sein. Bei fort schreitender Vernetzung in wäßriger Lösung beobachtet
man von einem gewissen Punkt an eine deutliche Erhöhung der Viskosität der Lösung. Von hier bis
zur Erreichung des Punktes, bei welchem eine unlösliehe Gelmasse entsteht, ifl eine verhältnismäßig
kleine Übergangsperiode. In dieser Übergangsperiode muß die Vernetzung unterbrochen werden, um zu den
erfindungsgemäßen Endprodukten zu gelangen.
Diese Unterbrechung kann geschehen, indem man das Mengenverhältnis der Reaktionspartner a) zu b)
so wählt, daß keine unlösliche Gele entstehen. Diese * Methode ist in der obenerwähnten französischen
Patentschrift 1 583 363 beschrieben. Man kann aber auch überschüssigen Vernetzer einsetzen und die
Vernetzung nach dem Viskositätsanstieg und vor der Entstehung von unlöslichem Gel unterbrechen durch
Kühlung und Erniedrigung des pH-Werts. Diese Erniedrigung wird erreicht durch Zugabe der verschiedensten
Säuren, wie beispielsweise von Salzsäure. Schwefelsäure, Milchsäure, Weinsäure, Methansulfon·
säure, Benzoldisulfonsäure oder Phthalsäure. Bei Verwendung von überschüssigem Vernetzer kann es
vorkommen, daß die Reaktionsfähigkeit des Vernetzers bzw. von nur teilweise umgesetztem Vernetzer
auch durch Erniedrigung des pH-Werts, beispielsweise auf 3 bis 5, nicht vollständig eingefroren wird.
Dies hat zur Folge, daß die Vernetzung während der Lagerung langsam weitergeht und damit nach längerer
Zeit das wasserlösliche Endprodukt in ein unlösliches Gel übergeht. Wenn praktisch unbegrenzt lagerbeständige
Endprodukte gewünscht werden, muß man deshalb entweder nach der ersten Vernetzungsmethode
allen Vernetzer ausreagieren lassen oder überschüssigen Vernetzer mit so wenig reaktionsfähigen Reaklivgruppen
verwenden, daß deren Reaktivität durch Erniedrigung des pH-Werts ganz einfriert; im letzteren
Fall reicht es aus, wenn eine von zwei reaktiven Gruppen eines Vernetzers genügend trag ist. Beispiele
für solche Vernetzer sind: Triglykoldichlorid, [I.2-bis-(2'-chIoräthoxy)-äthan] und der Vernetzer
der obigen Formel III.
Die Konzentration der wäßrigen Lösung, in welcher die Vernetzung durchgeführt wird, kann in weiten
Grenzen schwanken. Man arbeitet vorteilhaft so, daß nach der Umsetzung direkt die für die vorgesehene
Verwendung geeignete Konzentration an Wirkstoff entsteht. Diese Konzentration siegt normalerweise
zwischen IO und 50%, vorzugsweise zwischen 25 und 35%.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betriff! die Verwendung der nach dem oben beschriebenen
Verfahren erhaltenen Endstoffe. Wie andere hochmolekulare, hydrophile Polyamine sind sie gute
Flockulations- und Flotatronsmittel für die Aufbereitung von Abwässern aus Städten und Industrieanlagen
und Antistaiica für Textilien, überraschend ist ihre
hohe Aktivität als Entwässerungsmittel und Retentionsmittel in der Papierindustrie, indem sie die als
höchst wirksam bekannten Polyäthylenimine übertreffen.
r,
In der obigen Beschreibung und in den folgenden Beispielen bedeuten Teile Gewichtstsile, Prozente
Gewichtsprozente, g Gramm, MG Molekulargewicht und AG Äquivalentgewicht. Die Temperaturen sind
in Celsiusgraden angegeben. Die Molekulargewichte sind nach der vaporometrischen Methode bestimmt,
vgl. C h i 1 e w s k i und Simon, HeIv. Chim. Acta.
47,515(1964).
Beispiele für das Herstellungsverfahren
Beispiel 1
Beispiel 1
92,5 g (IAG) Polyepichlorhydrim (Durchschnitts-MG
1530) werden in 240,0 g (4 Mol) Äthylendiamin
bei Raumtemperatur gelöst. Die Lösung wird unter Rühren im Stickstoff-Strom auf 100° erhitzt. Bei
dieser Temperatur findet eine exotherme Reaktion statt; durch Kühlung läßt man die Temperatur 140°
nicht überschreiten. Wenn die Reaktion nicht mehr exotherm ist, wird 2 Stunden bei 100° weitergerührt.
Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung auf etwa 30° gibt man 133,3 g (1 Mol) 30%ige Natriumhydroxid-Lösung
zu. Anschließend werden Wasser und überschüssiges. Äthylendiamin im Vakuum abdestilliert.
Nach dem Erhitzen auf 110 bis 120° bei 10 bis 20 Torr unter Rühren bis zur Gewichtskonstanz
erhält man 162,8 g Rückstand, der aus 58,5 g feinkristallinem Natriumchlorid und 104,3 g flüssigem
Polyätheramin besteht.
Zu 9,4 g des obigen Rückstands, gelöst in 10,6 g Wasser, gibt man I g einer 30%igen wäßrigen Lösung
des Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt die dünnflüssige
Mischung während 18 Stunden bei 65° ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30%
Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht zu einer homogenen Lösung beliebig verdünnbar ist.
Das richtige Mengenverhältnis der beiden Reaktionskomponenten, d. h. von Rückstand aus der
ersten Verfahrensstufe und von Bis-ehlorhydrin der Formel IV, wird durch Vorversuche ermi'telt. Beim
Einsatz von zu wenig Vernetzer der Formel IV tritt praktisch kein Viskositätsanstieg der Reaktionsmischung
nach dem Ausreagieren des Vernetzers ein. zu viel Vernetzer ergibt unlösliche, gelartige, mit
Wasser nicht zu einer homogenen Lösung verdünnbare Endstoffe.
Bei der Durchrührung der ersten Verfahrensstufe iim großtechnischen Maßstab kann die Beherrschung
der exothermen Reaktion Schwierigkeiten bereiten, weshalb es zweckmäßig ist, das Äthylendiamin zunächst
allein bei 100 bis 120° in einer Stickstoffatmosphäre zu verrühren und das Polyepichlorhydrin
so langsam zuzugeben, daß diese Temperatur, wenn nötig durch Außenkühlung, eingehalten werden kann.
Weil bei dieser Verfahrensvariante praktisch während der ganzen Umsetzung ein größerer Überschuß an
Äthylendiamin vorhanden ist im Vergleich zur oben beschriebenen Variante, wo von Anfang an die gesamte
Menge der Ausgangsstoffe miteinander vermischt ist, entsteht ein Zwischenprodukt von etwas
andersartigem Vernetzungsgrad.
In analoger Weise, wie in diesem Beispiel beschrieben, erhält man andere verfahrensgemäße Endstoffe,
wenn der Vernetzer der Formel IV durch andere Vernetzer ersetzt wird. Wie oben erwähnt, läßt man
den Vernetzer ausreagieren und ermittelt dessen Menge im Verhältnis zur Menge des Zwischenprodukts
aus der ersten Verfahrensstufe durch Vorversuche.
Wasserlösliche Vernetzer werden der wäßrigen Lösung des Zwischenprodukts direkt zugegeben oder nach
vorherigem Lösen in einem Lösungsmittel, wie beispielsweise Äthanol, Aceton oder Chlorbenzol. Bei
nicht homogenen Systemen ist es vorteilhaft, durch sehr gutes Rühren Tür einen gleichmäßigen Ablauf der
Reaktion zu sorgen.
ίο 92,5g (IAO) Polyepichlorhydrin (Durchschnitts-MG
1370) werden in 412,0g (4 Mol) Diäthylentriamin bei Raumtemperatur gelöst. Nach Umsetzung und
Aufarbeitung, wie im Beispiel 1 hieschrieben, erhält man nach dem Erhitzen bis zur Gewichtskonstanz
199,0 g Rückstand, der aus 58,5 g Natriumchlorid und 140,5 g flüssigem Polyätheramin besteht.
Zu 8,5 g des obigen Rückstands, gelöst in 11,5g
Wasser, gibt man 2,8 g einer 30%igen wäßrigeii
Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt die dünnflüssige Mischung während 18 Stunden bei
65° ausreagieren. Man erhält' eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht
verdünnbar ist.
B e i s ρ i e I 3
Die erste Verfahrensstufe wird wie im Beispiel 2 durchgeführt. In der zweiten Stufe jedoch wird überschüssiger
Vernetzer eingesetzt und dieser nicht ausreagieren gelassen. Um die Vernetzungsreaktion zu
dämpfen und damit im richtigen Moment, vor der Entstehung von unlöslichem Gel, abbrechen zu können,
wird bei niedrigerem pH-Wert umgesetzt.
Zu der im Beispiel 2 beschriebenen Lösung aus 8,5 g Rückstand und 11,5 g Wasser gibt man so viel
30%ige Salzsäure, daß der pH-Wert von anfänglich 11,6 auf 7,6 gesunken ist. Zu dieser Lösung gibt man
4,5 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt die Mischung während
16 Stunden bei 6!5° reagieren. Man erhält eine viskose.
mit Wasser leiclht verdünnbare Lösung mit einem pH-Wert von 6„8, die 30% Wirkstoff enthält; zur
Stabilisierung wird der pH-Wert der Lösung mit Salzsäure auf 5 eingestellt.
Veränderung beim Lagern: Nach 7 Wochen bei Raumtemperatur ist das Produkt unverändert. Nach
einem Monat bei 50° ist das Produkt ein unlösliches Gel geworden. (Der pH-Wert ist auf 4.5 gesunken.)
Hier wird, wie im Beispiel 3, mit überschüssigen· Vernet^er umgesetzt. Um dennoch ein lagerbestän
diges Endprodukt zu erhalten, werden die durch dt« Vernetzung nicht verbrauchten reaktiven Grupper
zerstört. Man löst 42,5 g von den 199 g des im Bei spiei 2 beschriebenen Rückstands in 137,5 g Wasser
verrührt bei 30° und gibt 16,(5 g feinkristalline! Maleinsäureanhydrid zu. Nach 4 Stunden wird du
klare Lösung auf 60° erwärmt, wobei die Vernetzungs reaktion beginnt. Nach 20 Minuten ist die dünnflüssig«
Lösung sehr visikos geworden. Man kühlt auf 30'
und gibt 17,6 g Natriumhydrogensulfit zu, um di< reaktive Doppellbindung in den Maleinsäurerestei
zu zerstören. Man erhält eine viskose, mit Wassei leicht homogen verdünnbare, lagerstabile Lösung.
Wahrscheinlich laufen bei der oben beschriebenei Llrnsetzung folgende Reaktionen ab: Ein Teil de
Aminogruppen im Polyätheramin wird zunächst acy liert zu Maleimsäure-halbamiden, an welche siel
409 634/15'
2 ί 27
Tsi z~ 3Ji i>"-r?e·"-
SH CO CH -CH COOH - H->
v
'•H CC- CH1 CH COOH V;
NH-
Diese VennetzungsreakbOB wird darauf, nach Erreichung
des gewünschten VernetZiing^grades. unterbrochen
durch Anlagerung von Nairiumhydrogensulfil
an die Doppelbindung in (V):
--NH CO CH=CH COOH 4· NaHSO
NH CO CH2 CH COOH (MIi
SO, Na
Beispiel 5
Beispiel 5
925 κ iO.l ÄGj PoiyepkrhJorhydnn IMG 2090s
werden in 144.4 g (1,4 Mol) Diäthylentnarnin he;
Raumtemperatur gelöst und dann wie im Beispie! 2 umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält 20.6 g Rückstand
(davon 5JS g Natriumchlorid). Weil man von ^ einem hochmolekularen Polyepichlorhydrin ausgegangen
Kt. :ist schon in der 1 Verfahrensstufe eint
weitgehende Vernetzung eingetreten. Zur Durchfuhrung der Vernetzung kann man in der 20fachen Menge
Wasser iösen und mit der 0.0! fachen Menge Trigjykoldichlorid
bei 85" vernetzen.
92.5 g (IAG) Polyepichlorhydrin vom MG 520
werden in 412.0 g(4 Mol) Diäthylentriamin bei Raumtemperatur gelöst und wie im Beispiel 2 umgesetzt
und aufgearbeitet. Zu 8.5 g des Rückstands in 11.5 g
Wasser gibt man 11.0g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt
die Mischung während 18 Stunden bei 65 aus- 4*
reagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und rat Wasser leicht verdünnbar
ist.
In diesem Beispiel kann man den Überschuß an
Diäthylentriamin verringern, indem man statt 412,0 g (4 Mol) nur 257.5 g (23 Mol) einsetzt Dies hat zur
Folge, daß man im zweiten Verfahrensschritt mi: wesentlich weniger Vernetzer auskommt
Zu 40,0 g (0,1 Mol) Polyäthylenglykol (MG 40Oi. das 0,8 g Bortrifluoridätherat enthält, werden innerhalb
40 Minuten 92,5 g (1 Mol) Epichlorhydrin bei 60 bis 70' zugetropft. Man läßt die Reaktionsmischung
während 20 Stunden bei 90° weiter reagieren. Anschließend wird das nicht umgesetzte Epichlorhydrin
im Vakuum abdestilliert. Man erhält als dunkelbraunen Rückstand 1093 g Reaktionsprodukte; d. h-,
daß nur 69,3 g (0,75 Mol) Epichlorhydrin reagiert haben.
Das so hergestellte Polyepichlorhydrin wird in 309 g (3 MoI) Diäthylentriamin bei Raumtemperatur
gelöst und die Losung unter Rühren im Stickstoff-Si'onr.
auf iOO' erhitz!. Bei dae>er Tempera;ur nndet
erse evMhenDf Reaktion statt Durch Kühlung laßt
map die Temperatur 140 nicht übers, hresien. Wenn
Qiz Reaktion nicht mehr exotherm ist. wird 2 Stunden
bei 500 weiter gerühn Nach dem Abkühlen der
ReaktK>Qsnitschurj£ auf etwa 30: gibt man 1CO.0 g
■ 0.75 Mai) 30* »ige Natriumhydroxid-Lösung ru. An-
>.hheäei)d werden Wasser und übcrschüi-siges Diä:hykTiinarnin
im Vakuum abdesulliert. Man erhali
Γ i 1.4 g Rückstand, der aus 167.6 ε orsianiscbem Reaktjonsprodukt
und 43.8 g Natriumchlorid besteht. Zu 7.6 g dieses Rückstands in 12.4 g Wasser gibt man
3 3.4 ι einer 3*0*»igen wäßrigen Losung des Bis-chlorbydrins
der Forroei IV und läßt die Mischung während
18 Standen bei 65: ausreagieren. Man erhält eine
viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist
Zu 9.1 g (0.05 Mol) Sorbit, der 1 g Bortnfluoridätherai
entfcäit werden innerhalb einer Stunde 139.0 g
(1.5 McH) EifBcbJorhydnn bei 100 bis 105 mgetropft
Man läßt die Reaktk>nsmischung während 2l ; Stunden
bei 100 bis 110 weiter reagieren. Anschließend
wird Vakuum angeschlossen, um das nicht umgesetzte Epjcblorhy<irin abzudestilheren.
Man erhält 14S.0g Reakbonsprodukt. d.h.. daß
das Epichlorhydrin vollständig reagiert hat Das so hergestellte Poiyepichlorh>dnn wird in 61 Sc
(6 Mol) DKithylenlriamin bei Raumtemperatur gelöst
und die Lösung unter Rühren im Stickstoff-Strom auf 100" erhitzt. Bei dieser Temperatur findet einc
exotherme Reaktion statt: durch Kühlung läßt man die Temperatur 140 nicht überschreiten. Wenn die
Reaktion nicht mehr exotherm ist, wird 2 Stunden bei 100 weitejgerührt. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung
auf etwa XV gibt man 200 g (1.5 Mol' 30%ige Natriumhydroxid-Lösung /u. Anschließend
werden Wrasser und überschüssiges Dutrnlentriamin
im Vakuum abdestilliert. Man erhalt 310.0 g Rückstand,
der aus 222.3 g Polyätheraiwn und }■"." 2
NaCl besteht
Zu 8.4 g des obigen Rückstands in Π.ίιμ Wasser
gibt man 60 g einer 30°oigen wäßrigen Lösung des
Bis-chlorhydrins der Formel IV /u und läßt die Mischung
während 1S Stunden bei <>5 ausrcaweren. Man
erhält eine viskose Lösung, die 30° 0 Wirkstoff enthält
und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
Beispscl 9
Zu 75.0 g (0.05 Mol) äthoxvHertcm Sorbit (1 Mol
Sorbit: 30 Mol Äthylenoxyd), der 3 s; Bortrifluoridätherat
enthält, werden innerhalb 30 Minuten 1.W.0 ί
(1.5 Mol) Epichlorhydrin bei 80 bis 90 zugetropft Man läßt die Reaktionsmischung während 5 Stunder
bei 100° weiter reagieren. Anschließend wird da; nicht umgesetzte Epichlorhydrin im Vakuum shdestil
liert Man erhält 182,2g Reaktionsprodukt, d.h.
daß nur 1,15 Mol Epichlorhydrin rengiert hat. Das sv
hergestellte Polyepichlorhydrin wird in 474 g (4.6 Mol Diäthylentriamin bei Raumtemperatur gelöst und Ju
Lösung unter Rühren im Stickstoff-Strom auf 100
erhitzt. Bei dieser Temperatur findet eine exotherm« Reaktion statt; durch Kühlung läßt man die tVtnjv
ratur 140° nicht überschreiten. Wenn die Rwkttor
nicht mehr exotherm ist, wird 2 Stunde« bei UK)'
weiterr»eriiliri. Nach dem Abkühlen der Reaktion»
mischung auf etwa 30° gibt man (5i ρ (1,15 Mol
30%ige Natriumhydroxid-Lösung zu. Anschließend werden Wasser und überschüssiges Diäthylentriamin
im Vakuum abdestilliert. Man erhält 336 g Rückstand, der aus 67 g Natriumchlorid und 269 g Polyätheramin
besteht.
Zu 7,5 g dieses Rückstands in 12,5 g Wasser gibt man 10,8 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des
Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt die Mischung
während 18 Stunden bei 65; ausreagieren. Man erhält *ine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und
Init Wasser leicht verdünnbar ist.
Zu 12,8 g des Produkts (Rückstand) aus der ersten Verfahrenisstufe von Beispiel 2 in 18,6 g Wasser gibt
tnan 0,6 g Epichlorhydrin und läßt die Mischung Während 18 Stunden bei 65° ausreagieren. Man erhält
(eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthalt und «nit Wasser leicht verdünnbar ist.
Zu 12,8 g des Produkts (Rückstand) aus der ersten Verfahrenisstufe von Beispiel 2 in 17,9 g Wasser gibt
man 0,3 g l,2-Bis-(2'-chloräthoxy)-äthan und läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65" abreagieren.
Ma,' erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoffenthält
und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
B e i s ρ i e I 12
Zu 12.8 g des Produkts (Rückstand) aus der ersten Verfahrensstufe von Beispiel 2 in 18,3 g Wasser gibt
man 0,48 g N.N'-Bis-(chloracetyl)-äthylendiamin und ίο läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65 ausreagieren.
Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar
ist.
Zu 12,8 g des Produkts (Rückstand) aus der ersten
Verfahrensstufe von Beispiel 2 in 17,7 g Wasser gibt man 0,2 g des unten beschriebenen Diaminotetraepoxids
der Formel VIII und läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65° ausreagieren. Man erhält
eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
Das hier als Vernetzer verwendete Diaminotetraepoxid hat folgende Konstitution
CH2 · CH · CH2 =
O
O
CH5 · CH, · CH, ■ N=f=CH, · CH
CH2
(VIII)
und kann folgendermaßen hergestellt werden:
Zu 925 g (10 Mol) Epichlorhydrin wird schnell unter Rühren und Eisbad-Kühlung eine Lösung von
148 g (2 Mol) von 1,3-Diaminopropan, gelöst in 160 g
Methanol, zugegeben. Man läßt die Reaktionsmischung während 5 Stunden bei 25 bis 30° (leichte
Kühlung) weiter reagieren. Anschließend werden Methanol und das überschüssige Epichlorhydrin im
Vakuum bei Rauntemperatur abdestilliert. Der Destillationsriickstand
wird in 800 ml Dioxan gelöst und zu der Lösung 890 g (10 Mol) 45%ige Natriumhydroxid-Lösung
bei etwa 20° (Eisbadkühlung) in kurzer Zeit zugetropft. Man läßt 30 Minuten weiterrühren, anschließend
gibt man so viel Wasser zu, daß das ausgefallene Natriumchlorid gerade in Lösung geht und
trennt die wäßrige von der organischen Phase. Nach Trocknung der organischen Phase über Kaliumcarbonat
entfernt man das Lösungsmittel im Vakuum und bei Raumtemperatur. Man erhält als Rückstand 514 g
eines öügen, wasserklaren Produkts, das der Formel VIII entspricht und einen Epoxysauerstoffgehalt
von 18.5% (berechnet 21,5%) hat.
Beispiele für die Verwendung
Beispiel A
Wirkung auf die Entwässerung von Papierstoff
Wirkung auf die Entwässerung von Papierstoff
Als Maß für die Entwässerungswirkung dient die Zeit, welche für den Austritt einer bestimmten Menge
Filtrat aus einer ein Entwässerungsmittel enthaltenden Suspension von einer bestimmten Papkrstoffzusammensetzung
benötigt wird, im Vergleich zu derjenigen, die eine entsprechende Menge Filtrat aus
einer hilfsmittelfreien Suspension benötigt. Die angewandte Prüfmethode ist im Merkblatt V/7/61 des
»Vereins der Zellstoff- und Papier-Chemiker und -Ingenieure« beschrieben.
In der folgenden Tabelle werden zwei in der Praxis viel verwendete Entwässerungsmittel mil dem im
obigen Beispiel 2 beschriebenen Produkt verglichen Darin bedeuten die Zahlen Anzahl Sekunden und die
Konzentration in Prozent Gramm Wirkstoff (ohne Lösungsmittel), eingesetzt auf 100 g lufttrockener
Papierstoff.
55
60
r "" " | Mittel A*) | Mittel B**) | Im Beispiel 2 beschriebene Produkt |
|
Pnpier- slofT |
Konzen tralion <%> |
3!0 | "" """" 310 |
310 |
Λ | 0 | 290 | 293 | 245 |
0.06 | 274 | 276 | 163 | |
0.12 | 263 | 281 | 97 | |
0,18 | 106 | 106 | 106 | |
B | 0 | 92 | 96 | 91 |
0,06 | 82 | 87 | 77 | |
0.12 | 79 | 83 | 74 | |
0.1 S | 268 | 268 | 268 | |
C | 0 | 74 | 107 | 66 |
0,06 | 67 | 88 | 60 | |
0.09 | 64 | 78 | 59 | |
0,12 | ||||
*) Im wesentlichen aus Polyäthylenimin bestehend.
**) Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin und Polyalkyl
aminen.
**) Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin und Polyalkyl
aminen.
Bei obigen Versuchen war die Stoffdichte, d. h. <
Konzentration der Cellulose im Wasser vor der BIa
bildung, 0,25%. Die Papierstoffe hatten folgende /
sammensetzung:
Konzentration der Cellulose im Wasser vor der BIa
bildung, 0,25%. Die Papierstoffe hatten folgende /
sammensetzung:
IO
Papierstoff A
Ungebleichte Sulfitcellulose, mit Aluminiumsulfat auf pH 4,8 eingestellt, Mahlgrad: 65°SR.
Papierstoff B
Gebleichte Sulfitcellulose, mit Aluminiumsulfat auf pH 4,8 eingestellt, Mahlgrad: 35"SR.
Papierstoff C
70 Teile gebleichter Holzschliff, 30 Teile gebleichte Sulfitcellulose,
15 Teile Kaolin (Dinkie A),
pH: 7,
Mahlgrad (ohne Kaolin): 50cSR.
Beispiel B
Wirkung auf die Retention von Papierstoff
Einer füllstoffhaltigen Zellstoffsuspension werden kurr vor der Blattbildung bestimmte Mengen eines
Retentionshilfsmittels zugesetzt. Nach dem Trocknen und Konditionieren der Prüfblätter werden diese
verascht. Der erhaltene Aschegehalt ist ein Maß für die Füllstoffretention.
In der nachfolgenden Tabelle wird die Retentionswirkung von zwei Handelsprodukten und des im
Beispiel 2 beschriebenen Produkts miteinander verglichen. Darin bedeuten die Zahlen Aschegehalt in
Prozent und uie Konzentration in Prozent Gramm Wirkstoff (ohne Lösungsmittel), eingesetzt auf 100 g
lufttrockenen Papierstoff.
40
Papier | Konzen | Mittel A | Mittel B | Im Beispiel 2 |
stoff | tration | beschriebenes | ||
(%) | 8,1 | 8.1 | Produkt | |
D | O | 11,9 | 8,3 | 8,1 |
0,03 | 13.1 | 8,5 | 13,5 | |
0,06 | 14,2 | 10,8 | 14,2 | |
0,12 | 10.0 | 10,0 | 14,3 | |
E | 0 | 12,1 | 11,8 | 10.0 |
0,03 | 13,1 | 12.6 | 12.7 | |
0,06 | 13.5 | 12.9 | 13.7 | |
0,09 | 13,9 | |||
Bei obigen Versuchen war die Stoffdichte, d. h. die Konzentration der Cellulose im Wasser vor der
Blattbildung, 0,125%. Die Papierstoffe hatten folgende Zusam mensetzung:
Papierstoff D
100 Teile gebleichte Sulfitcellulose, 20 Teile Kaolin (Grade A), 0,2 Teile Leukophor BS,
pH: 6,0, mit Schwefelsäure eingestellt. Mahlgrad (Cellulose allein): 65° SR. Go
pH: 6,0, mit Schwefelsäure eingestellt. Mahlgrad (Cellulose allein): 65° SR. Go
Papierstoff E
100 Teile gebleichte Sulfitcellulose, 20 Teile Koalin (Grade A),
2 Teile Harzleim,
3 Teile Aluminiumsulfat,
pH: 4,5,
pH: 4,5,
Mahlgrad (ohne Koalin): 35SR.
Unerwartete technische Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem aus der USA.-Patentschrift
3 251 852 bekannten Verfahren sind aus dem folgenden Versuchsbericht ersichtlich:
1. Herstellung der Produkte
1.1. Zwischenprodukte
1.1. Zwischenprodukte
Beispiel 1 (Erfindungsgemäß)
138 g (1.5 AG) Polyepichlorhydrin (Dur-hschnitts-MG
1400) wurden mit 547 g (5,3 Mol) Diäthylentriamin — das einem 2,5-Mol-Polyaminüberschuß pro
Äquivaientgewicht (AG) Polyepichlorhydrin entspricht
— (mit einem kleineren Überschuß besteht die Gefahr, daß ein zu stark vernetztes kaum wasserlösliches
Produkt entsteht) umgesetzt. Nach beendeter Reaktion wurde das entstandene HCl mil NaOH neutralisiert
und das überschüssige und nicht reagierte Diäthylentriamin durch Vakuum-Destillation aus der
Reaktionsmischung entfernt. (423 g Diäthylentriamin wurden wieder erhalten, d. h. 124 g (1,2 Mol) — 80%
der Theorie des Polyamine haben mit Polyepichloihydrin reagiert.) Das Reaktionsprodukt wurde in
Wasser gelöst und auf 30% verdünnt. (Für die genaue Verfahrensweise vgl. Beispiel 2 unserer Anmeldung.)
Die 30%ige. klare, wäßrige Lösung hat eine Viskosität von etwa 13OcP bei 20". Die Titration des jonischen
Chlors ergab theoretische Werte, das bedeutet, daß das Diäthylentriamin (trotz Überschuß) zu etwa 20%
(vgl. oben: reagiertes Polyamin 80% der Theorie) zweiseitig mit dem Polyepichlorhydrin reagiert hat.
Beispiel 2 (USA.-Patentschrift 3 251 852)
Bei einem Ansatz von 139 g (1,5 AG) des gleichen Polyepichlorhydrins von Beispiel 1, 309 g (3 Mol. d. h.
1 Mol Polyaminüberschuß pro Polyepichlorhydrin-AG). 109 g KOH und 600 g Methanol wurde genau
nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 b und den Reaktionsbedingungen des Beispiels 24b der USA-Patentschrift
3 251 852 gearbeitet. Das Produkt wurde anschließend in Wasser gelöst und auf 30% verdünnt.
Die Viskosität betrug etwa 35 cP bei 200C.
1.2. Endprodukte !(Vernetzung der Zwischenprodukte)
Beispiel la
Zu 100 g des im Beispiel 1 erhaltener Produkts (als 30%ige. wäßrige Lösung) wurden ! j.5 g einei
30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins dei
Formel IV (vgl. erfindurigsgernäßes Verfahren) züge
geben. Man ließ die Mischung unter Rühren währenc 3 Stunden bei 65° C ausreagieren. Man erhielt ein*
leicht mit Wasser verdünnbare Lösung, die ein* Viskosität von etwa 170OcP bei 200C hatte. (Erhöh
man die Menge des Vernetzers (Bis-rhlorhydrins de Formel IV), so nimmt auch die Viskosität des Ver
netzungs-Produkts zu. z. B. beim Ändern des obigei Verhältnisses von 100:13,5 auf 100:14,0 erhält mal
ein Produkt mit einer Viskosität von etwa 3500 cP be 200C, während beim Verhältnis von 100:14,5 ein zi
stark vernetztes und nicht mehr lösliches Produk entsteht.)
Zu 100 g des im Beispiel 2 erhaltenen Produki (als 30%ige. wäßrige Lösung) wurde die gleich
Menee (13.5 g) Bis-chlorhydrin der Formel IV (ve
ts- >ro
iht er- £er
ler iin
)rin ue g) at en aß
15
erßndungsgemäßes Verfahren) und weiter wie im
Beispiel la der USA.-Patentschrift vorgegangen. Man
erhielt eine leicht mit Wasser verdünnbare Lösung, die eine Viskosität von etwa 40 cP bei 20" C hatte.
Da im Beispiel 2a vom Zwischen- zum Endprodukt, trotz Vernetzung, keine merkbare Viskositätserhöhung
eintrat, wurde dieses Beispiel mit einer größeren Menge von Bis-chlorhydrin wiederholt. Zu 100 g des
Produkts von Beispiel 2 wurden 100 g Bis-cblorhydrin
der Formel IV (vgl. erfindungsgemäßes Verfahren) zugegeben. Man erhielt ein Endprodukt mit einer
Viskosität von etwa 27 cP bei ?0oC.
Bemerkung: Die viel höhere Viskosität des Produkts und die starke Viskositätszunahme in Beispielen 1 und
Ia (erfmdragsgemäße Verfahren) zeigen den großen
Unterschied der nach unserem Verfahren hergestellten Produkte und denen, die gemäß (Beispiel 2 und 2a)
der USA.-Patentschrift 3 251 852 hergestellt wurden. »
Dieser Unterschied kommt noch deutlicher bei der Wirksamkeits-Prüfung der Produkte her"?r.
For die Messung der Viskosität wurde ein Brookfield-Viskosiraeter
verwendet
2, Prüfung der Wirksamkeit
2.1. Entwässerungswirkung
2.1. Entwässerungswirkung
Für die Beschreibung der Prufungsmethode und die Bedeutung der in der folgenden Tabelle angegebenen
Ergebnisse vgl Beispiel A S. 23 des Cases I50-3169
(originaler deutscher Text).
Konzen tration |
Produkt
von Beispiel la |
Produkt
von Beispiel 2a |
Produkt von Beispiel 2b |
0 0,03 0.06 |
88 52 33 |
88 87 87 |
88 88 87 |
Papierstoff: 70 Teile gebleichter Holzschliff; 30 Teile gehleichte Sulficellulose; 15 Teile Kaolin; pH: 7;
Mahlgrad: 500SR.
en h. n-
ts er er eid ιε
ie ht
Claims (1)
1. Ve fahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen Polyatberaminen und
deren Salzen durch Umsetzen von
_ a) gegebenenfalls durch Alkylreste oder HydroxyalJkylreste
substituierten aliphatischen Polyaminen, die mindestens eine primäre
oder zwei sekundäre Aminoreste enthalten |0
und deren Molekulargewicht höchstens 200 beträgt, mit
b) 3 bis Ϊ5 Halogenmetbylreste enthaltenden Polyepihalogenhydrine!! und
c) anschließendem Umsetzen der erhaltenen Po- IS
Iyätheramine mit mehrwertigen Alkyüerungs-
oder Acylierungsraitteln imd gegebenenfalls überführung der freien Aminogruppen ganz
oder teilweise durch Zugabe von Säuren in ihre Salze,
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH845670A CH541595A (de) | 1970-06-05 | 1970-06-05 | Verfahren zur Herstellung von neuen Polyätheraminen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2127082A1 DE2127082A1 (de) | 1971-12-09 |
DE2127082B2 DE2127082B2 (de) | 1974-01-24 |
DE2127082C3 true DE2127082C3 (de) | 1974-08-22 |
Family
ID=4340645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2127082A Expired DE2127082C3 (de) | 1970-06-05 | 1971-06-01 | Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen PoIyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3753931A (de) |
JP (1) | JPS5229359B1 (de) |
BE (1) | BE768202A (de) |
CA (1) | CA922045A (de) |
CH (1) | CH541595A (de) |
DD (1) | DD97892A5 (de) |
DE (1) | DE2127082C3 (de) |
ES (1) | ES391897A1 (de) |
FR (1) | FR2094084B1 (de) |
GB (1) | GB1341058A (de) |
HK (1) | HK80776A (de) |
IT (1) | IT943404B (de) |
NL (1) | NL146184B (de) |
SE (2) | SE376622B (de) |
SU (1) | SU460632A3 (de) |
ZA (1) | ZA713624B (de) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4056510A (en) * | 1975-01-23 | 1977-11-01 | The Dow Chemical Company | Amine-modified polyethers |
US4198269A (en) * | 1976-01-26 | 1980-04-15 | The Dow Chemical Company | Quaternary ammonium salts of epihalohydrin polymers as additives for fibrous cellulosic materials |
DE2733973A1 (de) * | 1977-07-28 | 1979-02-15 | Basf Ag | Wasserloesliche, vernetzte stickstoffhaltige kondensationsprodukte |
DE2736651A1 (de) * | 1977-08-13 | 1979-02-15 | Wolff Walsrode Ag | Hilfsmittel zur verbesserung der retention, entwaesserung und aufbereitung, insbesondere bei der papierherstellung |
US4191820A (en) * | 1978-01-03 | 1980-03-04 | Basf Wyandotte Corporation | Process for preparing polyalkylene polyamine polyethers |
US4178434A (en) * | 1978-01-03 | 1979-12-11 | Basf Wyandotte Corporation | Amine-coupled polyepichlorohydrin and polyamines derived therefrom |
US4281199A (en) * | 1978-06-03 | 1981-07-28 | Basf Wyandotte Corporation | Polyalkylene polyamine ether derivatives of polyoxyalkylene compounds |
US4261704A (en) * | 1979-06-22 | 1981-04-14 | Basf Wyandotte Corporation | Polyoxyalkylene polyamine detergent compositions |
JPS6045910U (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-01 | 昭和電線電纜株式会社 | トルクボルト・ナット |
US5089619A (en) * | 1984-08-30 | 1992-02-18 | Petrolite Corporation | Methods for treating hydrocarbon recovery operations and industrial waters |
DE3783772T2 (de) * | 1987-06-22 | 1993-05-13 | Nippon Catalytic Chem Ind | Verfahren zur herstellung kationischer wasserloeschlicher harze sowie mittel zur behandlung von wasser. |
US5364462A (en) * | 1991-08-14 | 1994-11-15 | Graphic Utilities, Incorporated | Waterfast inks |
US5247087A (en) * | 1992-05-13 | 1993-09-21 | Baker Hughes Incorporated | Epoxy modified water clarifiers |
DE4244194A1 (de) * | 1992-12-24 | 1994-06-30 | Basf Ag | Wasserlösliche Kondensationsprodukte aus Aminogruppen enthaltenden Verbindungen und Vernetzern, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
DE19621697A1 (de) * | 1996-05-30 | 1997-12-04 | Wolff Walsrode Ag | Verfahren zur Herstellung von Retentions- und Entwässerungsmittel auf Basis von Polyaminoethern |
GB9813246D0 (en) * | 1998-06-22 | 1998-08-19 | Clariant Int Ltd | Improvements in or relating to organic compounds |
GB9923921D0 (en) * | 1999-10-08 | 1999-12-08 | Unilever Plc | Fabric care composition |
CA2351253A1 (en) * | 2000-11-10 | 2002-05-10 | Groupe Lysac Inc./Lysac Group Inc. | Crosslinked polysaccharide, obtained by crosslinking with substituted polyethylene glycol, as superabsorbent |
CA2507943A1 (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Clariant Finance (Bvi) Limited | Polymeric etheramines, their production and use |
BRPI0418218A (pt) * | 2003-12-29 | 2007-04-27 | Clariant Finance Bvi Ltd | tratamento posterior de tinturas têxteis ou estampas em cores |
CN109503389B (zh) * | 2019-01-14 | 2021-08-31 | 南京师范大学 | 采用单侧线减压精馏与柱层析提取200号聚醚胺中伯胺的方法 |
CN114717020B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-09-26 | 中海油惠州石化有限公司 | 油浆脱固剂及其制备方法和应用以及催化裂化油浆脱固的方法 |
-
1970
- 1970-06-05 CH CH845670A patent/CH541595A/de not_active IP Right Cessation
-
1971
- 1971-05-28 US US00148148A patent/US3753931A/en not_active Expired - Lifetime
- 1971-06-01 DE DE2127082A patent/DE2127082C3/de not_active Expired
- 1971-06-01 GB GB1848071*[A patent/GB1341058A/en not_active Expired
- 1971-06-03 SU SU1666628A patent/SU460632A3/ru active
- 1971-06-03 NL NL717107619A patent/NL146184B/xx unknown
- 1971-06-03 ES ES391897A patent/ES391897A1/es not_active Expired
- 1971-06-04 CA CA114798A patent/CA922045A/en not_active Expired
- 1971-06-04 DD DD155576A patent/DD97892A5/xx unknown
- 1971-06-04 SE SE7107257A patent/SE376622B/xx unknown
- 1971-06-04 IT IT68891/71A patent/IT943404B/it active
- 1971-06-04 JP JP46039215A patent/JPS5229359B1/ja active Pending
- 1971-06-04 ZA ZA713624A patent/ZA713624B/xx unknown
- 1971-06-04 SE SE7402298A patent/SE390647B/xx unknown
- 1971-06-07 BE BE768202A patent/BE768202A/xx unknown
- 1971-06-07 FR FR7120492A patent/FR2094084B1/fr not_active Expired
-
1976
- 1976-12-23 HK HK807/76*UA patent/HK80776A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5229359B1 (de) | 1977-08-01 |
IT943404B (it) | 1973-04-02 |
CH541595A (de) | 1973-09-15 |
ES391897A1 (es) | 1974-06-01 |
FR2094084B1 (de) | 1974-08-19 |
FR2094084A1 (de) | 1972-02-04 |
SU460632A3 (ru) | 1975-02-15 |
NL146184B (nl) | 1975-06-16 |
GB1341058A (en) | 1973-12-19 |
SE390647B (sv) | 1977-01-03 |
US3753931A (en) | 1973-08-21 |
HK80776A (en) | 1976-12-31 |
DD97892A5 (de) | 1973-05-20 |
DE2127082A1 (de) | 1971-12-09 |
CA922045A (en) | 1973-02-27 |
SE376622B (de) | 1975-06-02 |
BE768202A (fr) | 1971-11-03 |
ZA713624B (en) | 1973-01-31 |
DE2127082B2 (de) | 1974-01-24 |
NL7107619A (de) | 1971-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2127082C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen PoIyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung | |
EP0025515B1 (de) | Verwendung von stickstoffhaltigen Kondensationsprodukten als Retentionsmittel, Flockungsmittel und Entwässerungsbeschleuniger bei der Papierherstellung | |
DE2434816C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Kondensationsprodukten und deren Verwendung als Retentionsmittel, Flockungsmittel und Entwässerungsbeschleuniger bei der Papierherstellung | |
DE1795392C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von kationaktiven Polyamiden und deren Verwendung als Hilfsmittel bei der Papierherstellung | |
DE2616220C2 (de) | Kationische wasserlösliche Amin- Epichlorhydrin-Polykondensate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung | |
EP0074558B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, stickstoffhaltigen Kondensationsprodukten und deren Verwendung bei der Papierherstellung | |
DE69233403T2 (de) | Harze auf der Basis von Epihalohydrin mit verringertem Halogengehalt | |
EP0675914B1 (de) | Wasserlösliche kondensationsprodukte aus aminogruppen enthaltenden verbindungen und vernetzern, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung | |
EP0332967B1 (de) | Polyamidamin-Harze | |
EP0670858B1 (de) | Kondensationsprodukte von polyalkylenpolyaminen, und ihre verwendung bei der herstellung von papier | |
EP0282862B1 (de) | Stickstoffhaltige, wasserlösliche Verbindungen | |
DE2436386C2 (de) | Verwendung stickstoffhaltiger Kondensationsprodukte | |
EP0033104B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Kondensationsprodukten und deren Verwendung als Vernetzer zur Herstellung von Hilfsmitteln für die Papierherstellung | |
DE1802435B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von vernetzten Harzen auf der Basis von basischen Polyamidoaminen und deren Verwendung als Entwässerungs-, Retentions- und Flockungsmittel bei der Papierherstellung | |
EP0335157A1 (de) | Stickstoffhaltige, wasserlösliche polymere Verbindungen | |
DE2244513A1 (de) | Amin-modifizierte polyalkylenoxide | |
DE2229219A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines polyamaidpolyamin-epichlorhydrin- harzes und dessen verwendung zur verbesserung der nassfestigkeit von papier | |
DE19728789A1 (de) | Naßfestmittel mit niedrigem DCP-Gehalt | |
EP0540943B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polykondensaten | |
DE2702712A1 (de) | Kationischer polyaether und zusammensetzungen davon | |
EP0021265B1 (de) | Harnstoffgruppenhaltige Polyamine, sowie ihre Herstellung und Verwendung als Retentionsmittel und sie enthaltende Mittel | |
DE2162567A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von kationischen wasserlöslichen, hitzehärtbaren, stark verzweigten Harzen | |
EP0723615A1 (de) | Wässrige pigmentanschlämmungen und ihre verwendung bei der herstellung von füllstoffhaltigem papier | |
DE2262284A1 (de) | Verfahren zur herstellung von neuen polyaetheraminen und deren verwendung | |
EP1151029B1 (de) | Nassfestmittel mit niedrigem dcp-gehalt |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |