ES2227797T3 - Dispersion acuosa de polimero de alta viscosidad intrinseca y su produccion y empleo. - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA COMPOSICION LIQUIDA ESTABLE Y FLUYENTE, QUE CONTIENE ENTRE EL 20 Y EL 60% EN PESO DE UNA MEZCLA DE ALTO POLIMERO IV SOLUBLE EN AGUA Y DE BAJO POLIMERO IV COAGULANTE, CATIONICO, SOLUBLE EN EL AGUA, Y QUE SE SELECCIONA A PARTIR DE POLIAMINOS, POLIMEROS DE DICIANDAMIDOS CATIONICOS Y POLIMEROS QUE CONTIENEN ENTRE EL 70 Y EL 100% DE MONOMERO CATIONICO SIN SATURAR EN ETILENO CON 0 AL 30% EN PESO DE ACRILAMIDA, Y QUE CONTIENE 0,01 A 1 PARTE EN PESO DE UN COMPUESTO MULTIHIDROXILO SOLUBLE EN AGUA POR PARTE EN PESO DEL POLIMERO COAGULANTE.

Description

Dispersión acuosa de polímero de alta viscosidad intrínseca y su producción y empleo.

Este invento se refiere a composiciones poliméricas fluidas que contienen un polímero no iónico o catiónico de alta VI y un polímero coagulante catiónico de baja VI su producción y su empleo.

Es bien conocido suministrar y utilizar polímeros coagulantes de baja VI (viscosidad intrínseca), alta carga catiónica y acuosolubles. Con frecuencia se suministran al usuario en forma de soluciones acuosas. Si bien el hecho de que estos materiales tengan relativamente baja VI y bajo peso molecular es en ocasiones una ventaja, existen muchas ocasiones donde sería deseable si pudiesen actuar adicionalmente en forma de que estuviesen mas usualmente asociados con materiales de peso molecular superior.

Los polímeros de peso molecular superior, solubles en agua (generalmente de inferior carga iónica) se utilizan con frecuencia como floculantes. Debido a su superior VI y peso molecular es usualmente impracticable suministrarlos como soluciones acuosas conteniendo mas de, a lo sumo, 5 o 10% en peso de polímero, puesto que aún a concentración del 5% las soluciones son susceptibles de tener alta viscosidad, y pueden aún ser un gel rígido a concentraciones superiores. Así pues, los polímeros floculantes se suministran generalmente al usuario como polvos o como emulsiones de fase inversa (incluyendo dispersiones) en aceite.

Cuando el usuario recibe un polvo es generalmente necesario que el usuario disuelva dicho polvo en agua antes del uso, y el proceso de disolución puede ser lento e inconveniente. Cuando el usuario recibe una emulsión es de nuevo generalmente necesario disolver el polímero de la emulsión en agua durante el uso y la solución resultante se contamina con tensoactivo y el aceite u otra fase contínua de la emulsión. Esto es indeseable.

Por consiguiente, existen numerosos intentos de proporcionar polímero de relativamente alto peso molecular soluble en agua, en una composición acuosa (evitando así las desventajas de disolver el polvo o tratar con la fase contínua oleosa) en donde la composición resultante tiene viscosidad aceptable pero mucho mayor concentración de la que se asociaría con la del polímero de alto peso molecular si se disolviese en agua.

Estos intentos implican, sorprendentemente, intumescencia y/o disolución del polímero de peso molecular superior mediante modificación de la fase contínua acuosa en donde se dispersa y/o mediante modificación del polímero. Estos productos se refieren, generalmente, como "emulsiones de agua-en-agua", aún cuando el estado físico del material de peso molecular superior pueda no ser necesariamente una emulsión efectiva.

Una descripción previa de una emulsión de agua-en-agua se encuentra en U.S. 4.380.600. Esto describe polimerización de monómeros en una fase acuosa que contiene un polímero soluble en agua. Puede adicionarse sal inorgánica antes o después de la polimerización. Así pues, en el ejemplo 21, se polimeriza ácido acrílico en una solución de 100 g de agua, 15 g de PEG, 10 g de alcohol polivinílico y 15 g de NaCl. Si bien la descripción genérica incluye polímeros no iónicos e iónicos solubles en agua para la solución, el polímero que se utiliza como el único o principal en la solución en la mayoría de los ejemplos es un polietilenglicol, por ejemplo que tiene un peso molecular que puede oscilar entre 6.000 y 20.000.

El único material iónico citado es polietilen imina y, en los ejemplos, cuando esta se utiliza lo es únicamente como un componente secundario con una cantidad mucho mayor de polímero no iónico. Es necesario que la viscosidad de solución no sea excesivamente alta (ya que de otro modo la composición no es vertible) y esto implica severas limitaciones sobre los monómeros que pueden polimerizarse en la fase acuosa y la VI o peso molecular al que pueden polimerizarse.

Si bien la U.S. 4.380.600 alega que la técnica descrita utilizando polietilenglicol es capaz de proporcionar dispersiones fluidas de polímero de alto peso molecular, en la medida que conocemos este procedimiento no ha probado comercialmente éxito. Un motivo de esto puede ser que la evidencia por otros nos ha indicado que la reproducción de un ejemplo no condujo a una composición fluida, sino por contra, condujo a algo que se vuelve sólido muy pegajoso. En la patente JP 6136225, EP-A-183 466 y EP-A-630.909 citan también compuestos hidroxi.

En la EP 169.674 describimos la formación de composiciones fluidas molturando gel de ato peso molecular, preformado, por ejemplo, poliacrilamida catiónica en una fase contínua de, por ejemplo, DADMAC polimérico de bajo peso molecular (cloruro de dialil dimetil amonio) o poliamina o polietilen imina. Sin embargo, esto necesita la formación preliminar de gel de polímero acuoso y su incorporación en la fase contínua, y resultó difícil obtener una composición fluida que tuviese buena estabilidad al almacenamiento y baja viscosidad a contenido de polímero relativamente alto. Se conocen procedimientos en donde la tendencia del polímero de peso molecular superior a hincharse y disolver en la fase acuosa se suprime mediante copolimerización en dicho polímero de un monómero relativamente hidrofóbico (por ejemplo U.S. 5.403.883, 5.614.602 y 5.480.934 y EP-A-525.751). En otros procedimientos se incluyen varios aditivos en la fase acuosa con el fin de probar de controlar el hinchamiento y disolución del polímero, por ejemplo dispersante de polímero en CA 2.143.564, y 2.140.817 y sal polivalente en U.S. 4.929.655 y U.S. 5.006.590, y dispersante polimérico con material hidrofóbico en U.S. 5.597.859 y CA-A-2.125.545. Sin embargo parece que ninguna de estas propuestas se ha adoptado ampliamente de forma comercial y permanece la necesidad de probar encontrar una forma satisfactoria de proporcionar una composición acuosa que tenga viscosidad adecuadamente baja y todavía que contenga coagulante y floculante en concentraciones útilmente altas y en donde el floculante pueda tener un peso molecular útilmente elevado.

En la PE 262.945 describimos la formación de un polímero catiónico mediante polimerización dentro de una fase acuosa de, por ejemplo, poliamina acuosa o poli DADMAC acuosa. En los ejemplos se formó homopolímero catiónico. En el ejemplo l se formó una composición de alrededor de 12% de homopolímero catiónico, 12% de poliamina y 76% de agua y la viscosidad de la composición fue bastante baja. En otro ejemplo 2, la composición se formó de alrededor del 16% de homopolímero catiónico, 16% de poli DADMAC y 67% de agua. La viscosidad fue superior. Sería deseable poder proporcionar una composición fluida, vertible y estable que tuviese un contenido relativamente alto de polímero activo (o sea, activo para la finalidad de coagulación o floculación) y que adoptase forma de una emulsión de agua-en-agua.

Sería deseable poder proporcionar una composición en un paquete que contuviese coagulante y floculante, y sería deseable proporcionar una composición de esta índole que se comportase como un coagulante mejorado.

Así pues, según el invento proporcionamos una composición estable, vertible, líquida conteniendo 20 a 60% en peso de una mezcla de un polímero de alta VI soluble y un polímero coagulante catiónico de baja VI soluble, en donde el polímero de alta VI soluble en agua es un polímero no iónico o catiónico de monómero catiónico etilénicamente insaturado soluble en agua o mezcla de monómeros y tiene una VI aparente de por lo menos 2 dl/g según determinación con mediciones a 25ºC utilizando un viscosímetro de nivel suspendido en soluciones en una solución de cloruro sódico 1 molar tamponada hasta un pH de 7,5 y calculado en base al peso del polímero de alta VI en la composición, y está presente en la composición en una cantidad de 3 a 40% en peso,

el coagulante catiónico de baja VI soluble en agua tiene una VI inferior a 1,5 dl/g determinado con mediciones a 25ºC, utilizando un viscosímetro de nivel suspendido sobre soluciones en una solución de cloruro sódico 1 molar tamponado hasta un pH de 7,5 y se elige entre poliaminas, polímeros de diciandiamida catiónica y polímeros de 80 a 100% en peso de cloruro de dialil dimetil amonio con 0 a 20% en peso de acrilamida, y está presente en la composición en una cantidad de 3 a 40% en peso, estando el coagulante catiónico exento de polímeros conteniendo grupos hidrofóbicos que incluyen alquilo conteniendo 4 o mas átomos de carbono o arilo,

y la composición tiene una viscosidad Brookfield inferior a 30.000 cps medida utilizando husillo de 6 a 10 rpm a 25ºC y es una dispersión del polímero de alta VI en fase acuosa que es una solución acuosa de polímero coagulante de baja VI y 0,01 a 1 parte en peso de un compuesto multi-hidroxi soluble en agua por parte en peso del polímero coagulante.

Así pues, el invento proporciona una composición fluida, exenta de aceite, acuosa, de polímero de alta VI y que es fluida a pesar de tener un alto contenido de polímero.

La composición vertible se obtiene formando la fase acuosa que es la solución acuosa del polímero coagulante y el compuesto multi-hidroxi y opcionalmente sal, disolviendo el monómero o mezcla de monómeros que es para proporcionar el polímero de alta VI en dicha fase acuosa y luego polimerizar el monómero o mezcla de monómeros para formar el polímero de alta VI dispersado en la fase acuosa.

La composición es estable, vertible y líquida en el sentido de que no se produce sustancialmente sedimentación permanente cuando se deja reposar la composición durante varias semanas y la composición tiene una viscosidad suficientemente baja que puede vertirse. De preferencia no se produce sedimentación, pero si se produce alguna sedimentación la fase sedimentada es apta para resuspenderse mediante simple agitación. La viscosidad de la composición es de preferencia inferior a 25.000 cps, mas preferentemente inferior a 20.000 cps y con frecuencia inferior a 12.000 cps. Puede ser tan baja como, por ejemplo, 1.000 cps, pero es generalmente superior a 2.000 cps.

La composición tiene, de preferencia, la forma de un líquido claro o un líquido opaco. Esta sustancialmente exenta de gel o grumos. En caso que se forme un gel o grumos de este tipo es necesario modificar la fase acuosa de modo que se obtenga el estado líquido vertible deseado. Por ejemplo, la cantidad de polímero coagulante o compuesto multi-hidroxi puede variarse o puede incluirse sal inorgánica, como se expone a continuación.

El polímero de alta VI puede formarse solamente a partir de acrilamida (de modo que sea sustancialmente no iónica) o solamente a partir de monómero catiónico, pero usualmente se forma a partir de una mezcla, por ejemplo de 0 a 100% en peso de acrialmida y/u otro monómero no iónico soluble en agua y de 0 a 100% en peso e monómero catiónico etilénicamente insaturado soluble en agua. La cantidad de monómero catiónico es usualmente de 1 a 100% en peso, de modo que la cantidad de acrilamida es generalmente de 0 a 99%. Los polímeros preferidos contienen acrilamida y así contienen, de preferencia, 1 a 99%, de preferencia 5 a 95%, de cada uno de acrilamida y monómero catiónico. El polímero catiónico puede ser un polímero anfotérico catiónico en cuyo caso se incluye monómero aniónico etilénicamente insaturado en la mezcla monomérica en una cantidad que es inferior a la cantidad de catiónica para dar un polímero anfotérico catiónico. El monómero aniónico puede ser un monómero carboxílico etilénicamente insaturado o un monómero sulfónico, por ejemplo ácido acrílico o AMPS.

Los polímeros preferidos contienen por lo menos 40% de acrilamida en peso y de preferencia por lo menos 50% en peso de acrilamida y no mas del 60% y de preferencia no mas del 50% de catiónico. Este monómero catiónico puede ser un monómero dialil cuaternario (generalmente cloruro de dialil dimetil amonio, DADMAC) pero de preferencia es un dialquilaminoalquil (met)-acrilato o -acrilamida en donde los grupos de alquilo y alquileno son usualmente de C1-3, generalmente como una adición de ácido o sal amónica cuaternaria. Por ejemplo puede ser dimetilaminoetil acrilato o metacrilato, usualmente como una sal amónica cuaternaria o dimetilaminopropil -acrilamida o -metacrilamida, de nuevo generalmente como sal cuaternaria. El grupo cuaternizante es usualmente cloruro de metilo u otro grupo alifático. De preferencia el polímero de alta VI está sustancialmente exento de grupos hidrofóbicos, reductores de solubilidad, tal como alquilo de C4 o superior, por ejemplo por encima de C8 o grupos aromáticos (tal como bencilo) en el nitrógeno cuaternario o en cualquier parte puesto que estos materiales son innecesarios en el invento y reducen el coste de prestación beneficio de los productos.

De preferencia la cantidad de monómero catiónico es de 5 a 45% y la cantidad de acrilamida es de 55 a 95%. Si se desea pueden incluirse pequeñas cantidades de otros monómeros etilénicamente insaturados (no iónicos o aniónicos) en la mezcla de monómeros, pero esto es usualmente innecesario y el polímero se forma convenientemente a partir de la mezcla binaria o a partir de acrilamida sola.

El polímero catiónico de alta VI puede obtenerse en presencia de una pequeña cantidad de agente reticulante de modo que proporcione productos que tengan una recuperación iónica de por lo menos el 20%, como se describe en la PE-A-202.780.

El polímero de alta VI se forma mediante polimerización en la composición bajo condiciones tales que tenga que tenga una VI aparente de por lo menos 2dl/g y usualmente considerablemente mas. Por ejemplo usualmente tiene una VI aparente de por lo menos 4 dl/g y por tanto su peso molecular es suficientemente alto de modo que contribuirá con utilidad a propiedades de floculación de puenteo cuando se utilice para tratar una suspensión. La VI aparente es con frecuencia superior a 5 dl/g hasta 14 dl/g o superior. En general se encuentra en la gama entre 5 a 12 dl/g.

Todos estos valores son la VI aparente, o sea la viscosidad intrínseca determinada mediante observación de viscosidades de composiciones acuosas preparadas a partir del conjunto de la composición del invento en un cloruro sódico molar tamponado hasta pH 7,5 a 25ºC utilizando un viscosímetro de nivel suspendido, en donde la VI aparente se determina mediante calculo basado en el peso del polímero de alta VI en la composición. Así pues si, por ejemplo, la composición contiene 10% en peso del polímero de acrilamida la composición global se utiliza para la preparación de la solución requerida para mediciones de VI pero la cantidad de polímero en estas soluciones, cuando se calcula la VI, se asume ser del 10% en peso de la composición.

El coagulante catiónico de baja VI soluble en agua tiene una VI no superior a 1,5 dl/g medido utilizando un viscosímetro de nivel suspendido en soluciones del polímero coagulante solo en cloruro sódico 1 molar tamponado hasta pH 7,5 a 25ºC. Si bien podrían utilizarse polímeros coagulantes de VI superior, estos tenderán a aumentar innecesariamente la viscosidad del producto (por ejemplo medido con un viscosímetro Brookfield), y de modo que es mejor utilizar polímeros coagulantes con VI inferior a 1 dl/g. En general la VI es inferior a 0,7, y usualmente inferior a 0,5 dl/g. El polímero coagulante puede tener un peso molecular bajo de esta índole, por ejemplo 10.000, o sea no tiene una VI sensiblemente medible.

El polímero coagulante puede ser un polímero coagulante poliamínico, por ejemplo los polímeros obtenidos mediante condensación de una monoamina y/o diamina y/o triamina o amina superior (por ejemplo etilen diamina o tetraetilen pentamina) con epiclorhidrina u otra epihalohidrina o con dicloroetano u otro dihaloalqueno. Las poliaminas preferidas se forman mediante condensación de epiclorhidrina con dimetilamina y una pequeña cantidad de etilendiamina u otra multi-amina para causar reticulación.

El polímero coagulante puede ser un homopolímero o un copolímero altamente catiónico de monómero catiónico etilénicamente insaturado soluble en agua con un comonómero, usualmente no mas del 30% en peso de acrilamida. Los monómeros catiónicos etilénicamente insaturados pueden ser cualquiera de los monómeros catiónicos expuestos antes pero el monómero es, de preferencia, cloruro de dialil dimetil amonio. En general es un homopolímero o copolímero de por lo menos 80 y usualmente por lo menos 90% de DADMAC, siendo el equilibrio acrilamida.

El polímero coagulante es grupos reductores de solubilidad, exentos de hidrofóbicos, tal como alquilo de C4 o superior (por ejemplo superior a C8) o grupos aromáticos en el nitrógeno cuaternario.

El polímero coagulante puede ser una polidiciandiamida, o sea un copolímero de diciandiamida catiónico.

Los únicos polímeros esenciales que están presentes en el invento son de preferencia polímeros convencionales solubles en agua de alta VI y de baja VI solubles en agua, junto con el polietilenglicol soluble en agua. Así pues, en el invento, se prefiere que no exista adición deliberada de un polímero que contenga grupos hidrofóbicos y que por tanto tengan una solubilidad notablemente inferior en agua que los polímeros coagulantes y floculantes solubles en agua convencionales.

Cuando se hace referencia a un monómero soluble en agua se entiende que el monómero tiene alta solubilidad convencional a 25ºC, generalmente superior a 5 o 10% en agua desionizada, y similarmente un polímero soluble en agua tiene alta solubilidad en agua convencional típicamente por encima de 5 o 10% en agua desionizada, a cuyas concentraciones puede formar un gel cuando la VI es alta.

La fase acuosa en la que el polímero de alta VI se dispersa es una solución en agua del polímero coagulante y un compuesto multi-hidroxi soluble en agua y, opcionalmente, una sal inorgánica. El compuesto multi-hidroxi soluble en agua puede elegirse a partir de una amplia variedad de compuestos dihidroxi, trihidroxi e hidroxi superiores. Estos pueden ser monoméricos, tal como glicerol, o poliméricos, tal como alcohol polivinílico o polietilenglicol. Sin embargo, de preferencia, el compuesto multi-hidroxi deber ser un material que proporcione una baja viscosidad de solución y así es, de preferencia, glicerol o polietilenglicol de relativamente bajo peso molecular. De preferencia el polietilenglicol tiene un peso molecular suficientemente bajo de modo que sea un líquido, típicamente de peso molecular inferior a 1.000, por ejemplo 200. Sin embargo si se desea polietilenglicoles de peso molecular superior puede utilizarse, por ejemplo, 6.000, 8.000 ó 10.000, pero en general es indeseable utilizar un poletilenglicol con peso molecular superior a alrededor de 4.000.

La cantidad del compuesto multi-hidroxi se mantiene usualmente relativamente baja debido a que altas cantidades son innecesarias y el material es usualmente inerte con resto a la actividad de floculación o coagulante de la composición final y así el aumento de la cantidad aumenta innecesariamente el costo de la composición. La cantidad del compuesto multi-hidroxi es por tanto no superior a 1 parte por parte en peso del polímero coagulante y usualmente la cantidad no es superior al 10% en peso de la composición total, y con frecuencia inferior al 6%. En caso que la cantidad sea excesivamente baja en cualquier composición particular, la composición puede gelificar o volverse de otro modo no vertible y así, usualmente, el compuesto multihidroxi está presente en una cantidad de por lo menos 1% en peso de la composición. Con frecuencia la cantidad de compuesto multihidroxi es de 0,05 a 0,5 partes, con frecuencia entorno de 0,08 a 0,2 partes, por parte en peso del polímero coagulante.

Es con frecuencia deseable incluir sal inorgánica en la fase acuosa con el fin de promover la formación de una composición estable fluida y disminuir la viscosidad de la composición. Puede utilizarse cualquier sal inorgánica soluble en agua reductora de viscosidad, pero por sencillez la sal es usualmente un metal alcalino o cloruro de amonio o sulfato, de preferencia sulfato amónico o cloruro sódico. Cuando se utiliza suficiente del compuesto polihidroxi no existe usualmente beneficio en incluir mas de 2 partes en peso de la sal por parte en peso de coagulante, pero puede ser tanto como 4 o aún 6 partes. En general la cantidad es inferior a 1 parte, de preferencia inferior a 0,6 partes por parte en peso de coagulante. Usualmente es por lo menos de 0,01 parte y con frecuencia por lo menos de 0,03 partes por parte en peso de coagulante. Cuando la cantidad de sal se expresa en la base de la composición total, la cantidad es usualmente por lo menos del 0,5%, frecuentemente por lo menos 2%, pero generalmente no tiene que ser superior a alrededor de 10 o 15%, pero en algunos casos puede ser de hasta el 20% o aún 30 o 35%. Puede introducirse algo de sal con el monómero o mezcla de monómeros, pero la mayor parte o toda la sal se introduce usualmente en la solución del polímero coagulante.

Las composiciones del invento pueden contener mas polímero de alta VI que polímero coagulante, por ejemplo, una relación de 1:0,1 a 1, usualmente 1:0,5 a 1. Esto es aplicable particularmente cuando sal está presente en la solución coagulante, por ejemplo en una cantidad superior al 10% o 15% en peso de la composición. La cantidad de floculante puede ser luego de 10-35% y la cantidad de coagulante puede ser de 3 a 10%.

Sin embargo, de preferencia, la cantidad de sal es inferior al 10% o 15% (por ejemplo 0-2%). La cantidad de polímero de alta VI es usualmente no superior a la cantidad de polímero coagulante catiónico y es, de preferencia, inferior a la cantidad de coagulante. En general la composición contiene de 0,1 a 1 partes, con frecuencia 0,2 a 0,7, por ejemplo 0,4 a 0,7, partes del polímero de alta VI por parte en peso del polímero coagulante catiónico.

La cantidad del polímero coagulante catiónico es luego usualmente por lo menos del 12% en peso de la composición y con frecuencia por lo menos del 15%. En general no es superior al 30% y es con frecuencia inferior al 25%.

La cantidad del polímero catiónico de alta VI soluble en agua es usualmente por lo menos del 5% y de preferencia por lo menos del 7%. Es con frecuencia inferior al 20%. Se obtienen frecuentemente buenos resultados con cantidades en la gama de 8 a 18% en peso de la composición total.

La cantidad de agua en la composición se encuentra generalmente en la gama de 30 a 75%, con frecuencia entorno de 50 a 70%. La cantidad es con frecuencia de 2 a 5 partes por parte en peso del polímero coagulante.

La necesaria polimerización del monómero o mezcla de monómeros en la fase acuosa puede iniciarse utilizando iniciador térmico o iniciador redox. El iniciador puede adicionarse tanto para iniciar la reacción como durante la reacción. Se adiciona en una cantidad y a un tiempo que resultará en que el polímero tenga la VI elegida.

Una propiedad de las composiciones preferidas del invento es que la viscosidad de la composición puede aumentarse cuando se adiciona una cantidad relativamente pequeña de agua pero puede luego disminuirse cuando se le adicionan cantidades mayores de agua. Por ejemplo, cuando la concentración total de polímero de acrilamida de alta VI y polímero catiónico de baja VI se reduce en, por decir, un tercio como resultado de dilución de la composición con agua, la viscosidad Brookfield de la composición resultante puede ser de por lo menos dos veces, y con frecuencia por lo menos tres o cuatro veces, la viscosidad Brookfield de la composición antes de dilución, pero después de dilución para reducir la concentración de polímero en, por decir, un tercio o un cuarto o menos de la concentración inicial restablecerá la viscosidad Brookfield a su valor inicial o a un valor inferior.

Las composiciones del invento puede utilizarse mediante adición directa a una suspensión que deba tratarse o mas usualmente, después de dilución a una concentración total de polímero de alta VI y polímero coagulante catiónico de generalmente menos del 10% y frecuentemente de 0,1 a 5% en peso.

La suspensión que ha de tratarse puede ser cualquier suspensión que pueda tratarse ventajosamente con los dos polímeros individualmente o en combinación. Así pues puede ser una suspensión celulósica, por ejemplo una suspensión de fabricación de papel en donde la composición se utiliza como medio de drenaje o puede ser una suspensión de desecho municipal o industrial celulósica.

Las composiciones preferidas que contienen menos polímero de alta VI (generalmente formada por 0-50% de catiónico y 50-100% de acrilamida) que coagulante son de valor particular como coagulantes mejorados, o sea una amplia variedad de aplicaciones en conde se utiliza coagulante catiónico y se requiere prestación mejorada. Ejemplos son tratamiento de efluente de molino de papel, tratamiento de lodo residual y clarificación de agua oleosa.

A continuación se exponen ejemplos.

Ejemplo 1

Preparación de polímero catiónico al 20% en una base acuosa de poli DADMAC, PAG y sal.

(Todos los pesos son para 100% de componentes activos).

En un matraz de 250 ml equipado con agitador, condensador, purga de nitrógeno y termómetro se cargó agua (130 g), poli DADMAC (39,8 g), PEG 200 (3,5 g) y cloruro sódico (5,5 g).

Se preparó una fase de monómero a partir de ACM (17,0 g) y DMAEA q MeCl (4,2 g). Esto se adicionó al matraz y se agitó la mezcla y purgó con nitrógeno.

Se calentó el matraz y contenido hasta 50ºC y se adicionaron 4 mls de una solución acuosa al 1% de persulfato amónico. Se mantuvo la reacción a 50ºC durante 1 hora antes de una segunda adición de 4 mls de 1% de solución de APS. Luego se dejó la reacción durante una hora mas.

El producto resultante tuvo una concentración (peso en seco) de 35% y una viscosidad Brookfield de 11.500 cps.

La VI aparente = 10,l dl/g.

El contenido activo del producto (coagulante catiónico + copolímero de alta VI catiónico) = 30,5%.

Contenido de copolímero de alta VI = 10,6%

En una forma generalmente similar se formaron otros polímeros (de alta VI) floculantes a partir de los materiales y con los resultados mostrados a continuación.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

En esta tabla el monómero A catiónico es dimetilaminoetil acrilato cuaternizado con cloruro de metilo. El monómero catiónico B es cloruro de acrilamido propil trimetil amonio. El monómero catiónico C es dimetilaminoetil acrilato cuaternizado con cloruro de bencilo.

Todos los ejemplos se llevaron a cabo, en general de igual modo a excepción de como sigue. En el ejemplo 4 la reacción se llevó a cabo a 60ºC con 2 ml de catalizador azo acuoso al 1% adicionado inicialmente y una adición adicional después de 1 hora. El catalizador fue 2,2-azobis (clorhidrato de 2-amidino propano). Se utilizó el mismo iniciador del ejemplo 6. En el ejemplo 10 se utilizaron 2 mls de solución al 1% de este iniciador seguido de 2 mls de solución al 2,5% de bromato potásico y luego se adicionó 3,2 mls de una solución al 5% de metabisaulfito sódico y se dejó que la reacción sufriera exotermia. Luego se calentó la reacción y se mantuvo a 50ºC durante 1 hora para asegurar la completa polimerización.

Claims (12)

1. Composición estable, vertible, líquida conteniendo 20 a 60% en peso de una mezcla de un polímero de alta VI soluble y un polímero coagulante catiónico de baja VI soluble, en donde el polímero de alta VI soluble en agua es un polímero no iónico o catiónico de monómero catiónico etilénicamente insaturado soluble en agua o mezcla de monómeros y tiene una VI aparente de por lo menos 2 dl/g según determinación con mediciones a 25ºC utilizando un viscosímetro de nivel suspendido en soluciones en una solución de cloruro sódico 1 molar tamponada hasta un pH de 7,5 y calculado en base al peso del polímero de alta VI en la composición, y está presente en la composición en una cantidad de 3 a 40% en peso,

el coagulante catiónico de baja VI soluble en agua tiene una VI inferior a 1,5 dl/g determinado con mediciones a 25ºC, utilizando un viscosímetro de nivel suspendido sobre soluciones en una solución de cloruro sódico 1 molar tamponado hasta un pH de 7,5 y se elige entre poliaminas, polímeros de diciandiamida catiónica y polímeros de 80 a 100% en peso de cloruro de dialil dimetil amonio con 0 a 20% en peso de acrilamida, y está presente en la composición en una cantidad de 3 a 40% en peso, estando el coagulante catiónico exento de polímeros conteniendo grupos hidrofóbicos que incluyen alquilo conteniendo 4 o mas átomos de carbono o arilo,

y la composición tiene una viscosidad Brookfield inferior a 30.000 cps medida utilizando husillo de 6 a 10 rpm a 25ºC y es una dispersión del polímero de alta VI en fase acuosa que es una solución acuosa de polímero coagulante de baja VI y 0,01 a 1 parte en peso de un compuesto multi-hidroxi soluble en agua por parte en peso del polímero coagulante.

2. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1, en donde la cantidad del compuesto multi-hidroxi es 1 a 10% en peso de la composición y 0,05 a 0,5 partes por parte en peso del polímero coagulante.

3. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1 o reivindicación 2, en donde el compuesto multi-hidroxi se elige entre glicerol y polietilenglicol.

4. Una composición, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la cantidad del polímero de alta VI es de 0,1 a 1 parte por parte en peso del coagulante catiónico.

5. Una composición, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la cantidad de polímero de alta VI es de 0,4 a 0,7 partes por parte en peso del coagulante catiónico y es de 5 a 20% en peso de la composición.

6. Una composición, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polímero de alta VI tiene una VI aparente de 5 a 12 dl/g.

7. Una composición, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el monómero catiónico en el polímero de alta VI es un dialquil-aminoalquil(met)-acrilato o -acrilamida como sal de adición de ácido o cuaternaria.

8. Una composición, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la solución acuosa contiene también sal inorgánica soluble en agua.

9. Una composición, de conformidad con la reivindicación 8, en donde la cantidad de sal inorgánica es de 0,5 a 15% en peso de la composición y es de 0,01 a 2 partes por parte en peso del coagulante.

10. Una composición, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polímero de alta VI es un polímero de 0 a 100% de acrilamida y 100 a 0% en peso de un monómero catiónico etilénicamente insaturado y opcionalmente monómero aniónico etilénicamente insaturado en una cantidad inferior a la cantidad de monómero catiónico.

11. Una composición, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polímero de alta VI es un polímero de 50 a 100% de acrialmida y 0 a 50% de monómero catiónico y está presente en una cantidad de 3 a 30% en peso de la composición, y la cantidad del coagulante es de 5 a 40%.

12. Una composición, de conformidad con la reivindicación 11, en donde el polímero de alta VI es un copolímero de 5 a 45% en peso de monómero catiónico soluble en agua etilénicamente insaturado y 95 a 55% en peso de acrilamida.