ES2346237T3 - Dispersiones polimericas cationicas, metodo para su produccion y su uso. - Google Patents
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Abstract
Dispersión polimérica catiónica de agua-en-agua que contiene un producto de polimerización A catiónico y al menos un agente dispersante B polimérico catiónico, caracterizada por que el producto de polimerización A está formado a1) del 1 al 60% en peso por monómeros catiónicos del tipo de los (met)acrilatos de dialquilaminoalquilo y/o (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizados y a2) del 99 al 40% en peso por monómeros no iónicos, y por que el agente dispersante B polimérico catiónico está formado b1) del 30 al 100% en peso por (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizadas y/o N-alquil o N,N-dialquil (met)acrilamidas cationizadas y b2) del 0 al 70% en peso por monómeros no iónicos y presenta una media de peso molecular PM de 75.000 a 350.000 g/mol.
Description
Dispersiones poliméricas catiónicas, método para
su producción y su uso.
La presente invención se refiere a dispersiones
poliméricas catiónicas de
agua-en-agua que contienen un
producto de polimerización A finamente distribuido, soluble en agua
o hinchable en agua con una parte monomérica catiónica hasta el 60%
en peso, y una fase acuosa continua que contiene un agente
dispersante B polimérico catiónico, a un método para su producción
y a su uso como coadyuvante de floculación, por ejemplo, en la
producción de papel o en la sedimentación de sólidos.
En el siguiente texto, la abreviatura
(met)acrilo significa acrilo y metacrilo, por ejemplo,
(met)acrilamida significa acrilamida y metacrilamida.
Se describen repetidas veces en el estado de la
técnica las dispersiones poliméricas de
agua-en-agua y su producción. La
producción de estas dispersiones se realiza por regla general de tal
manera que se mezcla un agente dispersante polimérico de bajo peso
molecular en una disolución acuosa con componentes monoméricos
catiónicos y, después, los mismos se polimerizan. En este caso, se
pretende esencialmente evitar tanto problemas reológicos durante su
producción como conseguir dispersiones de
agua-en-agua que se pueden manejar
mejor.
A partir del documento WO 98/14405 se pueden
obtener dispersiones catiónicas de
agua-en-agua, en las que solamente
por la presencia de una mezcla de una sal cosmotrópica y una
caotrópica o una orgánica aniónica durante la polimerización se
puede reducir la viscosidad de la dispersión de
agua-en-agua que se está
produciendo. De forma ilustrativa, se usan dispersiones con partes
monoméricas catiónicas en la parte polimérica de alto peso
molecular del 20 al 83% y agentes dispersantes poliméricos con
medias de peso molecular de 180.000 a 1.500.000. A pesar de los
aditivos de sal que se han mencionado, se pueden producir
independientemente del contenido de monómeros catiónicos, con
reducidas divergencias del contenido de sal o con reducidas
variaciones en el componente monomérico catiónico, aumentos de
viscosidad sorprendentemente intensos que ya no se pueden
manejar.
En el documento WO 98/31748 se describen
dispersiones catiónicas de
agua-en-agua, que contienen del 2 al
3% en peso de aminas poliméricas de bajo peso molecular a base de
un producto de condensación de diamina y epiclorhidrina como agente
dispersante polimérico. Las dispersiones son estables y, a pesar de
una proporción relativamente alta de polímeros dispersos, se pueden
colar, siempre que durante la producción se añada una sal inorgánica
soluble en agua en cantidades de al menos el 10% en peso y un ácido
orgánico antes de la polimerización de la disolución monomérica
dispersa. Tales altas cantidades de sal no son aceptables para
muchas finalidades de utilización de la dispersión de
agua-en-agua.
El documento WO 98/31749 se distingue del
documento WO 98/31748 por el uso adicional de compuestos de
polihidroxi durante la polimerización, a modo de ejemplo,
polietilenglicol. De forma ilustrativa, se utilizan además de eso
también poli-DADMAC y
poli-diciandiamida como dispersantes poliméricos.
Las dispersiones de agua-en-agua
que se obtienen, que, en un caso dado, también pueden contener
sales, se pueden colar y no muestran ninguna aglomeración
irreversible durante el almacenamiento. Sin embargo, en el caso de
una dilución adicional, se tienen que diluir más allá de una
determinada medida, debido a que en caso contrario durante la
dilución se produce un aumento indeseadamente alto de la Viscosidad
de Brookfield con respecto a la dispersión de
agua-en-agua todavía no diluida.
Sin embargo, esto conlleva desventajas para la aplicación de las
dispersiones de agua-en-agua.
Para la reducción de los picos de viscosidad que
se producen durante la polimerización, el documento
EP-A-0 630 909 propone un método de
polimerización, en el que el polímero de agente dispersante de las
dispersiones de agua-en-agua se
presenta en una disolución acuosa y una parte del monómero que se
tiene que polimerizar se dosifica a lo largo del tiempo. A pesar de
estas medidas, la adición de una sal aniónica polivalente para la
regulación de viscosidad es necesaria en cantidades de al menos el
15% en peso. Se añade adicionalmente más sal para la reducción de
la viscosidad de la dispersión de
agua-en-agua que se obtiene. También
en este caso, la alta cantidad de sal conduce a que las
dispersiones de agua-en-agua no se
pueden utilizar sin problemas para todas las finalidades de
aplicación.
A partir del documento EP 262 945 A2 se conocen
coadyuvantes de floculación catiónicos, y métodos para su
producción, que consisten en dos componentes poliméricos diferentes.
No se producen por la mezcla de los componentes poliméricos, sino,
se forman por la polimerización de monómeros catiónicos hacia un
componente polimérico catiónico (floculante) en presencia de un
componente polimérico catiónico de bajo peso molecular (coagulante).
El coagulante presenta una media de peso molecular PM inferior a 1
millón g/mol. En el caso de esta reacción de polimerización se
pueden producir reacciones de injerto en el polímero presentado.
Debido a su incompatibilidad con el floculante a base de monómeros
de acrilato se usan preferentemente los siguientes polímeros
coagulantes: los polímeros de monómeros de alilo, particularmente
poli-DADMAC y polímeros de
amina-epiclorhidrina. La proporción entre
coagulante y el componente de polielectrolito de alto peso molecular
se indica con 10:1 a 1:2, preferentemente 5:1 a 1:1,5, es decir, en
la realización preferida el porcentaje del coagulante en la mezcla
de polímero es del 83 al 40% en peso. Los altos porcentajes de
coagulante conllevan problemas de viscosidad durante la producción
de disoluciones de polimerización. Las propiedades de los agentes
floculantes que se han descrito no cumplen con las exigencias que
se imponen a procesos técnicos de floculación con referencia a la
velocidad y eficacia.
\newpage
Se puede obtener a partir del documento DE 100
61 483 A1 un método para la producción de dispersiones de
agua-en-agua, en el que por la
adición de reducidas cantidades de sal y ácidos se consigue una
calidad de dispersión estable durante el almacenamiento. No se
puede obtener ninguna indicación de problemas reológicos durante la
producción a partir del documento de solicitud.
Durante la producción de dispersiones de
agua-en-agua, a menudo se produce un
aumento intenso del momento de torsión en el agitador, debido a
espesamientos de la preparación de polimerización, que ya no se
pueden dominar por los agitadores de los reactores de
polimerización. A menudo, se observa también un aumento del momento
de torsión solamente después del enfriamiento de la preparación de
polimerización. Las preparaciones de polimerización de este tipo ya
no se pueden usar y se tienen que desechar. A partir del estado de
la técnica no se puede obtener ninguna solución para este problema
reológico para dispersiones poliméricas libres de sal o de bajo
contenido de sal.
Además de eso, se pueden producir en las
dispersiones de agua-en-agua que se
conocen a partir del estado de la técnica durante un almacenamiento
prolongado, particularmente con condiciones extremos como
temperaturas superiores a 25ºC hasta 50ºC, modificaciones, es
decir, alteraciones de las propiedades ventajosas de las
dispersiones de agua-en-agua que, a
modo de ejemplo, conducen a tiempos de deshidratación
prolongados.
Por lo tanto, fue objetivo de la presente
invención poner a disposición dispersiones poliméricas catiónicas
de agua-en-agua de bajo contenido de
sal o libres de sal, que presentaran tanto después de un
almacenamiento con condiciones extremas, como temperaturas hasta
40ºC, propiedades de uso prácticamente no modificadas. Además, en
la medida posible, la viscosidad de una disolución al 5% no debe ser
inferior a 1.000 mPas y la viscosidad del producto, no superior a
25 000 mPas. Preferentemente, se deben conseguir bajos valores de
monómero restante inferiores a 1.000 ppm. Además de eso, las
dispersiones poliméricas deben mostrar, en la medida posible, un
perfil de propiedades equivalente o mejorado como agente floculante,
en comparación con los productos del estado de la técnica.
Además, es un objetivo de la invención indicar
un método para la producción de la dispersión polimérica catiónica
de agua-en-agua. Este método debe
garantizar que, durante la reacción de polimerización, no se
produzca ningún fenómeno de espesamiento reológico que no se pueda
dominar, que los productos del método presenten una buena fluidez e
incluso durante el almacenamiento no configuren ningún espesamiento,
que presenten un bajo contenido de monómero restante y que cumplan
con las exigencias técnicas mas recientes para agentes
floculantes.
El objetivo se resuelve por la puesta a
disposición de dispersiones poliméricas catiónicas de
agua-en-agua que contienen un
producto de polimerización A catiónico y al menos un agente
dispersante B polimérico catiónico, caracterizadas por que el
producto de polimerización A está formado
- a1)
- del 1 al 60% en peso por monómeros catiónicos del tipo de los (met)acrilatos de dialquilaminoalquilo y/o (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizados y
- a2)
- del 99 al 40% en peso por monómeros no iónicos, y por que el agente dispersante B polimérico catiónico está formado
- b1)
- del 30 al 100% en peso por (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizadas y/o N-alquil o N,N-dialquil (met)acrilamidas cationizadas y
- b2)
- del 0 al 70% en peso por monómeros no iónicos y presenta una media de peso molecular PM de 75.000 a 350.000 g/mol.
Se ha encontrado que el peso molecular del
agente dispersante B catiónico tiene una influencia considerable
sobre la estabilidad y las propiedades de la dispersión polimérica
catiónica de agua-en-agua de acuerdo
con la invención. Los agentes dispersantes presentes en las
dispersiones poliméricas de acuerdo con la invención con una media
de peso molecular PM de 75.000 a 350.000 g/mol (medido mediante
cromatografía de permeación sobre gel con ácido fórmico al 1,5%
como eluyente con respecto a normas de Pullulan) conducen a
productos con alta estabilidad con referencia al comportamiento
reológico durante el almacenamiento, a la viscosidad de la
disolución de uso diluida y sus propiedades de almacenamiento.
Preferiblemente, se utilizan agentes dispersantes poliméricos en un
intervalo de media de peso molecular de 90.000 a 280.000 g/mol y, de
forma particularmente preferida, de 95.000 a 235.000 g/mol.
Como agentes dispersantes B poliméricos se
utilizan productos de polimerización catiónicos, que están
constituidos del 30-100% en peso, preferiblemente
el 50-100% en peso, de forma particularmente
preferida el 100% en peso, de unidades monoméricas catiónicas, que
se derivan de monómeros catiónicos etilénicamente no saturados del
tipo de los (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo y/o
N-alquil o N,N-dialquil
(met)acrilamidas.
Son ejemplos para monómeros de este tipo
(met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo con 1 a 6 átomos de
C, preferentemente con 1 a 3 átomos de C en los grupos alquilo o
alquileno como (met)acrilamida de dimetilaminoetilo,
(met)acrilamida de dietilaminoetilo, (met)acrilamida
de dietilaminopropilo, (met)acrilamida de
dimetilaminopropilo, (met)acrilamida de dietilaminopropilo,
(met)acrilamida de dimetilaminobutilo, (met)acrilamida
de dietilaminobutilo y N-alquil y
N,N-dialquil (met)acrilamidas cationizadas
con restos alquilo de 1 a 6 átomos de C como, por ejemplo, de
(met)acrilamida de N-metilo,
N,N-dimetilacrilamida, (met)acrilamida de
N-etilo, (met)acrilamida de
N-propilo, (met)acrilamida de
terc-butilo.
Los monómeros básicos se utilizan en ácidos
minerales o ácidos orgánicos con forma neutralizada o cuaternizada,
donde se realiza la cuaternización preferiblemente con
dimetilsulfato, dietilsulfato, cloruro de metilo, cloruro de etilo
o cloruro de bencilo. En una realización preferida se usan los
monómeros cuaternizados con cloruro de metilo o cloruro de
bencilo.
Los componentes monoméricos catiónicos
preferidos son las amidas cationizadas del ácido
(met)acrílico, que contienen respectivamente un átomo de N
cuaternizado y se usa de forma particularmente preferida
dimetilaminopropilacrilamida cuaternizada.
Opcionalmente, los agentes dispersantes B
poliméricos pueden contener hasta el 60% en peso, preferiblemente
hasta el 40% en peso y, de forma particularmente preferida, hasta el
25% en peso de otros monómeros catiónicos como, a modo de ejemplo,
(met)acrilato de dialquilaminoalquilo.
Además de los monómeros catiónicos que se han
mencionado anteriormente también pueden formar parte en la
constitución del agente dispersante B polimérico otros monómeros no
iónicos y anfóteros.
Como monómeros no iónicos se pueden utilizar
para la producción del polímero de agente dispersante B compuestos
de la Fórmula general (I)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que
- R1
- representa un hidrógeno o un resto metilo, y
R2 y R3, independientemente entre
si, hidrógeno, resto alquilo o hidroxialquilo con 1 a 5 átomos de
C.
Preferiblemente se utilizan
(met)acrilamida,
N-metil(met)acrilamida,
N-isopropil(met)acrilamida o
(met)acrilamidas N,N-sustituidas, como
N,N-dimetil(met)acrilamida,
N,N-dietil(met)acrilamida,
N-metil-N-etil(met)acrilamida
o N-hidroxietil(met)acrilamida, de
forma particularmente preferida, acrilamida. Los componentes
monoméricos no iónicos pueden incluirse por polimerización en el
polímero de agente dispersante en cantidades hasta el 70% en peso,
preferiblemente hasta el 50% en peso.
Como componentes monoméricos anfifilos del
polímero de agente dispersante B se pueden utilizar compuestos de la
Fórmula general (III) o (IV)
\newpage
en la
que
- Z_{1}
- representa O, NH, NR_{4,} representando R_{4} alquilo con 1 a 4 átomos de carbono,
- R_{1},
- hidrógeno o un resto metilo,
- R_{8},
- alquileno con 1 a 6 átomos de carbono,
R_{5} y R_{6},
independientemente entre sí, un resto alquilo con 1 a 6 átomos de
carbono,
- R_{7},
- un resto alquilo, arilo y/o aralquilo con 8 a 32 átomos de carbono y
- Z,
- halógeno, pseudohalógeno, SO_{4}CH_{3}- o acetato
o
en la
que
- Z1
- representa O, NH, NR4, representando R4 alquilo con 1 a 4 átomos de carbono,
- R1,
- hidrógeno o un resto metilo,
- R10,
- hidrógeno, un resto alquilo, arilo y/o aralquilo con 8 a 32 átomos de carbono,
- Rg,
- un resto alquileno con 2 a 6 átomos de carbono y
- n,
- un número entero de 1 y 50.
Preferiblemente, estos son productos de reacción
de ácido (met)acrílico con polietilenglicoles (10 a 40
unidades de óxido de etileno), que están eterizados con alcohol
graso, o los productos de reacción correspondientes con
(met)acrilamida. Los componentes monoméricos anfifilos pueden
formar parte en la constitución del polímero de agente dispersante
hasta el 30% en peso, preferiblemente hasta el 15% en peso. Sin
embargo, de todas formas hay que tener en cuenta que se seleccione
una parte posiblemente no soluble en agua en los monómeros anfifilos
etilénicamente no saturados de tal manera que la solubilidad en
agua o la capacidad de hinchamiento en agua del producto de
polimerización A obtenido después de la polimerización no se vea
perjudicada.
El agente dispersante B polimérico y el producto
de polimerización A son diferentes, pudiendo darse la diferencia
por magnitudes físicas, como diferentes pesos molares y/o la
constitución química, como una composición monomérica
diferente.
El producto de polimerización A catiónico de la
dispersión polimérica catiónica de
agua-en-agua de acuerdo con la
invención se compone de unidades monoméricas catiónicas en
combinación con monómeros no iónicos y, en un caso dado,
anfifilos.
Como monómeros catiónicos para la producción de
los productos de polimerización A son adecuados
(met)acrilatos de dialquilaminoalquilo y
(met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizados con 1 a
6 átomos de C en el resto alquilo o alquileno.
Preferiblemente, son adecuados como
(met)acrilatos o (met)acrilamidas de
dialquilaminoalquilo protonados o cuaternizados con 1 a 3 átomos de
C en los grupos alquilo o alquileno, de forma particularmente
preferida, la sal de amonio, cuaternizada con cloruro de metilo, de
(met)acrilato de dimetilaminoetilo, (met)acrilato de
dimetilaminopropilo, (met)acrilato de dimetilaminoetilo,
(met)acrilato de dietilaminoetilo, (met)acrilato de
dimetilaminometilo, (met)acrilamida de dimetilaminoetilo y/o
(met)acrilamida de dimetilaminopropilo. Preferentemente, se
utilizan dimetilaminometilacrilato y dimetilaminopropilacrilamida,
donde se prefiere particularmente dimetilaminometilacrilato.
Los monómeros básicos se utilizan en una forma
neutralizada o cuaternizada con ácidos minerales o ácidos orgánicos,
donde la cuaternización se realiza preferiblemente con
dimetilsulfato, dietilsulfato, cloruro de metilo, cloruro de etilo
o cloruro de bencilo. En una realización preferida, se usan los
monómeros cuaternizados con cloruro de metilo o cloruro de
bencilo.
El producto de polimerización A presenta una
composición monomérica, que contiene del 1 al 60% en peso,
preferiblemente del 5 al 55% en peso y, de forma particularmente
preferida, del 20 al 50% en peso, respectivamente con referencia a
toda la cantidad de monómeros, de monómeros catiónicos.
Como constituyentes monoméricos no iónicos o
anfifilos del polímero A catiónico entran en consideración los
mismos compuestos monoméricos como se han descrito para la
composición del agente dispersante B polimérico. El porcentaje de
monómeros no iónicos en el producto de polimerización A es del 99 al
40% en peso, preferiblemente del 95 al 45% en peso y, de forma
particularmente preferida, del 80 al 50% en peso. El porcentaje de
los monómeros anfifilos en el producto de polimerización A es del 0
al 30% en peso, preferiblemente del 0 al 15% en peso.
Preferentemente, el producto de polimerización A
consiste en una mezcla de monómeros no iónicos, preferiblemente
acrilamida y monómeros catiónicos, preferiblemente
(met)acrilatos de dialquilaminoalquilo y/o
(met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo, que están
cuaternizados. De forma particularmente preferida se usa
(met)acrilato de dimetilaminoetilo cuaternizado con cloruro
de metilo.
Los productos de polimerización A incluidos en
la dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
invención son productos de polimerización de alto peso molecular
pero, sin embargo, solubles en agua o hinchables en agua con una
media de peso molecular PM, medido de acuerdo con el método de GPC,
de PM > 1,5 x 10^{6} g/mol.
Las dispersiones poliméricas de
agua-en-agua de acuerdo con la
invención contienen el producto de polimerización A catiónico de
alto peso molecular en cantidades del 30 al 70% en peso,
preferiblemente del 50 al 65% en peso, con referencia la parte
polimérica del polímero A y el agente dispersante B polimérico.
Las dispersiones poliméricas de
agua-en-agua de acuerdo con la
invención contienen un porcentaje de agua del 40 al 90% en peso,
preferiblemente del 50 al 80% en peso.
Se encontró para la dispersión polimérica de
acuerdo con la invención que, con un contenido creciente de sólidos
o un parte monomérica catiónica creciente en el polímero A, es
ventajosa la utilización de cantidades crecientes del polímero de
agente dispersante B.
Con el uso adicional de otros componentes de
agente dispersante solubles en agua junto con el agente dispersante
B polimérico se debe observar una proporción entre el peso del
agente dispersante B polimérico y esos componentes de 1:0,01 a 0,5,
preferiblemente 1:0,01 a 0,3. De forma ilustrativa, se deben
mencionar como otros agentes dispersantes derivados de celulosa,
acetatos de polivinilo, almidón, derivados del almidón, dextranos,
polivinilpirrolidonas, polivinilpiridinas, polietileniminas,
poliaminas, polivinilimidazoles, polivinilsuccinimidas,
polivinil-2-metilsuccinimidas,
polivinil-1,3-oxazolidonas-2,
polivinil-2-metilimidazolina y/o sus
respectivos copolímeros con ácido maleico, anhídrido de ácido
maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, anhídrido de ácido
itacónico, ácido (met)acrílico, sales del ácido
(met)acrílico y/o compuestos de amida de ácido
(met)acrílico.
Opcionalmente, las dispersiones poliméricas de
agua-en-agua de acuerdo con la
invención pueden contener otros componentes habituales, por
ejemplo, en forma de ácidos y/o sales solubles en agua.
El ácido puede existir en cantidades del
1,0-3% en peso, la sal en cantidades del 0,1 al 3%
en peso como máximo, respectivamente con referencia a toda la
dispersión, y el ácido y la sal en conjunto, en cantidades de, como
máximo, el 5% en peso, preferiblemente, como máximo, el 4% en peso,
con referencia a toda la dispersión.
Pueden existir ácidos orgánicos y/o ácidos
inorgánicos solubles en agua. Como ácidos orgánicos solubles en
agua son adecuados particularmente ácidos carbónicos, ácidos
sulfónicos, ácidos fosfónicos orgánicos, preferiblemente, ácidos
mono-, di-, policarbónicos y/o ácidos hidroxicarbónicos alifáticos o
aromáticos, preferiblemente ácido acético, ácido propiónico, ácido
cítrico, ácido oxálico, ácido succínico, ácido malónico, ácido
adípico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido benzoico, de forma
muy particularmente preferida, ácido cítrico, ácido adípico y/o
ácido benzoico. Como ácidos inorgánicos son adecuados ácidos
minerales solubles en agua, preferiblemente ácido clorhídrico,
ácido sulfúrico, ácido nítrico y/o ácido fosfórico. Se prefiere muy
particularmente el ácido cítrico, ácido adípico, ácido benzoico,
ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y/o ácido fosfórico.
Como sal soluble en agua se pueden utilizar
sales de amonio, de metales alcalinos y/o metales alcalinotérreos,
preferiblemente sales de amonio, sodio, potasio, calcio y/o
magnesio. Tales sales pueden ser sales de un ácido inorgánico o un
ácido orgánico, preferiblemente un ácido carbónico, ácido sulfónico,
ácido fosfónico orgánico o un ácido mineral. Preferiblemente, las
sales solubles en agua son sales de un ácido mono-, di-,
policarbónico alifático o aromático, un ácido hidroxicarbónico,
preferiblemente del ácido acético, ácido propiónico, ácido cítrico,
ácido oxálico, ácido succínico, ácido malónico, ácido adípico, ácido
fumárico, ácido maleico o ácido benzoico, o ácido sulfúrico, ácido
clorhídrico o ácido fosfórico. De forma muy particularmente
preferida se utilizan como sales solubles en agua cloruro de sodio,
sulfato de amonio y/o sulfato de sodio. Las sales se pueden añadir
antes, durante o después de la polimerización, preferiblemente se
ejecuta la polimerización en presencia de una sal soluble en
agua.
Además, las dispersiones poliméricas de
agua-en-agua de acuerdo con la
invención pueden contener alcoholes polifuncionales solubles en
agua y/o sus productos de reacción con aminas grasas en cantidades
hasta el 30% en peso, preferiblemente hasta el 15% en peso y, de
forma particularmente preferida, hasta el 10% en peso, con
referencia al agente dispersante B polimérico. En este caso, son
particularmente adecuados los polialquilenglicoles, preferiblemente
polietilenglicoles, polipropilenglicoles, copolímeros en bloque de
óxido de propileno/etileno, con pesos moleculares de 50 a 50 000,
preferiblemente 1 500 a 30 000, alcoholes polifuncionales de bajo
peso molecular como glicerina, etilenglicol, propilenglicol,
pentaeritritol y/o sorbitol como alcoholes polifuncionales solubles
en agua y/o sus productos de reacción con aminas grasas con
C_{6}-C_{22} en el resto alquilo o
alquileno.
Otro objeto de la invención es la indicación de
un método de polimerización para la producción de las dispersiones
poliméricas de agua-en-agua de
acuerdo con la invención.
De acuerdo con la invención, la producción de
dispersiones poliméricas de
agua-en-agua de un producto de
polimerización A catiónico y un agente dispersante B polimérico
catiónico se caracteriza por que en un reactor de polimerización se
reúne
- -
- una disolución acuosa de un agente dispersante B polimérico catiónico con una media de peso molecular PM de 75.000 a 350.000 g/mol y constituida
- b1)
- del 30 al 100% en peso por (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizadas y/o N-alquil o N,N-dialquil (met)acrilamidas cationizadas y
- b2)
- del 0 al 70% en peso por monómeros no iónicos con
- -
- una mezcla de monómeros
- a1)
- del 1 al 60% en peso de (met)acrilatos de mono- y/o dialquilaminoalquilo cationizados y/o (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo y
- a2)
- del 40 al 99% en peso de monómeros no iónicos y
- -
- se ejecuta una polimerización radicalaria de la mezcla de monómeros añadiendo iniciadores radicalarios.
\vskip1.000000\baselineskip
Con el método de acuerdo con la invención es
posible producir de forma segura dispersiones poliméricas de
agua-en-agua con un porcentaje
catiónico del 1 al 60% en peso en la parte polimérica de alto peso
molecular evitando problemas reológicos, y otorgar a las
dispersiones poliméricas propiedades extremadamente estables con
referencia al almacenamiento y conseguir viscosidades de la
disolución y propiedades de aplicación ventajosas.
Para la ejecución del método de acuerdo con la
invención se produce la fase acuosa continua con el agente
dispersante B polimérico y, en un caso dado, otros aditivos como,
por ejemplo, sales, ácidos o alcoholes polifuncionales por la
distribución de los monómeros o su disolución acuosa de acuerdo con
métodos de distribución conocidos, preferiblemente por
agitación.
La fase acuosa, en la que se distribuyen los
monómeros, preferiblemente como disolución acuosa, tiene que
contener suficiente agente dispersante B polimérico soluble en agua
para que el producto de polimerización A que se forma durante la
polimerización permanezca distribuido y que se evite un crecimiento
descontrolado de las partículas poliméricas y/o una aglomeración de
las partículas poliméricas que se están formando. Preferiblemente,
se utiliza el agente dispersante B polimérico en forma de una
disolución acuosa del 20% en peso al 80% en peso, de forma
particularmente preferida, del 30% en peso al 50% en peso.
Los monómeros se distribuyen, con referencia a
toda la disolución o a toda la dispersión resultante, en una
cantidad del 5 al 60% en peso, preferiblemente del 10 al 50% en
peso, en la fase acuosa, que contiene al menos un agente
dispersante B. A partir de los monómeros se forma por polimerización
el producto de polimerización A de alto peso molecular.
Con el uso de otros componentes de agente
dispersante solubles en agua juntos con el agente dispersante B
polimérico se disuelven los diferentes agentes dispersantes en
conjunto en la fase acuosa o, en una realización preferida, se
disuelven previamente de forma separada y, después, se reúnen en una
única disolución. La proporción de peso entre el agente dispersante
B polimérico y estos otros componentes es de 1:0,01 a 0,5,
preferiblemente de 1:0,01 a 0,3.
Los monómeros del producto de polimerización A
que se tiene que formar se pueden introducir como tales directamente
en la fase acuosa continua, en la que se encuentra el agente
dispersante polimérico o, preferiblemente, como disolución
monomérica acuosa. Asimismo, los monómeros o la disolución
monomérica se pueden distribuir completamente o parcialmente al
principio de la polimerización en el agente dispersante B, donde el
resto de los monómeros o de la disolución monomérica se añade en
cantidades parciales dosificadas o como suministro continuo,
distribuyéndose a lo largo de todo el transcurso de
polimerización.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Para la iniciación de la polimerización se usan,
a modo de ejemplo, iniciadores radicalarios, los denominados
iniciadores de polimerización. Preferiblemente, se utilizan como
iniciadores radicalarios compuestos azo como, por ejemplo,
2,2-azobis-iso-butironitrilo,
2,2-azobis(2-aminopropan)diclorhidrato
o, preferiblemente, persulfato de potasio, persulfato de amonio,
peróxido de hidrógeno, en un caso dado, en combinación con un agente
reductor como, por ejemplo, una amina o sulfito de sodio. La
cantidad de iniciador, con referencia a los monómeros que se tienen
que polimerizar, es generalmente aproximadamente del 10^{-3} al 1%
en peso, preferiblemente del 10^{-2} al 0,1% en peso. Los
iniciadores se pueden añadir al principio de la polimerización
completamente o también solamente parcialmente con una dosificación
posterior de la cantidad restante a lo largo de todo el transcurso
de polimerización. En una realización preferida, se inicia la
polimerización por un sistema iniciador redox y, después de
conseguir el máximo de temperatura para la reducción del contenido
de monómero restante, se continúa con un iniciador azo.
En una realización ventajosa adicional se sigue
reduciendo después de la terminación de la reacción de
polimerización exotérmica, es decir, por regla general, después del
máximo de temperatura, con una adición de iniciador redox posterior
el contenido de monómero restante.
En otra realización ventajosa de la invención se
dosifican durante la polimerización tanto la disolución monomérica
como la disolución de agente dispersante hacia el interior del
reactor de polimerización. Habitualmente, se presenta una parte, a
modo de ejemplo, del 10 al 20% de la disolución monomérica y la
disolución de agente dispersante. Después de la iniciación de la
polimerización se realiza la dosificación que se ha mencionado
anteriormente que, en un caso dado, conlleva una dosificación
adicional del iniciador de polimerización.
Además de eso, también es posible ejecutar la
producción de las dispersiones de
agua-en-agua de acuerdo con el
método del documento EP-A-0 664 302,
cuyo contenido correspondiente se introduce de este modo como
referencia. Esencialmente, se retira en este modo de procedimiento
agua durante la polimerización y, en un caso dado, se añade un
agente dispersante B polimérico.
La temperatura de polimerización, en general, es
de 0 a 120ºC, preferiblemente de 30 a 90ºC. Preferiblemente se
ejecuta la polimerización de tal manera que el sistema se lava con
un gas inerte y se produce la polimerización en una atmósfera de
gas inerte, por ejemplo, en una atmósfera de nitrógeno. La reacción
de polimerización o el final de la polimerización se puede
determinar de modo sencillo por la determinación del contenido de
monómero restante. El experto en la materia conoce los métodos para
esta finalidad. Después de la polimerización puede ser ventajoso
refrigerar la mezcla de reacción antes de que se añadan, en un caso
dado, otros aditivos como, a modo de ejemplo, sales o ácidos,
preferiblemente agitando la dispersión.
Siempre que se prevea una adición de ácido, se
añade el mismo en cantidades del 0,1 al 3,0% en peso, con referencia
a toda la dispersión. La adición se puede realizar tanto antes,
durante como después de la polimerización. Se prefiere la adición
después de la polimerización. En una realización ventajosa, los
productos de polimerización presentan después de la adición del
componente de ácido un valor del ph de 3 a 4 después de la dilución
hacia una disolución al 5%.
Siempre que se utilice una sal durante la
producción de la dispersión polimérica de
agua-en-agua, está sal se añade
preferiblemente en cantidades del 0,1 al 3,0% en peso, con
referencia a toda la dispersión. La sal se puede añadir tanto
antes, durante como después de la polimerización. Se prefiere la
adición antes de la polimerización. En este caso, las cantidades
del ácido soluble en agua añadido y la sal soluble en agua añadida
deben ascender preferiblemente en la suma, como máximo, al 5% en
peso, preferiblemente, como máximo, al 4% en peso, con referencia a
toda la dispersión.
Siempre que el agente dispersante B polimérico
se utilice junto con un alcohol polifuncional soluble en agua y/o
su producto de reacción con aminas grasas, su adición se realiza en
la disolución acuosa del agente dispersante B polimérico antes de
la polimerización.
Los productos de polimerización A producidos
según el método de acuerdo con la invención son productos de
polimerización de alto peso molecular pero, sin embargo, solubles en
agua o hinchables en agua. La media de peso molecular PM de la
mezcla de polímero, presente en la dispersión polimérica, de
producto de polimerización A y agente dispersante B polimérico se
sitúa, medido de acuerdo con el método de GPC, en un intervalo
superior a 1,5 x 10^{6} g/mol.
Las dispersiones poliméricas de
agua-en-agua que se pueden obtener
de acuerdo con la invención tienen la ventaja inesperada de que, no
sólo después de su producción, es decir, sin almacenamiento
considerable, en un caso dado, después de la dilución con agua, son
agentes floculantes excelentes durante la sedimentación de sólidos,
preferiblemente durante el reprocesamiento de agua y agua de proceso
o la limpieza de aguas residuales o durante la explotación de
recursos naturales, preferiblemente de carbón, aluminio o petróleo,
coadyuvantes en la producción de papel o de desemulsionantes en la
separación de mezclas de agua de contenido de aceite y/o grasa,
espesantes excelentes, agentes de retención y deshidratación en la
producción de papel y/o aditivos para productos fitosanitarios, en
un caso dado, junto con otras sustancias biológicamente activas o
agentes antierosivos. Las dispersiones de
agua-en-agua que se pueden obtener
de acuerdo con la invención muestran esta eficacia excelente también
con un almacenamiento prolongado en condiciones extremas como, por
ejemplo, temperatura elevada, es decir, temperaturas superiores a
25ºC hasta, como máximo, 50ºC, prácticamente de forma no modificada.
Esta conservación de calidad de las dispersiones que se pueden
obtener de acuerdo con la invención es una exigencia de parte de la
industria que las aplica que no se ha cumplido hasta la fecha y,
entre otras cosas, es imprescindible, siempre que estas
dispersiones se deben trasladar y utilizar en regiones con
condiciones climáticas extremas.
Para la determinación de la viscosidad de la
disolución de las dispersiones de
agua-en-agua producidas de acuerdo
con la invención se produce una disolución al 5%. Para la medición
se necesitan 340 g de la disolución al 5%. Para esta finalidad se
presenta la cantidad necesaria de agua completamente desalinizada en
un vaso de precipitado de 400 ml. A continuación, se agita el agua
presentada con un agitador de rastrillo tan intensamente que se
forma un cono que alcanza el fondo del vaso de precipitado. La
cantidad de dispersión de
agua-en-agua necesaria para la
producción de la disolución al 5% se inyecta mediante una jeringa de
un único uso como dosificación única en el agua agitada presentada.
La disolución se agita posteriormente con 300 rpm (\pm 10 rpm)
durante 1 h. Después de un tiempo de reposo de 10 minutos se
determina la viscosidad de Brookfield con ayuda de un viscosímetro
de Brookfield RVT-DV II con un husillo 2 con una
velocidad 10.
En un vaso de precipitado de 400 ml se pesan 289
g de agua completamente desalinizada. A continuación, se agita el
agua presentada con un agitador de rastrillo tan intensamente que se
forma un cono que alcanza el fondo del vaso de precipitado. Se
inyectan 17 g de la dispersión de
agua-en-agua producida de acuerdo
con la invención mediante una jeringa de un único uso como
dosificación única en el agua agitada presentada. Después de que se
haya disuelto la dispersión de
agua-en-agua, se añaden
(técnicamente) de forma esparcida 34 g de cloruro de sodio. Después
de 16 min de agitación con 300 rpm (\pm 10 rpm) se deja reposar la
disolución durante 10 min adicionales. A continuación, se determina
la viscosidad de Brookfield con ayuda de un viscosímetro de
Brookfield RVT-DV II con husillo 1 con una velocidad
de 10.
Todos los agentes dispersantes poliméricos
usados en los ejemplos se utilizan en forma de una disolución al 40%
en peso.
Ejemplos B1 a B4 y ejemplo de
comparación
V1
(Todos con un porcentaje de
monómero cat. en el polímero A del 25% en
peso)
A una disolución de 300 g de acrilamida (al
50%), 244 g de agua, 2 g de Versenex 80 (al 5%), 62,5 g de cloruro
de trimetilamonioetilacrilato (al 80%) y 9,5 g de sulfato de amonio
se le añaden 360 g de agente dispersante (cloruro de
poli-trimetilamoniopropilacrilamida). Ajuste de pH a
4. La mezcla se coloca en un frasco de 2 l con un agitador de KPG y
se calienta hasta 42ºC de temperatura de iniciación. Después de la
liberación de oxígeno burbujeando nitrógeno a través de la misma se
añaden 200 ppm VA 044. Después de conseguir el máximo de
temperatura se añade de nuevo iniciador (1500 ppm bisulfito de
sodio, 1500 ppm peroxodisulfato de sodio) y se deja reaccionar
posteriormente con esta temperatura durante 15 min. Después se
aportan todavía 5 g de ácido cítrico. El producto terminado se
refrigera y envasa.
En la siguiente Tabla 1 se representan los
resultados del ensayo para agentes dispersantes con diferentes
medias de peso molecular (PM):
El contenido de monómero restante de B2 es
inferior a 10 ppm de acrilamida.
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\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos B5 a
B11
(Todos con un porcentaje de
monómero cat. en el polímero A del 35% en
peso)
A una disolución de 245 g de acrilamida (al
50%), 295 g de agua, 2 g de Versenex 80 (al 5%), 84 g de cloruro de
trimetilamonioetilacritato (al 80%) se le añaden 360 g de agente
dispersante (cloruro de
poli-metilamoniopropilacrilamida). La mezcla se
coloca en un frasco de 2 l con un agitador de KPG y se calienta
hasta 35ºC de temperatura de iniciación. Después de la liberación
de oxígeno burbujeando nitrógeno a través de la misma se añaden 50
ppm de bisulfito de sodio, 40 ppm de peroxodisulfato de sodio y 5
ppm de hidroxiperóxido de terc-butilo. Después de conseguir
el máximo de temperatura se añade de nuevo iniciador (400 ppm ABAH)
y se deja reaccionar posteriormente con esta temperatura durante 15
min. Después se aportan todavía 5 g de ácido cítrico. El producto
terminado se refrigera y envasa.
En la siguiente Tabla 2 se representan los
resultados del ensayo para agentes dispersantes con diferentes
medias de peso molecular (PM).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos B12 a
B16
(Todos con un porcentaje de
monómero cat. en el polímero A del 50% en
peso)
A una disolución de 190 g de acrilamida (al
50%), 316 g de agua, 2 g de Versenex 80 (al 5%), 119 g de cloruro
de trimetilamonioetilacritato (al 80%) se le añaden 360 g de agente
dispersante (cloruro de
poli-metilamoniopropilacrilamida). La mezcla se
coloca en un frasco de 2 l con un agitador de KPG y se calienta
hasta 35ºC de temperatura de iniciación. Después de la liberación
de oxígeno burbujeando nitrógeno a través de la misma se añaden 50
ppm de bisulfito de sodio, 50 ppm de peroxodisulfato de sodio y 5
ppm de hidroxiperóxido de terc-butilo. Después de conseguir
el máximo de temperatura se añade de nuevo iniciador (400 ppm ABAH)
y se deja reaccionar posteriormente con esta temperatura durante 15
min. Después se aportan todavía 5 g de ácido cítrico. El producto
terminado se refrigera y envasa.
\newpage
En la siguiente Tabla 3 se representan los
resultados del ensayo para agentes dispersantes con diferentes
medias de peso molecular (PM).
El contenido de monómero restante de B14 es 620
ppm de acrilamida.
Ejemplo
B17
(Porcentaje de monómero cat. en el
polímero A del 60% en
peso)
A una disolución de 144 g de acrilamida (al
50%), 245 g de agua, 2 g de Versenex 80 (al 5%), 135 g de cloruro
de trimetilamonioetilacritato (al 80%) se le añaden 450 g de agente
dispersante (cloruro de
poli-metilamoniopropilacrilamida). La mezcla se
coloca en un frasco de 2 l con un agitador de KPG y se calienta
hasta 35ºC de temperatura de iniciación. Después de la liberación
de oxígeno burbujeando nitrógeno a través de la misma se añaden 50
ppm de bisulfito de sodio, 50 ppm de peroxodisulfato de sodio y 5
ppm de hidroxiperóxido de terc-butilo. Después de conseguir
el máximo de temperatura se añade de nuevo iniciador (400 ppm ABAH)
y se deja reaccionar posteriormente con esta temperatura durante 15
min. Después se aportan todavía 5 g de ácido cítrico. El producto
terminado se refrigera y envasa.
En la siguiente Tabla 4 se representa el
resultado del ensayo:
Ejemplo de comparación
V2
(Porcentaje de monómero cat. en el
polímero A del 70% en
peso)
A una disolución de 108 g de acrilamida (al
50%), 234 g de agua, 9,8 g de sulfato de amonio, 2 g de Versenex 80
(al 5%), 158 g de cloruro de trimetilamonioetilacritato (al 80%) se
le añaden 450 g de agente dispersante (cloruro de
poli-metilamoniopropilacrilamida). La mezcla se
coloca en un frasco de 2 l con un agitador de KPG y se calienta
hasta 35ºC de temperatura de iniciación. Después de la liberación de
oxígeno burbujeando nitrógeno a través de la misma se añaden 50 ppm
de bisulfito de sodio, 50 ppm de peroxodisulfato de sodio y 5 ppm
de hidroxiperóxido de terc-butilo. Después de conseguir el
máximo de temperatura se añade de nuevo iniciador (400 ppm ABAH) y
se deja reaccionar posteriormente con esta temperatura durante 15
min. Después se aportan todavía 5 g de ácido cítrico. El producto
terminado se refrigera y envasa.
En la siguiente Tabla 5 se representa el
resultado del ensayo. Se muestra que los agentes dispersantes que
se tienen que usar de acuerdo con la invención no son adecuados para
dispersiones poliméricas altamente catiónicos.
Ejemplo 18 y comparación V3 y
V4
(Todos con un porcentaje de
monómero cat. en el polímero A del 50% en peso y el agente
dispersante B con PM
180.000)
A una disolución de 190 g de acrilamida (al
50%), 316 g de agua, 2 g de Versenex 80 (al 5%), 119 g de cloruro
de trimetilamonioetilacritato (al 80%) se le añaden 360 g de agente
dispersante (cloruro de
poli-metilamoniopropilacrilamida). La mezcla se
coloca en un frasco de 2 l con un agitador de KPG y se calienta
hasta 35ºC de temperatura de iniciación. Después de la liberación
de oxígeno burbujeando nitrógeno a través de la misma se añaden 50
ppm de bisulfito de sodio, 50 ppm de peroxodisulfato de sodio y 5
ppm de hidroxiperóxido de terc-butilo. Después de conseguir
el máximo de temperatura se añade de nuevo iniciador (400 ppm ABAH)
y se deja reaccionar posteriormente con esta temperatura durante 15
min. Después se aportan todavía 5 g de ácido cítrico. El producto
terminado se refrigera y envasa.
En la siguiente tabla 7 se representan los
resultados del ensayo:
Con el aparato DFS 03 de la empresa BTG Mütek se
determina la velocidad de deshidratación en función del tiempo por
la adición de las dispersiones poliméricas de acuerdo con la
invención para suspensiones de pasta de papel definidas.
Con esta finalidad se ajustan las dispersiones
poliméricas de acuerdo con la invención con agua completamente
desalinizada hacia una concentración del 0,1%. Se diluyen 300 g de
una suspensión normal de pasta de papel usado al 1% (15% ceniza,
57ºSR*) con agua del grifo hacia 1000 ml en el vaso del ensayo de
grado de refino de Schopper-Riegler. Los ensayos de
deshidratación se ejecutan con 3 concentraciones diferentes de la
dispersión polimérica de acuerdo con la invención (400/800/1.200
g/l). En total, se mantiene la mezcla de pasta-agua
durante 25 s con 600 min^{-1}, después de los primeros 10 s se
dosifica la dispersión diluida de acuerdo con la invención. Sin
embargo dentro de 60 s se deshidrata como máximo 500 g. A partir de
la siguiente tabla se pueden leer los tiempos de deshidratación
para 500 g para diferentes dispersiones poliméricas y
concentraciones de aplicación.
\text{*}: El respectivo estado de la sustancia
durante la molienda se exprime por el grado de refino en ºSR (grados
de Schopper-Riegler).
Con el aparato DFS 03 de la empresa BTG Mütek se
determina la retención por adición de dispersiones poliméricas de
acuerdo con la invención a suspensiones de pasta de papel
definidas.
Con esta finalidad se ajustan las dispersiones
poliméricas de acuerdo con la invención con agua completamente
desalinizada hacia una concentración del 0,1% en peso. Se diluyen
500 g de una suspensión normal de pasta de papel usado al 1% con
agua del grifo hacia 1000 ml en el vaso del ensayo de grado de
refino de Schopper-Riegler. Los ensayos de
retención se ejecutan con 3 diferentes concentraciones de la
dispersión polimérica de acuerdo con la invención (500/800/1200
g/l). En total, se mantiene la mezcla de pasta-agua
durante 25 s con 600 min^{-1}, después de los primeros 10 s se
dosifica la dispersión polimérica diluida y, después de 15 s más, se
retira el filtrado de retención, se coloca sobre un filtro de banda
negra y se seca durante 1 h con 105ºC hasta la constancia de masa.
Para la determinación de la retención de ceniza se realiza la
reducción a cenizas con 550ºC durante 2 h y, después, se determina
el peso original de la masa seca absoluta.
DS entrada: densidad de la sustancia en la
entrada (suspensión de sustancia) en % en peso
DS salida: densidad de la sustancia del filtrado
(agua de criba) en % en peso
Ceniza salida: residuo de combustión mineral
porcentual en % en peso del filtrado (agua de criba)
Ceniza entrada: residuo de combustión mineral
porcentual en % en peso de la entrada (suspensión de sustancia)
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\vskip1.000000\baselineskip
Con el aparato Dynamic Drainage Analyser (DDA)
de la empresa AB Akribi Kemikonsulter se determina con vacío el
tiempo de deshidratación con la adición de las dispersiones
poliméricas de acuerdo con la invención de las suspensiones de
pasta de papel que se tienen que definir. Se realiza la medición de
la turbidez así como de la permeabilidad, que permite deducciones
con respecto a la formación de la suspensión de la pasta de papel
deshidratada.
Con esta finalidad, se presentan 500 ml de una
suspensión de pasta de papel al 1% en el recipiente de agitación,
se añaden los productos de acuerdo con la invención según el ejemplo
1 y 2 de la tabla a continuación, se agitan durante 10 s con 600
r/min y, a continuación, se deshidratan con un vacío de 500 mbar
sobre una criba. El aparato indica el tiempo de deshidratación en
segundos y la permeabilidad, en milibar. El filtrado se recoge y se
determina de forma separada la turbidez.
En el sistema dual se añaden 6 kg/t de Polymin
SK y se cizalla durante 15 s con 1200 r/min. A continuación, se
realiza la adición de 0,6 kg/t Organopol, que se agita durante 10 s
con 600 r/min. El procedimiento de ensayo posterior se realiza como
se ha descrito anteriormente.
\newpage
Los polímeros utilizados se ajustan con agua
completamente desalinizada hacia una concentración del 0,1% en
peso.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Polymin SK es una polietilenimina catiónica mod.
de la empresa BASF, Organopol 5670 es una poliacrilamida de la
empresa CIBA.
Los resultados muestran las ventajas de las
dispersiones poliméricas de acuerdo con la invención. Con bajas
concentraciones de utilización se consiguen resultados comparables,
ya no es necesaria una adición de polímero de dos etapas.
Claims (28)
1. Dispersión polimérica catiónica de
agua-en-agua que contiene un
producto de polimerización A catiónico y al menos un agente
dispersante B polimérico catiónico, caracterizada por que el
producto de polimerización A está formado
- a1)
- del 1 al 60% en peso por monómeros catiónicos del tipo de los (met)acrilatos de dialquilaminoalquilo y/o (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizados y
- a2)
- del 99 al 40% en peso por monómeros no iónicos, y por que el agente dispersante B polimérico catiónico está formado
- b1)
- del 30 al 100% en peso por (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizadas y/o N-alquil o N,N-dialquil (met)acrilamidas cationizadas y
- b2)
- del 0 al 70% en peso por monómeros no iónicos y presenta una media de peso molecular PM de 75.000 a 350.000 g/mol.
2. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada por que el agente
dispersante B polimérico contiene hasta el 30% en peso de monómeros
anfifilos incluidos por polimerización.
3. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 y 2, caracterizada por que el producto de
polimerización A catiónico contiene hasta el 30% en peso de
monómeros anfifilos incluidos por polimerización.
4. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 3, caracterizada por que los monómeros
cationizados a1 y b1) contienen respectivamente 1 a 6 átomos de C en
los grupos alquilo o alquileno.
5. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 4, caracterizada por que como monómero
a1) se selecciona dimetilaminoetilacrilato y/o
dimetilaminopropilacrilamida cationizado.
6. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 5, caracterizada por que como monómero
b1) se selecciona dimetilaminopropilacrilamida cationizada.
7. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 6, caracterizada por que los monómeros
a2) y b2) no iónicos son compuestos
de acuerdo con la fórmula general
(I),
en la que
- R^{1} representa un hidrógeno o un resto metilo y
- R^{2} y R^{3}, independientemente entre sí, hidrógeno, un resto alquilo o hidroxialquilo con 1 a 5 átomos de C.
8. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 7, caracterizada por que como monómero a2)
y b2) no iónico se selecciona acrilamida.
9. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 8, caracterizada por que el producto de
polimerización A catiónico presenta un peso molecular superior a 1,5
millones g/mol.
10. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 9, caracterizada por que el producto de
polimerización A catiónico asciende a cantidades del 30 al 70% en
peso con referencia a la parte polimérica del polímero A y el
agente dispersante B polimérico.
11. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 10, caracterizada por que presenta un
porcentaje de agua del 40 al 90% en peso.
12. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 11, caracterizada por que presenta sales
solubles en agua y/o ácido soluble en agua en una cantidad de
respectivamente del 0,1 al 3% en peso con referencia a toda la
dispersión, y por que en el caso de la presencia de ácido y sal en
total no existen más del 5% en peso.
13. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 12, caracterizada por que presenta hasta
el 30% en peso de alcoholes polifuncionales solubles en agua y/o sus
productos de reacción con aminas grasas.
14. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 13, caracterizada por que presenta después
de la dilución hacia una disolución acuosa al 5% un valor del pH de
3 a 4.
15. Dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 14, caracterizada por que presenta después
de la dilución hacia una disolución acuosa al 5% en peso una
viscosidad de al menos 1000 mPas.
16. Método para la producción de dispersiones
poliméricas de agua-en-agua de
acuerdo con la reivindicación 1 a 15 a partir de un producto de
polimerización A catiónico y al menos un agente dispersante B
polimérico catiónico, caracterizado por que en un reactor de
polimerización se reúne
- -
- una disolución acuosa de un agente dispersante B polimérico catiónico con una media de peso molecular PM de 75.000 a 350.000 g/mol y constituida
- b1)
- del 30 al 100% en peso por (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo cationizadas y/o N-alquil o N,N-dialquil (met)acrilamidas cationizadas y
- b2)
- del 0 al 70% en peso por monómeros no iónicos con
- -
- una mezcla de monómeros
- a1)
- del 1 al 60% en peso de (met)acrilatos de mono- y/o dialquilaminoalquilo cationizados y/o (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo y
- a2)
- del 40 al 99% en peso de monómeros no iónicos y
- -
- se ejecuta una polimerización radicalaria de la mezcla de monómeros añadiendo iniciadores radicalarios.
17. Método de acuerdo con la reivindicación 16,
caracterizado por que el agente dispersante B polimérico se
utiliza en forma de una disolución acuosa del 20 al 80% en peso.
18. Método de acuerdo con la reivindicación 16 y
17, caracterizado por que los monómeros que se tienen que
polimerizar están incluidos en la mezcla total de monómeros y la
disolución acuosa de agente dispersante del 5 al 60% en peso.
19. Método de acuerdo con la reivindicación 16 a
18, caracterizado por que los monómeros que se tienen que
polimerizar se presentan solamente en una parte y el resto se añade
durante el transcurso de una reacción radicalaria de polimerización
en cantidades parciales dosificadas o como suministro continuo.
20. Método de acuerdo con la reivindicación 16 a
18, caracterizado por que los monómeros que se tienen que
polimerizar y la disolución acuosa de agente dispersante se
presentan solamente en una parte y el resto se añade durante el
transcurso de la reacción radicalaria de polimerización en
cantidades parciales dosificadas o como suministro continuo.
21. Método de acuerdo con la reivindicación 16 a
20, caracterizado por que la polimerización radicalaria se
ejecuta con la utilización de iniciadores redox y/o azo con
temperaturas de 0 a 120ºC.
22. Método de acuerdo con la reivindicación 16 a
21, caracterizado por que para la polimerización radicalaria
se añade el sistema iniciador de forma continua durante todo el
transcurso de polimerización.
23. Método de acuerdo con la reivindicación 16 a
22, caracterizado por que una adición de ácido se realiza
antes, durante o después de la polimerización radicalaria.
24. Uso de la dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 15 como agente floculante en la sedimentación de
sólidos, preferiblemente en el reprocesamiento de agua o agua de
proceso o la limpieza de aguas residuales, en la explotación de
recursos naturales, preferiblemente de carbón, aluminio o petróleo,
o como desemulsionante en la separación de mezclas de agua de
contenido de aceite o grasa.
25. Uso de la dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 15 como agente de retención y deshidratación en
la producción de papel.
26. Uso de la dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 15 como espesante.
27. Uso de la dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 15 como aditivo a un producto fitosanitario, en
un caso dado, junto con otras sustancias biológicamente activas.
28. Uso de la dispersión polimérica de
agua-en-agua de acuerdo con la
reivindicación 1 a 15 como aditivo a un agente antierosivo.
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