FI88814B

FI88814B - Foerfarande foer bekaempning av harts

Info

Publication number: FI88814B
Application number: FI870072A
Authority: FI
Inventors: Thord Gustav Gunnar Hassler
Original assignee: Grace W R Ab
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1987-01-08
Publication date: 1993-03-31
Also published as: FI88814C; ES2019376B3; CA1306570C; GB2186895B; GB2186895A; ATE59068T1; JPH07113200B2; EP0232015A1; GB8600506D0; FI870072A0; FI870072A; JPS62223394A; DE3766623D1; EP0232015B1

Description

1 88814

Pihkantorj untamenetelmä Tämä keksintö koskee massan ja paperin valmistuksen yhteydessä suoritettavaa pihkantorjuntaa.

"Pihka" voi tunnetusti akkumuloitua paperin valmistuksessa ja myös massan valmistuksessa aiheuttaen merkittäviä vaikeuksia. "Pihka"- sanaa käytetään kuvaamaan paperin valmistuksen yhteydessä esiintyviä tahmeita aineita, jotka ovat peräisin paperin valmistukseen käytettävästä puusta. Nykyään, käytettäessä yhä enemmän keräyspaperia, käytetään "pihka" -sanaa myös yleisenä käsitteenä kaikista orgaanisiin liuottimiin mutta ei veteen liukenevista aineista, esim. keräyspaperin sisältämästä musteesta tai liimasta. Pihkaa voi kerääntyä järjestelmän eri kohtiin. Se voi esimerkiksi tukkia huovan ja siten ehkäistä paperirainalla tapahtuvaa vedenpoistoa. Lisäksi sitä voi kiinnittyä viiroihin tai kui-vaussylintereihin aiheuttaen reikiä paperiin. Kerrostumia voi myös muodostua missä tahansa paperinvalmistusprosessin alkuvaiheista. Näiden kerrostumien irrotessa voi paperiin tulla virheitä tahran tai reiän muodossa. Tämän tapaiset virheet voivat tehdä paperin jopa niin heikoksi, että paperi rikkoutuu valmistuksen aikana johtaen ei-toivottuun tuotannon seisokkiin.

Näiden vaikeuksien eliminoimiseen on käytetty useita aineita. Kyseiset aineet käsittävät käsittelyn epäorgaanisella aineella, kuten talkilla ja anionisilla dispersanteilla. Tavalliset dispersantit voivat tosin olla tehottomia suljetussa järjestelmässä, koska siihen on voinut kerääntyä "pihkaa". Tämän tapaisissa järjestelmissä olevat pihkapar-tikkelit on poistettava vesijärjestelmästä valvotulla tavalla siten, etteivät ne keräänny huopaan tai valsseihin tai esimerkiksi paperinvalmistuskoneiston putkistoon. Näiden tuotteiden tehokkuus on todettu rajoitetuksi ja käsittelymenetelmien kehittäminen tarpeelliseksi.

2 88814 Tämän keksinnön mukaan on nyt voitu todeta, että tietyt vesiliukoiset polykvaternääriset amiinit ovat erityisen tehokkaita tähän tarkoitukseen. Keksintö käsittää menetelmän, jonka avulla massan tai paperin valmistuksessa käytettävän vesijärjestelmän pihkantorjunta voidaan suorittaa, sisältäen vesiliukoisen polymeerin lisäämisen järjestelmään tai paperin tai massan valmistuksessa käytettävään koneistoon. Vesiliukoinen polymeeri on valmistettu (a) epihalohydriinistä, diepoksidista tai epihalohydriinin tai diepoksidin prekurso-rista, (b) alkyyliamiinistä, jonka funktionaalisuus epihalohydriinin suhteen on kaksi, ja (c) amiinista, jonka funktionaalisuus epihalohydriinin suhteen on suurempi kuin kaksi ja joka ei sisällä karbonyyliryhmiä. Menetelmän oleelliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.

Tässä keksinnössä käytettyjen tuotteiden erityinen ominaisuus on, että ne voivat yhdistyä paperin tai massan valmistukseen käytettävästä puusta peräisin olevan liuenneen anionisen aineen kanssa, muodostaen täten menetelmän näiden anionisten aineiden poistamiseksi ja alentaen samalla kyseisten aineiden pitoisuutta prosessivedessä. Vesiliukoiset anioniset aineet vapautuvat puusta massan valmistuksen aikana. Nämä komponentit vaikuttavat monella tavalla kielteisesti paperin valmistukseen: ne heikentävät monen paperinvalmistusprosessissa käytettävän, paperin ominaisuuksiin vaikuttavan tuotteen tehokkuutta. Esimerkkeinä näistä lisäaineista voidaan mainita liimat, märkä- ja kuivalujuusaineet ja värit. Anioniset liuenneet aineet heikentävät myös reten-tioaineiden tehokkuutta. Ne asettavat rajan vesijärjestelmään lisättävän aineen määrälle ja voivat myös heikentää paperin laatua, kuten lujuutta. Viitteenä on TAPPI paperma-kers Conference, 1979, s. 49-66, jossa anionisten liuenneiden aineiden merkitystä käsitellään tarkemmin.

Komponentti (a) on edullisesti epihalohydriini, erityisesti epikloorihydriini tai epibromihydriini, mutta dihalohydrii-nejä, edullisesti dikloorihydriinejä tai dibromihydriinejä, joissa on kolmesta kahteenkymmeneen, erityisesti kolmesta kymmeneen, hiiliatomia molekyyliä kohden, voidaan myös käyt tää. Tyypillisiä käyttökelpoisia di haiohydriinejä ovat: 3 8881 4 CH C1CHC1CH OH 2 2 CH C1CH (OH )CH Cl 2 2 2 CH CHC1CHC1CH OH 3 2 CH CHC1CH(OH )CH Cl 3 2 CH CH CHC1CHC1CH OH 3 2 2 CH3CHC1CHC1CH(0H)CH3 CH CH CHC1CH(OH )C1 3 2 CH CH CH (OH )CHC1CH Cl 3 2 2 CH CHC1CH(0H)CHC1CH 3 3 j a

CH

I 3 CH CCHC1CH Cl 31 2

OH

CH

CH ClicHCICH 2 I 3

OH

CH

CH (OH )i-CHC1CH

2 il

Komponentin (b) suhteen ai kyy 1iamiini voi olla yhdiste, joka sisältää kaksi tertiääristä aminoryhmää, kuten Ν,Ν,Ν',Ν'-tetrametyleenietyleenidi amiini. Komponenteista (b) ja (a) johdettujen tuotteiden yksityiskohtainen valmistus esitetään UK-A-1 486 396:ssa. Tosin komponentti (b) on edullisesti di aikyyliamiini, jonka ai kyy 1iryhmät kummatkin erikseen sisältävät yhdestä kolmeen atomia. Dimetyyliamiini on erityisen edullinen.

Kuten aiemmin mainittiin, on komponentti (c) amiini, jonka funktionaalisuus epihaiohydriinin suhteen on suurempi kuin 4 88814 kaksi ja se ei sisällä karbonyy1iryhmiä; se voi sen vuoksi toimia haaroitusaineena. Haarautuneen polymeerin käyttö on osoittautunut tärkeäksi tekijäksi pyrittäessä polymeerin avulla ehkäisemään pihkakerros tumien muodostuminen, kuten jäljempänä olevasta vertailevasta kokeesta käy ilmi. Primäärinen aminoryhmä kykenee reagoimaan epik 1oorihydriinin kolmen molekyylin kanssa siten, että yksinkertaisen primäärisen amiinin funktionaalisuus on kolme.

Samalla tavoin voi yksinkertaisen sekundäärisen amiinin funktionaalisuus olla kaksi j^ Yksinkertaisen tertiäärisen amiinin funktionaalisuus olla yksi. Komponentti (c) on tavallisesti ammoniakki, primäärinen amiini, primäärinen alkyleeni-polyamiini, joka sisältää 4-25, edullisesti 4-12, hiiliatomia ja vähintään yhden, edullisesti 1-6, primäärisen ryhmän molekyyliä kohden, käsittäen sekä polyglykoliamiinit että aromaattiset ja heteroaromaattiset diamiinit, mutta ei polyami-doamiineja, sillä ne sisältävät karbonyy1iryhmiä. Edullisia aineita ovat ammoniakki, dietyy1iaminobutyy1iamiini, dimetyy-1iaminopropyy1iamiini ja etyleenidiamiini, joista kaksi viimeksi mainittua ovat erityisen edullisia.

Polymeeri voidaan haluttaessa johtaa myös komponentista, jolla yleensä on kyky toimia ketjunpään peittäjänä. Nämä aineet ovat yleensä myös amiineja tai muita aineita, jotka reagoivat epikloorihydriinin kanssa ja joiden funktionaalisuus on pienempi kuin kaksi ja jotka sisältävät jonkin muun funktionaalisen ryhmän tai rasvaketjun sisältäen esimerkiksi vähintään 12 hiiliatomia, kuten yksinkertainen tertiäärinen amiini, kuten trialkyyliamiini, erityisesti trimetyyliamiini tai hyd-roksiai kyy 1iamiini, tyypillisesti trietanoliamiini tai rasvaamiini, kuten oktadekyyliamiini .

Keksinnössä käytetyt polymeerit voidaan valmistaa antamalla ensin komponenttien (a) ja (b) reagoida keskenään muodostaen 11 ky tkentäai neen", jonka annetaan reagoida komponentin (c), j =· halutta ssa, neljännen komponentin kanssa. Tämän keksinnön yhteydessä käyttöön sopivia polymeerejä ovat ne, joiden kyt- i 5 H 8 81 4 kentäaine on valmistettu epikloorihydriinistä ja dimetyyli-amiinista, joiden annetaan reagoida etyleenidiamiinin ja haluttaessa myös tr imetyy 1 i atni i ni n , tr i e ta nol i ami i n i n tai ok-tadekyyliamiinin kanssa.

Polymeerejä voidaan myös valmistaa antamalla komponenteista (b) ja (c) koostuvan seoksen reagoida komponentin (a) kanssa. Tällaisen prosessin edulliset raaka-aineet ovat samat kuin yllä mainitut.

Reaktio suoritetaan yleensä nesteväliaineessa reakti oiämpöti- o o lan ollessa tyypillisesti 5-125 C, edullisesti 30-95 C.

Sopiva komponentin (b) ja komponentin (c) välinen ekvivalent-tisuhde on 1:0,009-1,0, edullisesti 1:0,02-0,5. Komponentin (a) ja komponenttien (b) ja (c) välinen ekvivaienttisuhde voi vaihdella paljon riippuen komponentin (b) määrästä ja laadusta. Komponentin (c) ja komponentin (a) ja komponentin (b) välinen suhde tulisi yleensä valita yhdessä siten, että nestemäisen polymeeri 1iuoksen viskositetti on vähintään 20 cps kuiva-ainepitoisuuden ollessa 50 %. Suhde on tyypi11isesti 1:0,22-2,5 ja edullisesti 1:0,25-1,3. Reaktiota voidaan yleensä jatkaa haluttuun viskositeettiin, ja täten myös molekyyli pai noon , asti, vaikka happoa voidaankin käyttää pH-arvon laskemiseen ja tämän myötä reaktion päättämiseen. pH-arvoa 1-7,5, erityisesti 2-6,5, pidetään yleensä edullisena lopullisen liuoksen pH-arvona.

Viskositeetin yläraja ei ole kriittinen, mikäli se on yhdenmukainen ja liuoksen ollessa työstettävä, yläraja on normaalisti noi n 2000 cps.

Käyttökelpoisia polymeerejä ja niiden valmistusta koskevia tarkempia tietoja esitetään muiden muassa patenteissa UK-A-2 085 433 , US-A-3 855 299 ja US-patentin uusintajui kaisussa 28808 ja joidenkin polymeerien suhteen artikkelissa "Poly-electrolytes for Water and Wastewater T rea tmen t, toi m. W . L.

6 «8814

Schwoyer, CRC Press Inc, sivut 26-35. Tässä keksinnössä käytettävä erityisen edullinen polymeeri valmistetaan antamalla etyleenidiamiinin reagoida dimetyyliamiinista ja epikloori-hydriinistä muodostetun esikondensaatin kanssa, josta saadun tuotteen annetaan reagoida trietanoliamiinin kanssa, jolloin saadaan vesi 1iuokoinen reaktiotuote. Toinen edullinen tuote valmistetaan antamalla dimetyyliamiinista ja ety1eenidiamii-nista tai dimetyyliaminopropyyliamiinista koostuvan seoksen reagoida epik 1oorihydriinin kanssa, jolloin saadaan vesiliukoinen tuote.

Polymeeri lisätään nestejärjestelmään yleensä paperimassan sisältävän sulpun kanssa, mutta sitä voidaan lisätä myös järjestelmän eri kohtiin kyseessä olevasta ongelmasta riippuen.

Tarvittava polymeerimäärä riippuu tietenkin jossakin määrin käytettävästä puusta ja muista paperimassan valmistukseen käytettävistä aineista. Tietyillä polymeerei11ä on lisäksi taipumus kiertää järjestelmässä vaatien täten pienemmän annostuksen. Sopiva määrä polymeeriä nesteväliaineen painosta laskettuna on yleensä 0,1-20 ppm, edullisesti 1-10 ppm. Tämä vastaa normaalitapauksessa 100-2 000 gramman, edullisesti 100-1 000 gramman, polymeeri 1isäystä kuitutonnia kohden. Tosin tapauksissa, joissa polymeeriä tarvitaan anionisten liuenneiden aineiden neutraloi mi seen, tarvitaan suurempia määriä polymeeriä, normaalitapauksessa 1 000-50 000 grammaa, edullisesti 1 500-15 000 grammaa, kuitutonnia kohden kuitujen valmistusprosessista riippuen (ks. esim. Progr. Colloid & Polymer Sei. 65, 251-264 (1978), josta käy ilmi mahdollisesti esiintyvien anionisten aineiden määrät). Mekaanisen prosessin avulla valmistetut kuidut vaativat yleensä suuremman annoksen kuin kemiallisen prosessin avulla valmistetut kuidut. On tietenkin mahdollista neutraloida ainoastaan osa liuenneiden anionisten aineiden kokonaismäärästä. Tällaisissa tapauksissa voivat niinkin pienet määrät kuin 10 g paperitonnia kohden olla tehokkaita.

7 88814

Joskus voi olla edullista suihkuttaa tässä keksinnössä käytettyä reaktiotuotetta tiettyyn massan- tai paperinvalmistus-koneiston osaan, kuten viiralle tai puristushuovi11 e. Näissä tapauksissa on edullista laimentaa polymeeriä vedellä, yleensä alle 10 painoprosentin pitoisuuteen, edullisesti 1-5 painoprosentti i n .

Joissakin tapauksissa on tavallista lisätä polymeeriä yhdessä biosidin kanssa. Esimerkkejä sopivista biosideista ovat seu-raaviin luokkiin kuuluvat biosidit: (i) substituoitu 5- tai 6-kulmaisesta renkaasta koostuva heterosyk 1inen yhdiste, jossa heteroatomi tai -atomit on tai ovat typpi, happi tai rikki ja substituentti on ai kyy 1iryhmä, ketoryhmä tai hydroksyyliryhmä tai ha 1ogeeniatomi, kuten yhdisteet, joiden kaava on:

S--R

CH--Nx /

3 V

^0 jossa R edustaa vetyä tai klooria. Näistä kahdesta isotiatso-lonista koostuva sekoitus on saatavissa kaupallisena tuotteena, kloori-substituoidun yhdisteen ja substituoimattoman yhdisteen välisen suhteen ollessa 2,66:1; (ii) fenoli tai kloorifenoli, kuten pentakloorifenoli ; (iii) amiini tai amidi käsittäen 2,2-dibromo-3-nitrΐ1opro-p i o n i a m i d i n ; (i v) orgaaninen syanidi tai tiosyanaatti, erityisesti m e ty 1 e e n i b i s (t i o sy a n a a t i t); (v) sulfoni, käsittäen hai osuifonit, erityisesti heksaklooridime tyy1i s u1 f o n i; e R8814 (vi) suoraketjuinen alifaattinen aldehydi, erityisesti glutaarialdehydi ; (vii) triatsiini, erityisesti tio- ja/tai aminosubstituoi-d u t a 1 kyy 1i t r i a t s i i n i t; (viii) bis-bromoasetoksibuteeni ; ja (ix) ditiokarbamaatti, erityisesti monometyyli, dimetyyli, monoetyyli- ja dietyylijohdannaiset, tyypillisesti natrium-suolamuodossa .

Polymeeri sopii yleensä yhteen massan ja paperin valmistuksessa käytettävien lisäaineiden, kuten tärkkelyksen, esimerkiksi peruna- tai maissitärkkelyksen , titaanidioksidin, vaahdonestoaineen, kuten rasvahappoalkoholin, liiman, esimerkiksi abietiinihappopohjai sen hartsi 1iiman, ai kyy 1iketeeni di meer i pöh j a i sen neutraali1iiman tai meripihkahappoanhydri-dipohjaisen liiman ja märkä1ujuushartsin, kuten, mikäli se on neutraali, epikloorihydriinipolyamidi tai, mikäli se on hapan, melamiini- tai ureaformaldehydi hartsi n kanssa.

Järjestelmän tarkan pH-arvon tunteminen ei ole tärkeää, sillä polymeerin tehokkuus ei huomattavasti muutu pH-vaihtelujen myötä.

Tietyt tässä keksinnössä käytetyistä polymeereistä ovat kaupallisesti saatavissa, yleensä pitoisuudeltaan 40-50 prosenttisina nesteliuoksina. Tässä keksinnössä käytetyt yhdistelmät sisältävät 1-70 %, erityisesti 10-30 %, polymeeriä painosta 1askettuna .

Seuraavissa esimerkeissä kuvataan keksintöä tarkemmin: Esimerkki 1

Palautusjäähdyttimel1ä, mekaanisella sekoittimel1 a ja lämpömittarilla varustettuun reaktioastiaan pantiin 183,5 g 32,7-prosenttista dimetyyliamiinia ja 270 g vettä. 76,04 g 36-prosenttista suolahappoa lisättiin pitäen samalla lämpö- i 0 9 B 8 81 4 tilaa 35 C:ssa jäähdyttämällä. 208,12 g epik1oorihydriiniä lisättiin 30 minuutin aikana. Jäähdytystä jatkettiin, jotta ,.. o lämpötila ei nousisi yli 40 C. Tätä lämpötilaa ylläpidettiin kaksi tuntia, jolloin saatiin nk. "kytkentäainetta" sisältävä paksu liuos. 176,9 g kytkentäaineesta koostuva neste- o mäinen liuos lämmitettiin 60 C:een samoja varusteita käyttäen. 5,94 g etyleenidiamiinia lisättiin tipoittain 30 minuu- o tin aikana. Lämpötilaa pidettiin 60 C:ssa tunnin ajan.

o

Reaktioseos lämmitettiin 90 C:een ja 32,48 g 30-prosent- tista trimetyyliamiinia lisättiin kymmenen minuutin aikana; o 90 C pidettiin kahden tunnin ajan, jonka jälkeen reaktio-seos jäähdytettiin huoneen lämpötilaan. Tämän reaktioseoksen kiinteän aineen kokonaismäärä oli 40,7 %.

Esimerkki 2 Käyttämällä esimerkissä 1 kuvattua varustusta, lisättiin 68,81 g 32,7-prosenttisesta dimetyyliamiiniliuoksesta ja 121,4 g vettä koostuvaan seokseen 25,35 g 36-prosenttista o suolahappoa. Lämpötilaa pidettiin alle 35 C jäähdytyksen avulla. 83,25 g epik 1oorihydriiniä lisättiin siten, että läm-o pötila pysyi 40 C:ssa. Tätä lämpötilaa ylläpidettiin yhden o tunnin ajan. Reaktioseos lämmitettiin 60 C:een ja 7,5 g etyleenidiamiinia lisättiin 15 minuutin aikana lämpötilan ollessa 60 C. Tätä lämpötilaa ylläpidettiin vielä 30 minuut- o tia. Reaktioseos lämmitettiin 90 C:een ja 37,25 g trietano-liamiinia lisättiin tipoittain 30 minuutin aikana. Lämpötilaa ylläpidettiin vielä kaksi tuntia reaktion loppuun saattamiseksi. Kiinteän aineen kokonaismäärä oli 44,6 %.

Esimerkki 3

Esimerkeissä 1 ja 2 valmistettuja tuotteita arvioitiin pääosin Ch. E. Farleyn 1977 TAPPI papermakers Conference:ssa, sivut 23-32 kuvaaman menetelmän mukaan. Tämä perustuu menetelmään TAPPI Standard Method RC324, joka on arvostettu menetelmä pihkan kerrostusmistaipumuksen arvioimiseen. Standardi pihkaliuos valmistettiin yllä mainitun viitteen mukaan. Syn- 10 R 8 81 4 teettinen pihkaemulsio/dispersio valmistettiin lisäämällä litra deionisoitua 50 C-asteista vettä synteettiseen pihkaan siten, että 1200 ppm:n pitoisuus saavutettiin.

Kaisiumklori di 1iuosta lisättiin, jotta 340 ppm:n kovuus kaisi umkarbonaattina ilmaistuna saavutettaisiin. pH-arvo säädettiin arvoon 8,0. Jotta tuotteiden arviointi pihkantorjunta-aineena selviäisi, lisättiin tuotteita seokseen niin paljon, että polymeerin pitoisuus vastasi taulukossa I eriteltyjä arvoja. Pihkan taipumusta muodostaa kerrostumia arvioitiin yllä mainitun menetelmän mukaan. Jokainen testi kesti viisi minuuttia. Tulokset esitetään taulukossa I (mg pihkakerrostu-maa).

Taulukko

Tuote Pitoisuus (ppm) Pihkakerrostuma (mg) nolla -- 280 esimerkki 1 2 252 esimerkki 1 10 2 esimerkki 2 2 255 esimerkki 2 10 28

Vertaileva esimerkki 1

Vertailun vuoksi valmistettiin US-patentin 3 582 461, pääosin esimerkin III mukai s ta, aminomuovihartsia.

84 g (1 mooli) disyanidiamidi a, 196 g (2,4 moolia) 37-paino-prosenttista inhiboitua nestemäistä formaldehydi 1iuosta ja 126 g (mooli) 85-prosenttista aktiivia muurahaishappoa panostettiin 1 litran nelikaulaiseen sekoittimel1 a, lämpömittarilla ja jäähdyitimellä varustettuun kolviin. Seosta sekoitettiin 0, 5 tuntia huoneen lämpötilassa. Reaktioseosta lämmitettiin ul-kopuolisesti ja seos lämmitettiin 60°;een q,5 tunnin aikana. Reaktioiämpöti1 aa nostettiin asteittain 60°:sta seoksen kiehumislämpöti1 aan. Eksotermistä reaktiota, joka käynnistyi π 38814

O

lämpötilan noustessa yli 60 C:n, valvottiin jaksottaisen jäähdytyksen avulla. Seoksen kiehumispiste saavutettiin kolmen tunnin lämmittämisen jälkeen. Seoksen annettiin kiehua 15 o minuuttia, jonka jälkeen se jäähdytettiin nopeasti 55 Creen.

42 g metanolia lisättiin vapaiden metyloiiryhmien eetteröimi- seksi ja seosta sekoitettiin 2,5 tuntia, jonka jälkeen se o jäähdytettiin 25 C:een. Saatu reaktiotuote oli vesiliukoinen disyanidiamidi - formaldehydi-kondensaatti, joka oli kirkasta vesiliukoista siirappia sisältäen 40 paino-% kiinteää ainetta.

Tätä hartsia arvioitiin esimerkin 3 mukaisen menetelmän mukaan, jolloin saatiin seuraavat tulokset.

Pitoisuus (ppm) Kerrostuma (mg) nolla 229 2 ppm 293 10 ppm 80

Vertaileva esimerkki 2

Tiettyjä pihkantorjunta-aineiksi mahdollisesti sopivia tuotteita arvioitiin esimerkin 3 mukaisen menetelmän mukaan seu-raavin tuloksin.

Tuote Pitoisuus Kerrostuma (mg) nolla - 299 polyakry1aatti 100 ppm 212 kationinen tärkkelys 100 ppm 94 aluna 100 ppm 41

Esimerkki 4

Seokseen, joka sisälsi 68,81 g 32,7-prosenttista dimetyyli-amiinia ja 121,4 g vettä, lisättiin 25,35 g 36-prosenttista suolahappoa tipoitta in 30 minuutin aikana. Reaktioseoksen 12 8881 4

O

lämpötilan ei sallittu nousta yli 35 C:n; jonkin verran jäähdytystä tarvittiin. 83,25 g epikloorihydriiniä lisättiin o siten, että reaktioseoksen lämpötila pysyi 40 C:ssa. Ekso- o termisen reaktion loputtua seosta pidettiin 40 C:ssa, kun- o nes se kirkastui (1 tunti). Seos lämmitettiin 60 Creen, jonka jälkeen siihen lisättiin nopeasti ety1eenidi amiinia 5 o minuutin aikana. Reaktioseosta pidettiin 65 C:ssa vielä yhden tunnin ajan. Reaktioseos jäähdytettiin huoneen lämpötilaan. Tästä liuoksesta otettuun 97,42 grammaan lisättiin 22,56 g oktadekyyliamiinia (2 moolia) ja 7,5 g 2-metoksietanolia (liukenemisen helpottamiseksi). Tätä lietettä lämmitettiin hitaasti 70 C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa 30 o minuuttia. Lämpötilan nostaminen 75 :een käynnisti erittäin eksotermisen reaktion, joka vaati jäähdyttämistä lämpö- o tilan pitämiseksi 75 C:ssa. Eksotermisen reaktion päätyttyä o seos lämmitettiin 90 C:een 2 tunnin ajaksi. Kermamaisena emulsiona saadun tuotteen kiinteän aineen kokonaismäärä oli 18 %.

Esimerkki 5

Esimerkin 4 tuotetta arvioitiin käyttämällä esimerkissä 3 kuvattua menetelmää, mutta eri synteettistä pihkaa käytettiin. Tällä kertaa pihkaliuos tehtiin lisäämällä 2,0 g mäntyöljyä ja 20,0 g hartsin glyseroliesteriä sisältävää seosta 10,5 grammaan 5-prosenttista natriumhydroksidia, jolloin muodostui emulsio. Tätä laimennettiin 187,5 g:lla isopropanolia ja 110 g : 11 a asetonia kirkkaan pihkaliuoksen saamiseksi. 15 ml tätä liuosta lisättiin yhteen litraan vettä, jonka lämpötila oli o 20 C ja kovuus 220 ppm kaisiumkarbonaattina ilmaistuna. pH säädettiin arvoon 3,0 väkevää suolahappoa käyttäen ja koe suoritettiin kolmen minuutin aikana.

13 8 8 814

Pitoisuus (ppm) Kerrostuma (mg) nolla 250 2 72 3.5 23 7.5 oiematon

Vertaileva esimerkki 3

Polydiallyylidimetyyliammoniumklori di (po1y-DADMAC ) on eräs EP-patentissa 58621 pihkantorjunta-aineeksi ehdotettu kvater-näärinen hartsi. Tämä hartsi testattiin esimerkin 5 menetelmän mukaan.

Pitoisuus (ppm) Kerrostuma (mg) 2 193 5 45 10 27

Vertaileva esimerkki 4

Edullinen pihkakerrostumien torjuntaan sopiva kvaternäärinen yhdiste patentissa US-A-3 619 351 on metyy1itrietanoliamiini. Tämä aine syntetisoitiin trietanoliamiinista ja dimetyylisulfaatista, jolloin saatiin kvaternäärinen ammoniumimetyy1itrietanoli-amiinimonometyy1isulf aatti. Tätä ainetta arvioitiin esimerkin 3 menetelmän mukaan seuraavin tuloksin.

Pitoisuus (ppm) Kerrostuma (mg) nolla 130 10 ppm 165 100 ppm 102

Vertaileva esimerkki 5

Dimetyyliamiinista ja epikloorihydriinistä valmistettiin hartsi seuraamalla pääosin US-uusintajui kai sun 28 807 esimerkin 1 mukaista menetelmää. Valmistukseen käytettiin 500 ml:n 14 88814 jäähdyttimel1ä, mekaanisella sekoittimel1 a ja pH-elektrodei1 - la varustettua pyörökolvia. 92,5 grammaa (1,0 mooli) epikloo- rihydriiniä panostettiin kolviin. 112,5 grammaa 40-prosent- tista nestemäistä dimetyy1iamiinia (45 grammaa todellista, 1,0 mooli) lisättiin voimakkaasti sekoittaen tunnin ajan pitä- o mällä lämpötilaa alle 50 C. Lämpötilan annettiin olla o 50 C vielä kahden tunnin ajan, jonka jälkeen seokseen lisättiin 70 g vettä. Tämän hartsin viskositeetiksi määritettiin 72 cps ja kuiva-ainepitoisuuden todettiin olevan 47 %.

Esimerkki 6

Vertailevassa esimerkissä 5 käytettyä varustusta käytettiin; 63,5 g vettä, 9 g etyleenidiamiinia ja 121,9 g nestemäistä liuosta (36,9 %) dimetyy1iamiinia lisättiin reaktiokolviin .

170 g epikloorihydriiniä lisättiin kolmen tunnin aikana pi- o täen lämpötila jäähdytyksen avulla alle 35 C:n. Lämpötila o nostettiin tämän jälkeen 80 C:een. 11,8 g epikloorihydrii- niä lisättiin kuutena annoksena kolmen tunnin aikana ja reak- o tiomassaa pidettiin viimeisen annostuksen jälkeen 80 C: ssa seuraavien kahden tunnin ajan, jonka jälkeen tuote jäähdytettiin huoneen lämpötilaan. Tuotteena saatiin vaaleankeltainen, hieman läpinäkyvä neste, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 65,8 % ja viskositeetti 190 cps.

Esimerkki 7

Vertailevassa esimerkissä 5 käytettyä varustusta käytettiin. Vettä (34,2 g), dimetyy1iamiinia (60,9 g 36,9-prosenttisesta nesteliuoksesta) ja etyleenidiamiinia (1,5 g) panostettiin reaktiokolviin. 51,0 g epikloorihydriiniä lisättiin voimakkaasti sekoittaen kahden tunnin aikana, lämpötila nostettiin o 80 C:een ja 10,6 g epikloorihydriiniä lisättiin 9:nä annoksena 8 tunnin aikana. Lopullinen tuote oli hieman läpinäkyvä, vaaleankeltainen neste. Tuotteen kuiva-ainepitoisuuden todettiin oevan 58,8 % ja viskositeetin n. 1000 cps.

is 88814

Esimerkki 8

Vertailevassa esimerkissä 5 käytettyä varustusta käytettiin.

Hartsi valmistettiin seuraavalla tavalla: 112,5 g 40-prosent- tista dimetyy1iamiinia ja 10,2 g dimetyyliaminopropyy1iamii- n i a lisättiin reak ti okolvi i n. Nämä kaksi amiinia sekoitettiin keskenään ja 102 g epikloorihydriiniä lisättiin 30 minuutin o aikana voimakkaasti sekoittaen ja pitäen lämpötila 30-40 C: o ssa. Lämpötila nostettiin tämän jälkeen 60 reen ja pidettiin siinä 5 tuntia. Tänä aikana lisättiin 300 ml dei oni soi -tua vettä pieninä annoksina. Tämän hartsin viskositetti oli 20 cps ja kuiva-ainepitoisuus 33 %.

Esimerkki 9

Vertailevien esimerkkien 5, 6 ja 8 tuotteita arvioitiin esimerkin 5 menetelmän mukaan lisäämällä 0,1 ppm polymeeriä seu-raavin tuloksin:

Tuote Kerrostuma (mg) nolla 272 esimerkin 7 hartsi 201 esimerkin 6 hartsi 138 vertailevan esimerkin 5 hartsi 228 esimerkin8hartsi 186 nolla 260

Esimerkki 10

Esimerkin 6 hartsia arvioitiin esimerkin 3 menetelmän mukaan. Seuraavat tulokset saatiin:

Pitoisuus (ppm) Kerrostuma (mg) nolla 133 2 ppm 121 5 ppm 29 10 ppm 6 16 «8814

Esimerkki 11

Polymeerien käyttökelpoisuutta yhdessä paperimassasta liuenneiden anionisten komponenttien kanssa tutkittiin seuraavan kokeen mukaan:

Kuivattua, männystä saatua puuhioketta hajotettiin 30 minuuttia 2,5-prosenttisen massan valmistamiseksi. Kuidut suodat-tiin ja suodosta käytettiin tutkimaan hartsin kapasiteettia toimia yhdessä liuenneen anionisen materiaalin kanssa. Anio-nisen materiaalin määrä määritettiin virtausjännitteen osoit-timella. Polyetyleeni-imiiniä (PEI) käytettiin standardina. Hartsin tehokkuutta toimia yhdessä anionisen materiaalin kanssa arvioitiin lisäämällä suodokseen vaihtelevia määriä hartsia, sekoittamalla 15 minuuttia ja määrittämällä ei-yhdistyneen anionisen materiaalin jäännöspitoisuus standardi-reagenssilla titraten. Tulokseksi saatiin seuraavaa: PEI mg/1 suodosta nolla 7,1 4 ppm esimerkin 7 hartsia 4,8 8 ppm esimerkin 7 hartsia 1,9 4 ppm esimerkin 8 hartsia 4,6 8 ppm esimerkin 8 hartsia 1,4 8 ppm esimerkin 2 hartsia 6,4 50 ppm esimerkin 2 hartsia 2,3

Claims

1. Pihkantorjuntamenetelinä massan tai paperin valmistuksessa käytettävää nestejärjestelmää varten, tunnettu siitä, että se käsittää vesiliukoisen, polykvaternaarisen, haarautuneen polymeerin, joka on johdettu (a) epihalohydriinistä, diepoksidista tai epihalohydriinin tai diepoksidin prekurso-rista, (b) alkyyliamiinista, jonka funktionaalisuus epihalohydriinin suhteen on kaksi, ja (c) amiinista, jonka funktionaalisuus epihalohydriinin suhteen on suurempi kuin 2 ja joka ei sisällä karbonyyliryhmiä, lisäämisen järjestelmään tai massan- tai paperinvalmistuskoneistoon, ja että menetelmä lisäksi täyttää yhden tai useampia seuraavista tunnusmerkeistä : i) polymeeri lisätään massan- tai paperinvalmistuskoneistoon, ii) massa saadaan sideainetta sisältävästä keräyspaperista, ja iii) polymeeri saadaan reagoittamalla ensin komponentit (a) ja (b) keskenään ja sen jälkeen reagoittamalla saatu välituote ja komponentti (c).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentti (a) on epikloorihydriini tai epibromi-hydriini.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentti (b) on dialkyyliamiini, jossa alkyyliryhmät yksilöllisesti sisältävät 1-3 hiiliatomia.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentti (b) on dimetyyliamiini.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentti (c) on primäärinen amiini tai primäärinen alkyleenipolyamiini. ia #8814

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentti (c) on dietyyliaminobutyyliamiini, di-metyyliaminopropyyliamiini tai etyleenidiamiini.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri on myös johdettu tertiää-risestä amiinista tai hydroksialkyyliamiinista.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri on myös johdettu trimetyyliamiinista tai trietanoliamiinista.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri on muodostettu antamalla etyleenidiamiinin reagoida dimetyyliamiinin ja epikloorihyd-riinin esikondensaatin kanssa ja antamalla tuotteen reagoida trietanoliamiinin kanssa vesiliukoisen reaktiotuotteen muodostamiseksi .

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri on muodostettu antamalla dime-tyyliamiinista ja etyleenidiamiinista tai dimetyyliaminopro-pyyliamiinista koostuvan seoksen reagoida epikloorihydriinin kanssa vesiliukoisen reaktiotuotteen muodostamiseksi.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentin (c) ja komponenttien (a) ja (b) summan välinen ekvivalenttisuhde on 1:0,22-2,5.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri lisätään nestejärjestel-mään yhdessä paperimassan sisältämän sulpun kanssa.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisättävä polymeerimäärä on 1000-50000 grammaa kuitutonnia kohden. 19 88814

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeriä suihkutetaan vähintään yhteen osaan massan- tai paperinvalmistuskoneistoa.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestejärjestelmään lisätään myös biosidiä.

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri suihkutetaan paperinvalmistusviiroil- le.

17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri levitetään vesiliuoksena, jossa poly-meerikonsentraatio on alle 10 paino-%.

17 8 8 814

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperi valmistetaan sideainetta sisältävästä keräyspaperista.