JP4901756B2 - 陽イオン性ポリマー分散液、前記分散液の調製方法およびその使用 - Google Patents
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Description
ポリマーAが、
a1)陽イオン化されたジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートおよび/または陽イオン化されたジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドのタイプの陽イオン性モノマー 1重量%〜60重量%と、
a2)非イオン性モノマー 99重量%〜40重量%と
から形成され、
ポリマー性陽イオン性分散剤Bが、75,000〜350,000 g/molの平均分子量MWを有し、かつ、
b1)陽イオン化されたジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドおよび/または陽イオン化されたN-アルキル-もしくはN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド 30重量%〜100重量%と、
b2)非イオン性モノマー 0重量%〜70重量%と
から形成されることを特徴とする分散液の提供によって達成される。
R1は、水素またはメチル残基を表し、
R2およびR3は、互いに独立に、水素、炭素原子1個〜5個を有するアルキルまたはヒドロキシアルキル残基を表す)
の化合物を、分散剤ポリマーBの調製において非イオン性モノマーとして用いることができる。好ましくは、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミドまたはN,N-置換(メタ)アクリルアミド〔例えば、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-メチル-N-エチル(メタ)アクリルアミドまたはN-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等〕が用いられる。アクリルアミドが特に好ましい。非イオン性モノマー成分は、最高で70重量%、好ましくは最高で50重量%の量で、重合によって分散剤ポリマー中に組み込むことができる。
Z1は、O、NH、NR4を表し、R4は、炭素原子1個〜4個を有するアルキルを表し、
R1は、水素またはメチル残基を表し、
R8は、炭素原子1個〜6個を有するアルキレンを表し、
R5およびR6は、互いに独立に、炭素原子1個〜6個を有するアルキル残基を表し、
R7は、炭素原子8個〜32個を有するアルキル、アリール、および/またはアラルキル残基を表し、かつ、
Z−は、ハロゲン、擬ハロゲン、SO4CH3 −、またはアセテートを表す)
、または一般式(IV):
Z1は、O、NH、NR4を表し、R4は、炭素原子1個〜4個を有するアルキルを表し、
R1は、水素またはメチル残基を表し、
R10は、水素、炭素原子8個〜32個を有するアルキル、アリール、および/またはアラルキル残基を表し、
R9は、炭素原子2個〜6個を有するアルキレン残基を表し、かつ、
nは、1〜50の整数を表す)
の化合物を、分散剤ポリマーBの両親媒性モノマー成分として用いることができる。
− b1)陽イオン化されたジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドおよび/または陽イオン化されたN-アルキル-もしくはN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド 30重量%〜100重量%と、
b2)非イオン性モノマー 0重量%〜70重量%と
から合成された、75,000〜350,000 g/molの平均分子量MWを有するポリマー性陽イオン性分散剤Bの水溶液、ならびに、
− a1)陽イオン化されたモノ-および/もしくはジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートおよび/または陽イオン化されたジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド 1重量%〜60重量%と、
a2)非イオン性モノマー 99重量%〜40重量%と
のモノマー混合物、
を混合し、フリーラジカル開始剤の添加によって、前記モノマー混合物のフリーラジカル重合を行わせることを特徴とする。
〔溶液の粘度〕:
本発明により調製された水中水型ポリマー分散液の溶液粘度を測定するために、5%溶液を調製する。測定には、前述の5%溶液340 gが必要である。本目的のため、必要量の脱イオン水を400 mlビーカーに入れる。その後、最初に入れた水を、フィンガー攪拌機で、形成される渦巻きがビーカーの底に届くほど激しく撹拌する。5%溶液を調製するのに必要な量の水中水型分散液を、最初に入れた撹拌されている水中に、使い捨てシリンジを用いて一度に注入する。次に、この溶液を300 rpm(±10 rpm)で1時間撹拌する。10分間静置した後、RVT-DV II ブルックフィールド粘度計を使用し、no. 2スピンドルを用いてスピード10で、ブルックフィールド粘度を測定する。
289 gの脱イオン水を400 mlのビーカーに秤量して入れる。最初に入れた水を、フィンガー攪拌機で、形成される渦巻きがビーカーの底に届くほど激しく撹拌する。本発明により調製された水中水型分散液17 gを使い捨てシリンジを用いて一度に注入する。水中水型分散液が溶解した時点で、(工業用)塩化ナトリウム34 gを振りかけて入れる。この溶液を300 rpm(±10 rpm)で16分間撹拌した後、さらに10分間放置する。その後、RVT-DV II ブルックフィールド粘度計を使用し、no. 1スピンドルを用いてスピード10で、ブルックフィールド粘度を測定する。
実施例で用いたポリマー性分散剤はいずれも、40重量%溶液の形態で用いた。
360 gの分散剤〔ポリ(トリメチルアンモニウムプロピルアクリルアミドクロライド)〕を、アクリルアミド(50%)300 g、水244 g、Versenex 80(5%)2 g、トリメチルアンモニウムエチルアクリレートクロライド(80%)62.5g、および硫酸アンモニウム9.5 gの溶液に添加する。pHを4に調節する。この混合液を、KPG攪拌機を備えた2リットルのフラスコに入れ、初期温度42℃に加熱する。窒素によるパージによって酸素を除去した後、200 ppmのVA 044を添加する。温度が極大値に達した時点で、さらなる開始剤(二硫化ナトリウム1500 ppm、ペルオキシ二硫酸ナトリウム1500 ppm)を添加し、これをこの温度でさらに15分間反応させる。次いで、5 gのクエン酸を添加する。最終生成物を冷却し、包装する。
360 gの分散剤〔ポリ(トリメチルアンモニウムプロピルアクリルアミドクロライド)〕を、アクリルアミド(50%)245 g、水295 g、Versenex 80(5%)2 g、トリメチルアンモニウムエチルアクリレートクロライド(80%)84 gの溶液に添加した。この混合物を、KPG攪拌機を備えた2リットルのフラスコに入れ、初期温度35℃に加熱する。窒素によるパージによって酸素を除去した後、50 ppmの二硫化ナトリウム、40 ppmのペルオキシ二硫酸ナトリウム、および5 ppmのtert-ブチルヒドロペルオキシドを添加する。温度が極大値に達した時点で、さらなる開始剤(ABAH 400 ppm)を添加し、これをこの温度でさらに15分間反応させる。次いで、5 gのクエン酸を添加する。最終生成物を冷却し、包装する。
360 gの分散剤〔ポリ(トリメチルアンモニウムプロピルアクリルアミドクロライド)〕を、アクリルアミド(50%)190 g、水316 g、Versenex 80(5%)2 g、トリメチルアンモニウムエチルアクリレートクロライド(80%)119 gの溶液に添加する。この混合物を、KPG攪拌機を備えた2リットルのフラスコに入れ、初期温度35℃に加熱する。窒素によるパージによって酸素を除去した後、50 ppmの二硫化ナトリウム、50 ppmのペルオキシ二硫酸ナトリウム、および5 ppmのtert-ブチルヒドロペルオキシドを添加する。温度が極大値に達した時点で、さらなる開始剤(ABAH 400 ppm)を添加する。これをこの温度でさらに15分間反応させる。次いで、5 gのクエン酸を添加する。最終生成物を冷却し、包装する。
450 gの分散剤〔ポリ(トリメチルアンモニウムプロピルアクリルアミドクロライド)〕を、アクリルアミド(50%)144 g、水245 g、Versenex 80(5%)2 g、トリメチルアンモニウムエチルアクリレートクロライド(80%)135 gの溶液に添加した。この混合物を、KPG攪拌機を備えた2リットルのフラスコに入れ、初期温度35℃に加熱する。窒素によるパージによって酸素を除去した後、50 ppmの二硫化ナトリウム、50 ppmのペルオキシ二硫酸ナトリウム、および5 ppmのtert-ブチルヒドロペルオキシドを添加する。温度が極大値に達した時点で、さらなる開始剤(ABAH 400 ppm)を添加する。これをこの温度でさらに15分間反応させる。次いで、5 gのクエン酸を添加する。最終生成物を冷却し、包装する。
450 gの分散剤〔ポリ(トリメチルアンモニウムプロピルアクリルアミドクロライド)〕を、アクリルアミド(50%)108 g、水234 g、硫酸アンモニウム9.8 g、Versenex 80(5%)2 g、トリメチルアンモニウムエチルアクリレートクロライド(80%)158 gの溶液に添加する。この混合物を、KPG攪拌機を備えた2リットルのフラスコに入れ、初期温度35℃に加熱する。窒素によるパージによって酸素を除去した後、50 ppmの二硫化ナトリウム、50 ppmのペルオキシ二硫酸ナトリウム、および5 ppmのtert-ブチルヒドロペルオキシドを添加する。温度が極大値に達した時点で、さらなる開始剤(ABAH 400 ppm)を添加した。これをこの温度でさらに15分間反応させる。次いで、5 gのクエン酸を添加する。最終生成物を冷却し、包装する。
360 gの分散剤〔ポリ(トリメチルアンモニウムプロピルアクリルアミドクロライド)〕を、アクリルアミド(50%)190 g、水316 g、Versenex 80(5%)2 g、トリメチルアンモニウムエチルアクリレートクロライド(80%)119 gの溶液に添加する。この混合物を、KPG攪拌機を備えた2リットルのフラスコに入れ、初期温度35℃に加熱する。窒素によるパージによって酸素を除去した後、50 ppmの二硫化ナトリウム、50 ppmのペルオキシ二硫酸ナトリウム、および5 ppmのtert-ブチルヒドロペルオキシドを添加する。温度が極大値に達した時点で、さらなる開始剤(ABAH 400 ppm)を添加する。これをこの温度でさらに15分間反応させる。次いで、5 gのクエン酸を添加する。最終生成物を冷却し、包装する。
〔製紙用パルプ懸濁液の脱水速度の測定〕
BTG Mutek社からのDFS 03装置を使用して、本発明のポリマー分散液を特定の製紙用パルプ懸濁液に添加することによって、時間の関数としての脱水速度を測定する。
BTG Mutek社からのDFS 03装置を使用して、本発明のポリマー分散液を特定の製紙用パルプ懸濁液に添加することによって、歩留りを測定する。
PD流出:濾液(背水)のパルプ濃度(重量%)
灰分流入:流入液(パルプ懸濁液)の無機燃焼残渣の割合(重量%)
灰分流出:濾液(背水)の無機燃焼残渣の割合(重量%)
Akribi Kemiconsulter社からのDynamic Drainage Analyser(DDA)を使用して、本発明のポリマー分散液を特定の製紙用パルプ懸濁液に添加することによる真空での脱水時間を測定する。濁度および透過性を測定する。これらから、流出した製紙用パルプ懸濁液の地合についての結論が引き出される。
Claims (26)
- 陽イオン性ポリマーAと少なくとも1種のポリマー性陽イオン性分散剤Bとを含有する陽イオン性水中水型ポリマー分散液であって、
前記陽イオン性ポリマーAが、1,500,000 g/molより大きな平均分子量M w を有し、かつ、
a1)陽イオン化されたジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、陽イオン化されたジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、陽イオン化されたジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、および/または陽イオン化されたジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドから選択される陽イオン性モノマー20重量%〜60重量%と、
a2)非イオン性モノマー80重量%〜40重量%と
から形成され、
前記ポリマー性陽イオン性分散剤Bが、135,000〜350,000 g/molの平均分子量MWを有し、かつ、
b1)陽イオン化されたジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよび/または陽イオン化されたジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドから選択される陽イオン性モノマー 30重量%〜100重量%と、
b2)非イオン性モノマー 0重量%〜70重量%と
から形成されることを特徴とする、分散液。 - モノマーa1)として、陽イオン化されたジメチルアミノエチルアクリレートおよび/またはジメチルアミノプロピルアクリルアミドを選択することを特徴とする、請求項1に記載の水中水型ポリマー分散液。
- モノマーb1)として、陽イオン化されたジメチルアミノプロピルアクリルアミドを選択することを特徴とする、請求項1または2に記載の水中水型ポリマー分散液。
- 非イオン性モノマーa2)およびb2)として、アクリルアミドを選択することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液。
- 前記陽イオン性ポリマーAが、ポリマーAとポリマー性分散剤Bとを含むポリマー分画に対して30重量%〜70重量%の量で存在することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液。
- 前記分散液が、40重量%〜90重量%の割合の水を含有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液。
- 前記分散液が、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、安息香酸、塩酸、硫酸、硝酸、およびリン酸から選択される酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩、および/または、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、安息香酸、塩酸、硫酸、硝酸、およびリン酸から選択される酸を、それぞれ分散液全体に対して0.1重量%〜3重量%の量で含み、かつ、酸と塩とが存在する場合には、合計5重量%より多く存在することがないことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液。
- 前記分散液が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレン/エチレンオキシドのブロックコポリマー、グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール、およびソルビトールから選択される多官能性アルコール、および/または、前記多官能性アルコールと脂肪アミンとの反応生成物を、最高で30重量%まで含有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液。
- 前記分散液が、希釈して5%水溶液を形成させた後で、3〜4のpH値を有することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液。
- 前記分散液が、希釈して5%水溶液を形成させた後で、少なくとも1000 mPa・sの粘度を有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液。
- 陽イオン性ポリマーAと、少なくとも1種のポリマー性陽イオン性分散剤Bとからの請求項1〜11のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液の調製方法であって、重合反応器内で、
− b1)陽イオン化されたジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよび/または陽イオン化されたジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドから選択される陽イオン性モノマー30重量%〜100重量%と、
b2)非イオン性モノマー 0重量%〜70重量%と
から合成された、135,000〜350,000 g/molの平均分子量MWを有するポリマー性陽イオン性分散剤Bの水溶液、ならびに、
− a1)陽イオン化されたジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、陽イオン化されたジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、陽イオン化されたジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、および/または陽イオン化されたジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドから選択される陽イオン性モノマー20重量%〜60重量%と、
a2)非イオン性モノマー80重量%〜40重量%と
のモノマー混合物、
を混合し、フリーラジカル開始剤の添加によって、前記モノマー混合物のフリーラジカル重合を行わせることを特徴とする方法。 - 前記ポリマー性分散剤Bが、20重量%〜80重量%の水溶液の形態で用いられることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 重合させる前記モノマーが、モノマーと分散剤水溶液との混合液全体の5重量%〜60重量%の量で存在することを特徴とする、請求項12または13に記載の方法。
- 重合させる前記モノマーの一部だけを最初に投入し、残りを、フリーラジカル重合反応の過程において、部分量ずつの計量供給または連続供給によって添加することを特徴とする、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 重合させる前記モノマーの一部と、前記分散剤水溶液の一部とだけを最初に投入し、残りを、フリーラジカル重合反応の過程において、部分量ずつの計量供給または連続供給によって添加することを特徴とする、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フリーラジカル重合を、レドックス開始剤および/またはアゾ系開始剤を用いて0℃〜120℃の温度で行うことを特徴とする、請求項12〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フリーラジカル重合の開始剤系を、重合の全過程を通して連続添加することを特徴とする、請求項12〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 酢酸、プロピオン酸、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、安息香酸、塩酸、硫酸、硝酸、およびリン酸から選択される酸を、前記フリーラジカル重合の前、重合の間、または重合の後に添加することを特徴とする、請求項12〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液の、固体の沈殿における凝集剤としての使用。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液の、水処理、プロセス用水処理、または排水の浄化における凝集剤としての使用。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液の、油および/または脂肪を含有する水性混合物の分離における解乳化剤としての使用。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液の、抄造における歩留り向上剤および脱水剤としての使用。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液の、増粘剤としての使用。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液の、任意に他の生物活性物質と併用しての、植物検疫剤における添加剤としての使用。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の水中水型ポリマー分散液の、防食剤用の添加剤としての使用。
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