JPH0770214A - 低粘性の水溶性ポリマー分散液の製法 - Google Patents

低粘性の水溶性ポリマー分散液の製法

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JPH0770214A
JPH0770214A JP6098812A JP9881294A JPH0770214A JP H0770214 A JPH0770214 A JP H0770214A JP 6098812 A JP6098812 A JP 6098812A JP 9881294 A JP9881294 A JP 9881294A JP H0770214 A JPH0770214 A JP H0770214A
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monomer
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JP6098812A
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Bernfried Messner
メスナー ベルンフリート
Carl Joachim
カール ヨアヒム
Guenter Schmitz
シュミット ギュンター
Manfred Braum
ブラウム マンフレート
Peter Dr Quis
クヴィス ペーター
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Roehm GmbH Darmstadt
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水溶性モノマー、疎水性モノマー及び場合に
より両親媒性モノマーから構成されたポリマーA)を含
有する水性ベースの低粘性の水溶性ポリマー分散液の製
法 【構成】 第1段階で、ポリマーA)を、水性分散液中
で、ポリマー分散剤D)の存在で製造し、かつその後に
第2段階で、ポリマー分散剤D)を、水溶液中に添加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも1種のポリ
マーの分散剤D)及びa1)少なくとも1種の水溶性モ
ノマー、a2)少なくとも1種の疎水性モノマー及び場
合によりa3)少なくとも1種の両親媒性モノマーから
のポリマーA)を含有する、低粘性の水溶性ポリマー分
散液の2段階製法に関する。
【0002】
【公知技術水準】水溶性ポリマーの水性分散液は、例え
ば、廃水処理の際の凝集剤として、水相の分離後の脱水
剤として、製紙の際の保留剤(Retentionsm
ittel)として、土壌改良剤として又は分散剤とし
て使用される。欧州特許(EP)第170394号明細
書は、水溶液中で、20μm以上の粒度を有する、高分
子ポリマーゲルから構成される、粒子から成る、水と混
合可能な液体を記載している。この際、連続相は、ゲル
粒子の水含量を、連続相中の水成分と平衡を保たせかつ
それによってゲル粒子の凝集を阻止する平衡化剤を含有
する水溶液である。有利な平衡化剤として、ポリアクリ
ル酸のナトリウム塩もしくはポリジアリルジメチルアン
モニウムクロリド(ポリ−DADMAC)が使用され
る。欧州特許(EP)第183466号明細書に、分散
剤の存在で、少なくとも1種の塩の水溶液中で、撹拌下
で、水溶性モノマーを重合させることを特徴とする、水
溶性ポリマー分散液の製法が記載されている。この際、
ポリオール、ポリアルキレンエーテル、ポリアクリル酸
のアルカリ金属塩及びポリ−2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸のアルカリ金属塩が、分散剤
もしくは水溶液中でポリマーを溶媒化させない塩として
使用される。西ドイツ国特許(DE−PS)第2924
663号明細書は、良好な安定性及び流動性を有する水
溶性ポリマー材料からの水性分散液の製法を包含し、こ
の際、水溶性ポリマーは、少なくとも1種の水溶性のエ
チレン系不飽和モノマーを含有し、かつこの際分散剤と
してポリアルキレンエーテル、ポリエチレンイミン、及
びその他が、場合により無機塩の存在で、存在しうる。
こうして製造された水性分散液は、場合により水で希釈
した後に凝集助剤、粘稠剤、土壌状態調節剤として、か
つ他の適用のために使用され得る。
【0003】特開昭59−108074号公報に、分散
剤としてのポリエチレングリコールと共に、モノマー成
分としての(メタ)アクリル酸及び/又はその塩、(メ
タ)アクリルアミド並びにメチル−又はエチルアクリレ
ートを含有する、水溶液中のポリマーから成る粘稠剤が
記載されている。
【0004】西ドイツ国特許出願第P4216 16
7.3号明細書は、ポリマーの分散剤の存在で、水溶性
で、疎水性及び場合により両親媒性のモノマーから成る
混合物の重合によって生成された水溶性ポリマーの水性
分散液を記載している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】欧州特許(EP)第1
70394号明細書に記載された、ゲル粒子を含有する
水溶液は、それが長い放置時間後に、極めて高められた
粘度を有し、それは剪断(Schergefaelle
n)、例えば撹拌の使用によってだけ軽減され得るとい
う欠点を有する。この際、液体特性は、ポリマー、平衡
化剤、水含量及びゲル粒子の粒度の間の複雑な平衡状態
に依存する。
【0006】欧州特許(EP)第183466号明細書
において、分散剤を利用して、塩水溶液中での分散液と
しての水溶性ポリマーが請求されている。この分散液に
おいては、比較的僅少なポリマー(=作用物質−)含量
(20重量%まで)に比べて、水相の高い塩含量(30
重量%まで)は不利であり、これはそのような分散液の
一定の使用の際に廃水問題に結びつく。
【0007】西ドイツ国特許(DE−PS)第2924
663号明細書による水性分散液の使用には、水溶性ポ
リマーに対する分散剤の高配分は不利に作用する。前記
の分散液を例えば荷電粒子用の凝集剤として使用する場
合には、高い分子のイオン性ポリマーの作用物質は、そ
れに比べて低い分子の分散剤によって減少される。
【0008】特開昭59−108075号明細書により
製造された、粘稠作用を有するポリマーは、平均分子量
Mw約105〜5×105ダルトン(重量平均)を有し、
これを凝集剤としての使用には明らかに低すぎている。
【0009】低粘度、ポリマー作用物質の高含量、高い
ポリマー分子量及び塩不含の水相を有する水溶性ポリマ
ーの水性分散液を得るという、前記公知技術から生じた
課題は、特願平5−114523号による水性分散液中
の本発明によるポリマーによって解決される。
【0010】なお更に、パラメーター範囲で水性分散液
の粘度、ポリマー作用物質の高含量及び高いポリマー分
子量をより良好に解決しようとする課題があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】次に記載する二段階の重
合方法により、特願平5−114523号で実現され
た、低粘度もしくは高分子量を有するポリマー作用物質
の高含量が、更にもっと減少されうる(粘度)もしくは
高められうる(作用物質含量及び分子量)ことが意外に
も判明した。この際、最初の段階で、ポリマーA)が、
異なるモノマー成分a1)、a2)及び場合によりa
3)の重合により、ポリマー分散剤の存在で製造され、
この際、a1)は、少なくとも1種の水溶液モノマー9
9〜70重量%であり、a2)は、少なくとも1種の疎
水性モノマー1〜30重量%であり、かつ3a)は、少
なくとも1種の両親媒性モノマー0〜20重量%、殊に
0.1〜15重量%であり、かつ、水溶性ポリマーは平
均分子量(重量平均)少なくとも106ダルトンを有す
る。
【0012】第二段階で、少なくとも1種のポリマー分
散剤D)の水性分散液を添加する。ポリマー分散剤D)
としては、分散されたポリマーA)と非相容性の、平均
分子量(重量平均)Mw<5×105ダルトンを有する
高分子電解質又はポリアルキレンエーテルを使用するの
が有利である。
【0013】本発明の有利な1実施態様で、水溶性モノ
マーa1)の少なくとも1種は、少なくとも1種のイオ
ン性基を有し、疎水性モノマーa2)は、式I:
【0014】
【化5】
【0015】[式中R1 は、水素原子又はメチル基を表
わし、R2 は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル
基、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル基、
6〜12個の炭素原子を有するアリール基又は
【0016】
【化6】
【0017】を表わし、この際R3 は2〜8個の炭素原
子を有するアルキル基を表わしかつZはO、NH又はN
3を表わしてよい]の化合物であるアリールとは、特
に、場合によりC1〜C4−アルキル基で置換されたフエ
ニル又はナフチル基のことである。
【0018】両親媒性モノマーのa3)は、有利に、式
II:
【0019】
【化7】
【0020】[式中R5 は、水素原子又はメチル基であ
り、R6 は、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基
であり、R7及びR8は、相互に無関係で、1〜6個の炭
素原子を有するアルキル基であり、R9 は、1〜6個の
炭素原子を有するアルキレン基であり、R10は、8〜3
2個の炭素原子を有するアルキル基であり、並びにX
は、ハロゲン原子、プソイドハロゲン原子、SO4
3、アセテートである;この際プソイドハロゲン原子
は、−CH−、−OCN−及び−SCN−基である]の
化合物又は、式III:
【0021】
【化8】
【0022】[式中R11は、水素原子又はメチル基であ
り、R12は、8〜32個の炭素原子を有するアルキル基
であり、Yは、2〜6個の炭素原子を有するアルキレン
基であり、かつnは、1〜50の整数である]の化合物
である。
【0023】モノマーa1)として、例えば、一般式I
Vのアクリル−及び/又はメタクリル酸の塩を使用する
ことができる:
【0024】
【化9】
【0025】[式中R′は、水素原子又はメチル基であ
り、かつ
【0026】
【外1】
【0027】この際R″は1〜6個の炭素原子を有する
アルキル基又は他の一価の陽帯電イオンである]。
【0028】式IVのモノマーa1)には、例えばナト
リウム(メタ)アクリレート、カリウム(メタ)アクリ
レート又はアンモニウム(メタ)アクリレートが属す
る。
【0029】更に、例えば、アクリル−及び/又はメタ
クリル酸自体をモノマー成分a1)として、並びに式V
のメタクリルアミドを使用することができる:
【0030】
【化10】
【0031】式Vのモノマーa1)として、例えば次の
ものが挙げられる:(メタ)アクリルアミド、N−メチ
ル(メタ)アクリルアミド、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
並びにN−ヒドキシエチル(メタ)アクリルアミド。
(メタ)アクリルアミドの製造については、例えばKi
rk−Othmer、Encyclopedia of
Chemical Technology、Vol.
15、346〜276頁、3rd.Ed.、Wiley
Interscience、1981年、参照。
【0032】更に、モノマー成分a1)として、式VI
のモノマーを使用することができる:
【0033】
【化11】
【0034】であり、かつZ1は、O、NH又はNR4
あってよく、この際、L1及びL4は2〜6個の炭素原子
を有するアルキレン基又はヒドロキシアルキレン基であ
り、L2、L3、L5、L6及びL7は、1〜6個の炭素原
子を有するアルキル基であり、並びにZは、ハロゲン原
子、アセテート、SO4CH3であってよい]。
【0035】式VIのモノマーa1)の例として、次の
ものが挙げられる:2−(N,N−ジメチルアミノ)エ
チル(メタ)アクリレート、3−(N,N−ジメチルア
ミノ)プロピル(メタ)アクリレート、4−(N,N−
ジメチルアミノ)ブチル(メタ)アクリレート、2−
(N,N−ジエチルアミノ)エチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシ−3−(N,N−ジメチルアミノ)
プロピル(メタ)アクリレート、2−(N,N,N−ト
リメチルアンモニウム)エチル(メタ)アクリレート−
クロリド、3−(N,N,N−トリメチルアンモニウ
ム)プロピル(メタ)アクリレート−クロリド又は2−
ヒドロキシ−3−(N,N,N−トリメチルアンモニウ
ム)プロピル(メタ)アクリレート−クロリドもしくは
(メタ)アクリルアミド又は前記の化合物、例えば2−
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、3−ジ
メチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド又は3−
トリメチルアンモニウムプロピル(メタ)アクリルアミ
ド−クロリド。更に、モノマー成分a1)として、水溶
性ポリマーを生成することを可能であるエチレン系不飽
和モノマー、例えばビニルピリジン、N−ビニルピロリ
ドン、スチロールスルホン酸、N−ビニルイミダゾール
又はジアリルジメチルアンモニウムクロリドを使用する
ことができる。この際、a1)で挙げた異なる水溶性モ
ノマーの組合せも可能である。(メタ)アクリルアンモ
ニウム−塩の製造については、例えばKink−Oth
mer.Encyclopedia of Chemi
cal Technology、Vol.15、346
〜376頁、3rd.Ed.、wiley Inter
sciene、1987、参照。
【0036】疎水性モノマーa2)は、例えば式Iのモ
ノマーであってよい:
【0037】
【化12】
【0038】[式中R1は、水素原子又は1〜5個の炭
素原子を有するアルキル基であり、かつR2は、1〜4
個の炭素原子を有するアルキル基、5〜12個の炭素原
子を有するシクロアルキル基、6〜12個の炭素原子を
有するアリール基、 又は
【0039】
【化13】
【0040】であり、この際R3は、2〜8個の炭素原
子を有するアルキル基、5〜12個の炭素原子を有する
シクロアルキル基又は6〜12個の炭素原子を有するア
リール基であり、かつZはO又はNR3であってよ
い]。
【0041】この例として次のものが挙げられる:スチ
ロール、α−メチルスチロール、p−メチルスチロー
ル、p−ビニルトルオール、ビニルシクロペンタン、ビ
ニルシクロヘキサン、ビニルシクロオクタン、イソブテ
ン、2−メチルブテン−1、ヘキセン−1、2−メチル
ヘキセン−1、2−プロピルヘキセン−1、エチル(メ
タ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イ
ソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アク
リレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル
(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレー
ト、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)
アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,3−ト
リメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロ
オクチル(メタ)アクリレート、フエニル(メタ)アク
リル、4−メチルフエニル(メタ)アクリレーチ、4−
メトキシフエニル(メタ)アクリレート。
【0042】更に、疎水性モノマーa2)として、次の
ものが使用され得る:エチレン、塩化ビニリデン、弗化
ビニリデン、塩化ビニル又は他の主に、重合可能な二重
結合を有する(芳香)脂肪族化合物。この際、a2)で
挙げた、異なる疎水性モノマーの組合せも可能である。
【0043】両親媒性モノマーa3)は、例えば式II
又はIIIのモノマー化合物であってよい:
【0044】
【化14】
【0045】[式中A1 は、O、NH、NR4であり、
この際R4は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基で
あり、R5 は、水素原子又はメチル基であり、R6 は、
1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であり、R7
及びR8は、相互に無関係で、1〜6個の炭素原子を有
するアルキル基であり、R9 は、1〜6個の炭素原子を
有するアルキレン基であり、R10は、8〜32個の炭素
原子を有するアルキル基、アリール基及び/又はアルキ
ル基であり、かつXは、ハロゲン原子、プソイドハロゲ
ン原子、SO4CH3又はアセテートであってよい]、も
しくは、
【0046】
【化15】
【0047】[式中A2 は、O、NH、NR13であり、
この際R13は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基
であり、R12は、8〜32個の炭素原子を有するアルキ
ル基、アリール基及び/又はアルアルキル基であり、Y
は、2〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
並びにnは、1〜50の整数であってよい]。
【0048】式IIの両親媒性モノマーの製造について
は、例えば、Kir−Othmer、Encuclop
edia of Chemial Technolog
y.Vol.1、3rd.Ed.、330〜354頁
(1978)及びVol.15、346〜376頁(19
81)、Wliey Interscience参照。
【0049】これの例として、次のものが挙げられる:
【0050】
【化16】
【0051】更に、両親媒性モノマーa3)として、例
えば次のものを使用することができる:
【0052】
【化17】
【0053】この際、a3)で挙げた異なる両親媒性モ
ノマーの組合せも可能である。
【0054】ポリマー分散剤D) ポリマー分散剤は、モノマー混合物A)から成る水溶性
ポリマーとは、化学的組成において、かつ平均分子量M
w(重量平均)において、顕著に異なっていて、この際
ポリマー分散剤D)、水溶性ポリマーとは非相容性であ
る。ポリマー分散剤の平均分子量Mwは、103〜5×
105ダルトン、殊に104〜4×105ダルトンの範囲
にある(Mwの測定について、H.F.Mark et
al.、Encyclopedia of Poly
mer Sciene and Technolog
y、Vol.10、1〜19頁、J.Wiley、19
87、参照)。
【0055】ポリマー分散剤D)は、エーテル−、ヒド
ロキシ、カルボキシル−、スルホン−、スルフエートエ
ステル、アミノ−、アミド−、イミノ−、三級アミノ−
及び/又は四級アンモニウム基から選択された少なくと
も1個の官能基を含有する。ポリマーD)の例として、
次のものが挙げられる:セルロース誘導体、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレング
リコール及びプロピレングリコールからなるコポリマ
ー、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、澱
粉及び澱粉誘導体、デキストラン、ポリビニルピロリド
ン、ポリビニルピリジン、ポリエチレンイミン、ポリビ
ニルイミダゾル、ポリビニルスクシンイミド、ポリビニ
ル−2−メチルスクシンイミド、ポリビニル−1,3−
オキサゾリドン−2、ポリビニル−2−メチルイミドゾ
リン、並びにモノマー構成要素からなる組合せ、前記の
ポリマーのほかに、例えば次ノモノマー単位を含有し得
るコポリマー:マレイン酸、無水マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸、無水イタコン酸、(メタ)アクリル
酸、(メタ)アクリル酸の塩又は(メタ)アクリルアミ
ド−化合物。ポリマー分散剤Dとして、ポリアルキレン
エーテル、例えばポリエチレングルコール、ポリプロピ
レングリコール又はポリブチレン−1,4−エーテル
を、有利に使用する。ポリアルキレンエーテルの製造に
ついては、例えばKirk−Othmer、Encyc
lopedia of Chemical Techn
ology、3rd.Ed.、Vol.18、616〜
670頁、1982、Wiley Interscie
nce参照。
【0056】ポリマー分散剤D)として、高分子電解
質、例えば、モノマー構成要素、例えば陰イオン性モノ
マー構成要素として(メタ)アクリル酸の塩又はN,N
−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N
−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート又は
N,N−ジメチルアミノヒドロキシプロピル(メタ)ア
クリレートの塩化メチルで四級化した誘導体又はN,N
−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドを含
有するポリマーを、特に有利に使用に使用する。ポリマ
ー分散剤として、平均分子量Mw5×104〜4×105
ダルトンを有するポリ(ジアリルジメチルアンモニウム
クロリド)(ポリ−DADMAC)を、極めて特に有利
に使用する。高分子電解質の製造については、例えばK
irk−Othmer、Encyclopedia o
f Chemical Technology 、3r
d.Ed.Vil.18、495〜530頁、198
2、Wiley Interscience参照。
【0057】更に、分子量<103ダルトンを有する低
分子乳化剤を、ポリマー分散液に対して、0〜5重量%
の量で使用することができる。
【0058】二段階の製造方法 第1段階 水溶液中でのモノマー混合物a1)、a2)及び場合に
よりa3)からなる水溶性ポリマーA)の製造及び特性 反応媒体としての水100重量部に対するモノマー混合
物a1)、a2)及び場合によるa3)の量は、5〜8
0重量部、殊に10〜50重量部である。モノマーa
1)及び場合によるa3)を水溶液として使用する場合
には、水成分を反応媒体に加える。反応媒体としての水
100重量部に対するポリマー分散剤D)の量は、1〜
50重量部、有利に2〜40重量部及び特に有利に5〜
30重量部である。重合の開始のために、例えばラジカ
ル重合開始剤(=重合開始剤)又は高エネルギー放射、
例えば、UV−光を使用する。ラジカル重合開始剤とし
て、例えば、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、
2,2′−アゾビス(2−アミドプロパン)ジヒドロク
ロリドを、有利にジメチルホルムアミド中に溶かして、
過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素を、
場合により還元剤、例えばアミン又は亜硫酸ナトリウム
と組合せて、有利に使用する。モノマー混合物a1)、
a2)及び場合によるa3)に対する、重合開始剤の割
合は、通例、10~5〜5重量%、殊に10~4〜1重量%
であり、この際、重合開始剤は重合の始めに完全に又は
部分的に連続配量で、全体の重合経過に渡って添加する
ことができる。同様に、モノマー混合物a1)、a2)
及び場合によりa3)を完全に重合の始めに、又は部分
的に供給として全体の重合経過に渡って添加することが
できる。重合温度は、0〜100℃、有利に40〜55
℃である。殊に、不活性ガス−雰囲気下、例えば窒素ガ
ス−雰囲気下で重合させる。重合の最終変換率は、モノ
マー混合物a1)、a2)及び場合によりa3)の97
重量%以上であり、そのためには、一般に1〜8時間の
重合時間が必要である。
【0059】第2段階 第1段階で製造したポリマーA)の水性分散液へのポリ
マー分散剤D)の添加混合過程のために、静力学的、並
びに動力学的混合装置を使用することができる。前者は
混合装置の貫流の際に液体混合物中に生じる渦乱流の発
生によって作用するが、動力学混合装置における渦乱流
は、活動的に発生される(これについて、例えば、Ro
empps Chemielexikon 、第9版、
2805頁、Georg Thieme、Stuttg
ant、New York、1991年、参照)。
【0060】撹拌機、例えばプロペラー、傾斜刃−、円
盤−、羽根車−、十字さお−、格子−、アンカ−、スク
リュースピンドル−又はらせん−撹拌機を有利に使用
し、この際、撹拌過程の際に僅少な剪断勾配を生じる撹
拌機を特に有利に使用する(これについて、例えば、R
oempps Chemielexikon、第9版、
3939〜2940頁、Georg Thieme、S
tuttgart、New York、1992年、参
照)。混合過程の際に、殊に第1段階で製造したポリマ
ーA)の水性分散液を前もって装入し、かつその後にポ
リマー分散剤D)を撹拌下で徐々に添加する。その際、
混合物の粘度は一定に調整される。本発明の特に有利な
実施態様においては、混合過程中の粘度をできるだけ低
く保つために、ポリマーの水性分散液を30〜90℃、
殊に40〜70℃に加熱する。引続き、ポリマー分散液
及び水での希釈により製造された1%の溶液[ポリマー
A)に対して]の粘度を測定する。
【0061】
【作用】本発明による水性ポリマー分散液は、混合物
A)によるモノマー構成要素から成るポリマーのポリマ
ー濃度及び平均分子量Mwを測定して、疎水性モノマー
構成要素a2)の無いポリマーから成るポリマー分散液
に比較して、驚異的に低い粘度を特徴とする。両親媒性
モノマー構成要素a3)の組入れによって、水性ポリマ
ー分散液の粘度は更に減少されうる。これは、高いポリ
マー成分(及び従って高い作用物質成分)を有する水性
ポリマー分散液の取扱い可能性を著しく改善する。水溶
液中へのポリマー分散剤D)の添加によって(第2段
階)、粘度は再び明らかに低減され、それによって、本
発明による分散液中でのポリマーA)の更に高い割合が
可能にされ、かつ従って更に高い作用物質含有が可能に
される。水性ポリマー分散液を水で希釈する際に、実際
の粘度は、極めて高い最大に上昇し、その際、系は澄明
になる。この際、分散されたポリマーの粘稠作用が明ら
かになる。その際、ポリマー水溶液の粘度は、ポリマー
含量1%で、高い水準にあり、その際、有利に使用され
る分散剤D)、ポリ−DADMACは、同時に作用物質
として、すなわち循環水のための障害物質捕獲剤として
及び例えば清澄汚泥凝集(Klaerschlammk
oagulation)の際の凝集物形成の援助のため
に作用する。本発明による水性ポリマー分散液のもう1
つの有利な特徴は、高い剪断−及び放置安定性(Sta
ndstabilitaet)である。すなわち、ポリ
マー含量1%を有する水溶液の高い粘度は、比較的長い
撹拌後も、十分に一定のままである。有機溶剤の不在
は、安全な取扱い(引火性なし)及び粘稠化剤として、
荷電懸濁粒子のための凝集助剤、製紙のための保留剤
(Retentionsmittel)として及び/又
は土壌改良剤としての、本発明によるポリマー分散液の
生態学的に懸念のない使用を保証する。本発明によるポ
リマーは、単離された又は水の少ない形で、例えば衛生
学分野で、脱水剤として使用され得る。
【0062】本発明を、次の実施例につき説明する。物
理的データは、次の基準により測定した: 動物学的粘度η[ma・s]:DIN53018/530
19による。
【0063】分子量Mw:ゲル透過クロマトグラフィー
による、(標準:ポリ(2−トリメチル−アンモニウム
−エチルアクリレートクロリド) スタムベルゲ値(Stammbergewert)ST
B II(S):社内規定に依る凝集過程後の凝集剤−
含有溶液における懸濁値の時間的経過の測定。
【0064】
【実施例】
比較例 第2段階で、分散剤D)の水性分散液を添加せずに、ポ
リマーA)の水性分散液の製造 35%のポリ−DADMAC−水溶液(Mw=3.18
×105ダルトン)685g、アクリルアミド180
g、80%の2−トリメチルアンモニウムエチルアクリ
レートクロリド−水溶液250g、ブチルアクリレート
20g及び水865gを、反応容器中で、N2で、脱ガ
スし、かつ撹拌下で50℃に加熱する。
【0065】引続いて、2,2′−アゾビス−[2−
(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](AIP)
0.04gを添加する。撹拌下で3時間後に、温度を7
5℃に高め、かつ更にAIP0.4gを添加する。重合
は、更に1時間後に終了する。
【0066】水性ポリマー分散液の動力学的粘度は、η
1=60000ma・sである。1%の水溶液[ポリマー
A)に対して]の動力学的粘度は、η2=2100m
a・sである。
【0067】STB IIは、7.4秒である(一定の
距離を越える凝集床の低下のための時間に相応する)。
【0068】ポリマーの平均分子量Mwは、Mw>10
6ダルトンである。
【0069】例 1 比較例で記載された、ポリマーA)の水性分散液100
0gを乾燥箱で、50℃に加熱する。その後に、プロペ
ラ撹拌機(200回転/分を有する)を用いて、5分間
以内で、40%のポリ−DADMAC−水溶液I(ポリ
−DADMACのMw:3.18×105ダルトン)1
11.1gを添加混合する。
【0070】次の値を得る: η1=31600ma・s η2=1920ma・s STB II:8.2秒 この溶液に、同一条件下で、5分間以内で、更に、40
%のポリ−DADMAC−水溶液I(ポリ−DADMA
CのMw:3.18×105ダルトン)222.2gを
添加混合する。
【0071】次の値を得る: η1=15300ma・s η2=1320ma・s STB II:7.5秒 例 2 比較例で記載されたポリマーA)の水性分散液1000
gを、乾燥箱中で、50℃に加熱する。その後に、プロ
ペラ撹拌機(200回転/分を有する)を用いて、5分
間以内で、35%のポリ−DADMAC−水溶性II
(ポリ−DADMACのMw:1.05×105ダルト
ン)111.1gを添加混合する。
【0072】次の値を得る: η1=28700ma・s η2=1850ma・s STB II:7.2秒 この溶液に、同一条件下で、5分間以内で、更に、25
%のポリ−DADMAC−水溶液II(ポリ−DADM
ACのMw:1.05×105ダルトン)222.2g
を添加混合する。
【0073】次の値を得る: η1=8700ma・s η2=1280ma・s STB II:8.4秒 例 3 ポリマーA)の水性分散液の製造:35%のポリ−DA
DMAC−水溶液(Mw=3.18×105ダルトン)
391.4g、アクリルアミド90g、80%の2−ト
リメチルアンモニウムエチルメタクリレートクロリド−
水溶液125g、ブチルアクリレート10g及び水38
5.6gを、反応容器中で、N2で脱ガスし、かつ撹拌
下で、53℃に加熱する。引続いて、水0.18g中の
AIP0.02gを添加する。撹拌下で3時間後に、温
度を65℃に高め、かつ更に水1.8g中のAIP0.
2gを添加する。重合はもう1時間後に終了する。
【0074】次の値を得る: η1=261000ma・s η2=2590ma・s η2=2400ma・s(冷却された状態で10分間撹拌
後) STB II:10.2秒 STB II:10.4秒(冷却状態で10分間撹拌
後) 例 4 例3で記載されたポリマーA)の水性分散液1000g
を乾燥箱中で、50℃に加熱する。その後に、プロペラ
撹拌機(200upm)を用いて、5分以内で、40%
のポリ−DADMAC−水溶液I(ポリ−DADMAC
のMw:3.18×105ダルトン)166.6gを添
加混合する。
【0075】次の値を得る: η1=51900ma・s η1=50800ma・s(冷却状態で10分間撹拌後) η2=1800ma・s η2=1770ma・s(冷却状態で10分間撹拌後) STB II:11.1秒 STB II:11.5秒(冷却状態で10分間撹拌
後) 例 5 比較例:ポリマーA)の重合の前に、分散剤−水溶液
D)の添加 例3によるモノマー溶液1000gに、40%のポリ−
DADMAC−水溶液I(ポリ−DADMACのMw:
3.18×105ダルトン)166.6gを添加し、か
つその後に例3により重合させる。
【0076】次の値を得る: η1=227000ma・s η1=220000ma・s(冷却状態で10分間撹拌
後) η2=1440ma・s η2=1390ma・s(冷却状態で10分間撹拌後) STB II:12.4秒 STB II:14.5秒(冷却状態で10分間撹拌
後)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター シュミット ドイツ連邦共和国 ダルムシュタット ナ ッハ デム ヴィーシェン 3 (72)発明者 マンフレート ブラウム ドイツ連邦共和国 マインツ フリーデン スシュトラーセ 17 (72)発明者 ペーター クヴィス ドイツ連邦共和国 ダルムシュタット プ ファンミュラーヴェーク 26

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モノマー成分: a1) 少なくとも1種の水溶性モノマー 99〜70
    重量%、 a2) 少なくとも1種の疎水性モノマー 1〜30重
    量%、及び場合により、 a3) 少なくとも1種の両親媒性モノマー 0〜20
    重量%、から構成されたポリマーA)(この際モノマー
    成分a1、a2)及びa3)は、各々、100重量%まで
    補充され、かつポリマーA)は、平均分子量Mw(重量
    平均)少なくとも5×105ダルトンを有する)を含有
    する水性ベースの低粘性の水溶性ポリマー分散液を製造
    するために、第1段階で、ポリマーA)を、少なくとも
    1種のポリマーの分散剤D)の存在で、水性分散液中で
    製造し、かつその後に、第2段階で、少なくとも1種の
    ポリマーの分散剤D)を同様に水溶液で添加することを
    特徴とする、水性ベースの低粘性の水溶性ポリマー分散
    液の製法。
  2. 【請求項2】 分散剤D)は、5×105ダルトンより
    も少ない分子量Mwを有する高分子電解質である、請求
    項1記載の、水性ベースの低粘性の水溶性ポリマー分散
    液の製法。
  3. 【請求項3】 水溶性モノマーa1)の少なくとも1種
    は、少なくとも1個のイオン性基を有する、請求項1又
    は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 疎水性モノマーa2)は、式I: 【化1】 [式中R1 は、水素原子又は1〜4個の炭素原子を有す
    るアルキル基であり、かつR2 は、1〜4個の炭素原子
    を有するアルキル基、5〜12個の炭素原子を有するシ
    クロアルキル基、6〜12個の炭素原子を有するアリー
    ル基、又は 【化2】 であり、この際、R3は2〜8個の炭素原子を有するア
    ルキル基、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキ
    ル基は6〜12個の炭素原子を有するアリール基であ
    り、かつZはO、NH又はNR3である]の化合物であ
    る、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 両親媒性モノマーa3)は、式II: 【化3】 [式中A1は、O、NH、NR4であり、この際、R4
    1〜4個の炭素原子を有するアルキル基であり、 R5 は、水素原子又はメチル基であり、 R6 は、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であ
    り、 R7及びR8は、相互に無関係で、1〜6個の炭素原子を
    有するアルキル基であり、 R9 は、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であ
    り、 R10は、8〜32個の炭素原子を有するアルキル基、ア
    リール基及び/又はアルアルキル基であり、かつXはハ
    ロゲン原子、プソイドハロゲン原子、アセテート又はS
    4CH3である]の化合物である、請求項1から4まで
    のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 両親媒性モノマーは、式III: 【化4】 [式中A2は、O、NH、NR13であり、この際、R13
    は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基であり、 R11は、水素原子又はメチル基であり、 R12は、8〜32個の炭素原子を有するアルキル基、ア
    リール基及び/又はアルアルキル基であり、 Yは、2〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であ
    り、かつnは、1及び50の間の整数である]の化合物
    である、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 分散剤D)は、ポリアルキレンエーテル
    であり、この際アルキレン基は2〜6個の炭素原子を有
    する、請求項1又は3から6までのいずれか1項に記載
    の方法。
  8. 【請求項8】 荷電懸濁粒子のための凝集剤、製紙用の
    保留剤、粘稠剤、脱水剤及び/又は土壌改良剤として使
    用される、請求項1から7までのいずれか1項に記載の
    方法により製造されたポリマー分散液。
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