JPH0770217A - 高い固体分の、および/または小さい水相小滴の重合体微細乳濁液の製造 - Google Patents
高い固体分の、および/または小さい水相小滴の重合体微細乳濁液の製造Info
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- C09K8/588—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
Abstract
有量、および/または小さい水相小滴を得るための、
(a)炭化水素と界面活性剤とを含む油相を製造し;
(b)エチレン性不飽和単量体を含む水相を製造し;
(c)水相(b)の一部を油相(a)に添加し、微細乳
濁液を形成させて重合させ;(d)水相(b)の他の部
分を段階(c)の生成物に添加して微細乳濁液を形成さ
せ、これを重合させる各段階を含む、アニオン性、カチ
オン性または非イオン性の重合体微細乳濁液の新規な製
造方法。 【効果】 本件重合体微細乳濁液は、製紙における保持
助剤として、固−液分離における凝集剤として、また、
油回収における駆動流体として有用である。
Description
たは非イオン性の、高い固体分の、かつ/または小さい
サイズの水相小滴の重合体微細乳濁液の製造方法に関す
るものである。本発明はまた、これらの重合体の保持助
剤、凝集剤、および/または駆動流体(drive f
luid)としての使用に関するものでもある。
である。これらの乳濁液は、界面活性剤により安定化さ
れた安定で、透明な油中水系である。水溶性重合体、た
とえばポリアクリルアミドは、製紙における排出物の形
成および保持の改良に効果的である。微細物の迅速な排
出および大きな保持は経費の低下に寄与する。加えて、
これらの乳濁液は懸濁された固体、たとえば下水汚物ス
ラッジの凝集に、また、セルローズ紙パルプ懸濁液の濃
化に有用である。材料の経費が増大するにつれて、より
低い投入レベルでより高い分離を生む凝集剤の製造が高
度に望ましいものになってきた。最後に、これらの乳濁
液は増強された油回収工程において地下の油貯槽に圧入
するための駆動流体として使用される。
知されている。これらの技術により製造された重合体
は、広範な工業的応用面を見いだしている。さらに、先
行文献に記載されている技術のあるものは、乳化重合法
において使用する種々の多段添加技術を開示している。
典型的には、先行技術の乳濁液の開示は乳濁液としての
第2段階の添加を示唆し、高い水含有量を有するか、ま
たは油を含有しない。
ionPolymerizationofAcryli
cMonomers)”という標題のローム・アンド・
ハース(RohmandHaas)の製品文献の7、1
4−18ページは、より高い固体分(43−46%)を
得るための、また、熱を制御するためのアクリル酸エチ
ルの多段階乳化重合を示唆している。しかし、この引用
文献は水性乳濁液中での重合を開示しており、後段は水
性乳濁液のさらなる添加を含んでいる。
化重合体(EmulsionPolymersforP
aints)”、工業化学および化学工学(Indus
trialandEngineeringChemis
try、45巻、4号(1953)は、均一な組成を得
るために単量体または水性乳濁液中の単量体を重合中に
連続的に添加することを論じている。この著者は、より
大きい乳化剤対単量体比のために、この単量体添加技術
がより小さい水性小滴サイズの乳濁液を与えることを;
また、十分な乳化が擾乱に依存しないので、この単量体
乳濁液添加技術がより安定で、凝集体が少ないことを示
唆している。
7,621号は、その第1段階が触媒と乳化用溶液とを
含有する反応器への非乳化単量体の添加を含み、第2段
階が単量体の水性乳濁液の反応器への添加を含む、熱を
制御するための2段階乳化重合法を示唆している。
tifeedEmulsionPolymers)”、
応用重合体科学雑誌(J.Appl.PolymerS
ci.)、27巻、2033−42(1982)は、芯
体/殻体概念の粗大乳濁液を形成させるための2段階乳
濁液を示唆している。この著者は、種重合体の不安定化
を最小限に抑制するための、単量体を界面活性剤と水と
に連続的に添加する第1段階と単量体を油中水乳濁液と
して添加する第2段階とを示唆している。単量体から油
中水乳濁液への供給原料の交換はHLBの問題を生ずる
可能性がある。ロビンソン(Robinson)らの、
米国特許第5,110,864号は、同等の1段階法で製
造された重合体より改良された保持特性を有する重合体
を製造するための、カチオン性単量体遅延添加法を示唆
している。開示された単量体はカチオン性であるが、ア
クリルアミドとアクリル酸とが共重合単量体として挙げ
られている。この特許権者らは、単量体含有水相の一部
を油相に添加し、乳化し、水相の残部を重合させること
なく添加し、ついで重合させることを示唆している。
当該技術で公知である。逆微細乳濁液中での機構および
反応動力学は逆乳濁液中で観測されるものとは異なる。
微細乳濁液の形成は、逆乳濁液の形成よりかなり複雑で
ある。逆乳濁液は1−10ミクロンの小滴を含有し、サ
イズは連続的に増大する。先行文献の微細乳化重合技術
は1段階法であるか、または乳濁液としての第2の部分
が加わっていて、比較的高い界面活性剤と油との含有量
を必要とし、ある場合には透明な単量体微細乳濁液を開
示している。
4,521,317号は、水溶性単量体を油中水逆微細乳
濁液中で重合させる方法を示唆している。特許権者ら
は、単量体乳濁液が透明であることを、および水相が全
量の1−50重量%を占めることを示唆している。
4,681,912号は、水溶性単量体を含有する水相
と、非イオン性界面活性剤を含有し、8−11の範囲の
HLBを有する油相とを添加混合して透明な単量体微細
乳濁液を形成させ、重合させることによる水溶性共重合
体の逆微細ラテックスの製造方法を示唆している。最小
界面活性剤濃度は、式中のxがHLB値であり、yが界
面活性剤濃度である式:y=5.8x2−110x+53
4に従って測定する。
r)らの“重合性微細乳濁液の形成に対する凝集エネル
ギー比概念(CER)の応用(Application
ofthePolymerizableMicroem
ulsions)”、コロイドおよび表面(Collo
idandSurfaces)29、(1988)は、
微細乳濁液における界面活性剤の最大効率使用を決定す
るための凝集エネルギー概念の使用を論じている。見い
だされた最低界面活性剤含有量は10.8パーセントで
あり、最適HLBは8.68であった。単量体含有量は
14−22.5重量パーセントであった。
国特許第4,954,538号は、逆微細乳濁液技術を用
いて製造した、架橋グリオキシル化(メタ)アクリルア
ミドを示唆しており、これらが製紙における湿潤強度お
よび乾燥強度の増強剤として有用であることを開示して
いる。
365は、製紙における排出および保持に有用な改良さ
れた生成物を得るための、イオン性の有機微細乳濁液の
使用を示唆している。
アクリルアミド微細ラテックスの改質(Modific
ationofPolyacrylamideMicr
olaticesbyUsingaSeedingPr
ocedure)”、ならびにホルツシェラーら、ミッ
テル(K.L.Mittel)およびボトレル(P.B
othorel)編,溶液中の界面活性剤(Surfa
ctantsinSolution)(印刷中)は、重
合体含有量を増加させるために逆アクリルアミド微細ラ
テックスに適用される播種法を示唆している。大部分の
応用面においては固体分含有量が高いほど望ましいが、
このアクリルアミドは第1段階ののちに沈澱する。重合
体含有量は第1段階後には2.02−4.38重量パーセ
ントであり、最終的には8.22−10.29重量パーセ
ントである。加えて、油相が88−92重量パーセント
である。
性能に若干の改良を齎したが、当該技術においては、さ
らなる性能の改良に対する要求がなお存在する。さら
に、先行技術の方法において使用される油および乳化剤
の量は比較的高く、したがって生成物の価格を上昇させ
ている。
より低い界面活性剤および油の含有量とで、または、
2)同等の界面活性剤および油の含有量を用いてより小
さい水相小滴サイズを有する、または、3)有意に少な
い界面活性剤を用いて同等の重合体相小滴サイズを有す
る油中水微細乳濁液を製造することが、本発明の目標で
ある。本発明記載の多段階微細乳濁液はまた、スラッジ
の脱水に使用するための保持助剤として、および油回収
駆動流体として、先行技術の1段階微細乳濁液から製造
した生成物との比較でより優れた性能をも有する。先行
技術の乳濁液の高い界面活性剤および油の含有量はま
た、製紙機械に有害な効果をも持ち得る。すなわちサイ
ズ加工に不利益な効果をあたえ、かつ/または泡を発生
する可能性がある。
の炭化水素液体と有効量の界面活性剤または界面活性剤
の混合物とを含む油相を製造し;(ii)カチオン性
の、アニオン性の、または非イオン性のものが可能であ
る少なくとも1種の単量体と任意に少なくとも1種の架
橋剤とを含む水溶液を製造し;(iii)少なくとも2
個の部分に分けた水溶液を油相に添加し、ここで、各部
分を添加したのちに重合を起こさせる各段階を含む、架
橋した、または架橋していない重合体の微細乳濁液の製
造方法が提供される。より高い固体分レベルが目標であ
る場合には、上記の単量体は水相と油相との合計の少な
くとも27重量パーセントを占めなければならない。
場合には、上記の微細乳濁液は、約25%以下の重合体
固体分含有量と0.4以下の乳濁液対単量体比とを持つ
べきである。
小滴は約750nm以下の、好ましくは約300nmの
数平均サイズ直径と少なくとも約1.1mPa・sの、
好ましくは約1.5ないし約4.0mPa・sの溶液粘性
を有する。凝集剤として使用する場合には、Pa・s単
位で表して、アニオン性の系は好ましくは約3.0−7.
0の範囲の溶液粘性を、カチオン性の系は好ましくは約
1.8−4.5の範囲の溶液粘性を有し、非イオン性の系
は、凝集剤として使用する場合には、好ましくは約2.
0−8.0の、より好ましくは3.0ないし6.0の溶液
粘性を有する。本件微細乳濁液はさらに架橋した、また
は架橋していない、アニオン性の、またはカチオン性の
重合体をも含有して製紙における排出物の形成および保
持を改良することができる。
る単量体単位を基準にして約4モルppmの架橋剤含有
量が好ましい。本発明の他の好ましい態様は、その架橋
剤含有量が約4ないし約6000モルppmの、好まし
くは約10ないし約4000モルppmの、さらに好ま
しくは約50ないし約4000モルppmの範囲であ
る、上に定義した組成物を含むものである。
スアクリルアミド;N,N′−メチレンビスメタクリル
アミド;二アクリル酸ポリエチレングリコール;二メタ
クリル酸ポリエチレングリコール;N−ビニルアクリル
アミド;アクリル酸グリシジル;ジビニルベンゼン;ア
クロレイン;グリオキサール;ジエポキシ化合物;エピ
クロロヒドリン;またはこれらのいずれかの混合物から
選択した二官能性単量体を含むものである。特に好まし
いものはN,N′−メチレンビスアクリルアミドであ
る。
オン性の単量体は、アクリル酸、メチルアクリル酸およ
びその塩類、2−アクリルアミド−2−メチルプロパン
スルホン酸塩、アクリル酸スルホエチル、メチルアクリ
ル酸スルホエチル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホ
ン酸、マレイン酸等である。特に好ましいものはアクリ
ル酸である。
量体としてのアクリル酸、架橋剤としてのメチレンビス
アクリルアミドおよび非イオン性の単量体としてアクリ
ルアミドを含む水溶液;飽和炭化水素を含む油相;なら
びに数平均サイズ直径において約750nm以下の重合
体相小滴を製造するのに十分な六オレイン酸ポリオキシ
エチレンソルビタンおよびセスキオレイン酸ソルビタン
を含む界面活性剤を使用する方法を含むものである。
酸ナトリウムまたは第3ブチルハイドロパーオキサイド
を水相または油相に添加し;水相の油相への添加の間に
重合体活性化剤を添加して、または、これに替えて紫外
線照射により行わせることができる。
コール;メルカプタン;亜リン酸エステル、亜硫酸エス
テルまたはこれらのいずれかの混合物を水溶液に添加す
ることも本発明により意図されている。さらに、本発明
記載の方法は逆微細乳濁液から組成物を回収する段階を
包含することもできる。
る場合には最終部分の添加ののちの乳化剤対単量体比
(E/M)が約0.30以下であり、この方法により製
造された微細乳濁液が水相の同一の全量の単一添加を含
む方法により形成させた微細乳濁液を超えて改良された
性能を有し、より小さい水相小滴が目標である場合には
その小滴が水相の同一の全量の単一添加を含む方法によ
り得られるものより小さく、得られる重合体微細乳濁液
が1)水相と油相との合計重量を基準にして約25%以
下の重合体固体分と2)約0.4以下の乳濁液対単量体
比(E/M)とを有することを特徴とする:(a)
(i)少なくとも1種の炭化水素;および(ii)水相
の添加に際して微細乳濁液を形成するのに有効な量の界
面活性剤または界面活性剤の混合物を含む油相を製造
し;(b)(i)少なくとも1種のエチレン性不飽和単
量体(高い固体分が目標であるならば、水相と油相との
合計重量の少なくとも約27重量パーセントの量の)を
含む水相を製造し;(c)上記の水相(b)の一部を上
記の油相(a)に添加し、微細乳濁液を形成させて重合
させ;(d)上記の水相(b)の他の部分を段階(c)
の生成物に添加して微細乳濁液を形成させ、重合させる
各段階を含む、比較的低い界面活性剤レベルで改良され
た高い固体分の、または小さい水相小滴サイズを有する
油中水重合体微細乳濁液の製造方法を提供する。
必要な最低界面活性剤濃度に対してかなりの効果を有す
る。有機相は炭化水素または炭化水素混合物を含んでい
てもよい。飽和の炭化水素またはその混合物が、経費の
嵩まない配合剤を得るために最適である。典型的には、
有機相はベンゼン、トルエン、燃料油、ケロシン、無臭
鉱油およびこれらのいずれかの混合物を含むであろう。
親油性バランス)値を得るためには1種または2種以上
の界面活性剤を選択する。この範囲の外側では、逆微細
乳濁液は通常は得られない。妥当なHLB値に加えて、
界面活性剤の濃度も調整し、すなわち、逆微細乳濁液の
形成に十分なものでなければならない。界面活性剤の濃
度が低過ぎれば先行技術の逆乳濁液につながり、濃度が
高過ぎれば妥当でない経費という結果につながる。本発
明の実施に有用な典型的な界面活性剤には、上に特に論
じたものに加えて、アニオン性の、カチオン性の、また
は非イオン性のものが可能であり、三オレイン酸ポリオ
キシエチレン(20)ソルビタン、六オレイン酸ポリオ
キシエチレンソルビトール、セスキオレイン酸ソルビタ
ン、三オレイン酸ソルビタン、ジ−2−エチルヘキシル
スルホコハク酸ナトリウム、オレアミドプロピルジメチ
ルアミン、イソステアリル−2−乳酸ナトリウム等から
選択することができる。
意に架橋剤とを含む。水性単量体混合物はまた、所望の
通常の添加剤を含んでいてもよい。たとえば、本件混合
物は重合禁止剤を除去するためのキーレート剤、pH調
節剤、熱開始剤およびレドックス開始剤、たとえば過酸
化物、有機化合物およびレドックスカップル、ならびに
他の通常の添加剤を含有していてもよい。
は、塩化ジアリルジメチルアンモニウム;塩化アクリル
オキシトリメチルアンモニウム;ジアルキルアミノアル
キル化合物の(メタ)アクリル酸エステル;ならびにそ
の塩および第4級化合物、特にN,N−ジアルキルアミ
ノアルキル(メタ)アクリルアミドの単量体、ならびに
その塩および第4級化合物、たとえばN,N−ジメチル
アミノエチルアクリルアミド;塩化(メタ)アクリルア
ミドプロピルトリメチルアンモニウムおよびN,N−ジ
メチルアミノエチルアクリル酸の酸または第4級塩等が
含まれる。ここで使用し得る他のカチオン性単量体は以
下の一般式:
は水素またはC1ないしC4の低級アルキルであり、R3
およびR4は同一であっても異なっていてもよく、独立
に水素、C1ないしC12のアルキル、アリールまたはヒ
ドロキシエチルを表し、R2とR3またはR2とR4とが結
合して1個または2個以上のヘテロ原子を含有する環を
形成してもよく、Zは酸の共役塩基であり、Xは酸素ま
たは、そのR1が独立に上に定義したものと同様である
NR1であり、AはC1ないしC12のアルキレン基であ
る;か、または
っていてもよく、独立に水素またはメチルを表し、R7
は水素またはC1ないしC12のアルキルであり、R8は水
素、C1ないしC12のアルキル、ベンジルまたはヒドロ
キシエチルであり;Zは上に定義したものと同様である
のものである。
ン性単量体は一般に、アクリルアミド;メタクリルアミ
ド;N−アルキルアクリルアミド、たとえばN−メチル
アクリルアミド;N,N−ジアルキルアクリルアミド、
たとえばN,N−ジメチルアクリルアミド;アクリル酸
メチル;メタクリル酸メチル;アクリロニトリル;N−
ビニルメチルアセタミド;N−ビニルメチルホルムアミ
ド;N−ビニルピロリドン;これらのいずれかの混合物
等を含む。
するイオン性単量体と非イオン性単量体との共重合をも
意図している。説明のために述べれば、アクリルアミド
をアニオン性の単量体、たとえばアクリル酸と共重合さ
せて製紙に使用する保持助剤を製造する。本発明の実施
に有用なアニオン性共重合体は、アニオン性単量体と非
イオン性単量体との合計での100重量部を基準にし
て、約1ないし約99重量部の非イオン性単量体と約9
9ないし約1重量部のアニオン性単量体とを;好ましく
は、同一の基準で約30ないし約99重量部の非イオン
性単量体と約1ないし約70重量部のアニオン性単量体
とを含むものである。
の様式で製造することもできる。
存在下に起きて架橋組成物を形成する。多官能性架橋剤
は、少なくとも2個の二重結合、二重結合と反応性基、
もしくは2個の反応性基のいずれかを有する分子、また
はこれらの混合物を含む。
個の反応性基とを含有する多官能性枝分かれ剤には、ア
クリル酸グリシジル;メタクリル酸グリシジル;アクロ
レイン;メチロールアクリルアミド;これらの混合物等
が含まれる。
能性枝分かれ剤にはジアルデヒド、たとえばグリオキサ
ール;ジエポキシ化合物;エピクロロヒドリン;これら
の混合物等が含まれる。
ニトリル;過酸化物、たとえば過酸化t−ブチル;無機
化合物、たとえば過硫酸カリウム;およびレドックスカ
ップル、たとえば硫酸アンモニウム過硫酸アンモニウム
鉄(II)を含む種々の熱的およびレドックス遊離基開
始剤も水相に、または油相に添加することができる。本
発明の方法は、少なくとも2回の増量添加で水相を油相
に増量添加し、それぞれの水相の添加後に重合を起こさ
せることにより進行する。すなわち、nが2ないし10
の範囲であるとしてn回の増量添加/重合段階が存在す
る。水相を実質的に等量ずつ、たとえば半分ずつ、1/
3ずつ、1/4ずつ等の部分に分けて添加することもで
き、水相を滴々様式で油相に添加することもできる。さ
らに、油相と微細乳濁液を形成し、本発明の利点を得る
のに十分な単量体が各部分に存在する限り、水相の添加
を非等量部分に分けて行うことも本発明の方法により意
図されている。
ば二酸化硫黄を添加して行う。これに替えて、光化学的
照射法、放射線照射、または60Co線源でのイオン化放
射線により重合を行うこともできる。
カー界面活性剤を含有していてもよい水を添加し、微細
乳濁液を逆転させて微細乳濁液からの重合体の回収を行
うこともできる。重合体は、任意にストリッピングによ
り、または重合体を沈澱させる溶媒、たとえばイソプロ
パノールに微細乳濁液を添加し、得られる固体を濾別
し、乾燥し、水中に再分散させて微細乳濁液から回収す
ることもできる。
よび重合体性の生成物は、広い範囲の固−液分離操作を
容易にするのに有用である。本件生成物は、生物学的に
処理した懸濁液、たとえば下水汚物等の市民生活スラッ
ジまたは工業的スラッジの脱水に;セルローズ懸濁液、
たとえば製紙において見いだされるもの、たとえば紙廃
棄物の排出に;ならびに種々の無機懸濁液、たとえば精
油所廃液、石炭廃液等の鎮静化および脱水に使用するこ
とができる。たとえば凝集の方法は、たとえば本発明の
カチオン性重合体凝集剤を懸濁固体の水性懸濁液、たと
えば下水汚物のスラッジに分散液の約0.1ないし約5
0,000ppmの範囲の量添加し、ついで凝集した懸
濁固体を分散液から分離する段階を含むことができる。
本発明記載のアニオン性重合体およびカチオン性重合体
は、通常の製紙原料、たとえば化学パルプ、機械パル
プ、熱化学パルプまたは再循環パルプのための保持助剤
として特に有用である。
いて、たとえば駆動流体、掘進用汚泥の製造、地面の固
化、油井製造における流入の防止および完了流体または
破壊流体として特に有用である。これらのアニオン性の
系の溶液粘性は、油回収の応用面において使用する場合
には好ましくは約2−8mPasの範囲である。
するものである。これらの実施例は、特許請求の範囲に
示されたものを除き、いかなる様式でも特許請求の範囲
を限定するものと考えるべきではない。
六オレイン酸ポリオキシエチレンソルビトール(POS
H)および、そのHLB(親水性親油性バランス)値が
8.7である8.2グラムのセスキオレイン酸ソルビタン
(SS)を撹拌しながら混合する。
81グラムのアクリル酸、0.05グラムのエチレンジ
アミン四酢酸二ナトリウム塩二水和物(EDTA)およ
び0.04グラムのt−ブチルハイドロパーオキサイド
(TBHP)を、脱イオン水と27.0グラムの約29
%の水酸化アンモニウムとの混合物に溶解させて、pH
を8±0.1に調整する。アクリル酸/アクリルアミド
比は30/70である。この溶液を油/界面活性剤混合
物に添加する。A/O(水/油)比は1/1であり、E
/M(乳化剤/単量体)比は0.4である。室温で窒素
パージしたのちに得られる、ミルク状の外見の微細乳濁
液を窒素雰囲気中で二酸化硫黄下に置く。得られる乳濁
液は安定で、極めて明澄である。
アクリルアミド;16.09グラムのアクリル酸;0.0
3グラムのEDTA;0.02グラムのTBHP;50.
13グラムの水および16.2グラムの水酸化アンモニ
ウムを含むもの)を上記の微細乳濁液に添加する。その
A/O比は1.7であり、E/M比は0.25である。窒
素パージしたのちに、室温に冷却しながら得られる混合
物(明るい曇った黄色)を窒素雰囲気中で0.1%の二
酸化硫黄の下に置く。得られる乳濁液は安定で、透明で
ある。
実施例1の手順を繰り返す。単量体乳濁液はミルク状で
あり、得られる重合体硫乳濁液は安定で透明である。
ビスアクリルアミドを第1の、および第2の水相に添加
することを除いて、実施例1の手順を繰り返す。架橋剤
レベルは単量体の800ppmである。単量体乳濁液は
ミルク状である。重合体乳濁液は安定で透明である。
ルアミドとともに1段階で添加することを除いて実施例
2の手順を繰り返す。単量体乳濁液はミルク状である。
得られる重合体硫乳濁液は安定で透明である。
および、その結合HLBが9.8である1.95グラムの
SSを撹拌しながら混合する。
のアクリル酸、0.05グラムのTBHPおよび0.32
グラムのEDTAを、43.5グラムの約29%の水酸
化アンモニウムを有する76.13グラムの脱イオン水
に溶解させてpHを7.0±0.1に調整する。アクリル
酸/アクリルアミド比は60/40である。この溶液を
油/界面活性剤混合物に添加する。A/O比およびE/
M比はそれぞれ1/1および0.4である。単量体乳化
剤(ミルク状)を室温で窒素パージしたのちに、乳濁液
を窒素雰囲気中で0.1%の二酸化硫黄下に置く。
アクリル酸;0.04グラムのTBHP;および0.25
グラムのEDTAを、37.0グラムの約29%の水酸
化アンモニウムを有する20.79グラムの脱イオン水
に溶解させてpHを7.0±0.1に調整する。この溶液
を上記の乳濁液に添加する。そのA/O比およびE/M
比はそれぞれ1.6および0.21である。この乳濁液を
窒素でパージし、室温に冷却したのちに、これを窒素雰
囲気中で0.1%の二酸化硫黄の下に置く。この重合体
乳濁液は安定で、透明である。
3の手順に従う。
性剤および、その結合HLBが9.8であるSS界面活
性剤1.95グラムを撹拌しながら混合する。
88グラムのアクリル酸、1.79グラムのMBA;0.
05グラムのTBHP;および0.36グラムのEDT
Aを、49グラムの約29%の水酸化アンモニウムを有
する60.76グラムの脱イオン水に溶解させてpHを
7.0±0.1に調整する。アクリル酸/アクリルアミド
比は60/40である。架橋剤レベルは単量体に対して
2000ppmである。この溶液を油/界面活性剤混合
物に添加する。A/O比およびE/M比はそれぞれ1/
1および0.36である。単量体乳化剤(透明)を室温
で窒素パージしたのちに、乳濁液を窒素雰囲気中で0.
1%の二酸化硫黄下に置く。
6グラムのアクリルアミド、32.33グラムのアクリ
ル酸、0.170グラムのMBA、0.03グラムのTB
HP、0.22グラムのEDTA、36.46グラムの脱
イオン水および29.4グラムの約29%の水酸化アン
モニウム)を上記の乳濁液に添加する。そのA/O比お
よびE/M比はそれぞれ1.7および0.21である。室
温に冷却しながらパージしたのちに、得られる混合物
(僅かに曇っている)を窒素雰囲気中で0.1%の二酸
化硫黄の下に置く。得られる重合体乳濁液は安定で透明
である。
4の手順に従う。
A−4Aの物質の試験結果を表形状で示す。重合体相の
小滴サイズは2種の方法で測定する。
20T分析用透過電子顕微鏡;3.1.1用のガタン
(Gatan)626型TV映像ピックアップ系;日立
VT−S730S−VHSビデオカセットレコーダーに
関するものである。試料は0.05−0.5%に希釈す
る。各試料について分散と表面体積とを発生させる。
5−90型レーザー散乱分光光度計;ニコンプTc10
0型自動相関装置;スペクトラ−フィジクス(Spec
tra−Physics)164型アルゴンイオンレー
ザーに関するものである。試料は希釈する。最小でも1
0,000カウントを発生させる。平均サイズは1.7お
よび2.0の2種の異なるチャンネル幅で発生させる。
懸濁したコロイドの水動力学的半径を測定する。
field)LV型粘度計で測定する。試料は0.20
0%に希釈する。1回の測定を行う。粘度計は、液体中
でスピンドルを回転させるのに必要なトルクに感応す
る。
(Britt)CF型動的排出ビン中で、保持助剤の重
合体に対する比率を変えて測定する。
より明らかに例示されている。同一のE/M比と固体分
含有量とを用いる1段階法との平行比較で、より小さい
小滴サイズと改良された排出時間とが水相の2段階添加
により得られる。さらに、2段階法が最終的な重合体の
粘性に対してほとんど、または全く有意の効果を持たな
いことも見られる。
油相を製造する。ついで、この油に界面活性剤のセスキ
オレイン酸ソルビタン(SS)0.61グラムと六オレ
イン酸ポリオキシエチレンソルビトール(POSH)
9.39グラムとを添加する。この混合物を均一になる
まで撹拌する。
1.74グラムと脱イオン水30.79グラムとの溶液を
冷却して水相を製造する。ついで、24.13グラムの
アクリル酸を徐々に添加し、続いて12.8グラムの水
酸化ナトリウムを添加する。次に、0.08グラムのメ
チレンビスアクリルアミド、0.40グラムのt−ブチ
ルハイドロパーオキサイド(70%水性)および0.0
6グラムのジエチレントリアミン五酢酸五ナトリウム
(40%溶液)を添加する。水酸化ナトリウムを用いて
pHを7.0±0.1に調整する。
添加する。容器に窒素を15分間吹き込む。メタ二亜硫
酸ナトリウムの水溶液(0.5%)に窒素を通じて二酸
化硫黄を発生させる。得られる気体流を、単量体の添加
中、泡立てながら乳濁液に通ずる。
乳化剤/単量体比(E/M)は0.25である。単量体
乳濁液は外見がミルク状であり、重合体乳濁液は極めて
明澄で安定である。重合体固体分は20%である。
−90型レーザー散乱分光光度計、ニコンプTc100
型自動相関装置で、Cu放射線PS2型5mWヘリウム
−ネオンレーザーを用いて得られる。
F型動的排出ビンを用いて、保持助剤と重合体との比率
を変えてブリットビン法で測定する。
造する。
量の部分に分けて油相に添加する。水相の1/3を添加
して曇った乳濁液を形成させるが、反応は窒素を吹き込
み、SO2を混合物に泡立てながら通じて行わせる。ア
クリル酸/アクリルアミド比は60/40である。A/
O比は0.33であり、E/M比は0.75である。つい
で、乳濁液に空気を泡立てながら1分間通じて、酸素に
より重合を停止させる。この重合体乳濁液は安定で、極
めて明澄である。ついで、この一連の操作を2回繰り返
す。
あり、E/M比は0.38である。得られる乳濁液は安
定で、極めて明澄である。
り、E/M比は0.25である。得られる乳濁液は安定
で、極めて明澄である。その重合体固体含有量は20%
である。
例5Aの手順を繰り返す。得られる乳濁液(重合体固体
分=20%)は安定で、極めて明澄である。
5の手順を繰り返す。得られる乳濁液は安定で、極めて
明澄であり、20%の重合体固体含有量を有する。
することを除いて比較例5Aの手順を繰り返す。得られ
る乳濁液は安定で、極めて明澄である。重合体固体含有
量はここでも20%である。
することを除いて実施例5の手順を繰り返す。得られる
乳濁液(重合体固体分=20%)は安定で、極めて明澄
である。
グラムのPOSHを含有することを除いて比較例5Aの
手順を繰り返す。
35である。得られる乳濁液は安定で極めて明澄であ
り、20%の重合体固体含有量を有する。
グラムのPOSHを含有することを除いて実施例5の手
順を繰り返す。
/M比は1.05である。第2段階のA/O比は0.67
であり、E/M比は0.58である。第3段階のA/O
比は1/1であり、E/M比は0.35である。
る。その重合体固体含有量は20%である。
グラムのPOSHを含有することを除いて比較例5Aの
手順に従う。A/O比は1/1であり、E/M比は0.
4である。 得られる乳濁液は安定で極めて明澄であ
り、20%の重合体固体含有量を有する。
グラムのPOSHを含有することを除いて実施例5の手
順に従う。
/M比は1.2である。第2段階のA/O比は0.67で
あり、E/M比は0.8である。第3段階のA/O比は
1/1であり、E/M比は0.4である。
り、20%の重合体固体含有量を有している。
のアクリルアミド、8.53グラムの水酸化ナトリウ
ム、0.053グラムのメチレンビスアクリルアミド、
0.27グラムのt−ブチルハイソロパーオキサイド、
0.04グラムのジエチレントリアミン五酢酸ナトリウ
ムおよび20.53グラムの水を含むことを除いて比較
例9Aの手順に従う。
6である。得られる乳濁液は安定で極めて明澄である。
その重合体固体含有量は13.3%である。
の部分に分けて添加して、以下の手順により重合を行
う。水性単量体相の一半を油相に添加して曇った単量体
乳濁液を形成させ、容器に窒素とSO2とを吹き込んで
反応混合物に泡立てながら通ずる。1分間空気を泡立て
ながら吹き込んで酸素により重合を停止させる。つい
で、この一連の操作を繰り返す。
/M比は1.2である。第2段階後のA/O比は1/1
であり、E/M比は0.6である。
り、13.3%の重合体固体含有量を有する。
9.39グラムのPOSHを含むことを除いて比較例1
0Aの手順を繰り返す。
38である。得られる乳濁液は安定で、極めて明澄であ
る。その重合体固体含有量は13.3%である。
9.39グラムのPOSHを含むことを除いて実施例1
0の手順を繰り返す。
M比は0.76である。第2段階のA/O比は1/1で
あり、E/M比は0.38である。得られる乳濁液は安
定で極めて明澄である。その重合体固体含有量は13.
3%である。
の組成物を、重合体相小滴サイズおよび排出速度に関し
て試験する。結果は、組成のデータとともに下の表2に
示してある。
ことができる。本発明に従って多段階添加で製造した重
合体相の小滴サイズはより小さく、改良された排出を提
供する。実施例7および比較例7A、ならびに実施例8
および比較例8Aから、架橋剤のレベルが重合体小滴サ
イズにほとんど効果を持たないことに注意されたい。上
記の特許および刊行物は、本件明細書中に引用文献とし
て組み入れられている。
比”または“(E/M)”の語は、重合体微細乳濁液の
製造中に添加した単量体の全量に、すなわち、水相の添
加のそれぞれの個々の段階において添加した量プラスこ
れらの段階のそれぞれにあらかじめ添加してあったもの
に関するものを意味する。
細な記述に照らして明らかになるであろう。アクリル酸
以外のアニオン性の単量体も使用することができ、同様
にアクリルアミド以外のカチオン性の単量体、および非
イオン性の単量体も可能である。重合はUV照射によっ
ても行わせることができる。連鎖移動剤も任意に単量体
溶液に添加することができる。この種の全ての明らかな
変更は、添付した特許請求の範囲の意図された完全な範
囲の中にある。
おりである。
な部分の添加ののちの乳化剤対単量体比率が約0.30
以下であり、小さい水相小滴が目標であるならば重合体
微細乳濁液が約25%以下の重合体固体分と約0.4以
下の乳濁液対単量体比率とを有し、上記の高い固体分の
方法により製造された微細乳濁液が水相の同一の全量の
単一添加を含む方法により形成させた微細乳濁液を超え
て改良された性能を有し、上記のより小さい小滴の方法
により製造された水性重合体相小滴が水相の同一の全量
の単一添加を含む方法により得られるものより小さいこ
とを特徴とする: (a)(i)少なくとも1種の炭化水素;および(i
i)水相の添加に際して微細乳濁液を形成させるのに有
効な量の界面活性剤または界面活性剤の混合物を含む油
相を製造し; (b)(i)高い固体分が目標であるならば、水相と油
相との合計重量の少なくとも約27重量パーセントの量
の少なくとも1種のエチレン性不飽和単量体を含む水相
を製造し; (c)上記の水相(b)の一部を上記の油相(a)に添
加し、微細乳濁液を形成させて重合させ; (d)上記の水相(b)の他の部分を段階(c)の生成
物に添加して微細乳濁液を形成させ、重合させる各段階
を含む、改良された高い固体分の、または小さい水相小
滴サイズを有する油中水重合体微細乳濁液の製造方法。
オン性単量体を含むものであることを特徴とする1記載
の方法。
オン性単量体を含むものであることを特徴とする1記載
の方法。
オン性単量体を含むものであることを特徴とする1記載
の方法。
飽和単量体がアクリル酸とアクリルアミドとの混合物を
含むものであることを特徴とする1記載の方法。
加する段階をも含むことを特徴とする1記載の方法。
量であることを特徴とする1記載の方法。
または3回以上の水相(b)の一部の上記の油相(a)
への増量添加と各増量添加ののちの重合とを含むことを
特徴とする1記載の方法。
増量添加/重合段階が存在することを特徴とする8記載
の方法。
量添加により行うことを特徴とする8記載の方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 高い固体分が目標であるならば最終的な
部分の添加ののちの乳化剤対単量体比率が約0.30以
下であり、小さい水相小滴が目標であるならば重合体微
細乳濁液が約25%以下の重合体固体分と約0.4以下
の乳濁液対単量体比率とを有し、この高い固体分の方法
により製造された微細乳濁液が水相の同一の全量の単一
添加を含む方法により形成させた微細乳濁液を超えて改
良された性能を有し、より小さい小滴の方法により製造
された水性重合体相小滴が水相の同一の全量の単一添加
を含む方法により得られるものより小さいことを特徴と
する: (a)(i)少なくとも1種の炭化水素;および(i
i)水相の添加に際して微細乳濁液を形成させるのに有
効な量の界面活性剤または界面活性剤の混合物を含む油
相を製造し; (b)(i)高い固体分が目標であるならば、水相と油
相との合計重量の少なくとも約27重量パーセントの量
の少なくとも1種のエチレン性不飽和単量体を含む水相
を製造し; (c)上記の水相(b)の一部を上記の油相(a)に添
加し、微細乳濁液を形成させて重合させ; (d)上記の水相(b)の他の部分を段階(c)の生成
物に添加して微細乳濁液を形成させ、重合させる各段階
を含む、改良された高い固体分の、または小さい水相小
滴サイズを有する油中水重合体微細乳濁液の製造方法。
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