JPS603107B2 - 安定な重合体分散液 - Google Patents

安定な重合体分散液

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JPS603107B2
JPS603107B2 JP51051620A JP5162076A JPS603107B2 JP S603107 B2 JPS603107 B2 JP S603107B2 JP 51051620 A JP51051620 A JP 51051620A JP 5162076 A JP5162076 A JP 5162076A JP S603107 B2 JPS603107 B2 JP S603107B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は凝集、沈降、保存及び脱水の助剤として使用さ
れる、陽イオン作用を有する液体状の安定な重合体分散
液に関するものである。
ドイツ国特許出願第2333927号(椿公昭57−5
鼠45号)には、凝集、沈降、保持及び脱水の助剤とし
て使用すると好適な、アミノメチル化ポリマー好ましく
はポリアクリルアミドを基剤とする数種の合成物質分散
液が記述されている。
これ等の分散液は業界の以前の状態に比べて技術的進歩
を示すもので、以前から既知の製品と異なり活性物質含
有量が約30%と比較的大きい液体状組成物である。業
界の現在の状態の製品は、所謂マンニツヒ塩基と呼ばれ
るアミノメチル化ポリアクリルアミドを基剤とするもの
で、活性物質含有量が僅か約5〜約1の重量%でこの低
い含有量でさえも粘度が大きい水性溶液の形態である為
、作業又は輪送が困難な欠点がある。本発明者等は種々
実験研究の結果、ドイツ国特許出願第2333927号
(特公昭57−5離45号)による濃厚な液体状組成物
の活性は、一そう改善する必要があることを見出した。
同出願の生成物を用いて得られた効果値は、例えば鉱物
質物質の水性スラリーの沈降を加速する工程中で、短時
間に劣化することを見出した。それ故、本発明の課題は
、これ等の生成物の活性の耐久性を改善するにある。
この目的の下に試験を行なったところ、ポリアクリルア
ミドマンニッヒ塩基分散液に、アミン塩とアミン若しく
はアンモニア、又は塩化アンモニウムとアンモニア、又
はカルボン酸アミドを添加することにより、生成物の活
性寿命の多大の増加が達成できることを示した。
それ故本発明の目的は、水不溶性液体と、水と、水と水
不落性液体との混合物に対し約10〜50重量%の水溶
性重合体マンニッヒ塩基と、乳化剤とを分散した油中水
型の分散液であって、前記マンニツヒ塩基はアルキル基
の炭素原子数が約1乳〆下の第1級又は第2級のアルキ
ルアミン又はオキシアルキルアミンとホルムアルデヒド
との反応の基を有する水素活性重合体である凝集、沈降
、脱水又は保存用の安定な重合体分散液において、重合
体分散液が安定化物質として、モノアミン若しくは多価
アミンの水溶性塩、前記水溶性塩とモノアミン若しくは
多価アミン若しくはアンモニアとの混合物、鉱酸のアン
モニウム塩とアンモニア、又はカルボン酸アミドを含有
することを特徴とする安定な重合体分散液にある。
アミン塩又はアミンとしては、第1級又は第2級のモノ
又は多価アミンを用いると、特に好適である。
鎖長さは水への溶解性が悪影響を受けない限り重要でな
い。然し、工業的に特に容易に入手し得るアミンを使用
するのが好ましい。これ等のアミンは炭素原子数が約1
乳〆下で、特に炭素原子数1〜6の低級モノ又は多価ア
ミンである。使用する第1級及び第2級のモノ又は多価
ァミンとしては、特に脂肪族アミンがある。好適なアミ
ンは例えば、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロ
ピルアミン、ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ジ
メチルアミン、ジヱチルアミン及びジプロピルアミンで
ある。
カルボン酸アミドを安定用添加剤として使用するならば
、その場合にも、炭素原子数1〜6の低級カルポン酸の
アミドが特に好適である。
然し、高級カルボン酸のアミド、例えば炭素原子数が約
18までの脂肪酸のアミドも用いることができる。好適
なカルボン酸アミドの例を挙げると、アセトアミド、ブ
チルアミド、バレリルアミド等である。かくて、アミノ
メチル化ポリアクリルアミド懸濁液に添加する本発明に
係る添加剤としては、アミン塩を単独で又はアミンとの
混合物として用いることができる。
さらに、アミン塩とアンモニアの組合せと、塩化アンモ
ニウムとアンモニアの組合せと、カルポン酸特に分子内
の炭素原子数が1〜6の脂肪族カルボン酸のアミドを用
いることができる。添加する添加剤又は槌合せた添加剤
の濃度は、重合体マンニッヒ塩基の比率に対して計算し
て少くとも5重量%以上であり、添加量は各場合の推定
貯蔵時間と貯蔵温度に応じて異なる。
即ち、生成物を短時間内に使用するのであれば、添加す
る安定剤の量を少〈し、生成物を貯蔵する時間が長くな
るのであればそれに相応して安定剤の量を多くする。か
くて、例えば重合体マンニッヒ塩基に対し安定剤を25
〜40%添加すると、安定性が3ケ月以上持続する。
安定剤の混合物を使用せんとする場合、アミン塩対アミ
ン比又はアンモニウム塩対アンモニア比は1:0.3〜
1:4であり、特に1:0.3〜1:2.0が好適であ
る。アミンを液体状ポリアクリルアミドマンニッヒ塩基
分散液に添加することによっては、活性寿命は改善され
ない。
同様に、これ等の生成物の製造中の過剰のアミンは、ド
イツ国公開特許出願第2263089号に記述されてい
るように、懸濁物生成物が不活性になることを防止しな
い。アミン塩又はカルボン酸アミドの液体状ポリアクリ
ルアミドマンニツヒ塩基分散液への添加は、明瞭な安定
効果を示す。アミン塩とアミンの混合物又は塩化アンモ
ニウムとアンモニアの混合物の前記分散液への添加は、
活性寿命が増大した生成物を生成する。
安定化物質はポリアクリルアミドマンニッヒ塩基分散液
に任意の様式で、即ちこれ等の生成物の製造工程中又は
製造工程後添加することができる。安定化成分を溶解又
は乳化した形状で添加すると好都合である。溶解した乳
化剤を含有する炭化水素混合物から成る有機液体を添加
した安定化物質の溶液を、存在する重合体分散液と同様
の畑中水分散液に調製し、この形で重合体分散液に添加
することにより、添加を行なうと特に好適である。この
ようにすると、重合体を含有する油中水乳濁液の破壊は
、電解質の添加により防止することができる。本発明の
生成物は、ドイツ国特許出願第 P2333927.7号に記述されたものと同様に、凝
集助剤、沈降助剤、保持助剤及び脱水助剤として用いる
ことができる。
生成物の使用は既知方法で行なう。
先ず第一に、1%強度の重合体マンニッヒ塩基の溶液を
生成する。この場合、分散液の相を逆にして、本発明の
生成物に水を添加すると有利である。次いでこの溶液を
水を用いて0.5〜0.05%強度の溶液が生成するよ
うに、漸次希釈する。好ましくは一般的用途用に0.1
%強度に希釈する。約1%強度の安定化したポリアクリ
ルアミドマンニッヒ塩基の溶液は、例えば約1%強度の
水落性ポリ第4級塩の溶液とは異なり、やはり安定であ
る。これ等の安定化した溶液は8週間以上にも亘つて活
性が不変のままであり、この安定性は一般にこれ等の溶
液の貯蔵寿命の数倍以上である。それ故、約1%強度の
ポリアクリルアミドマンニッヒ塩基分散液の希薄溶液を
多量に製造し、次いでこれを漸次使用することができる
。本発明により製造できたポリアクリルアミドマンニツ
ヒ塩基生成物の製造、性質及び使用を、次に例につきさ
らに詳細に説明する。
例中の量及び%は重量基準である。例 1(比較例)ポ
リアクリルアミド分散液42.00部を反応容器内に導
入した。
ポリアクリルアミド分散液はポリアクリルアミド13.
20部と水11.65部とから成り、これを疎水性溶液
(以下「有機相」と称する)17.15部中に分散した
ものであった。有機相は、脂肪族炭化水素75%、ナフ
テン酸24.5%及び芳香族炭化水素約0.5%を含有
し屈折率が刀色。=1.445で沸点範囲が244〜3
32℃の炭化水素混合物14.15部と、ソルビタンモ
ノオレェート1.8礎都と、ステアリン酸ポリグリコー
ルェステル(n=10)1.20部とから成るものであ
った。構成成分である炭化水素混合物、ソルビタンモノ
オレェート及びステアリン酸ポリグリコールェステル(
n=10)を溶解することにより、前述したと同じ組成
の有機相12.20部を製造した。
次いで、60%強度ジメチルアミン水性溶液13.$部
を有機相6.1部と混合することにより乳化し、別個に
40%強度ホルマリン13.$部を有機相6.1部と混
合することにより乳化した。ジメチルアミン又はホルム
アルデヒドを含有するこれ等の乳濁液を、前述のポリア
クリルアミド分散液にかき混ぜながら添加し、添加中及
び反応中反応混合物温度が40℃以下に留まるようにし
た。必要に応じて反応聡瓶器を冷却した。マンニッヒ塩
基への転化は約5時間後終了した。生成物Aは29.0
%の活性物質を含有した。以下の例に用いた有機相は例
1に用いたと同じ組成のものである。例 2(比較例) 60%ジメチルアミン水性溶液65部と有機相1.55
部とを合し、かき混ぜて乳化した。
別個に、40%強度ホルマリン6.5部と有機相1.5
5部とを、油中水乳濁液に転化した。この乳濁液を、例
1に記したポリアクリルアミド分散液と同様な組成を有
する31.4%強度のポリアクリルアミド分散液65.
8部に、かき混ぜながら添加した。例1に記した反応条
件を守ることにより、生成物B(活性物質の含有量31
.4%)が生成した。例3 例1の生成物86.5部に、水3.5部と、ジメチルア
ミン2.3部と、60%強度のジメチルアミン塩酸塩水
溶液7.7部と、有機相5.礎部とから成る油中水乳濁
液18.5部をかき混ぜながら添加した。
かくて得た生成物C中の活性物質含有量は23.9%で
あった。例4 例2の生成物87.0部に、水3.4部、ジメチルアミ
ン2.1部、60%強度のジメチルアミン塩酸塩水性溶
液7.5部及び有機相5.礎部から成る油中水乳濁液に
、かき混ぜながら添加した。
かくて得た生成物D中の活性物質の含有量は26.0%
であった。例1〜4に記した生成物の有効性を検査する
為、業界で用いられている試験方法、例えば固形物の水
性スラリーの沈降速度測定、固形物の水性懸濁液の脱水
時間又は保持率の測定を利用することができた。各測定
時の操作は、重合体マンニッヒ塩基添加後の特定条件下
で行なった。生成物A、B、C及びDは、水性粘土スラ
リー中の沈降を促進する効果について有利に判断された
この目的の為これ等の生成物は、先ず何れも溶解して1
%強度の水溶液とし、場合によっては湿潤剤を添加(生
成物の量に対し3〜6%)することにより溶解を促進し
た。1%強度水溶液はさらに水を用いて1:10の比に
希釈した。
本発明により得た生成物の試験は、次のようにして行な
った。
各測定時に、固形物含有量が20タ′そでありAI2(
S04)3を用いて掛値を4.8に調節した水性粘土ス
ラリーに、凝集剤を4脚の濃度で添加した。その後、沈
降物の沈降速度、即ち沈降が所定水準に達する迄の時間
を測定した。この沈降時間を凝集値FV(秒)として示
す。活性寿命の増加は、後掲の第0表で凝集値FVの次
にSで示す。Sの数字はその特定時間における凝集値の
当初凝集値(第1日)に対する商を示す。試験方法は、
エッチ・アクイェル及びェム・ネープンがChem.−
lng.Techn.39(1967)172に発表し
た方法によった。マンニッヒ塩基生成物は塩所に貯蔵す
れば有効性が迅速に低下する為、常温(20つ0)及び
40ooで貯蔵した両生成物について、比較試験を行な
った。
本発明に係る添加剤の安定性効果は、次の第1表に種々
の生成物の活性寿命を比較して示す通りであった。
第 1 表 擬集助剤を貯蔵後、水性粘土スラリーに4
ppmで添加した後の凝集値(秒)ぐ (添加剤が無い
ときのFVは180秒)A及びBはドイツ国公開特許出
願第2斑3927号による未安定の生成物である。
これ等の生成物は比較例1及び2により塩基性基の含有
量が異なる。C及びDは本発明に係る生成物である。
これ等は生成物A及びBに相当するが、ジメチルアミン
塩酸塩とジメチルアミンを添加されて含有する。次の第
0表は1%強度の水性溶液の形で本発明の生成物C及び
Dを貯蔵後、水性粘士スラリーに凝集剤4跡を添加後の
生成物C及び○の凝集値(秒)を示す。第D表 添加した安定剤の量に対するポリアクリルアミドマンニ
ツヒ塩基分散液の活性寿命の従属性を、次の第m表に示
した。
ドイツ国公開特許出願2333927号によるポリアク
リルアミドマンニツヒ塩基分散液(生成物A)から出発
して、第m表の生成物E〜Jは次記成分を添加すること
により製造した。即ち、未安定の生成物A50部から出
発して、生成物Eは60%強度のジメチルアミン6.2
部をさらに含有した。生成物Fはジメチルアミン塩酸塩
4.野部を水1.4部内に溶解した溶液をもさらに含有
した。生成物Gはジメチルアミン塩酸塩14.65部、
60%強度ジメチルアミン水性溶液24.2部及び水5
2.万邦から成る溶液{ィ’1.0部をさらに含有した
。生成物日は前記溶液川2.0部をさらに含有した。生
成物1は前記溶液‘ィ’4.0部をさらに含有した。生
成物Jは生成物B20.$部とアセトアミド4.の部と
から調製した。急 憲 難 S 誓 聡 星 ヒ ・ 1ト K 華 蓮 如 霊 難 船 白 」穂 例5 60%強度ジメチルアミン水性溶液99.5部と、有機
相61.$部と、40%強度ホルマリン99.5部と、
有機相61.$部とから成る油中水乳濁液を、例1に相
応する組成の31.2%強度ポリアクリルアミド分散液
300.礎部と、例1に記した条件下で反応させた。
5時間後反応生成物を例6〜9に記したようにして用い
た。
例6 ジメチルアミソ塩酸塩36$部、水14.庇部及びジェ
チルアミン22.5部から成る溶液4.$部を、例5の
生成物20.碇部‘こ「かき混ぜながら滴加した。
かくて生成物Kを得た。例7 25%強度アンモニア45の郭と塩化アンモニウム20
.礎都とから成る溶液2.碇都を、例5の生成物20.
0部に、かき混ぜながら滴加した。
かくて生成物Lを得た。例8 ジメチルアミン塩酸塩36.庇部、水10.礎部及び2
5%強度アンモニア18.礎部から成る溶液2.95部
を、例5の生成物20.礎部‘こ緩徐に添加した。
かくて生成物Mを得た。例9 ジメチルアミン塩酸塩36.礎都、水15.庇都及びジ
メチルアミン18礎部から成る溶液2.95部を、例5
の生成物20.礎瓢こ添加した。
かくて生成物Nを得た。例10 例1の方法により製造した31.7%強度のポリアクリ
ルアミド分散液4$部1こ、有機相20.礎部を添加し
た。
ジプロピレントリァミン23.4部及び40%強度ホル
マリン13.頚部から成る溶液を、前述の重合体分散液
に、氷格を用いて冷却し、かき混ぜながら滴加した。反
応は5時間以内に行なった。ジプロピレントリアミン6
5.市部、37%強度塩酸15.の郡及び60%強度ジ
メチルァミン水性溶液148.5部から成る溶液286
部を、前述の反応の反応生成物に添加した。かくて得た
生成物0は、活性物質260%を含有した。生成物K及
び0を上述した方法と同様の方法で試験した。
結果は次の第W表に示す通りであった。第 N 表 凝
集剤を40℃で貯蔵後、水性粘士スラリーに4ppm添
加した後の凝集値(秒)以下の例は本発明の生成物を産
業に用い得る方法の若干の例を示す。
例11 下水汚物の脱水 スラツジPH:8.0 乾燥物質:3.5% 活性化したスラッジ餌:7.8 乾燥物質:37% 第 V 表 高分子電解質添加後の下水汚物の脱水時間
tH(秒)と清澄化度tH:濃厚炉液200のZの為の
時間 清澄化度0:濃厚炉液 透明 清澄化度5:濃厚炉液 黒色 例12 製紙における脱水及び保持助剤としての使用。
添加した生成物の量の函数として脱水率をショッパーー
リーグラ一による粉砕度(oS.R.)の変.目美化と
して測定し、保持能力をシート形成機の排出物中の固形
物含有量のグラビメータ−による分析(RapidKo
’’then)により測定した。結果は次の籍の表に要
約して示す通りであった。第の表 例13 チタン鉱浸簿溶液(悪液)の清澄化。
清澄化謎険は、鉢酸ィルメナィト浸濃溶液について、生
成物Cを凝集助剤に用いて試験した。高温の混濁した浸
濃溶液を容量200の‘のメスシリンダー内に入れ、生
成物Cの0.1%強度水性溶液5の‘を添加した。次い
でこのメスシリンダーを操業条件と同じ6ぴCに保持し
た。凝集剤をかき混ぜによりスラリー内に分散し、沈降
させ、特定時間間隔毎の沈降容積を謙取つた(第肌表参
照)。比較の為、業界の現在の状態に相応する生成物(
粘欄な水性溶液として市販されているもので、アミノメ
チル化ポリアクリルアミドを基剤とする)を用いて試験
した。第肌表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水不溶性液体と、水と、水と水不溶性液体との混合
    物に対し約10〜50重量%の水溶性重合体マンニツヒ
    塩基と、乳化剤とを分散した油中水型の分散液であつて
    、前記マンニツヒ塩基はアルキル基の炭素原子数が約1
    8以下の第1級又は第2級のアルキルアミン又はオキシ
    アルキルアミンとホルムアルデヒドとの反応の基を有す
    る水素活性重合体である凝集、沈降、脱水又は保存用の
    安定な重合体分散液において、重合体分散液が安定化物
    質として、モノアミン若しくは多価アミンの水溶性塩、
    前記水溶性塩とモノアミン若しくは多価アミン若しくは
    アンモニアとの混合物、鉱酸のアンモニウム塩とアンモ
    ニア、又はカルボン酸アミドを含有することを特徴とす
    る安定な重合体分散液。 2 分散液が第1級及び第2級アミンの水溶性塩を単独
    で又は第1級若しくは第2級アミンとの混合物として含
    有する特許請求の範囲第1項記載の分散液。 3 分散液が脂肪族アミンの塩を単独で又は脂肪族アミ
    ンとの混合物として含有する特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載の分散液。 4 分散液が炭素原子数1〜6のアミンの塩を単独で又
    は炭素原子数1〜6のアミンとの混合物として含有する
    特許請求の範囲第1項、第2項又は第3項記載の分散液
    。 5 分散液が炭素原子数1〜6のカルボン酸のカルボン
    酸アミドを含有する特許請求の範囲第1項、第2項、第
    3項又は第4項記載の分散液。 6 分散液が脂肪族カルボン酸のカルボン酸アミドを含
    有する特許請求の範囲第5項記載の分散液。 7 分散液が重合体マンニツヒ塩基の含有量に対して少
    くとも5重量%以上の濃度の安定化物質を含有する特許
    請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項又
    は第6項記載の分散液。 8 分散液が安定化物質として、アミン塩とアミン若し
    くはアンモニアとの混合物又はアンモニウム塩とアンモ
    ニアとの混合物を含有し、その場合アミン塩対アミン若
    しくはアンモニアの比又はアンモニウム塩対アンモニア
    比が1:0.3〜1:4.0である特許請求の範囲第1
    項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項又は第7
    項記載の分散液。 9 アミン塩対アミン若しくはアンモニアの比又はアン
    モニウム塩対アンモニア比が1:0.3〜1:2.0で
    ある特許請求の範囲第8項記載の分散液。 10 凝集助剤、沈降助剤、脱水助剤及び保存助剤とし
    て使用する特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第
    4項、第5項、第6項、第7項、第8項又は第9項記載
    の陽イオン活性の重合体マンニツヒ塩基の安定な分散液
JP51051620A 1975-05-06 1976-05-06 安定な重合体分散液 Expired JPS603107B2 (ja)

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