KR20010072626A - 염화제ⅱ철 및 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머의 새로운조성물 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 FeCl3및 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머를 포함하는 조성물에서 신규한 조성을 제공하며, 여기서 FeCl3는 폴리머와 혼합되기 전에 물로 희석되어 안정한 조성물을 형성한다.

Description

염화제Ⅱ철 및 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머의 새로운 조성물 및 그의 제조방법 {Novel composition of ferric chloride and a dialkyl diallyl ammonium polymer and process of preparing the same}
무기 응집제와 고분자응집제의 브렌드(blends)는 종래기술에 알려져 있다. 이와 같은 브렌드는, 시스템의 다른 시점에 2개의 개별적인 첨가물을 공급할 필요없이 처리될 시스템의 개별 성분이 갖는 바람직한 성질을 결합시킨다. 이것은 많은 경우에 경제적으로 유리하며, 많은 시스템에 대해서는 처리를 크게 단순화시킨다.
미국특허 제5,035,808호는 제II철염의 시판 등급 용액과 양이온 폴리머의 브렌딩이 개시되어 있다. 시판 등급 황산제II철 용액은 폴리아민 또는 p-DMDAAC 중의 하나와 브렌딩되어 안정한 생성물을 형성할 수 있다. 그러나 시판 등급 염화제II철용액(38-42중량% 활성 원료)과 p-DMDAAC을 브렌딩하여 실제적인 생성물을 제조하는 것은 불가능하였다. 혼합 즉시 겔이 형성되므로 이러한 브렌드는 불가능하였다. 이러한 문제점은 미국특허 제5,035,808호의 3컬럼, 3 내지 6째줄에 기재되어 있다. 그 대신에 시판 등급 염화제II철 용액과 폴리아민을 브렌딩하는 것만이 가능하였다.
고분자응집제의 각 그룹은 폴리머와 무기 응집제의 브렌드를 유발하는 그 자신의 독특한 성질을 갖는다. 수계(water system)를 다룰 단일 성분으로 첨가될 수 있는 조성물에서 염화제II철과 p-DMDAAC의 장점을 결합할 수 있는 것이 대단히 바람직할 것이다.
현탁된 고체를 수용액으로부터 응집하기 위한 다양한 응집제의 용도는 종래기술에 잘 알려져 있다. 명반, 황산 알루미늄, 염화제II철, 황산제II철 및 석회 등 많은 응집제가 알려져 있다. 이러한 목적으로 사용되는 통상 사용되는 고분자응집제는 폴리디메틸(pDMDAAC) 및 Epi-DMA 폴리아민을 포함한다.
본 발명에 따르는 조성물은 FeCl3및 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머를 포함하며, 여기서 FeCl3는 폴리머와 혼합되기 전에 물로 희석되었다.
조성물의 제조를 위한 본 발명에 따르는 제조방법은 FeCl3용액을 물로 희석하는 단계 및 이어서 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머를 첨가하는 단계를 포함한다.
이 방법은 FeCl3및 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머의 안정한 브렌드(blends)를 형성하며, 얻어지는 조성물은 다양한 활용분야에서 효과적인 응집제로 유용할 수 있다.
본 발명자는 FeCl3및 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머를 결합하여 안정한 브렌드를 형성하는 방법을 발견하였다. 이 방법은 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머와 혼합하기 전에 FeCl3용액을 물로 희석하는 단계로 이루어진다. 본 발명자는, 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머를 첨가하기 전에 FeCl3를 희석하면 두 성분의 안정한 브렌드가 가능하다는 것을 뜻밖에 발견하였다. 이것은 극적인 발견이며, 시스템의 물을 효과적으로 처리하기 위하여 통상 두가지의 개별 시점에 두가지의 개별 첨가물의 첨가를 필요로 했던 시스템에 단일 성분의 첨가를 가능하게 한다.
FeCl3는 약 0.5 내지 20중량% 활성 FeCl3의 농도로 본 발명의 조성물에 존재하는 것이 바람직하며, 약 5 내지 16중량%가 더욱 바람직하다. 약 20중량%를 초과하는 FeCl3농도를 갖는 브렌드는 안정하지 못하고 겔화 되며, 반면에 0.5중량% 미만의 희석된 브렌드는 처리될 수계에서 상당한 효과를 나타내기에 충분한 FeCl3를 갖지 못한다.
디알킬 디알릴 암모늄 폴리머가 우선 희석되고, 염화제II철로 브렌딩되면 교반이 일정해야 하거나, 아니면 원료가 겔화 된다. 따라서 이러한 제조방법은 그다지 바람직하지 않다. 또한 본 발명자는, 순수한(희석되지 않은) 성분이 브렌딩되면 겔이 형성될 뿐만 아니라 이와 같은 겔이 희석 및 교반에 의해 재생성될 수 있다는 점을 발견하였다. 그러나 얻어진 생성물은 FeCl3가 먼저 희석된 후 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머와 브렌딩된 경우처럼 투명하고 깨끗하지 않다.
본 발명은 신규한 조성물 및 제조방법에 관한 것으로, 여기서 시판 등급 염화제II철(FeCl3) 용액은 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머를 첨가하기 전에 염화제II철을 희석함으로써 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머와 브렌딩될 수 있다. 이와 같은 시판 등급 염화제II철(FeCl3) 용액은 대략적으로 1:1의 비율로 물로 희석하는 것이 바람직하며, 그 후 적절하게 희석된 조성물을 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머와 결합시킨다.
디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 수용성 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머가 바람직하다. 이와 같은 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 폴리디메틸 디알릴 암모늄 클로라이드, 폴리디에틸 암모늄 클로라이드, 폴리디에틸 디알릴 암모늄 클로라이드, 폴리디메틸 디알릴 암모늄 브로마이드 및 폴리디에틸 디알릴 암모늄 브로마이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 더 바람직하다. 가장 바람직한 수용성 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 폴리디메틸 디알릴 암모늄 클로라이드(polyDMDAAC 또는 p-DMDAAC)이다.
본 명세서의 설명을 위해서 기재한다면 시판 등급 염화제II철은 통상 38 내지 42중량% 활성 원료를 포함하는 FeCl3용액이다. 마찬가지로 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 바람직하게는 p-DMDAAC이며, 40중량% 용액이다. 당업자는 하기 설정된 이와 같은 두 성분의 비율이 이들 농도에 특정된다는 것을 이해한다.
그러나 비율이 농도에 따라 변화된다면 다양한 농도의 화합물에 대하여 본 발명의 공정이 쉽게 적용될 수 있다.
이러한 농도를 사용하는 경우, FeCl3용액, 물 및 p-DMDAAC의 가장 바람직한비율은(부피비로) 10 FeCl3, 10 H2O 및 5 p-DMDAAC이다. 이 비율이 사용되면, 수개월동안 안정한 용액을 즉시 형성한다.
10 FeCl3및 5 p-DMDAAC의 비율이 사용되면, 10 부피비 이하의 물의 양이 사용되어 상대적으로 안정한 브렌드를 얻을 수 있다. 그러나, 7.5 부피비 미만의 물의 양이 사용되어서는 안된다. 7.5부피비에서, 얻어지는 혼합물은 즉시 두터워지고, 혼탁해진다. 이러한 혼합물은 시간이 지나도 다소 안정하며, 침전을 이루지만 결코 응집되지는 않는다. 따라서 물의 양이 7.5 이상이고, 가능하다면 FeCl3용액과 1:1의 비율에 가깝게 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 각 성분의 농도에서, 가장 바람직한 조합은 부피비로 10 FeCl3, 10 H2O 및 5 p-DMDAAC이다. 청구된 조성물에 대한 바람직한 제조방법은 FeCl3용액을 희석하기 위하여 혼합하면서 10 부피비의 FeCl3용액에 10 부피비의 탈이온된 물(1:1 비율)을 첨가하는 것이다. 물에 이어서, 5 부피비의 p-DMDAAC가 교반중에 혼합물에 첨가되어야만 한다. 침전을 보이지 않는 맑은 용액이 얻어지게 된다.
얻어진 조성물은 일반적인 폐수, 지방 자치 단체 폐수, 금속 함유 폐수, 제지 폐수, 화합물을 함유하는 물, 생물학적 화합물을 함유하는 물, 축산 폐기물, 잉크 함유 용액, 원지상수, 유/수 혼합물, 착색 용액, 석탄 폐기물, 오일상 폐기물, 현탁된 고체가 있는 물, 지방자체단체 원음용수, 전해성 프라이머 도포 폐수 및 산업폐수 등의 다양한 활용분야에 사용하기 위한 뛰어난 응집제이다.

Claims (19)

  1. FeCl3및 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머를 포함하고, FeCl3는 상기 폴리머와 혼합되기 전에 물로 희석되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    FeCl3가 조성물에 약 0.5 내지 20중량% 활성 FeCl3의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    FeCl3가 38 내지 42퍼센트 활성 원료를 포함하는 용액이고, 10부피비 FeCl3용액에 대하여 7.5 부피비 이상의 물의 비율의 물로 희석되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    FeCl3용액의 부피비에 대한 물의 부피비의 비율이 1:1인 것을 특징응로 하는 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    a. FeCl3가 38 내지 42퍼센트 활성 원료를 포함하는 용액이며, 조성물의 10 부피비이고;
    b. 물이 조성물의 10 부피비이며;
    c. 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머가 40중량%이고, 조성물의 5 부피비인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    디알킬 디알릴 암모늄 폴리머가 수용성 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    수용성 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 폴리디메틸 디알릴 암모늄 클로라이드, 폴리디에틸 암모늄 클로라이드, 폴리디에틸 디알릴 암모늄 클로라이드, 폴리디메틸 디알릴 암모늄 브로마이드 및 폴리디에틸 디알릴 암모늄 브로마이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    수용성 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 폴리디메틸 디알릴 암모늄 클로라이드(polyDMDAAC)인 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. FeCl3용액을 물로 희석하는 단계 및 이어서 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    FeCl3가 0.5 내지 20중량% 활성 FeCl3의 농도로 최종 조성물에 존재하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    FeCl3용액은 38 내지 42퍼센트 활성 원료를 포함하고, 10 내지 7.5 부피비로 물로 희석되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    FeCl3부피비에 대한 물의 부피비의 비율은 1:1인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    a. FeCl3은 38 내지 42퍼센트 활성 원료를 포함하는 용액이고, 조성물의 10 부피비이고;
    b. 물은 조성물의 10 부피비이며; 및
    c. 디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 40중량%이고, 조성물의 5 부피비인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 수용성 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    수용성 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 폴리디메틸 디알릴 암모늄 클로라이드, 폴리디에틸 암모늄 클로라이드, 폴리디에틸 디알릴 암모늄 클로라이드, 폴리디메틸 디알릴 암모늄 브로마이드 및 폴리디에틸 디알릴 암모늄 브로마이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    수용성 C1-C8디알킬 디알릴 암모늄 폴리머는 폴리디메틸 디알릴 암모늄 클로라이드(polyDMDAAC)인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 8 항에 따라서 제조된 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질의 조성물.
  18. 제 1 항의 조성물의 유효량으로 용액을 접촉시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액의 처리방법.
  19. 제 8 항의 방법에 따라서 제조된 생성물의 유효량으로 용액을 접촉시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액의 처리방법.
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