NO870689L - Fremgangsmaate for fremstilling av konsentrerte emulsjonspolymerer. - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av konsentrerte emulsjonspolymerer.Info
- Publication number
- NO870689L NO870689L NO870689A NO870689A NO870689L NO 870689 L NO870689 L NO 870689L NO 870689 A NO870689 A NO 870689A NO 870689 A NO870689 A NO 870689A NO 870689 L NO870689 L NO 870689L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- polymerization
- water
- monomer
- stated
- emulsion
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 239000004908 Emulsion polymer Substances 0.000 title claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 58
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 239000004533 oil dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 11
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 9
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 9
- -1 2-hydroxypropyl esters Chemical class 0.000 description 7
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 7
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- NCHJGQKLPRTMAO-XWVZOOPGSA-N [(2R)-2-[(2R,3R,4S)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]-2-hydroxyethyl] 16-methylheptadecanoate Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NCHJGQKLPRTMAO-XWVZOOPGSA-N 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L sodium dithionite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])=O JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010011416 Croup infectious Diseases 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluorocyclohexane Chemical compound FC1(F)CCCCC1 ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXVJQEGYAYABRY-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-4,5-dihydroimidazole Chemical compound C=CN1CCN=C1 HXVJQEGYAYABRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylimidazole Chemical compound C=CN1C=CN=C1 OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBNWKFDFDWDROA-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylimidazolidine Chemical compound C=CN1CCNC1 DBNWKFDFDWDROA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- PGKQTZHDCHKDQK-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenylphosphonic acid Chemical class OP(O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 PGKQTZHDCHKDQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010033546 Pallor Diseases 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 235000011087 fumaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002238 fumaric acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002689 maleic acids Chemical class 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000006203 morpholinoethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C([H])([H])N1C([H])([H])C([H])([H])OC([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- ZYASLVDNDXUOMI-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylmethanamine;prop-2-enoic acid Chemical compound C[NH+](C)C.[O-]C(=O)C=C ZYASLVDNDXUOMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQAKESSLMFZVMC-UHFFFAOYSA-N n-ethenylacetamide Chemical compound CC(=O)NC=C RQAKESSLMFZVMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000847 nonoxynol Polymers 0.000 description 1
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical class CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004978 peroxycarbonates Chemical class 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000001593 sorbitan monooleate Substances 0.000 description 1
- 229940035049 sorbitan monooleate Drugs 0.000 description 1
- 235000011069 sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
Polyelektrolytter anvendes som flytende dispersjoner under betegnelsen "emulsjonspolymerisater" i teknikken ved vann- og avvann-oppberedning og i forskjellige fremstillingsprosesser som fnokkings-, avvannings- og retensjonshjelpemidler, som vis-kositetsdannende tilsetninger ved utvinning av jordolje, ved fremstilling av tekstiler og i senere tid i kosmetiske produkter.
Fremstilling av emulsjonspolymerisatene foregår i henhold til BRD-patent 1 089 173 ved radikal-polymerisering av vannløse-lige monomerer, foretrukket akrylamid og andre akrylsyrederiva-ter, som inneholdes i den disperse, vandige fase av findelte vann-i-olje-emulsjoner.
Den økonomiske anvendelse av disse produkter er gitt når polymerisatandelen i produktet (oppløst i vann) er i besittelse av den krevede anvendelsestekniske effektivitet, og når polymerisatandelen i produktet ved siden av de ikke virksomme andeler (hydrofob fase, dannet av de flytende hydrokarboner og emulgatorer såvel som vann) er tilstrekkelig høy. Det er derfor øns-kelig å tilveiebringe mest mulig høykonsentrerte emulsjonspolymerisater .
Konsentrasjonen av polymerisatandelen bestemmes ved fremstillingen av emulsjonspolymerisatene ved siden av løseligheten til monomerene ved at radikal-polymeriseringen av de nevnte monomerer er en hurtig-løpende, sterkt eksoterm prosess, slik at den reaksjonsvarme som oppstår, som er proporsjonal med konsentrasjonen av monomerene og hastigheten til polymerisasjonen, må føres vekk. For å løse dette problem ble det hittil, ved siden av de kjente monomertilførselsprosesser, beskrevet noen andre fremstillingsmetoder. I henhold til US-patent 3 767 629 foreslås styring av polymerisasjonen ved inhibering av polymerisasjonen ved hjelp av sporadisk lufttilførsel til monomer-emulsjonen. I henhold til BRD-off.skrift 28 11 422 foreslås en reduksjon av polymerisasjonshastigheten ved tilsetning av tung-metallioner i monomerfasen. De nevnte metoder oppviser imidlertid den ulempe at polymerisasjonsreaksjonen ofte blir for sterkt inhibert, slik at polymerisasjonen alt i alt blir påvirket og polymerisatenes kvalitet ikke når det optimalt mulige nivå.
I henhold til US-patent 4 070 321 influeres, for fremstilling av høymolekylære anioniske polymerisater, reaksjonen ved innstilling av monomerfasens pH-verdi. Reguleringen av polymerisasjonen over pH-verdien til den vandige fase er dog ikke tilstrekkelig for fremstilling av konsentrerte produkter.
Det er også allerede kjent, for fremstilling av konsentrerte produkter, å arbeide i to trinn: I første trinn fremstilles lavkonsentrerte produkter i henhold til den adiabatiske prosess, og i annet trinn oppnås i tillegg ved destillasjon under fornyet varmetilførsel, eventuelt også under tilførsel av hydrokarboner som destillerer azeotropt med vann, en stigning av polymerisatinnholdet ved se-parasjon av vann og en liten andel av hydrokarbonene (US-patent-er 4 021 399 og 4 090 992) . Denne fremgangsmåte er belastet med ekstra oppbud av energi og tid. Videre er det nødvendig å stabiliere polymerisatene ved særlige tilsetninger (US-patent 3 507 840) for at deres anvendelsestekniske aktivitet skal bli bibeholdt over et lengre tidsrom. Videre er det også allerede kjent å føre polymerisasjonsvarmen vekk ved hjelp av koking under tilbakeløpskjøling ved undertrykk (DDR-patent 145 401 og US-patent 4 078 133). Denne fremgangsmåte har den ulempe at den tilbakeløpende, frie vannmengde kan føre til inhomogenitet i vann-i-olje-polymerisat-dispersjonen og fortynner den polyme-risatandel som er virksom i produktet.
Teknikken ved oppkonsentrering ved hjelp av azeotrop destillasjon av ferdige polymerisatdispersjoner ble i senere tid for-bedret i henhold til BRD-off.skrift 3 224 994, særlig ved egnede apparaturforanstaltninger, uten dog å bli kvitt de nevnte ulemper ved en slik totrinns-prosess.
Hvis man går ut fra den ovenfor beskrevne teknikkens stand, så er den oppgave som lå til grunn for oppfinnelsen, å tilveiebringe en fremgangsmåte med hvilken emulsjonspolymerisater kan fremstilles som har et høyt polymerinnhold, med høy kvalitet,
i ett fremgangsmåtetrinn.
Denne oppgave løses i henhold til oppfinnelsen ved at poly-merisas jonen foretas på spesiell måte, hvorved såvel styring avhastigheten til radikal-polymeriseringen av de vannløselige monomerer i vann-i-olje-emulsjonen som enøkning av polymerisat-konsentrasjonen i sluttproduktet blir oppnådd.
Gjenstand for oppfinnelsen er således en fremgangsmåte for fremstilling av konsentrerte vannløselige eller vannsvellbare emulsjonspolymerisater ved polymerisering av minst én vannløse-lig monomer i en vann-i-olje-dispersjon ved hjelp av polymerisasjonsinitiatorer, eventuelt i nærvær av bi- eller multifunksjonelle vinyl- eller allylforbindelser, og fremgangsmåten erkarakterisert vedat en vann-i-olje-dispersjon av utgangsmonomerene polymeriseres under røring slik at polymerisasjonsvarmen føres vekk ved destillativ fjerning av vann som inneholdes i reak-sjon sb landingen .
At det med arbeidsmåten i henhold til oppfinnelsen lykkes, når man går ut fra vann-i-olje-monomeremulsjoner, å styre polymerisasjonen og samtidig å fraskille en blanding av vann og eventuelt små andeler av det flytende hydrokarbon fra emulsjonen som destillat, uten å ødelegge monomer- resp. polymerisat-dispersjonen resp. å endre forholdene under polymerisasjonen ved fjerning av komponenten vann, uten at produktkvaliteten for-andres i uheldig grad, må overraske.
I henhold til oppfinnelsen blir polymerisasjonstemperaturen justert resp. styrt over det trykk som hersker i reaksjonskaret.
Foretrukket innstilles trykket i reaksjonssystemet slik at polymerisasjonstemperaturen ligger i området 20-70, fortrinnsvis 30-50°C. Polymerisasjonen utføres ved undertrykk, fortrinnsvis i området 10-150 mbar. I henhold til en annen utførelsesform utføres polymerisasjonen under minst tilnærmet isoterme betingelser. Den kan imidlertid også bli utført i henhold til en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen i en første fase som er tilnærmet isoterm ved lavere temperaturer i området 20-70°C, fortrinnsvis 30-50°C, og deretter enten avsluttes tilnærmet isoterm ved høyere temperaturer på 50-80°C, fortrinnsvis 5O-70°C, eller under adiabatiske betingelser. Polymerisasjonen under adiabatiske betingelser kan foregå, hvis polymerisasjonen er kommet så langt at den kortvarig frigitte polymerisasjonsvarme ikke fører til oppvarming av satsen til kokepunktet for dispersjonen (monomer-emulsjon og emulsjonspolymerisat). Polymerisasjonen under adiabatiske betingelser er utelukket hvis høye temperaturer har negativ innflytelse på produktegenskapene under polymerisasjonen.
Emulsjonen av utgangsmonomerene dannes på kjent måte av
den vandige monomerløsning og den hydrofobe fase. Monomer-
konsentrasjonen i den vandige løsning velges i denne forbind-else slik at det oppnås høye polymerisatandeler i sluttproduktet og stabiliteten til dispersjonen holder seg i alle frem-stillingsfaser. I henhold til oppfinnelsen kan man allerede gå ut fra konsentrerte monomerløsninger. Typiske konsentrasjoner ligger i området 40-80 vekt%. Fordelaktig kan man imidlertid også gå ut fra lavere konsentrerte løsninger, som i løpet av
fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen da blir oppkonsentrert til konsentrerte polymerisat-dispersjoner. Denne fremstillings-metode tillater anvendelse av rimelige råstoffer i form av lavere konsentrerte monomerløsninger. Typiske konsentrasjoner av slike lavere-konsentrerte monomerløsninger ligger i området 15-40 %, fortrinnsvis 30-40 %.
Som monomerer egner seg vannløselige, radikal-polymeriserbare forbindelser. Eksempler på ikke-ionogene monomerer er akryl- og metakrylamid, hydroksyalkylesterne av alkyl- eller metakrylsyre, fortrinnsvis 2-hydroksyetyl- og 2-hydroksypropyl-esterne, vinylpyrrolidon og N-vinylacetamid. Eksempler på anioniske monomerer er a,/3-umettede mono- og/eller dikarboksyl-syrer, såsom akryl-, metakryl-, itakon-, malein- og fumarsyre, deres vannløselige salter, videre vinylsulfonsyre, akrylamido-alkansulfonsyrer, fenylvinylfosfonsyrer og deres salter. Som kationisk virksomme monomerer kan nevnes aminoalkylestere og aminoalkylamider av umettede, radikal-polymeriserbare karboksyl-syrer, for eksempel 2-dimetyl- resp. 2-dietyl-aminoetyl-, 2-dimetylaminopropyl-, 4-dimetylaminobutyl-, 3-dimetylaminoneo-pentyl-, morfolinoetyl- og piperidinetylester av akryl- eller metakrylsyre såvel som vinylpyridin, vinylimidazol, vinylimida-zolin og vinylimidazolidin såvel som deres kvaterniseringspro-dukter og salter. Andeler av lite eller dårlig vannløselige monomerer er anvendelige hvis monomerblandingen alt i alt for-blir vannløselig.
For fremstilling av vann-uløselige, men allikevel i vann svellbare polymerisat-dispersjoner kan det anvendes bi- eller multifunksjonelle vinyl- eller allylforbindelser, for eksempel metylenbisakrylamid.
Som grunnlag for den hydrofobe fase anvendes paraffiniske, isoparaffiniske, nafteniske og aromatiske flytende hydrokarboner, eventuelt også deres halogenerte derivater, for eksempel n-pa-raffiner, såvel som blandinger av de nevnte hydrokarboner bl.a. Som emulgatorer for dannelse av vann-i-olje-emulsjonen anvend-des fortrinnsvis sorbitanfettsyreestere, glycerolfettsyreestere, men også vann-i-olje-emulgatorer, for eksempel slike som kan fremstilles i henhold til BRD-off.skrift 2 455 287 ut fra fett-alkoholglycidyletere med flerverdige alkoholer. Videre kan stabiliteten til monomeremulsjonen oppnås ved kombinasjon av vann-i-olje-emulgatorer med olje-i-vann-emulgatorer, eksempel-vis av sorbitanmonooleat med etoksylerte fettsyrer eller fett-alkoholer, så som angitt i BRD-off.skrift 2 333 927. Den vann-i-olje-emulsjon som danner seg av komponentene blir eventuelt homogenisert ved en særskilt behandling til oppnåelse av bestemte viskositetstall for emulsjonen.
Den beholder som egner seg for polymerisasjonen er utstyrt med røreverk, destillasjonstilbehør og kjøler såvel som med gasstilførsel, dykkerør, temperaturføler og tilsvarende måler, såvel som med trykkmåler.
Før polymerisasjonen blir emulsjonen på kjent måte spylt med inertgass, for eksempel med nitrogen eller karbondioksyd, for fjerning av oksygenet. Oksygenet kan også fjernes ved fle-re gangers evakuering og spyling av emulsjonen med nitrogen.
Polymerisasjonen kan startes med de kjente radikaldannere ved oppvarmning av monomeremulsjonen, for eksempel med 2,2-azo-isosmørsyredinitril, 2,2-azo-bis-(2-amidinopropan)-diklorid, 4,4-azo-bis-(4-cyanvaleriansyre), peroksykarbonater og peroksyd-er slik som tert.-butylhydroperoksyd, dibenzoylperoksyd, såvel som persulfater, for eksempel kaliumperoksydisulfat.
Hvis man går ut fra monomeremulsjoner ved romtemperatur eller i avkjølt tilstand, kan polymerisasjonen initieres ved tilsetning av et redoks-system som starter, for eksempel ved tilsetning av vandige løsninger av natriumditionitt og kaliumper-oksydisulf at . Ved dette oppvarmes monomeremulsjonen ved den eksoterme polymerisasjon, og polymerisasjonen fortsettes ved den termiske spaltning av en annen starter som befinner seg i emulsjonen.
Den ønskede polymerisasjonstemperatur i området fra 20
til 70°C innstilles resp. styres over trykket i polymerisasjons-
karet. Etter evakuering av polymerisasjonskaret startes og gjennomføres polymerisasjonen ved tilsvarende undertrykk, hvorved trykk i området 10-150 mbar har vist seg fordelaktig. Poly-merisas jonstemperaturen resp. trykket i reaksjonssystemet velges slik at polymerisasjonen løper av med tilstrekkelig reak-sjonshastighet. Ved begynnende polymerisasjon stiger partial-damptrykket til vannet og de flytende hydrokarboner over verdien for monomeremulsjonen. Når det innstilte undertrykk er nådd, begynner vannet å destillere av fra den polymeriserende emulsjon. Vanndampen blir for opprettholdelse av det valgte undertrykk
i reaksjonskaret ledet gjennom virksomme kjøleaggregater og kon-densert i et forlag, eventuelt sammen med små andeler av det flytende hydrokarbon. På denne måte føres den varme som blir fri ved polymerisasjonen, ut av systemet. Samtidig øker konsentrasjonen av polymerisatdispersjonen som oppstår, ved separa-sjon av destillatet.
Polymerisasjonen kan eventuelt influeres ytterligere ved kjente forhåndsregler, slik som utvendig kjøling, inhibering ved luftinnblåsning osv. Etter fjerning av begrenset innførte luftoksygenmengder ved fornyet pålegging av vakuum, løper poly-merisas jonen selvstendig videre, dvs. uten fornyet startertil-setning.
Reaksjonsomsetningen kan, hvis ikke andre forholdsregler for varmeutveksling under destillasjonen utføres, lett kontrol-leres ved destillatmengden. Reaksjonen er avsluttet når varme-utviklingen og destillasjonen dabber av.
Destillatet kan bli oppdelt i vann og eventuelt små andeler av flytende hydrokarboner, som begge kan anvendes om igjen som råstoff. Ved anvendelse av 2,2-azoisosmørsyredinitril som starter må destillatet før fornyet anvendelse bli befridd ved hjelp av filtrering for andeler av denne substans, som ved destillasjonen går over med dampen.
Etter fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir
ved polymerisering av vannløselige monomerer i form av vann-i-ol je-emuls jon bestandige emulsjonspolymerisater med høyt polymerinnhold fremstilt i ett prosesstrinn, hvorved polymerisasjonsvarmen blir utnyttet som fordampningsvarme for avdestillering av vann fra reaksjonssystemet under polymerisasjonen. I mot-setning til de hittil kjente metoder for fremstilling av
vannløselige polymerisater anvendes det ingen ekstra varmeenergi for økning av konsentrasjonen.
Fremgangsmåten gjør det mulig å anvende rimelige råstoffer
i form av lavere-konsentrerte løsninger av monomerene for fremstilling av konsentrerte polymerisat-dispersjoner.
Styringen av polymerisasjonen ved valg av egnede temperatur- og trykkbetingelser og den gode utføring av polymerisasjonsvarmen muliggjør ved denne metode den stortekniske fremstilling av anvendelsesteknisk meget effektive polymerisater, som bl.a.
er særlig egnet som fnokkings-, retensjons- og avvanningshjelpe-midler såvel som til tilsetning til flømmevann ved jordoljebe-fordring.
Overraskende blir det i henhold til oppfinnelsen oppnådd en polymerisasjon som går flytende ved røring, særlig røring med høy turbulens, uten at det følger noe avbrudd i reaksjonen. Derimot blir det ved andre metoder, for eksempel i henhold til BRD.-off.skrift 3 207 113, beskrevet sterk røring som en uheldig ting, fordi den avbryter polymerisasjonsreaksjonen.
Eksempel 1
Reaksjonskaret er forsynt med rører, termometer, nedadgå-ende kjøler, vakuumtilslutning og en RTC-vakuum-regulator fra firma Reichelt Chemietechnik GMBH&Co, Heidelberg, katalognum-mer 95412.
En løsning av 220,20 g akrylamid, 190,02 g vann og 119,44 g akrylsyre blir nøytralisert ved tilsetning av 204,77 g kalilut (45%ig) og innstilt til pH 7,8.
I et begerglass løses 35,39 g sorbitanmonoisostearat i 216,47 g Isopar M (Esso; isoparaffinisk hydrokarbonblanding med et kokeområde på 204-24 7° og tetthet ved 12°C på 0,786 g/cm<3>) til den hydrofobe fase. Ved å helle den vandige monomerløsning (konsentrasjon 54,8 %) inn i den hydrofobe fase under røring dannes vann-i-olje-emulsjonen. Emulsjonen homogeniseres med en blandestav (Krupp-3-Mix) i 60 sekunder og viser deretter en viskositet på 4 56 0 mPa-s.
Emulsjonen blir etter tilsetning av 0,34 g 2,2'-azoiso-smørsyredinitril anbrakt i reaksjonskaret og i ca. 30 minutter spylt under røring med nitrogen. Deretter blir emulsjonen lang-somt oppvarmet i et bad, rørehastighet innstilt til 300 opm, og trykket i karet ved tilkobling til en vannstrålepumpe over RTC-regulatoren innstilt på 55 mbar. Etter kort tid er emulsjonen oppvarmet til 48°C, og polymerisasjonen begynner, hvil-ket merkes på begynnende destillasjon. Ved 58°C tas badet vekk og reaksjonsblandingen isoleres. Polymerisasjonsforløpet føl-ges ved hjelp av de data som er samlet i tabellen.
Etter at reaksjonen er dabbet av, luftes reaksjonskaret
og polymerisat-dispersjonen tappes ut. Under polymerisasjonen blir det oppnådd 171,0 g destillat.
Polymerisat-dispersjonen har en viskositet på 2 000 mPa<*>s. Den under anvendelse av et fuktemiddel, for eksempel nonylfenol-9 EO, fremstilte 0,5%ige løsning (regnet på polymerisatet) har en viskositet på 8 700mPaLs. Produktet er virksomt i faststoff- holdige, vandige blakninger som fnokkingshjelpemiddel. For karakterisering kan fnokkingsforholdet og sedimenteringen bestemmes på en modellblakning.
For dette fylles en 250 ml prøvesylinder (diameter 50 mm) min i en leireblakning (Stammberge I), fremstilt ved intens blanding av 20 g blåleire fra Witterschlick-gruven (ved Bonn) og 1 liter vann. Blakningen røres med en enkelt-vinkelbøyd stavrører med 300 opm og en løsning av polymerisatet tilpipet-tert i ppm-mengde. Etter stansing av røreverket måles tiden i sekunder som er nødvendig for at overflaten til fnokksjiktet skal synke fra markeringen 250 ml til markeringen 170 ml i prø-vesylinderen. Den utregnede tid angis som "fnokkingsverdi".
For testing av kationiske polyelektrolytter tilsettes til leireblakningen i prøvesylinderen 1,25 ml av en 20%ig løs-ning av Al2(S0^)2'18H20 Stammberge II). (Fnokkingsverdiene til Stammberge I (Witterschlick-leire), bestemt ut fra 0,0l%ig løsning, utgjør
ved 1 ppm 3,5 sek.,
ved 0,5 ppm 7,3 sek.).
Polymerisatinnholdet i dispersjonen utgjør 49,3 % og vanninnholdet 19,8 %.
Eksempel 2
Fremstillingen foregår under de samme apparative betingelser som i eksempel 1.
Den vandige monomerløsning fremstilles av 336,56 g vann, 337,44 g akrylamid og 311,72 g av en 80%ig vandig løsning av akrylsyre-trimetylammoniumetylester-klorid og innstilles til pH 4,4 med ca. 6,5 ml saltsyre (30%ig). Den hydrofobe fase fås ved blanding av 14,0 g sorbitanmonoisostearat og 396,0 g Isopar M (Esso).
Ved innføring av den vandige løsning i den hydrofobe fase dannes vann-i-olje-emulsjonen, som homogeniseres i 60 sekunder med en Krups-3-Mixer og innstilles til en viskositet av 840 mPa<*>s. 1240 g av emulsjonen blir satt til reaksjonskaret sammen med 0,3 g 2,2'-azoisosmørsyredinitril og under røring med 250 opm i 20 minutter befridd for luftoksygen ved tilkobling til en vannstrålepumpe. Over RTC-vakuum-regulatoren blir
1U
reaksjonskaret ved begynnelsen av polymerisasjonen innstilt på 70 mbar og reaksjonen startet ved tilsetning av 0,23 ml av en 0,5%ig natriumditionittløsning. Temperatur- og trykkverdier under polymerisasjonsforløpet finnes i tabellen.
Ved 44,5°C og 64 mbar begynner destillasjonsfasen; etter at ca. 80 ml destillat ble oppnådd, forhøyes trykket over RTC-vakuumregulatoren, og polymerisasjonen føres adiabatisk under temperaturstigning til 70,5°C ferdig. Deretter blir polymerisat-dispers jonen avkjølt ved ny avdestillering ved 50 mbar.
I alt fraskilles 121,0 g destillat. Den homogene polymerisat-dispers jon blir under røring tilsatt med 11,2 g av en 20%ig vandig natriumditionittløsning og deretter med 11,2 g av et C^2-C-^g-fettalkohol-5-E0-oksetylat. Produktet har en viskositet på 2200 mPa<*>s. Den l%ige løsning (regnet på polymerisatandelen) i det fullstendig avsaltede vann har en viskositet på 3800 mPa<*>s. (Fnokkingsverdi ved Stammberge II (Witterschlick-leire) , bestemt på 0,l%ig løsning, er 3,4 sekunder ved tilsetning av 2 ppm)..
Polymerisatinnholdet i dispersjonen utgjør 45,7 % og vanninnholdet 20,4 %.
Eksempel 3
Fremstillingen foregår under de samme apparative betingelser som i eksempel 1.
Den vandige monomerløsning fremstilles av 193,2 g vann, 207,0 g akrylsyre, 179,7 g ammoniakk (25%ig), 0,045 g metylenbisakrylamid såvel som 0,13 g 2 ,2 1-azo-bis-(2-amidinopropan)-hydroklorid. Derved blir løsningens pH-verdi justert til 5,84.
Den hydrofobe fase blir dannet ved blanding av 200,1 g
av en isoparaffinisk hydrokarbonblanding (kokeområde 204-247°C) med 17,3 g sorbitanmonoisostearat.
Ved innføring av den vandige monomerløsning i den hydrofobe fase under røring dannes vann-i-olje-emulsjonen, som blir homogenisert i 20 sekunder med en Krupp-3-Mixer og innstilt til en viskositet på 1400 mPa.s.
780 g av monomer-emulsjonen tilsettes i reaksjonskaret, og under røring (250 opm) blir den befridd for oksygen i løpet av 20 minutter ved tilkobling til en vannstrålepumpe. Over RTC-vakuumregulatoren blir trykket i reaksjonskaret innstilt for begynnelse av polymerisasjonen på 70 mbar, og vann-i-olje-emulsjonen blir oppvarmet til 42°C. Deretter blir reaksjonskaret isolert.
Temperatur- og trykkverdiene under polymerisasjonsforløpet
.Æremgår av den følgende tabell.
Emulsjonspolymerisatet blir avkjølt ved avdestillering av vann i vakuum til 30°C I alt fraskilles 80 g som destillat.
Under røring tilsettes 3,0 g etoksylert nonylfenol såvel som 3,0 g ammoniakk (25%ig). Polymerisatinnholdet i den homogene dispersjon er 33,7 %.
Tilsetning av 0,5 % polymerisat til vann gir en viskositet søkning til 4 6 000 mPa.s.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av konsentrerte, vann-løselige eller i vann svellbare emulsjonspolymerisater ved polymerisering av minst én vannløselig monomer i en vann-i-ol je-dispers jon ved hjelp av polymerisasjonsinitiatorer, eventuelt i nærvær av bi- eller multifunksjonelle vinyl- eller a1ly1forbindelser,
karakterisert ved at en vann-i-olje-dispersjon av utgangsmonomeren polymeres slik under røring at polymerisasjonsvarmen føres vekk ved hjelp av destillativ fjerning av vann som inneholdes i reaksjonsblandingen.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at polymerisasjonstemperaturen innstilles over systemtrykket.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at systemtrykket innstilles slik at poly-merisas jonstemperaturen ligger i området 20-70, fortrinnsvis 30-50°.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 til 3, karakterisert ved at polymerisasjonen utføres ved undertrykk, fortrinnsvis i området 10 til 150 mbar.
5. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at polymerisasjonen utføres under i det minste tilnærmet isoterme betingelser.
6. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at polymerisasjonen utføres i en første fase til en monomeromsetning på opp til 60 %, regnet på hele monomermengden, i området fra 20°C til 70°C, fortrinnsvis fra 30°C til 5o°C, og deretter polymeriseringen av de frem-deles tilstedeværende monomerer avsluttes tilnærmet isotermt ved høyere temperaturer på 50°C til 80°C, fortrinnsvis fra 50°C til 70°C, eller under adiabatiske betingelser.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3522419A DE3522419C1 (de) | 1985-06-22 | 1985-06-22 | Verfahren zur Herstellung von konzentrierten Emulsionspolymerisaten |
PCT/EP1986/000362 WO1986007596A1 (en) | 1985-06-22 | 1986-06-19 | Process for producing concentrated emulsion polymers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO870689L true NO870689L (no) | 1987-02-20 |
NO870689D0 NO870689D0 (no) | 1987-02-20 |
Family
ID=25833352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO870689A NO870689D0 (no) | 1985-06-22 | 1987-02-20 | Fremgangsmaate for fremstilling av konsentrerte emulsjonspolymerer. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO870689D0 (no) |
-
1987
- 1987-02-20 NO NO870689A patent/NO870689D0/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO870689D0 (no) | 1987-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4660193B2 (ja) | 性能特性の向上した改質ポリマー凝集剤 | |
CA1207478A (en) | Self-inverting water-in-oil emulsions of water- soluble polymers | |
US4485209A (en) | Process for producing a polymer water-in-oil emulsion | |
NO751288L (no) | ||
EP0107226B1 (en) | Water-in-oil emulsions of water-soluble cationic polymers and a process for preparing such emulsions | |
US5185395A (en) | AMPS copolymer emulsions with improved stability | |
US4435528A (en) | Concentrated emulsions of water-soluble polymers | |
EP3325140A1 (en) | Continuous adiabatic inverse emulsion polymerization process | |
CA2263463A1 (en) | Polyacrylamide polymerisation | |
GB2140433A (en) | Water-in-oil emulsion polymerization | |
US4925884A (en) | Process for the production of concentrated emulsion polymers | |
JP4840995B2 (ja) | 油中水型分散液の希釈液、その調製方法及びその使用方法 | |
US4521552A (en) | Process for making an emulsion polymer | |
NO870689L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av konsentrerte emulsjonspolymerer. | |
JP4167974B2 (ja) | 有機汚泥の脱水方法 | |
JP4167919B2 (ja) | 汚泥の脱水処理方法 | |
EP0074661B1 (en) | Process for producing a polymer water-in-oil emulsion | |
EP0119078A2 (en) | An improved process for producing a polymer water-in-oil emulsion | |
González et al. | Synthesis of cationic flocculants in continuous reactors | |
US6362244B1 (en) | Method for degassification of high internal phase emulsion components | |
GB2102817A (en) | Continuous production of invert emulsion polymers | |
US4857621A (en) | Cationic polymeric stabilizers for oil-in-water emulsions | |
US4419483A (en) | Process for preparing water-in-oil emulsions | |
JP3707669B2 (ja) | 油中水型高分子エマルジョンの製造方法 | |
US20060106180A1 (en) | Polymeric stabilizing agent for water-in-oil polymerization processes |