SE510135C2 - Vattenhaltig suspension av en cellulosaeter, sätt för dess framställning samt komposition - Google Patents

Description

15 20 25 30 510 155 2 suspensionens vikt. Genom den europeiska patentansökan 482 533 är det även känt att suspendera en nonjonisk cellulosaeter, såsom hydrofobmodifierad hydroxietylcellulosa, hydrofobmodi- fierad etylhydroxietylcellulosa, metylcellulosa och hydroxi- etylcellulosa i en vattenhaltig natriumformiatlösning. Av utföringsexemplen framgår att, när halten natriumformiat är 20 eller 25 viktprocent av totalkompositionen, så erhålles icke någon vätskesuspension utan en gel. För att erhålla en sus- pension krävs enligt patentansökan att mängden natriumformiat utgör åtminstone 30 viktprocent. Även om stabila och användbara suspensioner kan framställas i enlighet med dessa båda patent- publikationer, så kommer suspensionerna att innehålla oaccep- tabelt höga halter elektrolyt.

I den europeiska patentansökan 3 582 beskrives ett sätt att reducera elektrolythalten i suspensioner av vatten- lösliga, nonjoniska cellulosaetrar. Enligt patentansökan uppnås detta genom att förutom ett elektrolytsalt även tillsätta en aluminiumoxidförening. På grund av aluminiumoxidtillsatsen kan enligt patentansökan elektrolythalten reduceras från ca 25 till 10%. Närvaro av aluminiumoxid, som föreligger i fast eller kollidal form, kan dock vid senare användning av suspensionen medföra negativa effekter.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en suspension av en cellulosaeter med låg salthalt och utan behov av närvaro av vattenolösliga metalloxider. Ett annat syfte är att möjliggöra framställning av suspensioner med såväl hög som låg halt av cellulosaeter. Ytterligare ett syfte är att kunna framställa själva suspensionen på ett enkelt sätt på den plats, där den skall användas, för att därigenom undvika onödiga transporter av vatten.

Enligt föreliggande uppfinning har det nu visat sig att dessa syften kan tillmötesgås av en vattehaltig suspension innehållande 6-36 viktprocent av en nonjonisk vattenlöslig 10 15 20 25 30 510 135 3 cellulosaeter i vatten, varvid cellulosaetern är tvärbunden med glyoxal och har en grumlingspunkt av 25-100°C, företrädesvis 30-80°C mätt i en 1%-ig vattenlösning, och 3-12 viktprocent av ett elektrolytsalt, som i vatten vid den i suspensionen använda koncentrationen ger ett pH-värde under 8.0, företrädesvis under 7.5. Lämpligen utgör elektrolytsaltet 5-8% räknat på suspen- sionens vikt. Förutom cellulosaetern och elektrolytsaltet inne- håller suspensionen lämpligen även ett stabiliseringsmedel, som utgöres av en i elektrolytlösningen löslig, viskositetsförhöj- ande polymer i en mängd av 0.01-3% av suspensionens vikt. Det är även lämpligt att i suspensionen införliva dispergerings- medel, såsom ytaktiva medel, i en halt av 0.05-4 viktprocent.

Dispergeringsmedlet har vanligtvis en stabiliserande och viskositetsreducerande effekt.

Vid framställning av suspensionen i enlighet med uppfinningen kan man blanda alla torra substanser, utom den nonjoniska cellulosaetern, och därefter tillsätta vatten och eventuellt flytande eller pastaformade tillsatsmedel. Till det erhållna vattenhaltiga fluidet tillsättes därefter cellulosa- etern.

Ett föredraget sätt att framställa cellulosaeter- suspensionen är att blanda i suspensionen ingående vatten med en torrblandning, som innehåller cellulosaetern och elektrolyt- saltet samt företrädesvis övriga i suspensionen ingående komponenter. För det fall att någon eller några av kompo- nenterna är flytande kan den eller dessa lämpligen påföras en bärare och därefter införlivas i torrblandningen. Om så önskas kan även en eller flera av komponenterna med undantag för cellulosaetern och elektrolytsaltet även tillsättas till vattnet efter och/eller före det att torrblandningen inne- hållande cellulosaetern och elektrolytsaltet blandats med vattnet. Ingående tester visar att om cellulosaetern inte är tvärbunden kan denna blandningsmetod inte tillämpas, eftersom 10 15 20 25 30 510 155 4 mindre mängder av cellulosaetern då går i lösning och bildar en gel. Genom att i ett första steg torrblanda alla ingående in- gredienser med undantag för vattnet, erhålles väsentliga för- delar, eftersom man från en enda torr komposition kan bereda en suspension av cellulosaetern genom tillsättning av vatten.

En sådan torr komposition kan lämpligen innehålla 50-90, företrädesvis 60-85 viktprocent av cellulosaetern och 10-50, företrädesvis 15-40 viktprocent av elektrolytsaltet.

Dessutom kan den torra kompositionen innehålla 0.02-6 vikt- procent av ett stabiliseringsmedel och 0.1-8 viktprocent av ett dispergeringsmedel.

Elektrolytsaltet utgöres, som redan tidigare an- givits, av ett salt eller en saltblandning som vid den till- tänkta elektrolythalten i vattensuspensionen ger ett pH-värde under 8.0, företrädesvis under 7.5. Anledningen härtill är att den tvärbundna cellulosaetern vid höga pH-värden delvis hydro- lyseras och bildar en gel. Exempel på lämpliga salter är NaCl, Na2SO4, KZSOQ, NaNO3, MgS04. Speciellt föredragna salter är alkalisalter med tvåvärda anjoner, såsom Na2SO4 och KZSO4. Genom att välja ett elektrolytsalt som åtminstone delvis, före- trädesvis till minst 50 viktprocent, utgöres av salter med tvåvärda anjoner, har det visat sig möjligt att hålla salt- halten på en nivå under 8 viktprocent i suspensionen.

Mängden erforderligt salt är dessutom beroende på cellulosaeterns tvärbindningsgrad, cellulosaeterns grumlings- punkt och suspensionens temperatur. Behovet av salt avtar således med stigande temperatur, ökande tvärbindningsgrad och sjunkande grumlingspunkt.

De nonjoniska cellulosaetrarna är konventionella cellulosaetrar som är tvärbundna med glyoxal. Exempel på lämpliga cellulosaetrar som kan tvärbindas är vattenlösliga alkylcellulosaetrar, såsom metylcellulosa och etylcellulosa, hydroxialkylcellulosaetrar, såsom hydroxipropylcellulosa, 10 15 20 25 30 510 135 5 hydroxipropylhydroxibutylcellulosa, hydroxietylhydroxipropyl- cellulosa, hydroxietylhydroxibutylcellulosa och hydroxietyl- hydroxipropylhydroxibutylcellulosa, och alkylhydroxialkyl- cellulosaëtrar, såsom metylhydroxietylcellulosa, metylhydroxi- propylcellulosa, etylhydroxietylcellulosa, etylhydroxipropyl- cellulosa, metyletylhydroxietyl- och metyletylhydroxipropyl- cellulosa samt vattenlösliga cellulosaetrar modifierade med hydrofoba grupper i enlighet med US-A-4 228 277 och US-A-5 140 099.

De nonjoniska cellulosaetrarna tvärbindes med glyoxal på i och för sig känt sätt. En tvärbunden cellulosaeter har en lämplig tvärbindningsgrad när en 1%-ig vattenuppslamning av den tvärbundna cellulosaetern vid 20°C och ett pH-värde av 7.0 efter 5 minuter under omrörning ger en viskositetshöjning av mindre än 5%, företrädesvis mindre än 1%, räknat på viskosi- teten när den tvärbundna cellulosaetern gått helt i lösning.

Cellulosaetrar med lämplig tvärbindningsgrad erhålles när 0.05- 2 viktdelar glyoxal bringas att reagera med 100 viktdelar torr cellulosaeter.

För att förbättra suspensionens stabilitet har det visat sig lämpligt att tillsätta polymera stabiliserande medel som är lösliga i elektrolytlösning, såsom xantan gum, CMC, etc.

Exempel på lämpliga dispergatorer är joniskt låg- molekylära polymerer med en molekylvikt av 1 000-15 000, såsom lågmolekylära polyakrylsyror; och nonjoniska ytaktiva medel, såsom etylenoxidaddukter av alkoholer med 10-18 kolatomer, alkylfenoler med totalt 14-18 kolatomer och blockpolymerer av etylenoxid och propylenoxid; anjoniska ytaktiva medel, såsom lineäraalkylbensensulfonat, lauryletersulfat och fosfatestrar av fettalkoholetoxilat; katjoniska ytaktiva medel, såsom tertiära eller kvartära mono- eller di-Ceqsalkylaminer; och amfotära ytaktiva medel, såsom betainer. 6 Förutom de ovan angivna komponenterna kan komposi- tionen dessutom innehålla biocider, skumdämpare, korrosionsin- hibitorer, etc.

V7-Föreliggande uppfinning illustreras ytterligare av nedanstående exempel. 10 15 20 25 30 01 ...à- CD __\ LN LH Exempel 1 Torra kompositioner innehållande nonjoniska cellu- losaetrar framställdes genom att blanda nedanstående kompo- nenter.

Komponenter Komposition nr, viktdelar 1 2 3 4 A B EHEC” HRC” MHPc” MHEC” EHECS* Nazsoq NaH2PO4 Natriumformiat Xantan gum EO (på bärare) Nonylfenol+8 EO (på bärare) EO C9_ll"alk°hCl+5 - 5 C1@43-alkohol+80 1.6 67.6 72.5 60.0 67 67 67.6 29.7 30 30 25.2 29.7 0.2 0.2 0.2 0.2 1.0 0.2 37.9 0.6 0.6 0.6 0.4 0.3 ”Grumlingspunkt mGrumlingspunkt ”Grumlingspunkt "Grumlingspunkt mGrumlingspunkt 68°C, viskositetsökning efter 5 min = 0 >100°C, viskositetshöjning efter 5 min = O 56°C, viskositetsökning efter 5 min = 0 58°C, viskositetsökning efter 5 min = 0 68°C, ej tvärbunden Av dessa torra kompositioner bereddes vattenhaltiga formuleringar i enlighet med nedanstående tabell. Viskositeten och stabiliteten hos de vattenhaltiga formuleringarna be- stämdes. Följande resultat erhölls. 10 15 20 25 51{3 1 55 8 Komposition Vatten % Cellu- Viskosi- Stabili- losa- tetl) tet” Nr % eter, % 1 26.6 73.4 18 ++ ++ 1 329.6 70.4 20 ++ +++ 1 32.6 67.4 22 + +++ 2 29.6 70.4 20 ++ +++ 3 29.6 70.4 20 ++ +++ 4 31.7 68.3 23 + +++ A 30 70 18 - B 26.6 73.4 18 0 - 1) viskositet: ++ = <5000 mPas, + = 25000 mPas (ingen gelbild- ning), 0 = gel 2) Stabilitet: + = separation iakttages inom 6 timmar, ++ = stabil efter 6 timmar men inte efter 10 dagar, +++ = stabil efter 10 dagar De vattehaltiga formuleringar som bildade geler är oanvändbara, medan de som är lättflytande eller flytande är godkända. För samtliga suspensioner, där en separation iakttogs efter en tids lagring, kunde en homogen suspension åter er- hållas efter en lätt omrörning.

Exempel 2 Följande vattenhaltiga formulering framställdes genom att blanda nedanstående komponenter med undantag av vatten och därefter uppslamma den erhållna torrblandningen. 10 15 510135 9 Komponenter Komposition nr, viktprocent 5 6 7 8 9 10 11 EHEC” 22 26 26 26 25 25 22 Na2SO3 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 Xantangum 0.05 - - 0.15 0.05 0.05 0.05 Polymerdispergator (polyakrylsyra) - 0.2 - - - - - Oktyliminodi- propionat - - 0.2 0.2 - - 0.1 Cn_N-alkyldiol+20 Eo - - - - 0.2 - - Kvartärnerad kokosfettamin- etoxilat i 20% propylenglykol - - - - - 0.2 - Vatten rest rest rest rest rest rest rest *' enligt Exemepl 1 Följande resultat erhölls. 10 15 20 510135 10 Komposition Utseende Viskositet Stabilitet 5 ++ +++ 6 + ++ 7 + ++ 8 + ++ 9 + +++ 10 + +++ 11 ++ +++ Av resultatet framgår att samtliga uppslamningar var godtagbara men att formuleringarna 6, 7 och 8 har begränsad stabilitet. Suspensionerna 5 och 11 med en cellulosaeterhalt av 22 viktprocent visade både en utmärkt stabilitet samtidigt som de var lättflytande. Formuleringarna 6, 7 och 8, som efter en tids lagring separerade, bildade efter omrörning åter homogena suspensioner.

Exempel 3 De vattenhaltiga formuleringarna enligt Exempel 2 bereddes genom att först upplösa alla komponenterna utom cellu- losaetern i vatten. Först därefter tillsattes cellulosaetern.

De erhållna uppslamningarna uppvisade samma egenskaper som motsvarande uppslamningar i Exempel 2.

Claims (14)

10 15 20 25 _30 ll P A T E N T K R A V

1. Vattenhaltig suspension av en vattenlöslig nonjonisk cellulosaeter, varvid vattenfasen innehåller ett elektrolyt- salt, kännetecknad därav att den nonjoniska cellulosaetern. som är tvärbunden med glyoxal, utgör 6-36 viktprocent av suspen- sionen och har innan den tvärbundits en grumlingspunkt av 25- 100°C mätt i en 1 %-ig vattenlösning och att elektrolytsaltet utgör 3-12 viktprocent av suspensionen och består av ett salt eller blandning av salter, som i vatten vid den använda koncen- trationen ger ett pH-värde under 8.0, företrädesvis under 7.5.

2. Vattenhaltig suspension enligt krav 1, kännetecknat därav, att den tvärbundna cellulosaetern i en 1%-ig vatten- uppslamning vid 20°C och ett pH-värde av 7.0 ger en viskosi- tetsökning som är mindre än 5%, företrädesvis mindre än 1% av den viskositet som erhålles när cellulosaetern gått helt i lösning.

3. Vattenhaltig suspension enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att elektrolytsaltet utgör 5-8% räknat på suspensionens vikt.

4. Vattenhaltig suspension enligt krav 1-3, känneteck- nat därav, att elektrolytsaltet till minst 50 viktprocent utgöres av ett salt med tvåvärda anjoner.

5. Vattenhaltig suspension enligt något av kraven 1-4, kännetecknad därav, att den innehåller en i elektrolytlösningen löslig, viskositetshöjande polymer i en mängd av 0.01-3 vikt- procent räknat på suspensionens vikt som stabiliseringsmedel.

6. Vattenhaltig suspension enligt krav 5, kännetecknat därav, att stabiliseringsmedlet är xantan gum.

7. Vattenhaltig suspension enligt något av kraven 1-6, kännetecknad därav, att den innehåller ett dispergeringsmedel i en halt av 0.05-4 viktprocent. 10 15 20 25 51Û135 12

8. Vattenhaltig suspension enligt krav 7, kännetecknad därav, att dispergeringsmedlet är ett nonjoniskt ytaktivt medel, anjoniskt eller katjoniskt ytaktivt medel.

9. =%?«Vattenhaltig suspension i enlighet med krav 7, kännetecknad därav, att dispergeringsmedlet är en jonisk lågmo- lekylär polymer med en molekylvikt av 1 000-15 000.

10. Sätt att framställa en suspension enligt krav 1-9, kännetecknat därav, att ingående vatten blandas med en torrblandning, som innehåller cellulosaetern och elektrolyt- saltet.

11. Sätt enligt krav 10, kännetecknat därav, att torrblandningen innehåller samtliga i vattenfasen ingående komponenter.

12. Torrblandning, kännetecknad därav, att den inne- håller en med glyoxal tvärbunden cellulosaeter enligt något av kraven 1-4 och ett elektrolytsalt enligt något av kraven 1-4, varvid halten av cellulosaetern är 50-90 viktprocent och halten av elektrolytsaltet är 10-50 viktprocent.

13. Blandning enligt krav 12, kännetecknat därav, att den innehåller 0.02-6 viktprocent av ett stabiliseringsmedel enligt krav 5 eller 6.

14. Blandning enligt krav 13, kännetecknat därav, att den innehåller 0.1-8 viktprocent av ett dispergeringsmedel enligt krav 7, 8 eller 9.