TWI246987B - Method of clarifying water using low molecular weight cationic dispersion polymers - Google Patents

Method of clarifying water using low molecular weight cationic dispersion polymers Download PDF

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TWI246987B
TWI246987B TW090107968A TW90107968A TWI246987B TW I246987 B TWI246987 B TW I246987B TW 090107968 A TW090107968 A TW 090107968A TW 90107968 A TW90107968 A TW 90107968A TW I246987 B TWI246987 B TW I246987B
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John W Sparapany
Richard P Cardile
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Nalco Chemical Co
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Description

1246987 Α7 Β7 五、發明説明(i) 技藝範*壽 本發明係有關一種使用低分子量、低電荷陽離子分散 聚合物以淨化水的方法。 發明背景 於固/液分離之水處理範疇中,懸浮固體係藉多種方 法而自水中移除,該方法包括沈澱、引力過濾、漂浮、過 濾、混凝、絮凝及乳化破壞。此外,自水移除懸浮固體後, 其等通常必須脫水,以使得其等可進一步被處理或適當地 被排除。經固體移除之處理水通常具有少至數個ppb之懸 序固體或分散油,或可能含有大量的的懸浮固體或油脂。 欲脫水之固體可含有自〇·25重量%之固體至4〇或%重量 %之固體物質。固/液或液/液分離方法係設計以自液體中 移除固體,或自液體中移除液體。 雖然嚴格的機械裝置係已用於完成固/液分離,新的 方法通常依賴機械分離技術,該等技術係藉合成或天然的 聚合物質而增加以加速自水中移除固體的速度。此等方法 經濟部口夹8黄工消費合作社印製 智慧財產局 包括以&離子劑聚合物處理原水(raw wat er ),該等聚人 物係沈澱懸浮顆粒且使水可用於工業或市政用途。此等方 法的其他例子包括自紙場排出廢棄物中移除有色可溶物, 使用有機絮凝劑聚合物以絮凝工業及市政廢棄物、淤渣回 收、乳化破壞、及紙漿及紙張製造中之排水助劑與採礦 法中之漂浮助劑。 淨化作用一般係指以混凝、絮凝及沈澱方式移除非可 本紙張尺度適用中國標準(CNS ) 加謂公釐) --— -4- 1246987 A7 B7 智A r 局 本紙張尺度適用中國g標準(CNS ) A4規格(2Ι〇Χ2ϋ^ 五、發明説明( 沈降之物質。混凝係為一種膠體去穩定化的方法,其係藉 由中和膠體表面的電荷。一旦經中和後,顆粒不再彼此排 斥且可t集以形成較大的可沈降固體。混凝對移除膠體尺 寸大小之懸浮固質而言是必須的。絮凝係為一種使不穩 疋、已混旋之顆粒聚在一起以形成一較大的附聚作用或絮 凝作用,其係為了增加固/液分離方法的目的。 淨化化學物品典型係與機械淨化器一起使用以自經處 理之水中移除固體。該淨化化學物品係混凝及/或絮凝該 懸浮固體以成為較大的顆粒,而後可藉重力沈降或漂浮以 自水中移除之。 不同的化學物品種類及程序可依欲處理水之特性而使 用。傳統上係使用一雙聚合物程序,以用於原水的淨化作 用’其中一般係將鋁化學物品與一有機混凝劑一起使用, 以移除可溶有色及其他之污染物。廢水之淨化作用係取決 於名人被移除之固體的特性及機械方法。當需移除膠體固體 時’一般係使用廢水淨化作用之化學處理,以使得所要求 之生化氧、所要求之化學氧及欲被排至接收流之總懸浮固 體必須達到最小化。典型而言,此包含使用一低分子量之 陽離子混凝劑,而後使用一高分子量的絮凝劑。 用於製備高分子量陽離子分散聚合物絮凝劑的方法係 描述於美國專利第5,〇〇6,59〇及4,929,655案中。將^陽 離子分散聚合物絮凝劑及一陽離子混凝劑使用於淨化由紙 原料循環之裝載印墨的水係揭露於所頒佈之美國專利第 5,75〇,〇34案中。用於水淨化、脫水、滯留及排水之高分 一---:--^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 丨訂丨-----線 子1、㈣合物之活,ϋ陽離子分散聚合物係揭冑於所頒佈 ^美國專利第〇9/〇54,9S〇案中。於製紙中,將高分子量 陽離子分散聚合物使用作為滞留及排水助劑係 佈之猶97⑽38.6及美國專利第Q9/Q1Q,1SS案所中頒 本發明之概要說明 於其主要之具體實施例中,本發明係有關於—種淨化 水之方法’其包含於水中加人—有效淨化量之低分子量水 溶陽離子分散聚合物,其係藉由於一穩定劑聚合物存在 下’於-陰離子鹽類水溶液中,纟自由基形成之環境下, 聚合—或多種陽離子單體及-或多種非離子性單體以及— 或多種鏈轉移劑而製得,其中該陽離子分散液具有—自約 10莫耳百分比至约75莫耳百分比之陽離子電荷以及一自 0 · 2 dl/g至約6以化的只別。 本發明之陽離子分散聚合物具有比傳統用於淨化> 水、製程水及廢水之混凝劑更佳之效能。當本發明之聚1 物用於作為一混凝助劑以處理脫水之淤渣時,其亦展:; 於或改良之效能。此等聚合物的使用係可在無不欲之油』 界面活性劑(其係含於傳統之谬㈣合物巾)加人之❸ 下’提供移除顆粒物質之方法。此外,此等聚合物不需石 相變換系統且可使用簡單的饋送裝置而引人製程流線中。 該較佳效能之極低分子量陽離子分散聚合物係為不石 广,其具有比傳統混凝劑更顯著之低陽離子電荷,』 以型具有i⑽莫耳百分比之陽離子電荷。理論上,此作用 1246987 、發明説明( 經 濟 智 局I 工 消 費 合 作 社 印 製 勺方式並不僅在於電荷的中和,且可應用一屏蔽機制,於 此膠體粒子上之陰離子電荷係有效地被其他膠體粒子上之 陰離子電荷所屏蔽且使粒子聚集。 、本發明之陽離子分散聚合物的又一優點係為其可使用 作為單處理劑,且其效能通常係大於傳統的混凝劑。雖 然可添加其他的處理劑以作為添加劑,然就活性而言,其 等係不需要的。 於另一具體實施例中,本發明係有關於一種淤渣脫水 的方法,其包含於淤渣中加入一有效量之低分子量水溶陽 離子分散聚合物,其係藉由於一穩定劑聚合物存在下,於 一陰離子鹽類水溶液中,在自由基形成之環境下,聚合一 或多種陽離子單體及一或多種非離子性單體以及一或多種 鏈轉移劑而製得,其中該陽離子分散液具有一自約1〇莫 耳百分比至約75莫耳百分比之陽離子電荷以及一自 〇.2dl/g至約 6 dl/g 的 RSV。 於又一具體實施例中,本發明係有關於一種在製紙方 法中增進滞留及排水效能之方法,該方法包含於製紙淤漿 中加入一有效量之低分子量水溶陽離子分散聚合物,其係 藉由於一穩定劑聚合物存在下,於一陰離子鹽類水溶液 中’在自由基形成之環境下’聚合一或多種陽離子單體及 一或多種非離子性單體以及一或多種鏈轉移劑而製得,其 中該陽離子分散液具有一自約1 · 〇莫耳百分比至約7 5莫耳 百分比之陽離子電荷以及一自0 · 2dl/g至約6dl/g的 RSV ° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 A _ I------------ m mi 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) ^46987
再者,如果需要的話,本發明之由水稀釋而得之呈水 溶液形式之水性分散液可有效地用於多數技術領域中,以 作為絮凝劑、增厚劑、土壌調節劑、黏附劑、食品添加劑、 分散劑、清潔劑及醫藥或化妝品之添加劑等等。 本發明之詳細說明 名詞定義 此處所使用之縮寫及名詞係具有下列意義:
AcAm係指丙烯醯胺; DMAEA · BCQ係指二甲基胺乙基丙烯酸苄基氯化物季鹽; DMAEA · MCQ係指二甲基胺乙基丙烯酸甲基氯化物季鹽,· EPI-DMA係指表氯醇-二甲胺; AIVN係指2 , 2 1 -偶氮雙(2 , 4 _二甲基戊腈);且 AIBN係指2 , 2 ·-偶氮雙(2 -甲基丙腈)。 "原水π係指源自天然地理來源(包括河流、湖泊、井 水、雨水等)之水。 π製轾水”係指使用於用於製程之水,諸如一製造製程 (製紙機械)、鐵生產、化學生產製程、精煉製程、食品生 產製程(i · e ·,糖製程)等等。 "廢水"係指源自製造製程、市政廢棄物之水或其他在 排放至接收流、湖泊或其他水道之前必須處理的水。 "製紙製程”係指一由紙漿製造紙之方法,其包含形成 -水性纖維製紙淤漿、乾涸淤漿以形成一片並乾燥該片。 形成製紙淤漿、乾涸及乾燥之步驟可以任一種熟於此技者 表紙張尺度適用中國國家標) A4規格(21GX297公釐)
I------*------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 、1T- 線 • n n m n ml n tit — 1 - ϋ · 經濟部tp央標準局員工消費合作社印製 智慧財產局 ^46987
經濟部口芡標進工消費合作社印製 智慧財產局 、方法來進仃。傳統混凝劑、傳統絮凝劑、明礬、陽 子羸畚或其等之組合可使用以作為添加劑,以與本發明 9 里陽離子分散聚合物一起使用,雖然必須強調的 θ力丨對滯留及排水之有效活性而言並非必須的。 ^ Π早體"係指一可聚合之稀丙基、乙婦基或丙婦酿基化 / 4單體可為陰離子、陽離子或非離子性單體。乙稀 單體係為佳、丙烯醯基單體係為較佳。 Π非離子性單體”係指下述所界定之單體,其為電中性 的典型之非離子性單體包括丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、 Ν一甲基丙烯醯胺、Ν, Ν_二甲基(曱基)丙烯醯胺、Ν_異丙 基(曱基)丙烯醯胺、Ν_ (2 —羥丙基)甲基丙烯醯胺、『羥 甲基丙烯醯胺、Ν—乙烯甲醯胺、Ν_乙烯乙醯胺、ν_乙烯 一Ν'曱基乙醯胺、聚(乙二醇)(曱基)丙烯酯、聚(乙二醇) 單甲醚單(曱基)丙烯酯、Ν_乙烯一卜吡咯烷_、甘油單 ((甲基)丙烯酸)、2_羥乙基(曱基)丙烯酯、乙烯甲碏基、 乙烯乙酸酯等等。較佳的非離子性單體包括丙烯醯胺及曱 基丙烯醯胺。丙烯醯胺係為最佳。 |,陽離子單體”於此係指帶有一淨正電之單體。陽離子 單體具有下式: h2c=9 一 Ri h CFC-AfB#R3 X; R4 I „---r — ^-------1.^1-----^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中Ai為〇或NH ; 81為02-(:4烯基或羥丙烯;Ri係為^1或
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經濟部0 夭樣準货工消費合作社印製 智慧財產局 CH3,R2&R4係各自·為Ci_C2烷基;R3為Η、Cl_C2烷基 或芳烧基;且Xi為一陰離子相反離子。代表性之陽離子單 體包括二甲基胺乙基甲基丙婦酸芊基氯化物鹽(DmaEm · ecq)、二甲基胺乙基丙婦酸苄基氯化物鹽(DMAEA · BCQ)、二甲基胺乙基丙稀酸甲基氯化物鹽(DMAEA · MCQ)、二甲基胺乙基甲基丙烯酸甲基氯化物鹽(dmaem · MCQ)、二甲基胺乙基甲基丙烯酸甲基硫酸鹽(dmaem · MSQ)、二甲基胺乙基丙烯酸甲基硫酸鹽(dmaea · msq)、 甲基丙烯醯胺丙基三甲基氯化銨(MAPTAC)、丙稀醯胺丙 基三甲基氯化銨(APTAC)等等。二甲基胺乙基丙烯酸甲基 氯化物鹽及二甲基胺乙基甲基丙烯酸苄基氯化物鹽為較 佳。 "烷基π係指一單價基團,其係衍生自一藉移除一單一 氫原子之直鏈或支鏈飽和之碳氫化合物。代表性之烧基包 括甲基、乙基、正丙基與異丙基、丁基等等。 ”烷氧基(Alkoxy) ”及”烷氧基(alk〇xyl) π係指一 烷基-〇-基圑,其中烷基係為此所界定者。代表性之烷氧 基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等等。 ”亞烷基”係指一二價基團,其係衍生自一藉移除二個 氫原子之直鏈或支鏈飽和之碳氫化合物。代表性之亞烷基 包括亞f基、亞乙基、亞丙基等等。 羥基亞丙基"係指一以羥基取代之亞丙基。 ”芳基”係指一約6到2〇個碳原子之脂肪族單環或多 環系統,且較佳係為6至約10個碳原子。芳基任擇地可 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21 Οχ297公疫)
---------r — ^! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 、τ • 1ΪΙ ί II - I- - · 線 -10- 1246987
經濟部D央標準局員工消費合作社印製 智慧財產局 一或多個烷基、烷氧基、_素或_化烷基所取代。代表性 之芳基包括苯基或萘基、或經取代的苯基或萘基。較佳之 取代基為烧基。 ”芳烷基”係指一芳基—亞烷基—基團,其中芳基及亞烷 基係如此處所界定者。代表性之芳烷基包括苄基、苯乙基、 苯丙基、1-萘甲基等等。較佳之芳烷基為苄基。 π鹵素π係指氟、氯、溴或鐵。 ’’鹵化烷基’’係指一於此所界定之烷基,該烷基具有 一、二或三個附接於其上之_素。代赤性之鹵化烷基包括 氯化甲基、溴化乙基、三氟化甲基等等。 π陰離子相反離子”係指任何有機或無機陰離子,其中 和於此所界定之陽離子單體之季氮原子上的正電。代表性 的陰離子相反離子包括!I素、硫酸鹽、磷酸鹽、一氫磷酸 鹽、硝酸鹽等等。較佳之陰離子相反離子為函素。 ”鏈轉移劑〃係指任何使用於自由基聚合反應之分 子’其將與一聚合物自由基反應,以形成一死(dead)聚合 物及一新的自由基。於此使用之鏈轉移劑係用於控制本發 明之陽離子分散聚合物的分子量。代表性的鏈轉移劑係列 示於K· c. Berger 及 G· Brandrup,"Transfer Constants to Monomer,P〇lymer,Catalyst,Solvent,and Additive in Free Radical Polymerization,’’ Section II,pp. 81-151,及 ’’Polymer Handbook,,,,其由 J. Brandmp and E· H. Immergut所編輯之第 3版,1989,John Wiley & Sons, New York。較佳之鏈轉移劑包括鹽類(諸如甲酸鈉、次磷酸鈉 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) -1.1 - I----------- ^---------玎—-----^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1246987 經濟部Tb央貝工消費合作社印製 智慧財產局 Α7 Β7 五、發明説明(9) 等等)、醇類(諸如甲醇、乙醇、丙醇、苄醇、甘油等等) 以及其等之組合物。較佳係為甲酸鈉、次磷酸鈉與罕醇以 及此等鏈轉移劑之組合物。 ,降低的特定黏度(Reduced Specific Viscosity) H (RSV)係為聚合物鏈長及平均分子量的指 標。RSV係在一特定之聚合物濃度及溫度下測得,其計算 如下·· [(!) -1] RSV = Jls- c 其中π =聚合物溶液的黏度; %=於相同溫度下之溶劑的黏度;且 C =溶液中聚合物的濃度。 此處所使用之濃度” c „的單位為(克/丄〇 0 ml或g/分 升)。因此,RSV的單位係為dl/g。RSV係於3 0 °C下測量。 β及%的黏度係使用Cannon - Ubbe 1 ohde半微稀釋黏度 计(尺寸為7 5 )來測量。該黏度計係於定溫浴(調整至3 〇 土 0.02C)中,架設於一完美的垂直位置。RSV計算之固有 誤差為約〇 · 5 dl/g。就此處所教示之RSV計算而言,所使 用之聚合物濃度係為溶於1.0N或〇·ΐ25Ν之硝酸鈉溶液 中之0.045%之聚合物活性物。 用於測量兩相同或非常相似之組成物之直線聚合物的 相似RSVs係為該聚合物具有具有相似分子量的指示,而提 供該聚合物樣品以相同之方式處理及該RSVs於相同條件 ί紙張尺度適财( CNS ) Α4ϋ 2獻29:^_ ~~^ -12- 裝 I —訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 101246987 五、發明説明( 經濟部口夬工消費合作社印製 智慧財產局 下測量之資訊。 "分散聚合物·係指—分散於—含有一或 類之水性連續相中之水溶聚合物。於水性連續相中=鹽 聚合物之聚合作㈣代表性例子係發現於美國專^4,92:: 655、5:。。6,59。、5,5-'8”與5,597,858 中, 以及歐洲專利第63〇9〇9與Η74”案中。 本發明之陽離子分散聚合物較佳係由下列之方式而梦 備’製備—水、—或多種多價陰離子鹽類、非離子性單體^ 陽離子單體及鏈轉移劑、—顆粒穩定聚合物、任何聚合反 應添加劑(諸如螯合劑)、?11緩衝液之混合物,將混合物填 充至一設置有混合器、溫度調控熱電偶器、排氮管以及一 水混凝器之反應器中。 可應用批次或半批次之聚合方法以製備本發明之分散 聚合物。於批次聚合方法中,該聚合之穩定聚合物、鏈轉 移劑、單體、螯合物與水係於初始即加至反應器中。同時, 亦將全部或一部分之鹽/鹽配方加至反應器中。開始機械 性撥動且將反應器内容物加熱至理想之聚合溫度。當到 該設定點溫度時,加入起始劑並開始排氮。可允許該反應 於理想溫度下進行直到完成,而後,冷卻反應器之内容物。 可於聚合反應期間加入其他的無機鹽類以維持操作性能或 景夕響終產物的性質。再者,可於反應期間加入其他的起始 劑以達到理想的轉換率且有利於反應的完整性。亦可於反 應混合物中加入後聚合反應之添加劑,諸如其他之鹽、 用於分子量及pH之穩定劑與抗發泡及殺生物劑。 裝 訂 線 達 水 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐〉 -13 1246987 五、發明説明( 半批次聚合方法之使用與批次聚合方法之使用的差里 在於反應開始時供給一部分或全部之使用於聚合物合成 中的^多種單體。而後於聚合反應過程中加入其料單 體。假若丙烯醯胺單體係使用作為一半批次單體時,一 係於半批次期間亦加入一螯合物。 、 *適用於製備該分散聚合物之多價陰離子鹽類係包括無 機或有機硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物或其等之混合物。較; 7陰離子鹽類包括硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鎂、硫酸鋁、磷 -氫銨、馱氫鈉、磷酸氫鉀及氯化銨。此等鹽類係使用 於水性洛液中,其等於產物混合物中典型上具有15重量百 分比或1 5重量百分比以上之結合總濃度。 經濟部口央量工消費合作社印製 智慧財產局 曰適的聚合穩定劑包括水溶陽離子聚合物,其等較佳 係可溶於水性鹽溶液中。分散劑之使用量係為以親水分散 聚合物之總重為基礎之約1%至約10%的量。該聚合穩定 劑亦指一穩定劑,其係使所形成之聚合物顆粒不會有混凝 成塊且形成一膠體而非一微細顆粒分散體的情形。合適之 包括%離子一婦丙基_N'N_:取代之銨離子單體或 Ν,Ν-二取代之-胺乙基(曱基)丙烯酸鹽單體及其等之季 鹽的均聚物、二烯丙基_比心二取代之銨離子單體及ν,ν — 二取代之-胺乙基(甲基)丙烯酸鹽單體及其等之季鹽的共 聚物、以及含有2 〇莫耳百分比或更高之陽離子二烯丙基 -Ν,Ν-二取代之銨離子單體或以,1二取代之_胺乙基(甲 基)丙稀酸鹽單體及其等之季鹽的聚合陽離子、以及一或 夕種非肖隹子性單體,較佳係為丙烯醯胺、曱基丙烯醯胺或 本紙張尺度適财關家絲(CNS ) Α4規格(:似別公餐) —- -14- 1246987 A7 B7 12 費 合 作 社 印 製 氮
-------„---.-I辦衣—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) m n m 1---« m I.. ^-----------------I 五、發明説明( 苯乙稀。該穩定.劑的分子量較佳係在約1〇 , 〇〇〇到 1 0,0 0 0,0 0 0的範圍間。較佳的分散劑包括二烯丙基甲基 氯化銨、二曱基胺乙基丙烯酸甲基氣化物季鹽及二曱基胺 乙基曱基丙烯酸甲基氯化物季鹽之均聚物。 一多官能性醇類(諸如甘油或聚乙二醇)亦可包含於 聚合系統中。微細顆粒之沈澱係於此等醇類之存在下進行。 该聚合反應係以任何可造成合適之自由基形成之方式 來啟動。熱衍生之自由基係為較佳,其中該自由基種類較 佳係由熱、均裂分離之水溶偶氣、過氧化物、氣過氧化物 及過酸醋化合物所產生。特佳之起始劑係為偶氮化合物, 其包括2,2 '-偶氮雙(2 -脒丙烷)二氫氯化物及2 , 2 _偶 雙(Ν,Ν 一亞甲基異丁基胺基)氫氯化物等等。 可在單體聚合啟動之前,於反應混合物t加入一種子 聚合物’以用以獲得一微細分散液。該種子聚合物係為一 水溶,離子聚合物,其不溶於多價陰離子鹽類之水性溶液 中。该種子聚合物之單體組成物不需與聚合期間所形成之 合物相同。該種子聚合物較佳係為-藉前述 之方法❿由别豸之單冑混合物所製備而得之聚
-旦該分散聚合物不含界面活性劑或油時,…P 合物對環境較佳。再者,分散聚合物不含油::2 有實質上零有機含量(V '、同此具 -環境優點。 物其為此聚合物之另 較佳具體實施例 於本發明之-較佳態樣中,非離子性單體係選自丙婦 -15- 1246987 五、發明説明( J3 經 ,濟 部 產Jj 局f 消 費 合 作 社 印 製 醯胺及甲基丙烯醯胺,且該陽離子單體係選自二甲基胺乙 基丙稀酸甲基氯化物鹽與二甲基胺乙基甲基丙婦㈣基氣 化物鹽。 /另—㈣Μ中’㈣分子量水謂離子分散聚合 物係具有一自約1〇莫耳百分比至約π莫耳百分比之陽離 子電荷以及自約0.3 dl/g至約6 dl/g的㈣。 於又一較隹態樣中’該低分子量水溶陽離子分散聚合 物具有—自約1Q莫耳百分比至約35莫耳百分比之陽離子, 電荷以及自約0.4 dl/g至約5 dl/g的㈣。 於再一較佳態樣中,言亥低分子量水溶陽離子分散聚合 物:為-丙烯醯胺及二甲基胺乙基丙烯酸甲基氯化物鹽的 ” ♦物,且具有一;L〇莫耳百分比之陽離子電荷以及自約 〇.5dl/g 至約 6dl/g 的 RSV。 於另較佳恶樣中,該低分子量水溶陽離子分散聚合 物係為-丙烯酿胺、二甲基胺乙基丙烯酸甲基氯化物鹽與 二甲基胺乙基甲基丙烯酸辛基氯化物鹽之三元共聚物 具有一約35莫耳百分比之陽離子電荷以及一自約〇 dl/g 至約 6dl/g 的 RSV。 於再一較佳態樣中,該低分子量水溶陽離子分散聚合 物係為-丙婦醯胺,二曱基胺乙基丙婦酸甲基氯化物鹽及 二甲基胺乙基丙烯酸苄基氯化物鹽的三元共聚物,且具有 "、勺3 5莫耳百分比之1%離子電荷以及一自約〇 · 5 d丄/彐至 約 3 · 〇 dl/g 的 RSV。 陽離子分散聚合物的有效淨化劑量係取決於欲被處理 訂 且 線 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇><297公董) -16- 1246987 A7 B7 經濟部·α央$ 工消費合作社印製 智慧財產局 五、發明説明(14) 之水的特性且可由熟於此技者所決定。聚合物必須給予一 有效量以造成分散之物質的混凝並產生改良的沈降。典型 的劑量係自約以聚合物活性為主之〇 . 1到5 0 0 ppm。然 而,劑量可為更高且取決於流體中固體的種類及濃度。高 達5 0 0 0 ppm的劑量亦為所需。 於一較佳實施態樣中,水係選自於原水、廢水及製程 水。 以下將藉參考下述之實施例而更為明瞭,該等實施例 係用以例示說明而不欲用於限制本發明之範疇。 實施例1 一低RSV 90/10莫耳百分比之丙烯醯胺/二甲基胺乙 基丙烯酸甲基氯化物季鹽之分散聚合物係以下列方式製 備: 於一配備有一攪拌器、溫度控制器及水凝器之i . 5公 升的樹脂反應器中加入338·92 g之去離子水、226.57 g 之49 .5%.白勺’丙細酉篮月安溶液(Nalc〇 Chemical Company, Naperville,工L·) 、43.6 g之80%的二甲基月$乙基丙 細酸甲基氮化物季鹽溶液(CPS Chemical Co.)、13 «5 g 的甘油、5 g的己二酸、5 〇 g之工5 %的二甲基胺乙基丙 少布酸甲基氣化季鹽均聚物的溶液(工V = 2 . 〇 , Na 1 c 〇
Chemical C〇·)、0 · 4 g的EDTA、一鏈轉移劑(見表工, 甲酸鈉或次磷酸鈉)及3 0 2 g的硫酸銨。將混合物加熱至4 8 1:,且加入1.〇9之1%的2,2|-偶氮雙(2_脒丙烷)二 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本!) -裝· 訂 -17- 1246987 A7 15y i、發明説明( 氣氣化物溶液(Wak〇 Chemicals USA, Inc·, Richmond VA)。所得之溶液係以1 0 0 0 cc/min的速率與氮一起喷 出。1 5分鐘後,開始聚合反應且溶液變黏稠。於接下來的 4個小時中,溫度係維持於4 8 X:。於開始之3個小時後, 加入3 g之1 % 2 , 2 —偶氮雙(2 -脒丙烷)二氫氯化物溶液。 於開始之4個小時後,將另外4 g之]_ 〇 %的2 , 2 | -偶氮雙 (2 -脒丙烧)二氫氯化物溶液加至分散液中,並將混合物於 4 8 C下再反應4個小時。而後,將1 〇 g的硫代硫酸鈉與 59的乙酸加至分散混合物中。所得之分散聚合物的RSVs 係為鏈轉移劑濃度的函數,且範圍自15·6 dl/g至l.o dl/g 〇 第1表 鏈轉移劑(CTA)之濃度在聚合物RSV的效果 CTA 濃度(ppm) RSV(1M NaN03) 無(翌照組) 18.5 dl/g 甲酸鈉 100 15.6 dl/g ~ 甲酸納 5 0 0 11.4 dl/g 甲酸納 2 000 6.0 dl/g -入碟酸納 500 2.0 dl/g 次磷酸鈉 1000 1.0 dl/g 實施例2 2〇·4%之聚合物固體,65/15/2〇莫耳百分比之 I „---^--批衣-------1,^1-----^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部.口央工消費合作社印製 智慧財產局 18- l246987 Α7 Β7 五、 發明説明( 16 經濟部·口央標進工消費合作社印製 智慧財產局 丙烯醯胺/二甲基胺乙基丙烯酸带基氣化物季鹽/二甲基 胺乙基丙烯酸甲基氣化物季鹽之分散三元共聚物係以下列 方式製備。 一 1 · 5公升的反應器瓶係配置有一機械攪拌器、熱電 偶器、冷凝器、排氮管、一入料口及一加熱管(heat ing tape) 〇將153 · 0 g之丙烯醯胺(4 8 · 6 %水溶液(Nal co Chemical Co . of Naperville,工 L·) 、31.8 g 之二 曱基胺乙基丙稀酸苄基氯化物季鹽(7 1 · 5 %水溶液, Nalco Chemical Co. of Napervi lie,工 L) 、7〇·4 g 之二甲基胺乙基丙烯酸曱基氯化物季鹽(7 9 · 5 %水溶液, CPS Chemical Company of Old Bridge, NY) 、36·4 9之二甲基胺乙基丙烯酸甲基氯化物季鹽的均聚物(]L 5 % 水溶液,-Nalco Chemical Co . , Napervi lie,工L)、 55 · 4 g之二烯丙基二曱基銨氯化物均聚物(12%水溶液, Nalco Chemical Co . , Napervi lie,工 L·) 、l.〇 g 之 曱酉夂納、〇· 2 g之乙^一胺四乙酸、四納鹽(Dow Chemical C〇·, Midland, MI) 、 16〇·0 g 之石荒酸 4安、15 · 0 g 之 硫酸鈉與352 ·〇 g之去離子水。將混合物加熱至47, 同時以9 0 0 rpm攪拌之。於到達4 7 °C後,將1 · 5 g之 1 · 〇 %的2 , 2,-偶氮雙(2 -脒丙烷)二氫氣化物水溶液 (Wako VA- 5 0 , Wako Chemical s , Dallas , TX)力口人 反應混合物中並啟動固定的氮排放。於2個小時後,以一 小部分之添加方式,依序加入9 · 1 g之二甲基胺乙基丙烯 酸苄基氯化物季鹽(7 1 · 5 %水溶液)、7 · 8 g之二甲基胺 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 線 Λ ο r ί i r
M y Z A -19- l246987
------L---1 — ^! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 乙基丙烯酸甲基氯化物季鹽(79·5%水溶液)與3·〇 g之 1%的2,2'-偶氮雙(2_脒丙烷)二氫氣化物之水溶液。於 又3個小時後,加入4·〇 g之1〇% 2,2卜偶氮雙(2_脒丙 烧)二氫氯化物水溶液並讓反應溫度上升至5 5它。5 5它持 續2個小時後,冷卻反應,並加入1 〇 · 〇 g的乙酸與2 〇 · 〇 g 的氯化銨。 該終產物係為一平滑之奶狀白色分散液,且其具有 工3〇 cp之大的黏性以及一 9·8 dl/g的降低的特定黏度, 其係在3 0 °C下,於0 · I25 N的水性硝酸鈉中,測量一 0.045%的聚合物溶液。 訂 實施例3 線 一 ·2〇·6%之聚合物固體,65/l5/2〇莫耳百分比之 丙烯醯胺/二甲基胺乙基丙烯酸爷基氯化物季鹽/二甲基 胺乙基丙烯酸甲基氯化物季鹽之分散三元共聚物係以下列 方式製備·· 工消費合作社印製 智慧財產局 如實施例1中所述,於反應器中加入1 5 0 · 5 g之丙烯 胺(4 9 · 4 %水溶液)、8 1 · 9 g之二曱基胺乙基丙烯酸 芊基氯化物季鹽(71·5%水溶液)、70.4 g之二甲基胺 乙基丙烯酸甲基氯化物季鹽(79.5%水溶液)、32.0 g之 二曱基胺乙基丙烯酸曱基氯化物季鹽均聚物(15%水溶 液)、48 . 0 g之二烯丙基二曱基銨氯化物均聚物(15%水 溶液,Nal co Chemical Co . , Napervi 11 e ,工 L)、 0·1 g之甲酸鈉、2.0 g之苄醇、0.2 g之乙二胺四乙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -20- 1246987 經濟部員工消費合作社印製 智慧財產局 Α7 Β7 五、發明説明(18) 酸、四鈉鹽、1 5 5 · 0 g之硫酸銨、1 5 · 〇 g之硫酸鈉與 3 6 8 · 0 g之去離子水。將混合物加熱至4 7。〇,同時以9 〇 〇 rPm攪拌之。於到達4 7後,將1 · 5 g之丄· 〇 %的2 , 2 | 一 偶氮雙(2 -脒丙烷)二氫氯化物水溶液加至反應混合物中 並啟動固定的氮排放。於2個小時後,以一小部分之添加 方式’依序加入4·6 g之二甲基胺乙基丙烯酸苄基氯化物 季鹽(/71· 5%水溶液)與4 ·〇 g之二甲基胺乙基丙烯酸甲 基氯化物季鹽(7 9 · 5 %水溶液)。於再丄小時後,依前方式 進行第一、等單體之加入(4·6 g之二甲基胺乙基丙烯酸 苄基氯化物季鹽(7:L·5%水溶液)與4·〇 g之二曱基胺乙 基丙烯酸甲基氯化物季鹽(79·5%水溶液)),而後加入 3 · 0 g之1 %的2 , 2 ;L _偶氮雙(2 —脒丙烷)二氫氯化物水 溶液。於再3小時後,加入4 · 〇 g之1 〇 %的2 , 2 , 一偶氮雙 (2 _脒丙烧)二氫氯化物水溶液,而今將反應溫度上升至5 5 C。5 5 C持續1 · 5個小時後,冷卻反應,並加入丄〇 · 〇 g的 乙酸與1 0 · 0 g的氯化銨。 終產物係為泡沫式、奶狀之白色分散液,其具有一 3 6 〇 CP之大的黏稠度與一 5· 2 dl/g之降低的特定黏度,其係 在3〇°C下,於O.ILM N的水性硝酸鈉中,測量一 〇·〇45% 的聚合物溶液。 不同量及/或組合的甲酸鈉與罕醇係用以改良聚合物 的分子量。某些測試組合的實施例及其等在分子量上的效 果係列於第1表中。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公餐) -------^---^批衣------Γ-1Τ—-----^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21- 1246987 A7 B7 五、發明説明(19) 苐2表 鏈轉移劑在分子量上的作用 於約1 kg反應中 _之曱酸鈉的克數 於約1 kg反應中 —之苄醇的克數 RSV (dl/g)— (0 . 125N NaN03) 0 . 5 0 13.2 _ 1.0 0 9 . 8 一 5 . 0 0 2 . 5 _ 0 . 1 2 . 〇 5 . 2 _ 6 . 0 2 . 〇 1.5 — — 5.0 . 2 . 〇 1 . 6 實施例4 - S中之測試的實驗聚合物產物係列於第3表 中。聚合物A係為一代表性的高分子量AcAm/DMAEA · MCq 分散聚合物’其係得自Nalco Chemical Company。聚 合物B - E係為低分子量AcAm/DMAEA · MCQ分散聚合物, 其係依實施例1之方法而製得。聚合物F係為一代表性高分 子量AcAm/DMAEA · MCQ/DMAEA · BCQ分散聚合物,其係 <于自 Nalco Chemical Company·。聚合物 q-k 4系為 ^ 氏分 子量AcAm/DMAEA . MCQ/DMAEA · BCQ分散聚合物,其係 依實施例2 - 3之方式而製得。聚合物L-0係為一代表性之商 業上可得之溶液或乳液混凝劑。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} _裂_ -訂· 線 經濟部口央董-t^工消費合作社印製 智慧財產局 第3表 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -22- 1246987 A7 B7 五、發明説明(20)
聚合 物 號碼 陽離子 電荷(莫 耳% ) RSV (dl/ g) 產物 (形式) 陽離子性種類之化學種 類 A 10 13.0 分散液 DMAEA · MCQ B 10 6 . 0 分散液 DMAEA · MCQ C 10 11.0 分散液 DMAEA · MCQ D 10 2 . 0 分散液 DMAEA · MCQ E 10 1 . 0 分散液 DMAEA · MCQ F 35 2 0 分散液 DMAEA · MCQ/BCQ G 3 5 15.3 分散液 DMAEA · MCQ/BCQ Η 35 , 9 . 8 分散液 DMAEA · MCQ/BCQ 工 3 5 5 . 2 分散液 DMAEA · MCQ/BCQ J 3 5 2 . 5 分散液 DMAEA · MCQ/BCQ Κ 35 1 . 5 分散液 DMAEA · MCQ/BCQ L 100 0 . 2 溶液 DADMAC Μ 50 18.6 乳液 DMAEA · MCQ Ν 3 0 22.5 乳液 DMAEA · MCQ 〇 100 0 . 1 溶液 EPI-DMA (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部·口央貝工消費合作社印製 智慧財產局 本發明之低分子量水溶陽離子分散聚合物用於淨化廢 水的有效性係使用下述簡要之步驟來說明。 用於測試之聚合物溶液的製備 將lg樣品之分散聚合物產物加至199 g之去離子水 中並使用配置有1 · 5吋直徑鎖定攪拌漿之錐體傳動混合馬 達以8 0 0 rpm混合3 0分鐘。而後將由此方法所產生之0 · 5 百分比的溶液在不需進一步稀釋下使用。 力口爾測試(J a r Test) 水之固體的淨化作用係使用一 Gang攪拌器(Gang 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -23- 1246987 A7 B7 五、發明説明(21) S11 r r er )及應用標準加爾測試試驗而測試之。例如,將 25〇 ml測試水樣品置於一 5〇〇 ml之燒杯中並於Gang 攪拌器中以2 〇 〇 rpm攪拌之。於攪拌之水樣品中加入一 部分聚合物溶液。以2 00 rpm攪拌混合物丄分鐘,而後以 50 rpm缓慢混合5分鐘。而後在不攪拌下,允許固體沈降 5分鐘。測量固體沈降體積及上清液水的透明度(混濁 度)。混濁度係使用Hach 2 1 0 〇 p濁度計來測量。 排水測試 排水測試係涉及以聚合物處理一固體淤漿或淤渣樣 品,且一起混合淤渣及聚合物直到發生有效的絮凝作用。 而後’將於渣-聚合物混合物倒至一帶式過濾布上並測量 5、1 0、. 1 5秒之排除的水。水的排除及濾液混濁度可使用 作一聚合物與聚合物劑量間之相關的效能測量。 經濟部口央蒙-<^工消費合作社印製 智慧財產局 -----------„--裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 該排水測試係進行以用以評估於5 0 0 ml量筒之2 0 0 ml之水/固體淤漿中,本發明聚合物所需要置放的量。而 後於5 0 0 m l·量筒中,將一部分之聚合物溶液及足量的額 外的水加至淤渣中,以使5〇〇 ml量筒中之總體積為225 ml。該加至淤渣中之各別的聚合物溶液及水的量可變化以 允許有不同劑量的聚合物。然而,聚合物溶液與稀釋水的 總體積係維持在225 ml。而後將量筒封蓋並上下倒置5次 以完全混合該聚合物及淤渣。而後將凝絮之固體倒於一帶 過濾織物上並記錄1 0秒時之水的排除。記錄水的排除量及 濾液的透明度(混濁度)。使用H a c h 2 1 0 0 P濁度計測量混 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21 ox297公釐) -24- 1246987 A7
裝 丁 線 25- 1246987 A7 B7 五、發明説明( 第4表 化學工廠No · 1 ·曝氣皿生物固體淨化作用之上 清液水的混濁度(NTU) 聚合物 聚合物產物 (RSV,dl/g) 劑量 Ο A(17) B(6.0) C(11.0) G(20) H(9.8) J(2.5) (Ppm) 8 35.7 44.3 31.9 21.5 31.9 10 37.6 51.1 32 18 25.5 11 26.3 12 29.6 37 28.1 13.8 20.4 13 25.2 15 27 40 23.6 12.2 18.3 16 16 18 24.6 36.1 21.2 11.4 16.4 20 18.4 24 17 I 裝 訂 線 ·V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部口央#進工消費合作社印製 智慧財產局 27 26.5 33 24.4 40 24 50 19.8 60 16.9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 26· 1246987 A7 B7 24' 五、發明説明( 實施例5 於貫施例5中’评估雨水(s t〇rm water)處理之應 用。於此,使用加爾測試步驟而以聚合物處理原水並測量 上清液的混濁度以決定聚合物的效能。第5表中所示之結 果係顯示,於此應用中,與最新之市售混凝劑(L )比較, 最低分子量聚合物(J)係為最佳效能之實驗聚合物。 第5表 化學工廠No · 2 :雨水淨化作用之上清液之水的 混濁度(NTU) 聚合物 聚合物產物及RS V,dl/g •I 裝 "訂 線 -> (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 工消費合作社印製 智慧財產局 實施例6 於實施例6中,油狀廢水的處理係使用加爾測試步驟 來進行且測量上清液的混濁度,以決定聚合物之效能。結 果係顯示於第6表中。測試結果顯示此等聚合物可破壞乳 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公羡] " -27- 劑量 (ppm) L A(17) Β(6·0) C(11.0) G(20) Η(9·8) J(2.5) 0 127 127 127 127 127 127 127 5 92.1 77.9 52 7.5 113 80.7 91.9 104 97.9 57.7 53.4 10 10.5 76·7 77.5 94.1 75.7 46.3 18.5 13 84 43.2 76.1 92 70 12.7 11.2 24 12.4 62.5 67 55.7 A7 B7 1246987 五、發明説明(25) 液且產生可沈降之固體以及清澈的上清液水。 第6表 化學工廠No · 3 :水包油之乳液破壞淨化作用之 上清液之水的混濁度 (NTU) 聚合物 聚合物產物及RSV,dl/g 劑量 (ppm) A(17) Β(6·0) C(11.0) G(20) H(9.8) J(2.5) 0 516 516 516 516 516 516 4 108 134 78.1 5 99.5 150 196 6 96.5 95.5 73.9 8 88 96.4 82.1 91.5 100 148 10 84.1 86.5 77.5 11 88 69.2 109 12 13 78.9 65.2 104 16 實施例7 於實施例7中,生物固體沈降測試係使用加爾測試步 驟來進行且記錄上清液混濁度與過濾之固體的體積。最佳 效能之分散聚合物係為工、j、K,其等之RS V係各自為5 · 2、 2 · 5及1 · 5。本明所發現之效能傾向係為3 5百分比分散聚 本紙張尺度適财賴家縣(CNS ) A4規格(2】Gx297公釐) ~ -- -28- 裝 I 訂 線 瓤 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部-口央榉率工消費合作社印製 智慧財產局 1246987 A7 B7 五、發明説明(26) 合物與6及1 · 5 dl/g間之RSVs,其產生最低混濁度之上 清水液以及最低的過濾固體體積。因此,此等聚合物效能 超出該等高分子量分散聚合物。 第7表 化學工廠No · 4 :第二生物固體淨化作用之上清 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·
、1T 線 液之水的瀑濁度(NTU) /過濾固體體積(ml) 聚合物 編號 RSV (dl/g) 聚合物劑量 0 2.5 5 10 15 A 17 242/200 177/170 37.1/160 34.5/140 31.2/150 B 6.0 242/200 42.2/180 40.2/180 41.6/170 39.2/160 C 11.0 242/200 58.6/180 45.6/180 37.8/200 42.8/200 D 2.0 242/200 42.4/150 37.6/150 31.6/150 3^.6/150 E 1.0 242/200 82.7/160 35.4/150 31.6/140 28.3/140 F 25 242/200 234/170 204/150 99.2/150 315/150 G 20 242/200 45.2/150 37.5/140 37.6/110 33.2/120 Η 9.8 242/200 83.7/150 33.5/150 21.8/140 20.0/140 I 5.2 242/200 38.9/150 21.3/150 18.3/140 12.0/140 J 2.5 卜242/200 ί39.8/150 20.5/140 14.4/130 10.6/110 K ~1.5 242/200 196/170 150/160 26.0/150 12.8/140 經濟部U夬$局員工消費合作社印製 智慧財產局 實施例8 於此實施例中,源自市政工廠之淤渣係使用以評估此 實驗聚合物之凝結效果。沈降測試係依下列進行,即將實 驗聚合物加至淤渣中且與固體一起混合。而後,加入與所 有測試相同劑量的陽離子市售絮凝劑。混合淤渣並倒於一 過濾網上。記錄水的排除及濾液水的混濁度。排除體積及 混濁度的改變僅起因於實驗聚合物分子量(RSV)及組成物 的變化。於低聚合物劑量下,愈大的水排除及最低的混濁 本紙張尺度用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)—' "I 4-! · -29- 1246987 A7 B7 五、 發明説明( 27- 經濟部口夹標迤-^工消費合作社印製 智慧財產局 度一般係較理想的。結果顯示於第8表。聚合物1?係為一使 用於排水測試之標準的絮凝劑。結果顯示混濁度之最大降 低及最大排水體積係伴隨該等低於約6 dl/g iRSVs之 貫驗分散聚合物一起發生。最佳之效能丄〇百分比陽離子分 政聚合物係為B(RSV=6 dl/g),且最佳之效能35百分比 陽離子分散聚合物係為K (RSV=1 · 5 dl/g)。 第8表 市政工廠No·1 ;淤渣脫水濾液水之混濁度(NTU)/水排除 體積(ml) 聚合物 編號 RSV (dl/g) 0.5% 分散液 劑量 聚合ή 勿Ν之劑量(0.5%溶液之赵、 1 1.5 2 2.5 3 N 22 0 456/82 114/115 36/140 53/150 B 6.0 1.5 33/115 57/110 62/120 D 2.0 1.5 141/110 44.8/105 53.4/115 E 1.0 1.5 55.1/115 66.2/110 74 4/108 Η 卜9.8 1.5 80/115 45/125 32 4/1 50 I 5.2 1 1.5 52.5/115 27/135 J心·1/丄 21 5/152 J 2.5 1.5 82/138 27/142 35 5/14S Κ 1.5 1.5 31.7/120 35/135 20.4/145 實施例9 本發明之低分子量水溶陽離子分散液在作為滯留及排 水助劑之效果係顯示於實施例9中。測試係藉由加入2 . 5 ppm之低分子量聚合物至5 〇 〇 ^1之紙設備中並藉由將混 合物自一燒杯倒至另一燒杯而混合來進行。使用5個燒杯 對燒杯的傾倒方式,而後加入10 ppm之陽離子絮凝劑, 且混合物以另一 7個燒杯對燒杯的傾倒方式而混合。而 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210X297公釐) 批衣1T------^ * k (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 30. 1246987 A7 B7 五、發明説明(28) 後’將混合物倒於一滯留線上並量測濾液的混濁度。第9 表中之結果清楚顯示低Rsv (分子量)聚合物在降低濾液 混濁度上比向分子量聚合物及L標準混凝劑化學品具有更 好的活性。 第9表 紙工廠1 ·於2 · 5 ppm劑量下滯留及排水測試所量測之水 的混濁度(NTU) -------------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部τρ央榉進局負工消費合作社印製 智慧財產局 聚合物編號 RSV (dl/g) 混濁度(NTU) 無聚合物 75 0 L ~~~' 0 . 2 F ^' 25 __15 1 G 2 0 - ^^3 8 Η 9 . 8 ____101 工 5 . 2 1 J 2 . 5 Κ 1 . 5 -^76 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇x297公釐) 31、

Claims (1)

1246987 六、申請專利範圍 2. 子 基 3. 4. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印絮 5. 35 5.0 基 分比 A8 B8 C8 D8 一種淨化水之方法,其包含於水中加入一有效淨化量 之低为子里水浴1¼離子分散聚合物,該聚合物係在一 存在有一穩定劑聚合物之陰離子鹽類的水性溶液 中’於自由基形成環境下,聚合一或多種陽離子單 體、一或多種非離子性單體以及一或多種鏈轉移劑而 製得,其中該陽離子分散物具有一自約1_〇莫耳百分比 至約75莫耳百分比之陽離子電荷以及一自約〇 2⑴化 至約6 dl/g的RSV。 如申請專利範圍第1項之方法,其中該等非離子性單 體係選自於丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺,且該等陽離 單體係選自二甲基胺乙基丙烯酸甲基氣鹽及二曱 胺乙基曱基丙烯酸苄基氣鹽。 如申請專利範圍第2項之方法,Λ中該低分子量水溶 陽離子分散聚合物具有一自約10莫耳百分比至約% 莫耳百分比之陽離子電荷以及一自約〇 3 d|/g至約6 〇 dl/g 的 RSV。 如申明專利範圍第2項之方法,纟中該低分子量水溶 陽離子分散聚合物具有一自約彳〇莫耳百分比至約 莫耳百分比之陽離子電荷以及一自約〇 4 d|/g至約 dl/g 的 RSV〇 如申凊專利範圍第2項之方法,纟中該低分子量水溶 陽離子分散聚合物係為一丙烯醯胺與二曱基胺乙 丙烯酸甲基氯鹽之共聚物,且具有一約1〇莫耳百 之陽離子電荷以及—自dl/g至約6 dl/g的RSV (2]〇:
-32- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印K 1246987 A8 __ β ----__ 六、申請專利範圍 ★"申明專利乾圍第2項之方法,其中該低分子量水溶 陽離子刀政永合物係為一丙婦酿胺、二甲基胺乙基丙 、希匕夂甲基氯鹽與二甲基胺乙基甲基丙烯酸苄基氣鹽 2三元共聚物,且具有一約35莫耳百分比之陽離子電 荷以及自約〇.5dl/g至約6dl/g的RSV。 7·如申請專利範圍第6項之方法,其中該低分子量水溶 陽離子分散聚合物係具有— W5d_RSV。 士申明專利|巳圍第]項之方法,其中該水係選自於原 水、廢水及製程水。 9· -種泥脫水的方法,其包含於淤渣中加入一有效量 之低分子置水溶陽離子分散聚合斗勿,該聚合物係在一 存在有-穩定劑聚合物之陰離子鹽類的水性溶液 中於自由基形成環境下,聚合一或多種陽離子單 體、一或多種非離子性單體以及一或多種鏈轉移劑而 製得,其中該陽離子分散物具有一自約1〇莫耳百分比 至約75莫耳百分比之陽離子電荷以及一自約0.2 dl/g 至約6 dl/g的RSV。 1〇· -種用於改良製紙方法中之保留及排水效能的方 法,其包含於一製紙淤漿中加入一有效量之低分子量 水溶陽離子分散聚合物,該聚合物係在一存在有一= 疋劑聚合物之陰離子鹽類的水性溶液中,於自由基彤 成環境下,聚合-或多種陽離子單體、—或多種= 子性單體以及-或多種鏈轉移劑而製得,其中該陽離 子分散物具有一自約L0莫耳百分比至約75莫耳Λ百八 + $氏張.尺度過用 (CNS)A^
-33- 1246987 as C8 D8 六、申請專利範圍 比之陽離子電荷以及一自約〇·2 d|/g至約6 dl/g的 RSV。 ---------------袭--- ·*Ψ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· ,線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Γ-_ lvh " -34-
申請曰期 案 號 9〇 i ^7 9 68 類 別 C02F (/56 (以上各欄由本局填註) Γ--1246987 机年汐月丨曰修(更 Α4 C4
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0018314D0 (en) * 2000-07-27 2000-09-13 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Processes of reducing contamination from cellulosic suspensions
US6712976B2 (en) * 2001-09-13 2004-03-30 Abtech Industries, Inc. Dual-action decontamination system
CN100347199C (zh) * 2002-05-15 2007-11-07 阿克佐诺贝尔公司 水溶性聚合物分散体和制备水溶性聚合物分散体的方法
CA2508339C (en) * 2002-12-02 2006-10-24 Genesis International Oilfield Services Inc. Drilling fluid and methods of use thereof
US6784141B1 (en) * 2003-04-21 2004-08-31 Halliburton Energy Services, Inc. Methods, aqueous well treating fluids and friction reducers therefor
US7531600B1 (en) 2003-11-12 2009-05-12 Kroff Chemical Company Water-in-oil polymer emulsion containing microparticles
US7482310B1 (en) 2003-11-12 2009-01-27 Kroff Chemical Company, Inc. Method of fracturing subterranean formations utilizing emulsions comprising acrylamide copolymers
KR20050058785A (ko) * 2003-12-12 2005-06-17 김재봉 벤토나이트를 함유하는 수용성 중합체 분산액 및 그의제조방법
US20050173338A1 (en) * 2004-02-11 2005-08-11 Bretsch Mary K. Method of treating water for fine suspended solids using confined exposure to a living colony of hydrocotyle ranunculoides
US20050215439A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Blair Cecil C Clay stabilization in sub-surface formations
US7291275B1 (en) 2004-04-19 2007-11-06 Davis Robert A Method for clarifying industrial wastewater while minimizing sludge
US7160470B2 (en) * 2004-04-19 2007-01-09 Davis Robert A Method of clarifying industrial laundry wastewater using cationic dispersion polymers and anionic flocculent polymers
US20060084771A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Wong Shing Jane B Method of preparing modified diallyl-N,N-disubstituted ammonium halide polymers
US7473334B2 (en) * 2004-10-15 2009-01-06 Nalco Company Method of preparing modified diallyl-N,N-disubstituted ammonium halide polymers
US8299183B2 (en) 2004-12-28 2012-10-30 Akzo Nobel N.V. Polymer dispersion and process for preparing a polymer dispersion
US20060289358A1 (en) * 2005-06-22 2006-12-28 Geospec, Inc. Methods and apparatus for removing contaminants from storm water
US20090035247A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Gabelnick Stephanie E Method of stabilizing a polysiloxane emulsion and compositions containing stabilized emulsions
US8921478B2 (en) 2008-10-17 2014-12-30 Nalco Company Method of controlling gas hydrates in fluid systems
US8865632B1 (en) 2008-11-10 2014-10-21 Cesi Chemical, Inc. Drag-reducing copolymer compositions
CN101812157B (zh) * 2010-03-31 2011-12-21 淮阴师范学院 聚(n-异丙基丙烯酰胺)/凹凸棒土复合水凝胶的合成方法
US8618025B2 (en) 2010-12-16 2013-12-31 Nalco Company Composition and method for reducing hydrate agglomeration
CN105399896A (zh) * 2014-09-06 2016-03-16 天津市金鳞水处理科技有限公司 一种吸附重金属离子和酚类化合物的凝胶材料的制备方法及其产品
AU2018382681B2 (en) 2017-12-15 2022-08-25 Kemira Oyj Method for treating aqueous feed by dissolved gas flotation
FR3082197B1 (fr) * 2018-06-08 2021-04-23 Coatex Sas Recyclage d'eau dans un derive minier
WO2020047181A1 (en) 2018-08-29 2020-03-05 Ecolab Usa Inc. Use of multiple charged ionic compounds derived from polyamines for waste water clarification

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1267483A (en) 1984-11-19 1990-04-03 Hisao Takeda Process for the production of a water-soluble polymer dispersion
JPH0651755B2 (ja) 1988-10-14 1994-07-06 ハイモ株式会社 水溶性カチオンポリマー分散液の製造方法
US5597858A (en) 1993-06-10 1997-01-28 Nalco Chemical Company Hydrophobically associating dispersants used in forming polymer dispersions
JP3554023B2 (ja) 1993-06-10 2004-08-11 ナルコ ケミカル カンパニー ポリマー分散液の形成における疎水性分散剤
GB2284205B (en) * 1993-11-25 1998-04-29 Nalco Ltd Treatment of agricultural waste
AU8024794A (en) 1993-12-09 1995-06-15 Nalco Chemical Company An improved process for the preparation of water soluble polymer dispersion
US5451326A (en) * 1994-05-16 1995-09-19 Nalco Chemical Company Chemical treatment of food processing wastes using dispersion polymers
US5938937A (en) * 1995-08-16 1999-08-17 Nalco Chemical Company Hydrophilic dispersion polymers for treating wastewater
US6007679A (en) * 1996-05-01 1999-12-28 Nalco Chemical Company Papermaking process
US5614602A (en) 1996-07-09 1997-03-25 Betzdearborn Inc. Process for the preparation of aqueous dispersion polymers
US6059930A (en) * 1996-09-24 2000-05-09 Nalco Chemical Company Papermaking process utilizing hydrophilic dispersion polymers of dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary and acrylamide as retention and drainage aids
US6071379A (en) 1996-09-24 2000-06-06 Nalco Chemical Company Papermaking process utilizing hydrophilic dispersion polymers of diallyldimethyl ammonium chloride and acrylamide as retention and drainage aids
US5733462A (en) 1996-10-03 1998-03-31 Cytec Technology Corp. Cationic water-soluble polymer precipitation in salt solutions
US5750034A (en) 1996-11-01 1998-05-12 Nalco Chemical Company Hydrophilic dispersion polymers for the clarification of deinking process waters
US6019904A (en) * 1996-11-01 2000-02-01 Nalco Chemical Company Hydrophilic dispersion polymers of diallyldimethyl ammonium chloride and acrylamide for the clarification of deinking process waters
US6171505B1 (en) * 1998-04-03 2001-01-09 Nalco Chemical Company Higher actives dispersion polymer to aid clarification, dewatering, and retention and drainage
US6036868A (en) * 1998-07-23 2000-03-14 Nalco Chemical Company Use of hydrophilic dispersion polymers for oily wastewater clarification
AU775362B2 (en) * 1999-04-09 2004-07-29 Nalco Chemical Company Higher actives dispersion polymer to aid clarification, dewatering, and retention and drainage
US6315866B1 (en) * 2000-02-29 2001-11-13 Nalco Chemical Company Method of increasing the dry strength of paper products using cationic dispersion polymers

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