ЭМУЛЬСИИ ПОЛИИЗОБУТЕНОВ, ВЕЩЕСТВО И СПОСОБ
POLYISOBUTENE EMULSIONS, SUBSTANCE AND METHOD

Настоящее изобретение направлено на стабильные эмульсии, содержащие полиолефины, особенно полиизобутен, способ получения указанных эмульсий и применение указанных эмульсий.
Полиолефины и особенно полиизобутен(ы) являются полезными компонентами в большом количестве применений в технике. Тем не менее, все еще сложно получать стабильные эмульсии, содержащие такие полиолефин(ы) и воду. Всегда существует необходимость добавлять либо поверхностно-активное вещество, либо огромные количества дополнительного полимера, смотрите, например, немецкую заявку на патент DE 19505100, международную заявку на патент WO 2007/014915 (Водные дисперсии и их применение) и международную заявку на патент WO 2007/042454 (Способ получения водных эмульсий и дисперсий).
Поэтому одной целью настоящего изобретения является предоставить эмульсию, содержащую полиолефин(ы) и воду, которая является стабильной.
Неожиданно эта цель достигается с помощью эмульсий в соответствии с пунктами 1-10 формулы изобретения. Способ получения стабильной эмульсии, а также применение такой эмульсии согласно пунктам 11 и 12 формулы изобретения соответственно образуют дополнительные объекты настоящего изобретения.
Таким образом, настоящее изобретение направлено на эмульсию, содержащую:
a) полиолефин(ы) в количестве от 2 до 75 мас.%,
x
b) полимер(ы) P в количестве от 0,05 до 40 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве от 0 до 25 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве от 0 до 25 мас.%,
x
e) добавку(и) A в количестве от 0 до 20 мас.% и
f) воду в количестве от 10 до 97,95 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии.
Эмульсия может состоять из компонентов а), b) и f) - в этом случае количества дают в сумме 100 мас.% - такая эмульсия образует предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. Эмульсия может также содержать компоненты a), b) и f), а также и дополнительные компоненты. Эмульсии, которые в дополнение к компонентам a), b) и f) также содержат компоненты с) и/или d), и/или e), образуют один предпочтительный вариант выполнения изобретения.
Эмульсия согласно изобретению может также содержать другие компоненты.
Что касается количеств, в которых соответствующие соединения присутствуют в эмульсии, то существуют предпочтительные диапазоны. Таким образом, предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения является эмульсия согласно изобретению, в которой компоненты независимо друг от друга присутствуют в следующих количествах:
a) полиолефин(ы) в количестве от 5 до 50 мас.%,
x
b) полимер(ы) P в количестве от 0,5 до 30 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве от 0,1 до 25 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве от 0,1 до 20 мас.%,
х
e) добавка(и) А в количестве от 0,1 до 15 мас.% и
f) вода в количестве от 30 до 90 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии.
Еще более предпочтительной является эмульсия, в которой компоненты независимо друг от друга присутствуют в следующих количествах:
a) полиолефин(ы) в количестве от 10 до 40 мас.%,
x
b) полимер(ы) P в количестве от 0,5 до 15 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве от 5 до 20 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве от 0,1 до 15 мас.%,
х
e) добавка(и) А в количестве от 1 до 10 мас.% и
f) вода в количестве от 40 до 85 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии.
И наиболее предпочтительной является эмульсия, в которой компоненты независимо друг от друга присутствуют в следующих количествах:
a) полиолефин(ы) в количестве от 15 до 30 мас.%,
x
b) полимер(ы) P в количестве от 0,5 до 5 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве от 10 до 20 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве от 0,5 до 10 мас.%,
x
e) добавка(и) A в количестве от 2 до 8 мас.% и
f) вода в количестве от 50 до 80 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии.
Чтобы довести до максимального содержание полиолефина(ов), предпочтительным является уменьшить количество других компонентов в этой эмульсии. Таким образом, также предпочтительными эмульсиями являются те, которые содержат:
a) полиолефин(ы) в количестве от 15 до 35 мас.%,
x
b) полимер(ы) P в количестве от 0,5 до 10 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве 0 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве от 4 до 12 мас.%,
х
e) добавку(и) А в количестве от 0 до 10 мас.% и
f) воду в количестве от 33 до 80,5 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии,
a) полиолефин(ы) в количестве от 15 до 35 мас.%,
x
b) полимер(ы) P в количестве от 0,5 до 10 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве от 10 до 20 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве от 4 до 12 мас.%,
x
e) добавку(и) A в количестве 0 мас.% и
f) воду в количестве от 33 до 80,5 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии,
a) полиолефин(ы) в количестве от 15 до 35 мас.%,
х
b) полимер(ы) Р в количестве от 0,5 до 10 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве 0 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве от 4 до 12 мас.%,
x
e) добавку(и) A в количестве 0 мас.% и
f) воду в количестве от 33 до 80,5 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии,
a) полиолефин(ы) в количестве от 15 до 30 мас.%,
x
b) полимер(ы) P в количестве от 0,5 до 30 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве от 10 до 20 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве 0 мас.%,
x
e) добавку(и) A в количестве от 2 до 8 мас.% и
f) воду в количестве от 50 до 80 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии,
или
a) полиолефин(ы) в количестве от 15 до 30 мас.%,
x
b) полимер(ы) P в количестве от 0,5 до 5 мас.%,
x
c) масло(а) O в количестве 0 мас.%,
x
d) поверхностно-активное(ые) вещество(а) S в количестве 0 мас.%,
x
e) добавку(и) A в количестве 0 мас.% и
f) воду в количестве от 50 до 80 мас.%, в пересчете на общую массу этой эмульсии.
Не только количество, но также и природа компонентов эмульсии согласно изобретению могут быть выбраны с предпочтением:
Как правило, полиолефин(ы), как они используются в настоящем изобретении, представляют собой химическое соединение (или соединения), состоящее из атомов углерода и водорода. Полиолефин(ы) могут быть линейными, например полиэтилен, или могут иметь боковые цепи, например полипропилен, имеющий боковые метильные цепи, и эти боковые цепи могут быть такими длинными, что структуры оказываются гребнеобразными, или могут представлять собой со- или терполимеры, например сополимер этилен/пропилен или терполимер этен/пропен/гексен. Особенно предпочтительно, когда полиолефин(ы) является/являются по существу гомополимерами, то есть доля со- или термономера составляет менее 10 мас.%, предпочтительно менее 5 мас.%, в расчете на массу полимера. Особенно предпочтительно, если полимер(ы) является/являются гомополимерами, то есть, они состоят только из одного типа мономеров.
n
n
n
В частности, предпочтительной является эмульсия, в которой полиолефин(ы) а) выбирают из группы, состоящей из: полиэтилена, полипропилена, полибутилена и полиизобутилена. Эта эмульсия может включать один или больше полиолефинов. Предпочтительной является эмульсия, которая содержит только один полиолефин а). Особенно предпочтительной является эмульсия, которая в качестве полиолефина а) содержит только полиизобутилен. Полиолефины а) могут быть получены с помощью обычных методик (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Polyolefins, Whiteley, Heggs, Koch, Mawer, Immel, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005). Производство полиизобутилена еще более подробно описывается, например, в международных заявках на патент WO 02/06359 и WO 96/40808. Полиолефин(ы) а) предпочтительно имеет/имеют молярную массу (M) по меньшей мере 250 г/моль, предпочтительно по меньшей мере 350 г/моль и более предпочтительно по меньшей мере 500 г/моль. Полиолефин(ы) а) предпочтительно имеет/имеют максимальную молярную массу M, составляющую 10000 г/моль, предпочтительно 5000 г/моль и более предпочтительно 2500 г/моль. Наиболее предпочтительный диапазон молярных масс Mполиолефинов а) составляет от 550 до 2000 г/моль.
x
Также предпочтительной является эмульсия, в которой полимер(ы) Pвыбирают из группы, состоящей из соединений группы (или групп) b1), b2), b3) и b4), причем
b1) представляет собой соединения формулы 1:
,
в которых
R = H, метил,
R′ = H, метил,
n = от 1 до 200,
A = H, алкил, арил, алкиламиногруппа,
2
2
#
#
X = OH, OR, NH, NHR, NR  и их соли,
2
2
#
#
Y = OH, OR, NH, NHR, NR  и их соли,
2
2
#
#
Z = OH, NH, NHR, NR ,
#
R = алкил, арил,
2
#
NR  = алкил, арил,
b2) представляет собой соединения формулы 2:
в которых R = Н,
метил, R′ = Н,
метил, R″ = Н, метил, этил,
R″′ = Н, алкил,
n = от 1 до 200,
-
#
#
2
2
X = O, ОН, OR, NH, NHR, NR  и их соли,
E = алкил, арил, алкиламиногруппа, олигоамины, имеющие по меньшей мере два атома N, причем эти олигоамины соединены мостиками через алкильные фрагменты с 2-10 атомами углерода, и эти олигоамины, когда это применимо, имеют алкоксилированные аминные функциональные группы,
2
2
#
#
Z = ОН, NH, NHR, NR ,
W = …NH, N, O,
#
#
2
m=от 1 до 2, R=алкил, арил, NR =алкил, арил,
b3) представляет собой сополимеры полиалкилена (или полиалкиленов) формулы 3
,
в которой
3
R* = H, CH,
R = H, метил,
R′ = Н, метил,
n = от 1 до 200,
с моноэтиленово-ненасыщенными мономерами,
и
b4) представляет собой сополимеры этилена и мономера, выбранного из группы, состоящей из анионных мономеров, неионных мономеров и псевдокатионных мономеров.
Эмульсия может содержать один или более полимеров одной или более групп b1), b2), b3) и b4). Если присутствуют два или больше полимеров одной группы и/или разных групп, они могут присутствовать в одинаковых количествах или в разных количествах.
Внутри каждой группы существуют предпочтительные соединения.
Эмульсия, содержащая полимер формулы 1:
,
в которой
R = H,
R′ = Н,
n = от 1 до 200,
A = H,
X = OH или его соли,
Y = OH или его соли,
Z = OH, образует предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
n предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 100, более предпочтительно в диапазоне от 3 до 50 и наиболее предпочтительно в диапазоне от 4 до 30.
Эмульсия, содержащая полимер формулы 1, в которой
R = метил,
R′ = метил,
n = от 1 до 200,
A = алкил,
X = OR,
Y = OR,
Z = OH,
образует другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Эмульсия, содержащая полимер формулы 1, в которой
R = H,
R′ = метил,
n = от 1 до 200,
A = H,
X=OH и его соли,
Y = OH и его соли,
2
Z = NH,
образует другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Эмульсия, содержащая полимер формулы 1, в которой
R = метил,
R′ = метил,
n = от 1 до 200,
A = H,
X = OH и их соли,
Y = OH и их соли,
2
Z = NH,
образует другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Эмульсия, содержащая полимер формулы 1, в которой
R = метил,
R′ = метил,
n = от 1 до 200,
A = H,
2
2
#
#
X = NH, NHR, NR  и их соли,
-
Y = О, OH, OR и их соли,
#
#
2
Z = NHR, NR ,
#
R = алкил, арил,
2
#
NR  = алкил, арил,
образует другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Эмульсия, содержащая полимер формулы 2:
,
в которой:
R = метил,
R′ = метил,
R″ = метил,
R″′ = метил,
n = от 1 до 200,
X = OH и его соли
E = алкил,
Z = OH,
W = NH,
m = 1, образует предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Эмульсия, содержащая полимер формулы 2, в которой:
R = H,
R' = H,
R″=H,
R″′=H,
n = от 1 до 200,
X = OH и его соли,
E = алкил,
Z = OH,
W = NH,
m = 1, образует другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Эмульсия, содержащая полимер формулы 2, в которой:
R = метил,
R′ = метил,
R″ = H,
R″′ = метил,
n = от 1 до 200,
X = OH и их соли,
E = алкил,
эмульсия, содержащая полимер формулы 2, в которой:
R = метил,
R′ = метил,
R″ = Н,
R′″ = метил,
n = от 1 до 200,
X = OH и их соли,
E = алкил,
W = N,
m = 1,
эмульсия, содержащая полимер формулы 2, в которой:
R = метил,
R′ = метил,
R″ = H,
R′″ = метил,
n = от 1 до 200,
X = OH и их соли,
E = алкил,
W = N,
m = 2,
эмульсия, содержащая полимер формулы 2, в которой:
R = метил,
R′ = метил,
R″ = H,
R′″ = метил,
n = от 1 до 200,
X = OH и их соли,
E = олигоамины, имеющие по меньшей мере два атома N, причем эти олигоамины соединены мостиками через алкильные фрагменты с 2-10 атомами углерода, и эти олигоамины, когда это применимо, имеют алкоксилированные аминные функциональные группы,
эмульсия, которая содержит сополимеры полиалкилена (или полиалкиленов) формулы 3
,
в которой
R* = H,
R = H,
R′ = H,
n = от 1 до 200,
с моноэтиленово-ненасыщенными мономерами, образует предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Также эмульсия, которая содержит сополимеры полиалкилена (или полиалкиленов) формулы 3, в которой:
3
R* = CH,
R = метил,
R′ = метил,
n = от 1 до 200,
с моноэтиленово-ненасыщенными мономерами, образует предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
В таких случаях предпочтительно, когда n составляет от 1 до 100, более предпочтительно от 1 до 50, а наиболее предпочтительно, когда n составляет от 10 до 30.
Эмульсия, содержащая полимер(ы) b4), являющиеся сополимером (или сополимерами) этилена и мономера, выбранного из группы, состоящей из анионных мономеров, неионных мономеров и псевдокатионных мономеров, образует предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Не накладывающими ограничений примерами анионных мономеров являются: акриловая кислота, метакриловая кислота, винилфосфорная кислота, винилсульфоновая кислота, малеиновая кислота и итаконовая кислота.
Не накладывающими ограничений примерами неионных мономеров являются: винилацетат, винилпропионат, винилсилан, производные простых виниловых эфиров, сложные диэтиловые эфиры винилфосфорной кислоты, винилкапролактам, винилпирролидон, винилформамид, все акрилаты и метакрилаты, которые не являются ионными, такие как: метил-, этил-, пропил-, пропилгептил- и этилгексилметакрилаты и -акрилаты.
Не накладывающими ограничений примерами псевдокатионных мономеров являются: этиленово-ненасыщенные мономеры, которые содержат по меньшей мере один способный кватернизоваться атом азота, особенно карбоксильные производные, такие как сложные эфиры карбоновых кислот, амиды карбоновых кислот или имиды этиленово-ненасыщенных моно- или дикарбоновых кислот, таких как акриловая или метакриловая кислота, или малеиновая кислота.
Предпочтительно полимер(ы) b4) выбирают из группы соединений, характеризуемых формулой (4):
где
1
R H или метил,
4
X O, NH или NR,
2
3
4
R, R и R независимо друг от друга представляют собой алкильные группы с 1-20 атомами углерода.
Предпочтительными примерами соединений, соответствующих формуле (4), являются: 2-(N,N-диметиламино)этилакрилат, 2-(N,N-диметиламино)этилметакрилат, амид N-[2-(N′,N′-диметиламино)этил]акриловой кислоты, амид N-[2-(N′,N′-диметиламино)этил]метакриловой кислоты, 3-(N,N-диметиламино)пропилакрилат, 3-(N,N-диметиламино)пропилметакрилат, амид N-[3-(N′,N′-диметиламино)пропил]акриловой кислоты и амид N-[3-(N′,N′-диметиламино)пропил]метакриловой кислоты.
1
20
Подходящими в качестве мономеров также являются насыщенные, частично ненасыщенные и ненасыщенные гетероциклы с пяти- и шестичленными циклами, эти гетероциклы содержат алкенильный заместитель, в частности винильную группу, и по меньшей мере один кватернизуемый третичный атом азота внутри цикла, как, например, N-винилимидазол, N-винилбензимидазол, N-винилпиразол, N-винил-3-имидазолин, N-(C-C-алкил)-N′-винилпиперазин или 2-, 3- или 4-винилпиридин.
Алкильные группы с 1-20 атомами углерода, которые могут являться заместителями в упомянутых выше мономерах, могут представлять собой, например, метил-, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, н-пентил, втор-пентил, трет-пентил, н-гексил, н-гептил, н-октил, 2-этилгексил, н-нонил, изононил, 2-пропилгептил, н-децил, н-додецил, н-тридецил, изотридецил, н-тетрадецил, н-гексилдецил, н-октадецил и эйкозил.
В предпочтительном варианте выполнения кватернизованный сополимер (или сополимеры) содержит 2-(N,N-диалкиламино)этилакрилат, 2-(N,N-диалкиламино)этилметакрилат, N-[3-(N′,N′-диалкиламино)пропил]акриламид, N-[3-(N′,N′-диалкиламино)пропил]метакриламид, N-алкил-М-винилпиперазин, N-винилимидазол и/или винилпиридин.
Особенно подходящими являются эмульсии, содержащие сополимер b4) с аминофункциональными мономерами, причем эти аминофункциональные мономеры выбирают из группы, состоящей из диметиламиноэтилметакрилата (ДМАЭМ), диметиламиноэтилакрилата (ДМАЭА), диметиламинопропилметакриламида (ДМАПМАМ), диметиламинопропилакриламида (ДМАПАМ), гидроксиэтилимидазолметакрилата (ГЭИМ), гидроксиэтилимидазолакрилата (ГЭИА), N-винилимидазола, N-винилпиридина и N-винилпиперазина.
x
Эмульсия, в которой масло (или масла) O выбирают из группы, состоящей из:
c1) минеральных масел, имеющих температуру кипения при атмосферном давлении 150°С или выше,
c2) сложных эфиров карбоновых кислот с 10-26 атомами углерода и спиртов с 8-24 атомами углерода и
c3) силиконовых масел, образует предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Предпочтительным маслом (или маслами) являются минеральные масла, доступные под обозначениями - легкое минеральное масло, тяжелое минеральное масло, парафиновое масло или светлое нефтяное масло глубокой очистки, которые являются жидкими при комнатной температуре. Одним примером является минеральное масло, доступное от фирмы Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Мюнхен, с номером для заказа 69808.
x
Эмульсия, в которой поверхностно-активное вещество (или вещества) Sвыбирают из группы, состоящей из:
d1) неионогенных поверхностно-активных веществ,
d2) анионных поверхностно-активных веществ и
d3) катионных поверхностно-активных веществ, является предпочтительной.
Поверхностно-активные вещества обычно состоят из гидрофобной и гидрофильной части. При этом гидрофобная часть обычно имеет длину цепи от 4 до 20 C-атомов, предпочтительно от 6 до 19 C-атомов и особенно предпочтительно от 8 до 18 C-атомов. Функциональной единицей гидрофобной группы, как правило, является OH-группа, при этом спирт может быть линейным или разветвленным. Гидрофильная часть, как правило, состоит по существу из алкоксилированных структурных единиц (например, этиленоксида (ЭО), пропиленоксида (ПО) и/или бутиленоксида (БО)), при этом, как правило, от 2 до 30, предпочтительно от 5 до 20 из этих алкоксилированных структурных единиц являются аннелированными, и/или несущих заряд структурных единиц, таких как сульфат, сульфонат, фосфат, карбоновые кислоты, ион аммония или оксид аммония.
Примерами анионных поверхностно-активных веществ являются: карбоксилаты, сульфонаты, метиловые эфиры жирных сульфокислот, сульфаты, фосфаты. Примерами катионных поверхностно-активных веществ являются: четвертичные аммониевые соединения. Примерами бетаиновых поверхностно-активных веществ являются: алкилбетаины.
Примерами неионогенных соединений являются: алкоксилаты спиртов.
«Карбоксилат» представляет собой соединение, которое содержит по меньшей мере одну карбоксилатную группу в молекуле. Примерами карбоксилатов, которые могут использоваться согласно настоящему изобретению, являются:
- мыла, например, стеараты, олеаты, кокоаты щелочных металлов или аммония,
- простые эфиры карбоксилатов, например, Akypo RO 20, Акуро RO 50, Акуро RO 90.
«Сульфонат» представляет собой соединение, которое содержит по меньшей мере одну сульфонатную группу в молекуле. Примерами сульфонатов, которые могут использоваться согласно настоящему изобретению, являются:
- алкилбензолсульфонаты, например, Lutensit A-LBS, Lutensit А-LBN, Lutensit A-LBA, Marlon AS3, Maranil DBS,
- алкилсульфонаты, например, Alscoap OS-14P, BIO-TERGE AS-40, BIO-TERGE AS-40 CG, BIO-TERGE AS-90 Beads, Calimulse AOS-20, Calimulse AOS-40, Calsoft AOS-40, Colonial AOS-40, Elfan OS 46, Ifrapon AOS 38, Ifrapon AOS 38 P, Jeenate AOS-40, Nikkol OS-14, Norfox ALPHA XL, POLYSTEP A-18, Rhodacal A-246L, Rhodacal LSS-40/A,
- сульфонированные масла, такие как турецкое красное масло,
- олефинсульфонаты,
- ароматические сульфонаты, например, Nekal BX, Dowfax 2А1.
«Метиловый эфир жирной сульфокислоты» представляет собой соединение, имеющее следующую общую формулу (I):
, в которой R имеет от 10 до 20 C-атомов; предпочтительно от 12 до 18 и особенно предпочтительно от 14 до 16 C-атомов.
4
«Сульфат» представляет собой соединение, которое содержит по меньшей мере одну SO-группу в молекуле. Примерами сульфатов, которые могут использоваться согласно настоящему изобретению, являются:
- сульфаты спиртов жирных кислот, такие как сульфат жирного кокосового спирта (номер CAS 97375-27-4) - например EMAL 10G, Dispersogen SI, Elfan 280, Mackol 100N,
- сульфаты других спиртов, например Emal 71, Lanette Е,
- сульфаты простых эфиров жирного кокосового спирта, например Emal 20С, Latemul Е150, Sulfochem ES-7, Texapon ASV-70 Spec, Agnique SLES-229-F, Octosol 828, POLYSTEP B-23, Unipol 125-Е, 130-E, Unipol ES-40,
- сульфаты простых эфиров других спиртов, например, Avanel S-150, Avanel S 150 CG, Avanel S 150 CG N, Witcolate D51-51, Witcolate D51-53.
4
«Фосфат» представляет собой соединение, которое содержит по меньшей мере одну PO-группу. Примерами фосфатов, которые могут использоваться согласно настоящему изобретению, являются:
- фосфаты простых алкиловых эфиров, например Maphos 37Р, Maphos 54Р, Maphos 37Т, Maphos 21 ОТ и Maphos 21 OP,
- фосфаты, такие как Lutensit А-ЕР,
- алкилфосфаты.
При получении химической композиции согласно настоящему изобретению анионные поверхностно-активные вещества предпочтительно добавляются в виде солей. Приемлемыми солями являются, например, соли щелочных металлов, такие как натриевые, калиевые и литиевые соли, и соли аммония, такие как соли гидроксиэтиламмония, ди(гидроксиэтил)аммония и три(гидроксиэтил)аммония.
Одну группу катионных поверхностно-активных веществ составляют четвертичные аммонийные соединения.
4
+
«Четвертичное аммонийное соединение» представляет собой соединение, которое содержит по меньшей мере одну RN-группу в молекуле.
Примерами противоионов, которые могут использоваться в четвертичных аммонийных соединениях, являются:
- галогены, метосульфаты, сульфаты и карбонаты жирного кокосового, жирного себационового или цетил/олеилтриметиламмония.
Особенно подходящими катионными поверхностно-активными веществами являются:
7
25
соли N,N-диметил-N-(гидрокси-C-C-алкил)аммония;
7
25
соединения моно- и ди(C-C-алкил)диметиламмония, которые были кватернизованы алкилирующими агентами;
- эстеркваты, особенно моно-, ди- и триалканоламины, образовавшие четвертичные сложные эфиры с помощью карбоновых кислот с 8 - 22 атомами углерода;
- четвертичные соединения имидазолиния, особенно соли 1-алкилимидазолиния формулы II или III
,
в которой переменные имеют следующие значения:
9
R алкил с 1 - 25 атомами углерода или алкенил с 2 - 25 атомами углерода;
10
R алкил с 1 - 4 атомами углерода или гидроксиалкил с 1 - 4 атомами углерода;
11
1
2
m-
R алкил с 1 - 4 атомами углерода, гидроксиалкил с 1 - 4 атомами углерода или остаток R-(CO)-X-(CH) (X: -O- или -NH-; m: 2 или 3),
9
при этом по меньшей мере один остаток R представляет собой алкил с 7-22 атомами углерода.
«Бетаиновое поверхностно-активное вещество» представляет собой соединение, которе в условиях использования, то есть в случае стирки тканей при нормальном давлении и температурах от комнатной температуры до 95°C, имеет по меньшей мере один положительный заряд и по меньшей мере один отрицательный заряд. «Алкилбетаин» представляет собой бетаиновое поверхностно-активное соединение, которое содержит по меньшей мере одну алкильную структурную единицу в молекуле. Примерами бетаиновых поверхностно-активных веществ, которые могут использоваться согласно изобретению, являются: кокамидопропилбетаин, например MAFO CAB, Amonyl 380 ВА, AMPHOSOL СА, AMPHOSOL CG, AMPHOSOL CR, AMPHOSOL HCG; AMPHOSOL HCG-50, Chembetaine С, Chembetaine CGF, Chembetaine CL, Dehyton PK, Dehyton PK 45, Emery 6744, Empigen BS/F, Empigen(R) BS/FA, Empigen BS/P, Genagen CAB, Lonzaine C, Lonzaine CO, Mirataine BET-C-30, Mirataine CB, Monateric CAB, Naxaine C, Naxaine CO, Norfox CAPB, Norfox Coco Betaine, Ralufon 414, TEGO-Betain CKD, TEGO Betain E KE 1, TEGO-Betain F, TEGO- Betain F 50, и аминоксиды, такие как алкилдиметиламиноксиды, то есть соединения общей формулы (IV)
при этом R1, R2 и R3 выбираются независимо друг от друга среди алифатических, циклических или третичных алкильных или амидоалкильных фрагментов, например Mazox LDA, Genaminox, Aromox 14 DW 970.
Неионогенные поверхностно-активные вещества представляют собой вещества с межфазной активностью, имеющие концевую группу, которая является незаряженной, полярной, гидрофильной группой, не имеющей ионного заряда при нейтральном рН, причем эта концевая группа делает неионогенное поверхностно-активное вещество водорастворимым. Такое поверхностно-активное вещество адсорбируется на границе раздела фаз и агрегируется в мицеллы выше критической концентрации мицеллобразования (ККМ). В соответствии с типом гидрофильной концевой группы можно провести различие между (олиго)оксиалкиленовыми группами, особенно (олиго)оксиэтиленовыми группами, (полиэтиленгликольными группами), включая полигликолевые эфиры жирных спиртов (алкоксилаты жирных спиртов), простые алкилфенолполигликолевые эфиры и этоксилаты жирных кислот, алкоксилированные триглицериды и простые смешанные эфиры (простой полиэтиленгликолевый эфир, алкоксилированный с обеих сторон); и группами углеводов, включая, например, алкилполиглюкозиды и N-метилглюкамиды жирных кислот.
Алкоксилаты спиртов имеют в основе гидрофобную часть, имеющую длину цепи от 4 до 20 атомов С, предпочтительно от 6 до 19 атомов С и особенно предпочтительно от 8 до 18 атомов С, при этом спирт может быть линейным или разветвленным, и гидрофильную часть, которая может представлять собой алкоксилированные структурные фрагменты, например, этиленоксид (ЭО), пропиленоксид (ПО) и/или бутиленоксид (BuO), имеющую от 2 до 30 повторяющихся структурных фрагментов. Примерами, помимо прочих, являются Lutensol ХР, Lutensol XL, Lutensol ON, Lutensol AT, Lutensol A, Lutensol AO, Lutensol TO.
Алкилфенолалкоксилатами являются соединения, соответствующие общей формуле (V),
,
3
2
3
6
4
n
которые могут получаться путем присоединения алкиленоксида, предпочтительно этиленоксида, к алкилфенолам. Предпочтительно R4 = Н. Также предпочтительно, если R5 = H, так как это представляет собой ЭО; таким же образом, предпочтительно, если R5 = CH, так как это представляет собой ПО, или если R5 = СНСН, так как это представляет собой BuO. Особенно предпочтительным является соединение, в котором присутствуют простые октил- [(R1=R3=Н, R2=1,1,3,3-тетраметилбутил (диизобутилен)], нонил- [(R1=R3=H, R2=1,3,5-триметилгексил (трипропилен)], додецил-, динонил- или трибутилфенолполигликолевые эфиры (например, ЭО, ПО, BuO), R-CH-O-(ЭО/ПО/BuO), где R = от C8 до C12, и n = от 5 до 10. Не накладывающими ограничений примерами таких соединений являются: Norfox ОР-102, Surfonic OP-120, T-Det O-12.
Этоксилаты жирных кислот представляют собой сложные эфиры жирных кислот, которые были обработаны различными количествами этиленоксида (ЭО).
Триглицериды представляют собой сложные эфиры глицеринов (глицериды), в которых все три гидроксигруппы были превращены в сложные эфиры с использованием жирных кислот. Эти соединения могут быть модифицированы алкиленоксидами.
Алканоламиды жирных кислот представляют собой соединения общей формулы (VI)
которые содержат по меньшей мере одну амидную группу, имеющие один алкильный фрагмент R и один или два алкоксильных фрагмента, при этом R включает от 11 до 17 атомов C, a 1≤m+n≤5.
Алкилполигликозиды представляют собой смеси алкилмоноглюкозидов (алкил-α-D- и -β-D-глюкопиранозида плюс небольшие количества -глюкофуранозида), алкилдиглюкозидов (-изомальтозидов, -мальтозидов и других) и алкилолигоглюкозидов (-мальтотриазидов, -тетраозидов и других). Алкилполигликозиды, помимо других способов, доступны при помощи катализируемой кислотами реакции (реакции Фишера) из глюкозы (или крахмала) или из н-бутилглюкозидов с жирными спиртами. Алкилполигликозидам соответствует общая формула (VII)
,
где
m = от 0 до 3, и
n = от 4 до 20.
Одним примером является Lutensol GD70.
В группе неионогенных N-алкилированных, предпочтительно N-метилированных амидов жирных кислот общей формулы (VIII)
,
R1 представляет собой фрагмент н-алкила с 12 атомами C, R2 фрагмент алкила, имеющего от 1 до 8 атомов С.R2 предпочтительно является метилом.
x
Эмульсия, в которой добавка (или добавки) A выбирают из группы, состоящей из: дезинфицирующего средства, красителя, кислоты, основания, комплексообразователя, биоцида, гидротропа, загустителя, моющего компонента, вспомогательного моющего компонента, фермента, отбеливателя, активатора отбеливания, катализатора отбеливания, ингибитора коррозии, добавки для защиты красителя, замедлителя переноса красителей, агента, предотвращающего посерение, грязеотталкивающего полимера, агента защиты волокна, кремния, бактерицидного средства, консерванта, органического растворителя, регулятора растворимости, усилителя растворимости и отдушки, является предпочтительной.
Дезинфицирующие средства могут представлять собой: окислители, галогены, такие как хлор и йод, и вещества, которые выделяют их же, спирты, такие как этанол, 1-пропанол и 2-пропанол, альдегиды, фенолы, этиленоксид, хлоргексидин и метилсульфат мецетрония.
Преимущество использования дезинфицирующих средств состоит в том, что патогенные микробы могут расти с трудом. Патогенные микробы могут представлять собой: бактерии, споры, грибы и вирусы.
Красителями, помимо прочих, могут быть: кислотный синий Acid Blue 9, кислотные желтые Acid Yellow 3, Acid Yellow 23, Acid Yellow 73, желтый пигмент Pigment Yellow 101, кислотные зеленые Acid Green 1, Acid Green 25.
Кислоты представляют собой соединения, которые преимущественно могут быть использованы для растворения или для предотвращения образования накипи. Не являющимися ограничивающими примерами кислот являются муравьиная кислота, уксусная кислота, лимонная кислота, соляная кислота, серная кислота и сульфоновая кислота.
Основания представляют собой соединения, которые могут использоваться для установления предпочтительного уровня рН для комплексообразователей. Примерами оснований, которые могут использоваться согласно настоящему изобретению, являются: NaOH, KOH и аминоэтанол.
В качестве неорганического моющего компонента особенно полезны следующие:
кристаллические и аморфные алюмосиликаты, обладающие ионообменными свойствами, такие как цеолиты: могут использоваться различные типы цеолитов, особенно цеолиты типа A, X, B, P, MAP и HS в их Na-модификациях или в модификациях, в которых Na частично заменен другими катионами, такими как Li, K, Ca, Mg или аммоний;
2
2
5
- кристаллические силикаты, такие как дисиликаты и слоистые силикаты, например, δ- и β-NaSiO. Эти силикаты могут быть использованы в виде солей щелочных металлов, щелочноземельных металлов или аммониевых солей, предпочтительными являются силикаты Na, Li и Mg;
- аморфные силикаты, такие как метасиликат натрия и аморфный дисиликат;
- карбонаты и гидрокарбонаты: эти соединения могут использоваться как соли щелочных металлов, щелочноземельных металлов или аммония. Предпочтительными являются карбонаты и гидрокарбонаты Na, Li и Mg, особенно карбонат натрия и/или гидрокарбонат натрия;
- полифосфаты, такие как пентанатрийтрифосфат.
Подходящими в качестве олигомерных и полимерных вспомогательных моющих компонентов являются:
1
8
олигомерные и полимерные карбоновые кислоты, такие как гомополимеры акриловой кислоты и аспарагиновой кислоты, олигомалеиновая кислота, сополимеры малеиновой кислоты и акриловой кислоты, метакриловой кислоты или олефинов с 2 - 22 атомами углерода, например изобутена или длинноцепочечных α-олефинов, винил-C-C-алкилового простого эфира, винилацетата, винилпропионата, сложного эфира (мет)акриловой кислоты и спиртов с 1-8 атомами углерода и стирола. Предпочтительными являются гомополимеры акриловой кислоты и сополимеры акриловой кислоты с малеиновой кислотой. Олигомерные и полимерные карбоновые кислоты предпочтительно используются в виде кислот или в виде натриевых солей.
Хелатирующими агентами являются соединения, которые могут связывать катионы. Они могут использоваться, чтобы понижать жесткость воды и осаждать тяжелые металлы. Примерами комплексообразующих агентов являются: нитрилотриуксусная кислота (НТУ), этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ), метилглициндиуксусная кислота (МГДУ), диэтилентриаминпентауксусная кислота (ДТПУ), диэтилентриамин-пента(метиленфосфоновая кислота) (ДТПФ), иминодиянтарная кислота (ИДЯК), 1-гидроксиэтилен-1,1-дифосфоновая кислота (ГЭДФ), β-аланиндиуксусная кислота (β-АДА), глутаминовая диуксусная кислота ГЛДУ, лимонная кислота, оксодиянтарная кислота и бутантетракарбоновая кислота. Преимущество использования этих соединений заключается в том, что многие соединения, которые служат в качестве чистящих средств, более активны в мягкой воде. В дополнение к этому может быть снижено или даже предотвращено образование накипи. При использовании таких соединений нет необходимости сушить очищаемую поверхность. Это является преимуществом в производственном процессе.
Полезными агентами, предотвращающими посерение, являются, например, карбоксиметилцеллюлоза и привитые сополимеры винилацетата на полиэтиленгликоле.
Полезными отбеливающими реагентами являются, например, аддукты перекиси водорода с неорганическими солями, такие как перборат натрия моногидрат, перборат натрия тетрагидрат и карбонат натрия пергидрат, и перкарбоновые кислоты, такие как фталимидоперкапроновая кислота.
В качестве активаторов отбеливания подходящими являются соединения, такие как N,N,N′,N′-тетраацетилэтилендиамин (ТАЭД), п-нонаноилоксибензолсульфонат натрия и метилсульфат N-метилморфолинийацетонитрила.
Полезными ферментами являются, например, протеазы, липазы, амилазы, целлюлазы, маннаназы, оксидазы и пероксидазы.
Подходящими в качестве замедлителей переноса красителей являются, например, гомо-, со- и привитые полимеры 1-винилпирролидона, 1-винилимидазола или 4-винилпиридин-М-оксида. Также полезными замедлителями переноса красителей являются гомо- и сополимеры 4-винилпиридина, которые были обработаны хлоруксусной кислотой.
Биоциды представляют собой соединения, которые убивают бактерии. Примером биоцида является глутаровый альдегид. Преимущество использования биоцидов состоит в том, что оказывается противодействие распространению патогенных микробов.
Гидротропы представляют собой соединения, которые усиливают растворимость поверхностно-активного вещества/веществ в химической композиции. Примером является кумолсульфонат.
Загустителями являются соединения, которые повышают вязкость химической композиции. Неограничивающими примерами загустителей являются: полиакрилаты и гидрофобно модифицированные полиакрилаты. Преимущество использования загустителей в том, что жидкости, имеющие более высокую вязкость, имеют более продолжительное время пребывания на поверхности, которую следует обработать, в случаях когда эта поверхность является наклонной или даже вертикальной. Это приводит к увеличенному времени взаимодействия.
Особенно предпочтительной является эмульсия, которая имеет содержание органического растворителя менее 50 мг/кг эмульсии.
Эмульсия, соответствующая тому, как описано выше, которая является стабильной более 2 дней согласно тесту на стабильность фаз, образует предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения.
Тест на стабильность фаз:
Стабильность эмульсии проверяется путем визуальной проверки с помощью теста на стабильность фаз. После приготовления эмульсия хранится в закрытом мерном цилиндре (Hirschmann Duran объемом 100 мл, NS24/29) при комнатной температуре без перемешивания. Через 1 ч, 4 ч, 24 ч и 48 ч эмульсия проверяется на предмет разделения фаз.
- Эмульсия определяется как стабильная, если спустя 48 ч не происходит визуально наблюдаемого разделения фаз.
- Эмульсия определяется как реэмульгируемая, если спустя 48 ч происходит разделение фаз, но эмульсия немедленно образуется снова после легкого встряхивания или перемешивания с низкой скоростью сдвига, например с помощью магнитного мешальника, а образовавшаяся снова эмульсия опять является стабильной по меньшей мере в течение четырех часов.
- Эмульсия определяется как нестабильная, если разделение фаз происходит вскоре после приготовления, и эта эмульсия не может быть образована снова в результате легкого встряхивания или перемешивания с низкой скоростью сдвига, например с помощью магнитного мешальника.
x
x
x
x
Способ получения эмульсии, как описано выше, включающий стадии: объединения полиолефина (или полиолефинов), полимера (или полимеров) P, воды и необязательно масла (или масел) O, поверхностно-активного вещества (или веществ) S и добавок A и гомогенизации указанных компонентов в механическом смесителе без использования растворителя, образует другой объект настоящего изобретения.
Что касается деталей способа, то возможны различные варианты.
Эмульсии могут быть получены с помощью способов, известных в литературе, например, в издании Heusch, R., «Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry», глава «Emulsions», 1 - 47, Wiley-VCH, 2000 (DOI: 10.1002/14356007.a09_297) или Kostansek, E., «Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology», Vol.10, 113 - 133, глава «Emulsions», John Wiley & Sons 2003 (DOI: 10.1002/0471238961.-05132112061).
Подходящими эмульгирующими механизмами являются, например, высокоскоростные мешалки, машины перемешивающего или ударного действия, эмульгирующие центрифуги, коллоидные мельницы, дозирующие насосы (распылители), вибраторы, ультразвуковые генераторы и гомогенизаторы.
x
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения получение эмульсии достигается посредством способа без растворителя (растворителем является вещество с температурой кипения ниже 150°C, которое может растворять полиизобутен, например о-ксилол) путем объединения компонентов, включающих полиизобутен, полимер(ы) P, воду, необязательно поверхностно-активное вещество, необязательно масло и необязательно другие добавки, такие как противопенные добавки и т.д., и гомогенизации с помощью подходящего устройства, такого как, например, смеситель с большим сдвиговым усилием или, например, гомогенизатор высокого давления, необязательно при повышенных температурах.
x
Стадия смешивания компонентов может варьироваться: в одном предпочтительном варианте выполнения полимер(ы) P растворяются в полиизобутене, необязательно содержащем масло (или масла) и/или дополнительные компоненты, а потом объединяют с водной фазой, содержащей воду, необязательно поверхностно-активное вещество и дополнительные компоненты.
x
В другом предпочтительном варианте выполнения полимер(ы) Pрастворяют в водной фазе, включающей воду, необязательно поверхностно-активное вещество и/или дополнительные компоненты, а потом объединяют с полиизобутеновой фазой, включающей полиизобутен и необязательно масло (или масла) и/или дополнительные компоненты.
x
x
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения получение эмульсии достигается посредством способа с растворителем. Этот способ с растворителем является особенно подходящим для получения эмульсий с анионным полимером (или полимерами) P. Компоненты эмульсии, включающие полиизобутен и полимер(ы) P, растворяют в растворителе, например о-ксилоле, в реакторе с перемешиванием, необязательно при повышенных температурах. После полного растворения к раствору добавляется вода, и смесь перегоняется, необязательно с добавлением водяного пара, при повышенной температуре (выше 80°C) до тех пор, пока не удалится растворитель.
Применение эмульсии, как описано выше, в химико-технологической отрасли, косметике, защите растений, получении и обработке бумаги, текстиля и кожи, клеящих составах, красящих и пигментирующих составах, покрытиях, фармацевтике, строительстве, деревообработке образует другой объект настоящего изобретения.
Настоящее изобретение будет дополнительно раскрыто с помощью следующих примеров, не являющихся ограничивающими:
Примеры:
Примеры с 1 по 14: Получение компонентов:
Пример 1:
Получение терполимера (А1):
n
206 г полиизобутена с молекулярной массой M 550 г/моль и 185 г диизобутена загружали в резервуар с перемешиванием объемом 4 л и нагревали до 110°C в слабом токе азота. После того как температура достигла 110°C, в реакцию в течение 5 часов добавляли 184 г жидкого малеинового ангидрида (расплавленного приблизительно при 70°C) и в течение 5,5 часов добавляли в реакцию 5,5 г третбутилпероктоата, растворенного в 25 г диизобутена (смесь 2,4,4-триметил-1-пентена и 2,4,4-триметил-2-пентена). Полученный в результате терполимер представляет собой A1.
Пример 2:
Получение терполимера (А2):
Реакционную смесь из Примера 1 охлаждали до 90°C и одновременно добавляли 2400 г воды и 140 г водного NaOH (50 мас.%). Далее смесь перемешивали в течение 4 часов при 90°C, а затем охлаждали до комнатной температуры. Полученный в результате терполимер (A2) был получен в форме водной дисперсии с рН 6,5, имеющей содержание воды 80 мас.% и константу Фикентчера К 14,7.
Пример 3:
Получение терполимера (A3):
В сосуд с перемешиванием были предварительно загружены 2350 г о-ксилола, 1450 г ангидрида малеиновой кислоты, 64 г простого поливинилэтилового эфира (30,00% раствор в о-ксилоле, фирмы BASF SE, Ludwigshafen, Germany) и 1470 г полиизобутена (молекулярная масса 1000 г/моль). В сосуде создавали атмосферу азота и устанавливали давление приблизительно 300 мбар. Затем устанавливали температуру 110°C, а давление поддерживали при 300 мбар. В течение 5,5 часов к реакционной смеси добавляли 62,5 г третбутилпероктоата в 625 г о-ксилола. Через 5 мин после начала этого добавления начинали вторую загрузку 649 г изобутена и дозировали в течение 5 часов. Давление в реакции не превышало 1,5 бар. После окончания загрузки реакционную смесь перемешивали в течение одного часа при 110°C. Полученный в результате полимер A3 имел содержание твердых веществ 51,3% и значение константы Фикентчера К 19,5 (для 1%-ного раствора в циклогексаноне).
Пример 4:
Модификация терполимера А1 (А4).
К полученному раствору полимера (А1) в о-ксилоле при перемешивании при 90°C в течение 30 мин добавляли 5,2 г диметиламинопропиламина в о-ксилоле (250 мл). После перемешивания в течение дополнительных 30 мин полученный в результате раствор полимера нагревали до 150°C и выдерживали при этой температуре в течение 4 часов. После этого температуру понижали до 30°C и для поддержания приемлемой вязкости добавляли достаточное количество о-ксилола. Затем к перемешиваемому раствору полимера в течение 30 мин добавляли диметилсульфат (3 г в 15 мл о-ксилола). Спустя 30 мин при 20°C температуру повышали до 90°C и выдерживали в течение 1 часа. Добавляли 500 мл горячей воды и проводили перегонку с водяным паром, пока весь о-ксилол не был удален. Это дало в результате терполимер А4.
Пример 5 (гипотетический):
Модификация терполимера A3 (Ах):
Полимер A3 может быть модифицирован таким же образом, как и полимер А1 в Примере 4.
Пример 6:
12
Получение сополимера малеинового ангидрида/C:
12
12
В сосуд с перемешиванием объемом 2 л добавляли 1120 г олефина с 12 атомами углерода (C). Эту массу нагревали в атмосфере азота до 150°C. В течение 6 часов добавляли 736 г малеинового ангидрида и раствор 20,4 г дитретбутилпероксида в 139 г C-олефина. После того как добавление было закончено, температуру поддерживали при 150°C в течение еще одного часа. После этого горячий расплавленный полимер перемещали на фарфоровую пластину. После охлаждения в течение нескольких часов этот жесткий полимер разломали на куски и измельчили в порошок.
Пример 7:
Получение терполимера А5:
12
В сосуд с перемешиванием объемом 2 л добавляли 560 г о-ксилола и 399 г сополимера малеинового ангидрида/C. Эту смесь нагревали до 90°C и в течение 2 ч при 90°C добавляли 7,7 г диметиламинопропиламина, растворенного в 50 г о-ксилола. После этого температуру поднимали до 100°C и выдерживали при этой температуре в течение 1 часа. Потом температуру поднимали до 150°C и отгоняли образовавшуюся воду с использованием конденсирующей насадки Дина-Старка в течение 4 часов. Это дало в результате терполимер А5.
Пример 8:
Модификация терполимера А5 (А6):
500 г терполимера А5 помещали в сосуд с перемешиванием объемом 2 л и охлаждали до 10°C. В течение 30 мин добавляли 4,3 г диметилсульфата.
Температуру поддерживали ниже 30°C. После того как добавление было закончено, раствор полимера перемешивали в течение 30 мин при комнатной температуре, прежде чем температуру поднимали до 80°C. О-ксилол удаляли в вакууме, а полученный в результате полимер перемалывали в порошок. Этот получившийся порошок растворяли в 862 г деионизированной воды и 48,6 г 50%-ного раствора гидроксида натрия, получая терполимер А6.
Пример 9:
Получение терполимера А7:
12
В сосуд с перемешиванием объемом 2 л загружали 663 г о-ксилола и 240 г порошкообразного сополимера ангидрида малеиновой кислоты/C и нагревали до 90°C. 87 г диметиламинопропиламина растворяли в 100 г о-ксилола и добавляли в течение 2 ч при 90°C. Затем температуру поднимали до 100°C и выдерживали при этой температуре в течение 1 ч. Потом температуру поднимали до 150°C и отгоняли воду с использованием конденсирующей насадки Дина-Старка. Это дало в результате 28,5%-ный раствор терполимера А7.
Пример 10 (гипотетический):
Вместо диметиламинопропиламина также могут быть использованы другие амины, такие как аминопропилимидазол.
Пример 11:
Модификация терполимера А7 (А8):
650 г терполимера А7 помещали в сосуд с перемешиванием объемом 2 л и охлаждали до 10°C. В течение 30 мин добавляли 58 г диметилсульфата, а температуру поддерживали ниже 30°C. После того как добавление было закончено, раствор перемешивали в течение 15 мин при комнатной температуре, а потом нагревали до 80°C. Эту температуру поддерживали при перемешивании в течение 2 ч. Растворитель удаляли под действием вакуума, а полученный в результате полимер растворяли в 973 г деионизированной воды с получением полимера А8.
Пример 12:
Получение кватернизованного имида полиизобутилен-диметиламинопропиламина (ПИБ-ДМАПА) (полиизобутиленянтарный ангидрид/диметиламинопропиламин (ПИБЯА/ДМАПА), кватернизованный с помощью стиролоксида)
Полиизобутиленянтарный ангидрид (ПИБЯА) (141 г, 0,1 моль) при комнатной температуре растворяли в тетрагидрофуране (50 г). При одновременном охлаждении в течение 15 мин добавляли диметиламинопропиламин (ДМАПА) (11 г, 0,1 моль). Реакционную смесь перемешивали в течение 3 часов. Далее добавляли стиролоксид (13 г, 0,1 моль) и температуру увеличивали до 50°C. Спустя 15 ч растворитель удаляли при 50°C/1 мбар. Продукт образовывался с выходом 95%.
Реакция может осуществляться аналогичным образом также и в других неполярных растворителях, таких как бензол, толуол, простой диэтиловый эфир, дихлорметан. Также могут использоваться другие кватеринизующие агенты, такие как диметилсульфат, этиленоксид, пропиленоксид или метилхлорид.
Пример 13
Алкоксилированный имид ПИБ-ТЭПА (ПИБЯА/ТЭПАУЕ05
13 а) (Имид из ангидрида полиизобутиленянтарной кислоты (ПИБЯА) и тетраэтиленпентамина (ТЭПА))+1 моль ЭО/NH
В автоклаве объемом 2,5 л нагревали продукт реакции из ангидрида полиизобутенянтарной кислоты и тетраэтиленпентамина (ТЭПА, 405 г) и воду (20 г) до 80°C, и три раза продували азотом до давления 1 бар. После того, как температуру подняли до 120°C, в течение 20 минут добавляли этиленоксид (65,2 г). Для завершения реакции смеси давали дополнительно реагировать в течение 10 ч при 120°C. Реакционную смесь дегазировали азотом и удаляли летучие соединения в вакууме при 70°C. Получали 485 г коричневого вязкого масла.
13b) (Имид из ангидрида полиизобутиленянтарной кислоты и тетраэтиленпентамина)+5 моль ЭО/NH
Продукт, полученный в Примере 13 а) (158 г) и третбутилат калия (2,1 г) нагревали до 80°C и три раза продували азотом до давления 1 бар. Из смеси удаляли воду при 120°C и вакууме 10 мбар в течение 2 ч. После нейтрализации вакуума азотом, температуру увеличивали до 130°C и добавляли этиленоксид (64,2 г). Для завершения реакции смеси давали дополнительно реагировать в течение 10 ч при 130°C. После сброса давления реакционную смесь дегазировали азотом и удаляли летучие соединения в вакууме при 70°C.
215 г аддукта ангидрида полиизобутиленянтарной кислоты-тетраэтиленпентамина с 5 моль ЭО/NH были получены в виде желто-коричневого высоковязкого масла.
Пример 14
Кватернизованный алкоксилированный имид ПИБ-ТЭПА
14а) (Имид из ангидрида полиизобутиленянтарной кислоты и тетраэтиленпентамина) + 15 моль ЭО/NH
Продукт, полученный в Примере 14 1 а), (173 г) и третбутилат калия (4,0 г) нагревали до 80°C и три раза продували азотом до давления 1 бар. Из смеси удаляли воду при 120°C и вакууме 10 мбар в течение 2 ч. После нейтрализации вакуума азотом, температуру увеличивали до 130°C и в течение 5 часов добавляли этиленоксид (247,4 г). Для завершения реакции смеси давали дополнительно реагировать в течение 10 ч при 130°C. После сброса давления реакционную смесь дегазировали азотом и удаляли летучие соединения в вакууме при 70°C.
446 г аддукта ангидрида полиизобутиленянтарной кислоты-тетраэтиленпентамина с 15,2 моль ЭО/NH были получены в виде желто-коричневого высоковязкого масла (аминное число 0,89 ммоль/г).
14b) (Имид из ангидрида полиизобутиленянтарной кислоты и тетраэтиленпентамина) + 15 моль ЭО/NH, кватернизованный диметилсульфатом
Продукт, полученный в Примере 14а), (100,0 г) помещали в реакционный сосуд при 70°C и барботировали через вещество ток азота. По каплям добавляли диметилсульфат (12,06 г) при 70-75°C. Для завершения реакции смесь перемешивали в течение 2 ч при 75°C. После удаления летучих соединений в вакууме выделяли 96 г коричневого твердого вещества (аминное число 0,08 ммоль/г, степень кватернизации 91,0%).
Примеры с 15 по 26: получение эмульсий:
Пример 15:
Эмульсия с низким уровнем содержания неионогенного поверхностно-активного вещества и 20% ПИБ-масляной фазы:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (8,8 мас.ч.), ПИБЯА (1,2 части по массе) и минеральное масло (10,0 мас.ч.) отвешивали в контейнер и нагревали при 80°C в течение 30 минут без перемешивания. Отдельно к деионизированной воде (78,0 мас.ч.) добавляли неионогенное поверхностно-активное вещество С13-оксоспирт + 3 ЭО (ГЛБ 9, 1,0 часть по массе) и неионогенное поверхностно-активное вещество С13-оксоспирт + 8 ЭО (ГЛБ 13, 1,0 часть по массе) и нагревали при 80°C в течение 30 минут, по прошествии этого времени водную смесь добавляли к ПИБ-смеси и перемешивали с помощью мешалки Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, в общей сложности 2 минуты. Скорость перемешивания первоначально устанавливали на 5000 об/мин и медленно увеличивали, чтобы спустя 2 минуты достичь 10000 об/мин.
Сразу после этого смесь 6 раз пропускали через гомогенизатор высокого давления при 80°C и 800 бар.
Пример 16:
Эмульсия с низким уровнем содержания неионогенного поверхностно-активного вещества и 35% ПИБ-масляной фазы:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (15,4 мас.ч.), ПИБЯА (2,1 мас.ч.) и минеральное масло (17,5 мас.ч.) отвешивали в контейнер и нагревали при 80°C в течение 30 минут без перемешивания. Отдельно к деионизированной воде (61,5 мас.ч.) добавляли неионогенное поверхностно-активное вещество С13-оксоспирт + 3 ЭО (ГЛБ 9, 1,75 мас.ч.) и неионогенное поверхностно-активное вещество С13-оксоспирт+8 ЭО (ГЛБ 13, 1,75 мас.ч.) и нагревали при 80°C в течение 30 минут, по прошествии этого времени водную смесь добавляли к ПИБ-смеси и перемешивали с помощью мешалки Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, в общей сложности 2 минуты. Скорость перемешивания первоначально устанавливали на 5000 об/мин и медленно увеличивали, чтобы спустя 2 минуты достичь 1000 об/мин. Использования гомогенизатора высокого давления не требуется.
Пример 17:
Эмульсия с неионогенным поверхностно-активным веществом и без минерального масла:
Полиизобутен (молекулярная масса 1000 г/моль) (28,8 мас.ч.), неионогенное поверхностно-активное вещество С10-спирт Гербе + 4 ЭО (ГЛБ 10,5, 2,6 мас.ч.), неионогенное поверхностно-активное вещество С10-спирт Гербе + 14 ЭО (ГЛБ 16, 2,6 мас.ч.) и ПИБЯА (2,6 мас.ч.) помещали в контейнер и нагревали при 80°C в течение 30 минут без перемешивания. После этого образец перемешивали с помощью мешалки Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, начиная от скорости 500, и до 1000 об/мин. По каплям добавляли деионизированную воду, предварительно нагретую до 80°C, пока содержание воды не составило в итоге 63,4 мас.ч.. Поскольку было добавлено больше воды, скорость мешалки постепенно увеличилась до 5000 об/мин.
Пример 18:
Эмульсия с высоким уровнем содержания неионогенного поверхностно-активного вещества:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (16,4 мас.ч.) и ПИБЯА (1,8 мас.ч.) смешивали при около 50°C. Добавляли парафиновое масло (18,2 мас.ч.) и нагревали смесь до 80°C.
Неионогенное поверхностно-активное вещество алкоксилат С10-спирта Гербе (ГЛБ 12,5, 9,1 мас.ч.) смешивали с деионизированной водой (54,5 мас.ч.) и также нагревали до 80°C.
Смесь ПИБ/парафинового масла помещали в стакан с обогревом и снабжали мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т25, а скорость устанавливали на 15000 об/мин. Добавляли смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°C и обрабатывали при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.
Пример 19:
Эмульсия с низким уровнем содержания неионогенного поверхностно-активного вещества:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (8,8 мас.ч.) и ПИБЯА (1,2 мас.ч.) смешивали при около 50°C. Добавляли парафиновое масло (10,0 мас.ч.) и нагревали смесь до 80°C.
С13-оксоспирт + 3 ЭО (ГЛБ 9, 1,0 часть по массе) и неионогенное поверхностно-активное вещество С13-оксоспирт + 8 ЭО (ГЛБ 13, 1,0 часть по массе) смешивали с деионизированной водой (78 мас.ч.) и также нагревали до 80°C.
Смесь ПИБ/парафинового масла помещали в стакан с обогревом и снабжали мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, а скорость устанавливали на величину от 5000 до 6000 об/мин. Добавляли смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°C и обрабатывали при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.
Пример 20:
Эмульсия с низким уровнем содержания неионогенного поверхностно-активного вещества без парафинового масла:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (20 мас.ч.) и ПИБЯА (2,2 мас.ч.) смешивали при около 50°C и нагревали до 80°C. Неионогенное поверхностно-активное вещество алкоксилат С10-спирта Гербе (ГЛБ 12,5, 11,2 мас.ч.) смешивается с деионизированной водой (66,6 мас.ч.) и также нагревается до 80°C. Смесь ПИБ помещают в стакан с обогревом и снабжают мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, а скорость устанавливают на величину от 5000 до 6000 об/мин. Добавляют смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°C и обрабатывают при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.
Пример 21:
Эмульсия с ПИБА (полиизобутенамином) в качестве вспомогательного средства для образования эмульсии и высоким уровнем содержания неионогенного поверхностно-активного вещества:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (16,4 мас.ч.) и ПИБА (1,8 мас.ч.) смешивали при около 50°C. Добавляли парафиновое масло (18,2 мас.ч.) и нагревали смесь до 80°C.
Неионогенное поверхностно-активное вещество алкоксилат С10-спирта Гербе (ГЛБ 12,5, 9,1 мас.ч.) смешивали с деионизированной водой (54,5 мас.ч.) и также нагревали до 80°C.
Смесь ПИБ/парафинового масла помещали в стакан с обогревом и снабжали мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, а скорость устанавливали на величину от 5000 до 6000 об/мин. Добавляли смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°С и обрабатывали при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.
Пример 22:
Эмульсия с ПИБА в качестве вспомогательного средства для образования эмульсии и низким уровнем содержания неионогенного поверхностно-активного вещества:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (17,3 мас.ч.) и ПИБА (1,9 мас.ч.) смешивали при около 50°C. Добавляли парафиновое масло (19,2 мас.ч.) и нагревали смесь до 80°C.
Неионогенное поверхностно-активное вещество С13-оксоспирт + 3 ЭО (ГЛБ 9, 1,9 мас.ч.) и неионогенное поверхностно-активное вещество С13-оксоспирт + 8 ЭО (ГЛБ 13, 1,9 мас.ч.) смешивали с деионизированной водой (57,8 мас.ч.) и также нагревали до 80°C. Смесь ПИБ/парафинового масла помещали в стакан с обогревом и снабжали мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, а скорость устанавливали на величину от 5000 до 6000 об/мин. Добавляли смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°C и обрабатывали при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.
Пример 23:
Эмульсия с этилен/ДМАЭМ-воском в качестве вспомогательного средства для образования эмульсии:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (16,4 мас.ч.) и этилен/ДМАЭМ-воск (1,8 мас.ч.) смешивали при около 50°C. Добавляли парафиновое масло (18,2 мас.ч.) и нагревали смесь до 80°C.
Неионогенное поверхностно-активное вещество алкоксилат С10-спирта Гербе (ГЛБ 12,5, 9 мас.ч.) смешивали с деионизированной водой (54,6 мас.ч.) и также нагревали до 80°C. Смесь ПИБ/парафинового масла помещали в стакан с обогревом и снабжали мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, а скорость устанавливали на величину от 5000 до 6000 об/мин. Добавляли смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°C и обрабатывали при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.
Пример 24:
Эмульсия с алкоксилированным имидом ПИБ-ТЭПА (ПИБЯА/ТЭПАУЕ05 вкачестве вспомогательного средства для образования эмульсии:Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (16,4 мас.ч.) и алкоксилированный имид ПИБ-ТЭПА (ПИБЯА/ТЭПА)/Е05 (1,9 мас.ч.) смешивали примерно при 50°C. Добавляли парафиновое масло (18,2 мас.ч.) и нагревали смесь до 80°C.
Неионогенное поверхностно-активное вещество алкоксилат С10-спирта Гербе (ГЛБ 12,5, 9,1 мас.ч.) смешивали с деионизированной водой (54,5 мас.ч.) и также нагревали до 80°C.
Смесь ПИБ/парафинового масла помещали в стакан с обогревом и снабжали мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, а скорость устанавливали на величину от 5000 до 6000 об/мин. Добавляли смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°C и обрабатывали при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.
Пример 25:
Эмульсия с кватернизованным алкоксилированным имидом ПИБ-ТЭПА (ПИБЯА/ТЭПАУЕ015 (кватернизован на 91% с помощью диметилсульфата ЩМО) в качестве вспомогательного средства для образования эмульсии:Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (16,4 мас.ч.) и кватернизованный алкоксилированный имид ПИБ-ТЭПА
(ПИБЯА/ТЭПА)/Е015 (кватернизован на 91% ДМС)) (1,8 мас.ч.) смешивали примерно при 50°C. Добавляли парафиновое масло (18,2 мас.ч.) и нагревали смесь до 80°C.
Неионогенное поверхностно-активное вещество алкоксилат С10-спирта Гербе (ГЛБ 12,5, 9,1 мас.ч.) смешивали с деионизированной водой (54,5 мас.ч.) и также нагревали до 80°C.
Смесь ПИБ/парафинового масла помещали в стакан с обогревом и снабжали мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, а скорость устанавливали на величину от 5000 до 6000 об/мин. Добавляли смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°C и обрабатывали при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.
Пример 26:
Эмульсия с кватернизованным имидом ПИБ-ДМАПА (ПИБЯА/ДМАПА, кватернизованный стиролоксидом) в качестве вспомогательного средства для образования эмульсии:
Полиизобутен (ПИБ) (молекулярная масса 1000 г/моль) (16,4 мас.ч.) и кватернизованный имид ПИБ-ДМАПА (ПИБЯА/ДМАПА, кватернизованный стиролоксидом), (1,8 мас.ч.) смешивали при около 50°C. Добавляли парафиновое масло (18,2 мас.ч.) и нагревали смесь до 80°C. Неионогенное поверхностно-активное вещество алкоксилат С10-спирта Гербе (ГЛБ 12,5, 9,1 мас.ч.) смешивали с деионизированной водой (54,5 мас.ч.) и также нагревали до 80°C.
Смесь ПИБ/парафинового масла помещали в стакан с обогревом и снабжали мешалкой Ultraturrax, оснащенной сдвиговой насадкой Т50, а скорость устанавливали на величину от 5000 до 6000 об/мин. Добавляли смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества при 80°C и обрабатывали при этой скорости сдвига в течение 120 сек без дополнительного нагревания.