Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
DE2127082B2 - Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen Polyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung - Google Patents
[go: Go Back, main page]

DE2127082B2 - Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen Polyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen Polyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung

Info

Publication number
DE2127082B2
DE2127082B2 DE2127082A DE2127082A DE2127082B2 DE 2127082 B2 DE2127082 B2 DE 2127082B2 DE 2127082 A DE2127082 A DE 2127082A DE 2127082 A DE2127082 A DE 2127082A DE 2127082 B2 DE2127082 B2 DE 2127082B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
reaction
molecular weight
product
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2127082A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2127082A1 (de
DE2127082C3 (de
Inventor
Giuseppe Dr. Neu Allschwil Raspanti (Schweiz)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sandoz AG
Original Assignee
Sandoz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandoz AG filed Critical Sandoz AG
Publication of DE2127082A1 publication Critical patent/DE2127082A1/de
Publication of DE2127082B2 publication Critical patent/DE2127082B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2127082C3 publication Critical patent/DE2127082C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/53Polyethers; Polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/36Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by nitrogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/333Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen
    • C08G65/33303Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing amino group
    • C08G65/33306Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing amino group acyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/024Polyamines containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

dadurch gekennzeichnet, daß man die aliphatischen Polyamine in einem Überschuß von mindestens 2 bis 3 Mol, bezogen auf einen Halogenmethyli es>t im Polyepihalogenhydrin, einsetzt, nach dem Umsetzen von a) mit b) das überschüssige Polyamin abdestilliert und die Umsetzung der so erhaltenen Polyätheramine in wäßriger Lösung durch Wahl der Verhältnisse von Polyätheramin aus a) zu b) zu Vernetzer c) so Führt, daß keine unlöslichen Gele entstehen oder durch Kühlung und Erniedrigung des pH-Werts vor dem Punkt abbricht, bei dem unlösliche Gele entstehen.
2. Verwendung der nach Anspruch I hergestellten Polyätheramine als Flockulations-, FIotations-, Entwässerungs- und Retentionsmittel.
20
Es ist bereits bekannt, Polyätheramine durch Reaktion zwischen Polychlormethyläther und Polyaminen herzustellen. Diese Reaktion mußjedoch unterbrochen werden, bevor das Reaktionsprodukt unlöslich wird. Unter diesen Umständen besitzen die so erhaltenen Reaktionsprodukte noch 1 !.-aktive Gruppen und sind somit abhängig von den pH-Bedingungen und der Temperatur in bezug auf ihre Löslichkeit unstabil.
Weiterhin wird in diesem Verfahren das überschüssige, nicht umgesetzte Polyamin nicht aus dem Reaktionsgemisch entfernt. In dem bekannten Verfahren wird auch eine Vernetzung des erhaltenen Polyätheramins mit einem polyfunktionellen Alkylierungsmittel nicht beschrieben.
Erfindungsgemäß sollen nun hochmolekulare Polyätheramine mit verbesserten Eigenschaften hergestellt werden. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen Polyätheraminen und deren Salzen durch Umsetzen von
a) gegebenenfalls durch Alkylreste oder Hydroxyalkylrcste substituierten aliphatischen Polyaminen, die mindestens eine primäre oder zwei sekundäre Aminoreste enthalten und deren Molekulargewicht höchstens 200 beträgt, mit &5
b) 3 bis 25 Halogenmethylreste enthaltenden Polyepihalogenhydrinen und
c) anschließendem Umsetzen der erhaltenen Polyätheramine mit mehrwertigen Alkylierungs- oder Acylierungsmitteln und gegebenenfalls überführung der freien Aminogruppen ganz oder teilweise durch Zugabe von Säuren in ihre Salze.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die aliphatischen Polyamine in einem Überschuß von mindestens 2 bis 3 Mol, bezogen auf einen Halogenmethylrest im Polyepihalogenhydrin, einsetzt, nach dem Umsetzen von a) mit b) das überschüssige Polyamin abdestilliert und die Umsetzung der so erhaltenen Polyätheramine in wäßriger Lösung durch Wahl der Verhältnisse von Polyätheramin aus a) zu b) zu Vernetzer c) so führt, daß keine unlöslichen Gele entstehen oder durch Kühlung und Erniedrigung des pH-Werts vor dem Punkt abbricht, bei dem unlösliche Gele entstehen.
Für dieses Verfahren in Frage kommende Polyamine sind beispielsweise: 1,2-Diaminoäthan, 1,2-Diaminopropan, 1,2-Diaminobutan, 1,3-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, l,6-Diaminohexan,N-(2'-Hydroxyäthyl)-1,2-Diaminoäthan, l,3-Diamino-2-propanol, 3 - Dimethylaminopropylamin, N1N' - Bis - (2" - Hydroxyäthyl)-l,2-Diaminoäthan,Piperazin,N-(2-Aminoäthyll-piperazin, Diäthylentriamin, Triälhylentetramin, Tetraäthylenpentamin, N,N-Bis-(3-Aminopropyl) - amin, N,N' - Bis - 2" - Aminoäthyl -1,4 - diaminobutan und Tri-(3-Aminopropyl)-amin. Diese aliphatischen Polyamine bestehen aus gegebenenfalls durch Alkyl- oder Hydroxyalkylreste substituierten, über Alkylenreste miteinander verbundenen Aminogruppen, wobei die An2:ahl der Substituenten an den N-Atomen so niedrig gehalten ist, daß das Polyamin mindestens eine primän; oder zwei sekundäre Aminogruppen enthält. Das niedrigstmolekulare, dieser Definition entsprechende Polyamin ist 1,2-Diaminoäthan. Das Molekulargewicht der in Frage kommenden Polyamine soll nicht höher als ungefähr 200 sein, damit das überschüssige, nicht umgesetzte Amin aus der Reaktionsmasse durch Destillation bei Temperaturen entfernt werden kann, bei welchen das Umsetzungsprodukt noch beständig ist.
Die Polyepihalogenhydrine, welche beim erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsstoffe verwendet werden, sind bekannte Verbindungen, oder sie können nach allgemein bekannten Analogieverfahren hergestellt werden. Sie enthalten als Hauptbestandteil Polyätherketten, welche durch folgende allgemeine Formel charakterisiert werden können.
-C2H3-O-CH2
Hai
worin Hai Chlor oder Brom und y eine Zahl von 3 bis 25 bedeutet. Bei der Herstellung der Polyepihalogenhydrine entstehen Mischungen aus Produkten von verschiedenem Polymerisationsgrad, d. h., y bzw. das durch y definierte Molekulargewicht sind im Sinn der vorliegenden Erfindung Durchschnittszahlen bzw. durchschnittliche Molekulargewichte. Auf Grund der Endgruppen, welche mit dem Anfang und dem Ende der Polymerkette der obigen Formel I verknüpft sind, können die Polyepihalogenhydrine in folgende Gruppen unterteilt werden:
1. Wenn man Wasser, Alkohole mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und 1 bis 6 Hydroxylgruppen oder die aus diesen Alkoholen durch Anlagerung von Äthylenoxyd entstehenden Ätheralkohole als »Starterx für die Polymerisation des Epihalogenhydrins verwendet erhält man Polyepihalogenhydrine der Formel
(HO)n^1-R-
(OCH,CH2)x_r
worin R Wasserstoff bedeuten kann, wenn m und λ für die Zahl 1 stehen, und R außerdem einen Alkylrest mit höchstens 6 Kohlenstoffatomen, Hai Chlor oder Brom, »ι und η unabhängig voneinander eine ganze Zahl 1 bis 6, .v eine ganze ZahJ von 1 bis 20 und y eine ganze Zahl von 1 bis 25 bedeuten wobei die Summe m + η mindestens 2 und höchstens 7, und das Produkt aus der Multiplikation /1 · y mindestens 3 und höchstens 25 betragen.
2. Eine zweite Gruppe von Polyepihalogenhydrinen wird erhalten, wenn man einzelne oder alle Halogcnhydrinendgruppen in der obigen Formel II in die entsprechenden Epoxidgruppen überführt.
3. Eine dritte Gruppe betrifft durch saure Katalyse ohne »Starter« entstandene Epihalogenhydrinpolymere, bei welchen die Konstitution der Endgruppen nicht genau bekannt ist.
4. Eine weitere Gruppe betrifft Polymerisate aus Epihalogenhydrinen, welche mit andern als Säurekatalysatoren erhalten werden, vorausgesetzt, daß sie nicht zu hochmolekular sind (y in Formel I höchstens 25). Solche Katalysatoren sind in der USA.-Patentschrift 3 058 923 beschrieben.
Die in obigen vier Gruppen erwähnten Polyepihalogenhydrine sind nach bekannten Verfahren zugänglich, diesbezügliche Literaturstellen sind beispielsweise:
Die britischen Patentschriften 477 843 und 898 306 und die USA.-Patentschriften 2 483 749, 2 856 370, 2599 799, 2871219, 2891073, 3058921, 3 158580 und 3 305 565; J. Polymer Sei., 40, 571 (1959), und 47, 486 (1960); Bull. Chem. Soc. Japan, 33, 727 (1960); J. Appl. Polymer Sei., 6, 643 (1962); CA., 59. 2959h (1963), CA., 60, 12111c (1964), CA., 60, 12113d (1964), CA., 65, 12290 c (1966).
In der ersten Stufe des vorliegenden Verfahrens werden die obenerwähnten Polyamine an den N-Atomen durch die Halogcmmethylreste der Formel I alkyliert. Dabei reagieren vor allem die primären und die sekundären Aminogruppen in den Polyaminen. Eine Alkylierung von tertiären Aminogruppen zu quaternären Ammoniumionen tritt nur in geringem Ausmaß ein. Weil die Verbindungen mit den polymeren Ketten der Formel I eine größere Zahl von Halogenmethylresten tragen, kann man sie als PoIyalkylierungsmittel bezeichnen. Bei deren Umsetzung mit Polyaminen entsteht ein sehr komplexes Gemisch von Umsetzungsprodukten, das durch eine allgemeine Formel nicht charakterisiert werden kann. Wenn beispielsweise ein Teil der Halogenniethylgruppen mit den Ausgangs-Polyaminen reagiert hat, sind neue Polyamine entstanden, die bei der Umsetzung mil den noch zur Verfügung stehenden Malogemnethylgruppen ebenfalls reagieren, gewissermaßen als Kon- fts kurrenten der Ausgangsamine. So werden Polymerketten der Formel 1 durch Austausch von Hai durch Polyalkylaminreste miteinander verbunden, so daß 0-C2H3A-O-C2H3-OH
CH1
Hai
(JI)
vernetzte Polyamine entstehen. Wenn diese Vernetzung einen gewissen Grad überschreitet, entstehen wasserunlösliche Stoffe, welche außerhalb des Rahmens der Erfindung fallen. Weil hier vielwertige Polyalkylierungsmittel und Polyamine miteinandei reagieren, ist die Möglichkeit für Vernetzungsreaktionen besonders groß, und es war zunächst nicht voraussehbar, ob bsi praktisch vollständiger Umsetzung der Halogenmethylreste überhaupt wasserlösliche Polymere entstehen.
Bei dem in der USA.-Patentschrift 3 251852 beschriebenen Verfahren werden Polyepichlorhydrine vom Molekulargewicht 450, 900 und 1150 mit Polyaminen, beispielsweise mit Triäthylentetramin, umgesetzt, wobei immer in Gegenwart von Methanol und von Kaliumhydroxid gearbeitet wird. Zunächst wird längere Zeit bei 20 bis 30cC reagieren gelassen, langsam auf 80 bis 140° C erwärmt und längere Zeit ausreagieren gelassen. Die Nacharbeitung dieser Verfahrensweise hat gezeigt, daß weitaus der größte Teil der Chlormethylgruppen gar nicht mit dem Polyamin, sondern mit dem Kaliummethylat reagieren unter Austausch von Chlor gegen den Methoxyrest. Es steht deshalb nur noch ein kleiner Teil der im Reaktionsgemisch ursprünglich vorhandenen Chlormethylgruppen als alkylierende Gruppen für die Umsetzung mit dem Polyamin bei 80 bis 1400C zur Verfügung. Dadurch sind die Bedingungen für eine Vernetzung sehr ungünstig, und es entstehen Polymere mit sehr viel Ätbergruppen und nur wenig Aminogruppen. Dennoch können auch hier zu stark vernetzte, wasserunlösliche Endstoffe entstehen. Um dies zu vermeiden, wird immer in Gegenwart eines Lösungsmittels umgesetzt, das immer mindestens in gleicher Menge wie die Reaktionskomponenten vorhanden ist.
Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß im ersten Verfahrensschritt ohne Kaliumhydroxid oder andere säurebindende Mittel und ohne Lösungsmittel gearbeitet. Die Vernetzung zu unlöslichen Umsetzungsprodukten wird überraschenderweise allein durch den Einsatz von überschüssigem Polyamin vermieden. Der zur Vermeidung der Bildung von zu !,och vernetzten und damit unlöslichen Umsetzungspirodukten notwendige Überschuß an Ausgangsaminen ist abhängig vom Polymerisationsgrad des umzusetzenden Polyepihalogenhydrins: ist letzteres hochmolekular (viele Halogenmethylgruppen), muß ein größerer Überschuß eingesetzt werden als bei niedrigmolekularen Polyhalogenhydrinen (wenig Halogenmethylgruppen). Der notwendige Überschuß an Ausgangs-Polyamin ist beträchtlich, es müssen mindestens 2 bis 3 Mol Polyamin, bezogen auf eine Halogenmethylgruppe im Polyepihalogenhydrin, eingesetzt werden. Die Mitverwendung von Lösungsmitteln ist nicht notwendig, weil die Reaktionskomponenten meist ineinander mischbar oder wenigstens ineinander genügend löslich
sind. Die Umsetzung ist ab ungefähr 90 bis 100 C stark exotherm, weshalb es zweckmäßig ist, beim Arbeiten im großen Maßstab das Polyamin bei dieser Temperatur vorzulegen und das Polyepihalogenhydrin so langsam zuzugeben, daß die Temperatur nicht zu siark ansteigt. Umsetzungstemperaturen oberhalb 200° C sollen vermieden werden, um Nebenreaktionen und Zersetzungsprodukte zu vermeiden. Zweckmäßig werden praktisch alle Halogenmethylgruppen zur Reaktion gebracht. Dieser Punkt ist erreicht, wenn nahezu die theoretische Menge Halogenionen in der Reaktionsmischung nachgewiesen werden kann.
Nach der Umsetzung wird das überschüssige Ausgangsamin durch Destillation, vorzugsweise im Vakuum, entfernt. Um dies möglichst weitgehend zu erreichen, ist es zweckmäßig, alle Aminogruppen im Umsetzungsgemisch freizusetzen, d. h., die Aminhydrohalogenide in die freien Amine überzuführen. Dies geschieht am einfachsten mit säurebindenden Mitteln wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, CaI-ciumhydroxid, Natriumcarbonat oder Natriumalkoholat. Man kann beispielsweise die dem Halogenionengehalt äquivalente Menge konzentrierte wäßrige Natriumhydroxidlösung zugeben und das zur Lösung ve wendete und das bei der Umsetzung entstandene Wasser abdestillieren. Das überschüssige Ausgangs-Polyamin wird nachher aus dem Reaktionsgemisch durch Destillation entfernt, vorzugsweise im Vakuum zur Schonung des Umsetzungsprodukts. Das so regenerierte Ausgangs-Polyamin kann in einem neuen Ansatz wieder verwendet werden. Normalerweise stört das Natriumhalogenid bei der weiteren Verarbeitung und bei der Verwendung des Endstoffs nicht, so daß auf eine Entfernung verzichtet werden kann.
In der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in der ersten Stufe erhaltene PoIyätheramin in Wasser gelöst und mit Polyalkylierungs- oder Polyacylierungsmittel umgesetzt, welche durch Verknüpfung der Polyätheramine unter sich eine Vergrößerung des durchschnittlichen Molekulargewichts bewirken. Als solche kommen beispielsweise in Frage: Epichlorhydrin, !,2-Dichloräthan,
1.2 - Bis - (T - Chloräthoxy) - äthan. 1,4 - Dichlor-
2.3 - epoxy - butan, N,N' - Bis - Chloracetyl - äthylendiamin, Diglycidyläther, niedrigmolekulares Polyepichlorhydrin, Chloracetylchlorid, Cyanurchlorid, Adipinsäurechlorid, Divinylsulfon und die Verbindungen der Formeln
Cl-CH2-CH2-O-CH2-CH CH2 (III)
O
vgl. deutsche Patentschrift 670419, und
er er
Cl-CH2-CH — CH2-N-CH2-CH — CH2-N-CH2-CH — CH2-Cl (I V)
OH
CH,
CH3 OH CH3 CH3 OH
vgl. französische Patentschrift 1583 363, und die andern in letzterer Patentschrift beschriebenen Vernetzer.
Die Vernetzung in der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens muß gezielt durchgeführt werden, d. h., der Vernetzungsgrad des Endprodukts darf nicht zu niedrig und nicht zu hoch sein. Bei fortschreitender Vernetzung in wäßriger Lösung beobachtet man von einem gewissen Punkt an eine deutliche Erhöhung der Viskosität der Lösung. Von hier bis zur Erreichung des Punktes, bei welchem eine unlös- 4-; liehe Gelmasse entsteht, ist eine verhältnismäßig kleine Übergangsperiode. In dieser Übergangsperiode muß die Vernetzung unterbrochen werden, um zu den erfindungsgemäßen Endprodukten zu gelangen.
Diese Unterbrechung kann geschehen, indem man das Mengenverhältnis der Reaktionspartner a) zu b) so wählt, daß keine unlösliche Gele entstehen. Diese Methode ist in der obenerwähnten französischen Patentschrift 1 583 363 beschrieben. Man kann aber auch überschüssigen Vernetzer einsetzen und die Vernetzung nach dem Viskositätsanstieg und vor der Entstehung von unlöslichem Gel unterbrechen durch Kühlung und Erniedrigung des pH-Werts. Diese Erniedrigung wird erreicht durch Zugabe der verschiedensten Säuren, wie beispielsweise von Salzsäure, Schwefelsäure, Milchsäure, Weinsäure, Methansulfonsäure, Benzoldisulfonsäure oder Phthalsäure. Bei Verwendung von überschüssigem Vernetzer kann es vorkommen, daß die Reaktionsfähigkeit des Vernetzers bzw. von nur teilweise umgesetztem Vernetzer auch durch Erniedrigung des pH-Werts, beispielsweise auf 3 bis 5, nicht vollständig eingefroren wird. Dies hat zur Folge, daß die Vernetzung während der Lagerung langsam weitergeht und damit nach längerer Zeit das wasserlösliche Endprodukt in ein unlösliches Gel übergeht. Wenn praktisch unbegrenzt lagerbeständige Endprodukte gewünscht werden, muß man deshalb entweder nach der ersten Vernetzungsmethode allen Vernetzer ausreagieren lassen oder überschüssigen Vernetzer mit so wenig reaktionsfähigen Reaktivgruppen verwenden, daß deren Reaktivität durch Erniedrigung des pH-Werts ganz einfriert; im letzten Fall reicht es aus, wenn eine von zwei reaktiven Gruppen eines Vernetzers genügend trag ist. Beispiele für solche Vernetzer sind: Triglykoldichlorid, [l,2-Bis-(2'-chloräthoxy)-äthan] und der Vernetzer der obigen Formel III.
Die Konzentration der wäßrigen Lösung, in weicher die Vernetzung durchgeführt wird, kann in weiten Grenzen schwanken. Man arbeitet vorteilhaft so, daß nach der Umsetzung direkt die für die vorgesehene Verwendung geeignete Konzentration an Wirkstoff entsteht. Diese Konzentration liegt normalerweise zwischen 10 und 50%, vorzugsweise zwischen 25 und 35%.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung der nach dem oben beschriebenen Verfahren erhaltenen Endstoffe. Wie andere hochmolekulare, hydrophile Polyamine sind sie gute Flockulations- und Flotationsmittel für die Aufbereitung von Abwassern aus Städten und Industrieanlagen und Antistatica für Textilien, überraschend ist ihre hohe Aktivität als Entwässerungsmittel und Retenlionsmittel in der Papierindustrie, indem sie die als höchst wirksam bekannten Polyalkylenimine übertreffen.
In der obigen Beschreibung und in den folgenden Beispielen bedeuten Teile Gewichtsteile, Prozente Gewichtsprozente, g Gramm, MG Molekulargewicht und AG Äquivalentgewicht. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. Die Molekulargewichte sind nach der vaporometrischen Methode bestimmt, vgl. C h i I e w s k i und Simon, HeIv. Chim. Acta, 47,515(1964).
Beispiele für das Herstellungsverfahren
Beispiel 1
92,5 g (1 AG) Polyepichlorhydrin (Durchschnitts-MG 1530) werden in 240,0 g (4 Mol) Athylendiamin bei Raumtemperatur gelöst. Die Lösung wird unier Rühren im Stickstoff-Strom auf 100° erhitzi. Bei dieser Temperatur findet eine exotherme Reaktion statt: durch Kühlung läßt man die Temperatur 140 nicht überschreiten. Wenn die Reaktion nicht mehr exotherm ist, wird 2 Stunden bei 100° weitergerührt.
Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung auf etwa 30° gibt man 133,3 g (1 Mol) 30%ige Natriumhydroxid-Lösung zu. Anschließend werden Wasser und überschüssiges Athylendiamin im Vakuum abdestilliert. Nach dem Erhitzen auf 110 bis 120 bei 10 bis 20 Torr unter Rühren bis zur Gewichtskonstanz erhält man 162,8 g Rückstand, der aus 58,5 g feinkristallinem Natriumchlorid und 104,3 g flüssigem Polyätheramin besteht.
Zu 9,4 g des obigen Rückstands, gelöst in !0,6 g Wasser, gibt man 1 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt die dünnflüssige Mischung während 18 Stunden bei 65" ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 300O Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht zu einer homogenen Lösung beliebig verdünnbar ist.
Das richtige Mengenverhältnis der beiden Reaktionskomponenten, d. h. von Rückstand aus der ersten Verfahrensstufe und von Bis-chlorhydrin der Formel IV, wird durch Vorversuche ermittelt. Beim Einsatz von zu wenig Vernetzer der Formel IV tritt praktisch kein Viskositätsanstieg der Reaktionsrntschung nach dem Ausreagieren des Vernetzers ein, zu viel Vernetzer ergibt unlösliche, gelartige, mit Wasser nicht zu einer homogenen Lösung verdünnbare Endstoffe.
Bei der Durchführung der ersten Verfahrensstufe im großtechnischen Maßstab kann die Beherrschung der exothermen Reaktion Schwierigkeiten bereiten, weshalb es zweckmäßig ist, das Athylendiamin zunächst allein bei 100 bis 120 in einer Stickstoffatmosphäre zu verrühren und das Polyepichlorhydrin so langsam zuzugeben, daß diese Temperatur, wenn nötig durch Außenkühlung, eingehalten werden kann. Weil bei dieser Verfahrensvariante praktisch während der ganzen L'msetzung ein größerer Überschuß m Äthylendiaimin vorhanden ist im Vergleich zur oben beschriebenen Variante, wo von Anfang an die gesamte Menge der Ausgangsstoffe miteinander vermischt ist, entsteht ein Zwischenprodukt von etwas ander sariigem Vernetzungsgrad.
In analoger Weise, wie in diesem Beispiel beschrieben, erhält man andere verfahrensgemäße Endstoffe, wenn der Vernetzer der Formel IV durch andere Vernetzer ersetzt wird. Wie oben erwähnt, laßt man den Vernetzer ausreagieren und ermine1! dessen Menge im Verhältnis zur Menge des /'iM^chcnprodtikts aus der ersten Verfahrenssnife Jurcn \orvt_!-ui'he Wasserlösliche Vernetzer werden der wäßrigen Lösun, des Zwischenprodukts direkt zugegeben oder naci vorherigem Lösen in einem Lösungsmittel, wie bei spielsweise Äthanol, Aceton oder Chlorbenzol. Be nicht homogenen Systemen ist es vorteilhaft, durcl sehr gutes Rühren für einen gleichmäßigen Ablauf de Reaktion zu sorgen.
Beispiel 2
ίο 92,5 g (IAG) Polyepichlorhydrin (Durchschnitts MG 1370) werden in 412,0 g (4 Mol) Diäthylentriamii bei Raumtemperatur gelöst. Nach Umsetzung um Aufarbeitung, wie im Beispiel 1 beschrieben, erhäl man nach dem Erhitzen bis zur Gewichtskonstan; 199,0 g Rückstand, der aus 58,5 g Natriumchlorid unc 140,5 g flüssigem Polyätheramin besteht.
Zu 8,5 g des obigen Rückstands, gelöst in 11,5{ Wasser, gibt man 2,8 g einer 30%igen wäßriger Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und laß!
die dünnflüssige Mischung während 18 Stunden be 65° aiisreagieren. Man erhält eine viskose Lösung die 30°/Ό Wirkstoff enthält und mit Wasser leichl verdünnbar ist.
B e i s ρ i e 1 3
Die erste Verfahrensstufe wird wie im Beispiel 2 durchgeführt. In der zweiten Stufe jedoch wird überschüssiger Vernetzer eingesetzt und dieser nicht ausreagieren gelassen. Um die Vernetzungsreaktion zu dämpfen und damit im richtigen Moment, vor der Entstehung von unlöslichem Gel, abbrechen zu können, wird bei niedrigerem pH-Wert umgesetzt.
Zu der im Beispiel 2 beschriebenen Lösung aus 8,5 g Rückstand und 11,5 g Wasser gibt man so viel 30%ige Salzsäure, daß der pH-Wert von anfänglich 11,6 auf 7,6 gesunken ist. Zu dieser Lösung gibt man 4,5 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt die Mischung während 16 Stunden bei 65" reagieren Man erhält eine viskose, mit Wasser leicht verdünnbare Lösung mit einem pH-Wert von 6,8, die 30% Wirkstoff enthält; zur Stabilisierung wird der pH-Wert der Lösung mit Salzsäure auf 5 eingestellt.
Veränderung beim Lagern: Nach 7 Wochen bei Raumtemperatur ist das Produkt unverändert. Nach einem Monat bei 50° ist das Produkt ein unlösliches Gel geworden. (Der pH-Wert ist auf 4,5 gesunken.)
Beispiel 4
Hier wird, wie im Beispiel 3, mit überschüssigem Vernetzer umgesetzt. Um dennoch ein lagerbeständiges Endprodukt zu erhalten, werden die durch die Vernetzung nicht verbrauchten reaktiven Gruppen zerstört. Man löst 42.5 g von den 199 g des im Beispiel 2 beschriebenen Rückstands in 137.5 2 Wasser, verrührt bei 30' und gibt 16,6 g feinkristallines Maleinsäureanhydrid zu. Nach 4 Stunden wird die klare Lösung auf 60' erwärmt, wobei die Vernetzungsreaktion beginnt. Nach 20 Minuten ist die dünnflüssige Lösung sehr viskos geworden. Man kühlt auf 30 und gibt 17,6 g Natriumhydrogensulfit zu, um die reaktive Doppelbindung in den Maleinsäureresten zu zerstören Man erhält eine viskose, mit Wasser leicht homogen verdünnbare, lagerstabile Lösung.
Wahrscheinlich laufen bei der oben beschriebenen Umsetzung folgende Reaktionen ab: Ein Teil der Aminogruppen im Polyätheramin wird zunächst acylier! zu Maleinsäure-halhamiden. an welche sich
30° '"!3J 44S
1 /1
darauf bei 60' durch Anlagerung an die Doppelbindung Aminogruppen anlagern:
-NH · CO · CH=CH COOH -i- H1N
-NH CO CH2 CH- COOH (Vl)
NH-
Diese Vernetzungsreaktion wird darauf, nach Erreichung des gewünschten Vernetzungsgrades, unterbrochen durch Anlagerung von Natriumhydrogensulfit an die Doppelbindung in (V):
-NH CO CH=CH · COOH + NaHSO.,
(VIl)
-NH · CO · CH2 ■ CH COOH
SOjNa
Beispiel 5
9,25 g (0,1 AG) Polyepichlorhydrin (MG 2090) werden in 144,4 g (1,4 Mol) Diäthylentriamin bei Raumtemperatur gelöst und dann wie im Beispiel 2 umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält 20,6 g Rückstand (davon 5,8 g Natriumchlorid). Weil man von einem hochmolekularen Polyepichlorhydrin ausgegangen ist, ist schon in der 1. Verfahrensstufe eine weitgehende Vernetzung eingetreten. Zur Durchführung der Vernetzung kann man in der 20fachen Menge Wasser lösen und mit der 0,01 fachen Menge Triglykoldichlorid bei 85 vernetzen.
Beispiel 6
92,5 g (1 AG) Polyepichlorhydrin vom MG 520 werden in 412.0 g (4 Mol) Diälhylentriamin bei Raumtemperatur gelöst und wie im Beispiel 2 umgesetzt und aufgearbeitet. Zu 8,5 g des Rückstands in 11.5 g Wasser gibt man 11,0g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und Inßt die Mischung während 18 Stunden bei 65" ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
In diesem Beispiel kann man den Überschuß an Diäthylentriamin verringern, indem man statt 412,0 g (4 Mol) nur 257.5 g (2.5 Mol) einsetzt. Dies hat zur Folge, daß man im zweiten Verfahrensschritt mil wesentlich weniger Vernetzer auskommt.
Beispiel 7
Zu 4(i.0g (0.1 Mo!) Polyäthylenglykol (MG 400). das 0.& Ii Bortrifluoridätherat enthält, werden innerhalb 40 Minuten 92,5 g (1 Mol) Epichlorhydrin bei 60 bis 70 7ugetiopfi. Man läßt die Reaktionsmischung VvJhrend 20 Stunden bei 90 weiter reagieren. An schließend wird das nicht umgesetzte Epichlorhydrin im Vakuum abdesiiliierl. Man erhält als dunkelbraunen Rückstand 109.3 g Reaktionsprodukte, d. h.. daß nur 64,3 g (0.75 Mol) Epichlorhydrin reagiert haben
Das so hergestellte Polyepichlorhydrin wird in 309 μ (3 Mol) Diäthylentriamin hei Raumtemperatur gelöM und die Lösung unter Rühren im Stickstoff-Strom auf 100Γ erhitzt. Bei dieser Temperatur findet eine exotherme Reaktion statt. Durch Kühlung läßt man die Temperatur 140" nicht überschreiten. Wenn die Reaktion nicht mehr exotherm ist, wird 2 Stunden bei 100 weiter gerührt. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung auf etwa 30° gibt man 100,0 g (0,75 Mol) 30%i.ge Natriumhydroxid-Lösung zu. Anschließend werden Wasser und überschüssiges Diäthylentriamin im Vakuum abdestilliert. Man erhält
ίο 211.4 g Rückstand, der aus 167,6 g organischem Reaktionsprodukt und 43,8 g Natriumchlorid besteht. Zu 7,6 g dieses Rückstands in 12,4 g Wasser gibt man 11,4 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65° ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünn bar ist.
Beispiel 8
Zu 9,1 g (0,05 Mol) Sorbit, der 1 g Bortrifluoridätherat enthält, werden innerhalb einer Stunde 139.0 g (1,5 Mol) Epichlorhydrin bei 100 bis 105 zugetropft. Man läßt die Reaktionsmischung während 2'/2 Stunden bei 100 bis 110" weiter reagieren. Anschließend wird Vakuum angeschlossen, um das nicht umgesetzte Epichlorhydrin abzudestillieren.
Man erhält 148,0g Reaktionsprodukt. d.h., daß das Epichlorhydrin vollständig reagiert hat. Das so hergestellte Polyepichlorhydrin wird in 618 g (6 Mol) Diäthylentriamin bei Raumtemperatur gelöst und die Lösung unter Rühren im Stickstoff-Strom auf 100° erhitzt. Bei dieser Temperatur findet eine exotherme Reaktion statt; durch Kühlung läßt man die Temperatur 140' nicht überschreiten. Wenn die Reaktion nicht mehr exotherm ist, wird 2 Stunden bei 100 weitergerührt. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung auf etwa 30° gibt man 200 g (1,5 Mol) 30%ige Natriumhydroxid-Lösung zu. Anschließend werden Wasser und überschüssiges Diäthylentriamin im Vakuum abdestilliert. Man erhält 3!0,0g Rückstand, der aus 222.3 g Polyätherainin und 87,7 g NaCl besteht.
Zu 8,4 g des obigen Rückstands in 11.6g Wasser gibt man 6,5 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV zu und läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65 ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
so B e i s ρ i e ! 9
Zu 75,Og (0,05 Mol) äthoxyliertem Sorbit (1 Mol Sorbit: 30 Mo! Athylenoxydi. der 3 g Bortrifluoridätherat enthält, werden innerhalb 30 Minuten 139.0 g (1.5MoI) Epichloihydrin bei 80 bis 90 zugetropft Man läßt die Reaktionsrnischung während 5 Stunden bei 100 weiter reagieren. Anschließend wird da* nicht umgesetzte Epichlorhydrin im Vakuum abdestil lien. Man erhält 182.2g Reaktionsprodukt. d.h. daß nur 1.15 Mol Epichlorhydrin reagiert hat. Das st
to hergestellte Polyepichlorhydrin wird in 474 g (4.6 Mol Diälhylcntriamin bei Raumtemperatur gelöst und die Lösung unter Rühren im Stickstoff-Strom auf 100 erhitzt. Bei dieser Temperatur findet eine exotherme Reaktion statt: durch Kühlung läßt man die Tempe
f>5 ralur 140 nicht überschreiten. Wenn die Reaktior nicht mehr exotherm ist. wird 2 Stunden bei 100 weitergerührl. Nach dem Abkühlen der Rcaktions mischung auf etwa 30 gibt man 153 g (1,15 Mol
■■ ' 1 4
30%ige Natriumhydroxid-Lösung zu. Anschließend werden Wasser und überschüssiges Diäthylentriamin im Vakuum abdestilliert. Man erhält 336 g Rückstand, der aus 67 g Natriumchlorid und 269 g Polyätheramin besteht.
Zu 7,5 g dieses Rückstands in 12,5 g Wasser gibt man 10,8 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV und läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65' ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
Beispiel 10
Zu 12,8 g des Produkts (Rückstand) aus der ersten Veifahrensstufe von Beispiel 2 in 18,6g Wasser gibt man 0,6 g Epichlorhydrin und läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65'' ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
Beispiel 11
Zu 12,8 g des Produkts (Rückstand) aus der ersten Verfahrensstufe von Beispiel 2 in 17,9 g Wasser gibt man 0,3 g l,2-Bis-(2'-ehloräthoxy)-äthan und läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65 ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
B e i s ρ i e I 12
Zu 12,8 g des Produkts (Rückstand) aus der ersten Verfahrensstufe von Beispiel 2 in 18,3 g Wasser gibt man 0,48 g N,N'-Bis-(ehloracelyl)-äthylendiamin und ίο läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65 ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
Beispiel 13
Zu 12,8 g des Produkts (Rückstand) aus der ersten Verfahrensstufc von Beispiel 2 in 17,7 g Wasser gibt man 0,2 g des unten beschriebenen Diaminotetraepoxids der Formel VIII und läßt die Mischung während 18 Stunden bei 65° ausreagieren. Man erhält eine viskose Lösung, die 30% Wirkstoff enthält und mit Wasser leicht verdünnbar ist.
Das hier als Vernetzer verwendete Diaminotetraepoxid hat folgende Konstitution
CH2 CH CH,=
N CH3 · CH2 · CH1 N= -CH2 CH CH2 O
(VIII)
und kann folgendermaßen hergestellt werden:
Zu 925 g (10 Mol) Fpichlorhydrin wird schnell unter Rühren und Eisbad-Kühlung eine Lösung von 148 g (2 Mol) von 1,3-Diaminopropan, gelöst in 160 g Methanol, zugegeben. Man läßt die Reaktionsmischung während 5 Stunden bei 25 bis 30 (leichte Kühlung) weiter reagieren. Anschließend werden Methanol und das überschüssige Epkiilorhydrin im Vakuum bei Raumtemperatur abdestilliert. Der Destillationsrückstand wird in 800 ml Dioxan gelöst und zu der Lösung 890 g (10 Mol) 45%ige Natriumhydroxid-Lösung bei etwa 20c (Eisbadkühlung) in kurzer Zeit zugetropft. Man läßt 30 Minuten weiterrühren, anschließend gibt man so viel Wasser zu. daß das ausgefallene Natriumchlorid gerade in Lösung geht und !rennt die wäßrige von der organischer! Phase. Nach Trocknung der organischen Phase über Kaliumcarbonat entfernt man das Lösungsmittel im Vakuum und bei Raumtemperatur. Man erhält als Rücksland 514 g eines öligen, wasserklaren Produkts, das der Formel VIII entspricht und einen Epoxvsauerstoffgehali von 18.5"o (berechnet 21.5%) hat.
Beispiele für die Verwendung
Beispiel A
Wirkung auf die Entwässerung von Papiei stoff
Als Maß für die Entwässerungswirkung dient die /en. welche für ilen Austritt einer bestimmten Menge I lltrat aus einer ein Lntw tsserungsmittel enthaltenden Suspension von einei bestimmten PapierstofT-/usammen^el/ung benötigt wird, im Vergleich /u derjenigen, die eine entsprechende Menge 1 iltnil <uk einei hilfsmittelfreien Suspension benötigt Die an 6s gewandte Prüfmethode ist im Merkblatt V 7 61 de- »Vereins der Zellstoff- und !\ipier( hemikei und -Ingenieure« beschrieben
In der folgenden Tabelle werden zwei in der Praxis viel verwendete Enlwässerungsmittel mit dem im obigen Beispiel 2 beschriebenen Produkt verglichen Darin bedeuten die Zahlen Anzahl Sekunden und die Konzentration in Prozent Gramm Wirkstoff (ohne Lösungsmittel), eingesetzt auf HX) g lufttrockener Papierstoff.
Papierstuff
Konzentration
0,06 0,12 0,18
0,06 0,12 0,18
0.06 0,09 0.12
Mittel Λ·)
310 290
274 263
106 92
268
74 67 64
Mittel !)♦*!
310 293
276 28!
106 96
87 83
268 107
88 78
Im Ueispiel 2 beschriebenes I Produkt
310 245 163
>J7
106 9!
-77
74
268 66
Im wesentlichen aus l'olvalhvlenimm bestehend Reaklionsprodiikt aus l-puhloihwinn iiiui P ,mimen
Ualküen
Hei obigen Versuchen war die Stoffdichte. d h du konzentration der Cellulose im Wasser voi dei Hl.itt bildung. 0,25% Die Papierstoffe hatten folgende /ti sammensetzung:
Papierstoff A
Ungebleichte Sulfitcellulose, mil Aluminiumsulfat auf pH 4,8 eingestellt, Mahlgrad: 65"SR.
Papierstoff B
Gebleichte Sulfitcellulose, mit Aluminiumsulfat auf pH 4,8 eingestellt, Mahlgrad: 35"SR.
Papierstoffe
70 Teile gebleichter Holzschliff, 30 Teile gebleichte Sulfitcellulose, 15 Teile Kaolin (Dinkie A),
pH: 7,
Mahlgrad (ohne Kaolin): 500SR.
Beispiel B Wirkung auf die Retention von Papierstoff
Einer füllstoffhaltigen Zellstoffsuspension werden kurz vor der Blattbildung bestimmte Mengen eines Retentionshilfsmiltels zugesetzt. Nach dem Trocknen und Konditionieren der Prüfblätter werden diese verascht. Der erhaltene Aschegehalt ist ein Maß für die Füllstoffretention.
In der nachfolgenden Tabelle wird die Retentionswirkung von zwei Handelsprodukten und des im Beispiel 2 beschriebenen Produkts miteinander verglichen. Darin bedeuten die Zahlen Aschegehall in Prozent und die Konzentration in Prozent Gramm Wirkstoff (ohne Lösungsmittel), eingesetzt auf 100 g lufttrockenen Papierstoff.
Unerwartete technische Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem aus der USA.-Patcntschrift 3 251 852 bekannten Verfahren sind aus dem folgenden Versuchsberieht ersichtlich:
1. Herstellung der Produkte
1.1. Zwischenprodukte
Beispiel 1 (Erfindungsgemäß)
138 g (1,5 AG) Polyepichlorhydrin (Durchschnitts-MG 1400) wurden mit 547 g (5,3 Mol) Diäthylentriamin — das einem 2,5-Mol-Polyaminüberschuß pro Äquivalentgewicht (AG) Polyepichlorhydrin entspricht — (mit einem kleineren Überschuß besieht die Gefahr, daß ein zu stark vernetztes kaum wasserlösliches Produkt entsteht) umgesetzt. Nach beendeter Reaktion wurde das entstandene HCl mit NaOH neutralisiert und das überschüssige und nicht reagierte Diäthylentriamin durch Vakuum-Destillation aus der Reaklionsmischung entfernt. (423 g Diäthylentriamin wurden wieder erhalten, d. h. 124 g (1,2 Mol) — 80% der Theorie des Polyamins haben mit Polyepichlorhydrin reagiert.) Das P.eaktionsprodukt wurde in Wasser gelöst und auf 30% verdünnt. (Für die genaue Verfahrensweise vgl. Beispiel 2 unserer Anmeldung.) Die 30%ige, klare, wäßrige Lösung hat eine Viskosität von etwa 130 cP bei 20n. Die Titration des jonischen Chlors ergab theoretische Werte, das bedeutet, daß das Diäthylentriamin (trotz Überschuß) zu etwa 20% (vgl. oben: reagiertes Polyamin 80% der Theorie) zweiseitig mit dem Polyepichlorhydrin reagiert hat.
Papier- j
stoff
Konzentration
0.03
0,06
0,12
0.03
0.06
0,09
Mittel A
8,1
11,9
13,1
14,2
10,0
12,1
13,1
13,5
ittel B Im Beispiel 2
beschriebenes
Produkt
8,1 8.1
8,3 ! 3.5
8,5 14.2
10,8 14.3
10,0 10.0
11,8 12.7
12,6 13.7
12,9 13,9
Bei obigen Versuchen war die Stoffdichte, d. h. die Konzentration der Cellulose im Wasser vor der Blaubildung. 0.125%. Die Papierstoffe hatten folgende Zusammensetzung:
Papierstoff D
100 Teile gebleichte Sulfitcellulose, 20 Teile Kaolin (Grade A), 0.2 Teile Leukophor BS.
pH: 6.0. mit Schwefelsäure eingestellt. Mahlgrad (Cellulose allein): 65 SR.
Papierstoff E
100 Teile gebleichte Sulfitcellulose. 20 Teile Koalin (Grade A).
2 Teile Harzleim.
3 Teile Aluminiumsulfat.''™^ pH: 45.
Mahlsrad (ohne Koalin): 35 SR.
Beispiel 2 (USA.-Patentschrift 3 251 852)
Bei einem Ansatz von 139 g (1,5 AG) des gleichen Polyepichlorhydrins von Beispiel 1, 309 g(3 Mol.d. h. 1 Mol Polyaminüberschuß pro Polyepichlcrhydrin-AG), 109 g KOH und 600 g Methanol wurde genau nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 b und den Reaktionsbedingungen des Beispiels 24b der USA.-Patentschrift 3 251 852 gearbeitet. Das Produkt wurde anschließend in Wasser gelöst und auf 30% verdünnt. Die Viskosität betrug etwa 35 cP bei 200C
1.2. Endprodukte (Vernetzung der Zwischenprodukte) Beispiel la
Zu 100 g des im Beispiel 1 erhaltenen Produkts (als 30%ige. wäßrige Lösung) wurden 13.5 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des Bis-chlorhydrins der Formel IV (vgl. erfindungsgemäßes Verfahren) zugegeben. Man ließ die Mischung unter Rühren während 3 Stunden bei 65 C ausreagieren. Man erhielt eine leicht mit Wasser verdünnbare Lösung, die eine Viskosität von etwa 170OcP bei 20* C hatte. (Erhöht man die Menge des Vernetzers (Bis-chlorhydrins dei Formel IV). so nimmt auch die Viskosität des Vernetzungs-Produkts zu, z. B. beim Ändern des obiger Verhältnisses von 100:13.5 auf 100:14,0 erhält mar ein Produkt mit einer Viskosität von etwa 3500 cP he 20 C. während beim Verhältnis von 100:14.5 ein /1 stark vernetztes und nicht mehr lösliches Produk entsteht.)
ft B e i s ρ i e 1 2a
Zu 100 g des im Beispiel 2 erhaltenen Produkt (als 30%ige, wäßrige 1 ösung) wurde die gleich Menge (13.5 al Bis-chlorhydnn der Formel IV (ve
2 127 08!
erfindungsgemäßes Verfahren) und weiter wie im Beispiel la der USA.-Patentschrift vorgegangen. Man erhielt eine ieicht mit Wasser verdünnbare Lösung, die eine Viskosität von etwa 4OcP bei 20° C hatte.
Beispiel 2b
Da im Beispiel 2a vom Zwischen- zum Endprodukt, trotz Vernetzung, keine merkbare Viskositätserhöhung einUat, wurde dieses Beispiel mit einer größeren Menge von Bis-chlorhydrin wiederholt. Zu 100 g des Produkts von Beispiel 2 wurden 100 g Bis-chlorhydrin der Formel IV (vgl. erfindungsgemäßes Verfahren) zugegeben. Man erhielt ein Endprodukt mit einer Viskosität von etwa 27 cP bei 20°C.
Bemerkung: Die viel höhere Viskosität des Produkts ' und die starke Viskositätszunahme in Beispielen 1 und 1 a (srfindungsgemäße Verfahren) zeigen den großen Unterschied der nach unserem Verfahren hergestellten Produkte und denen, die gemäß (Beispiel 2 und 2a) der USA.-Patentschrift 3 251 852 hergestellt wurden. «> Dieser Unterschied kommt noch deutlicher bei der Wirksamkeits-Prüfung der Produkte hervor.
Für die Messung der Viskosität wurde ein Brookfield-Viskosimeter verwendet.
2. Prüfung der Wirksamkeit
2.1. Entwässerungswirkung
Für die Beschreibung der Prüfungsmethode und die Bedei ung der in der folgenden Tabelle angegebenen Ergebnisse vgl. Beispiel A S. 23 des Cases 150-3169 (originaler deutscher Text).
Konzen
tration
Produkt
von Beispiel Ia
Produkt
von Beispiel 2a
Produkt
von Beispiel 2 b
0
0,03
0,06
88
52
33
88
87
87
88
88
87
Papierstoff: 70 Teile gebleichter Holzschliff; 30 Teile gebleichte Sulficellulose; 15 Teile Kaolin; pH: 7; Mahlgrad: 50° SR.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen Polyätheraminen und deren Salzen durch Umsetzen von
a) gegebenenfalls durch Alkylreste oder Hydroxyalkylreste substituierten aliphatischen Polyaminen, die mindestens eine primäre oder zwei sekundäre Aminoreste enthalten und deren Molekulargewicht höchstens 200 beträgt, mit
b) 3 bis 25 Halogenmethylreste enthaltenden Polyepihalogenhydrinen und
c) anschließendem Umsetzen der erhaltenen Po- '5 lyätheramine mit mehrwertigen Alkylierungs- oder Acylierungsmitteln und gegebenenfalls überführung der freien Aminogruppen ganz oder teilweise durch Zugabe von Säuren in ihre Salze,
DE2127082A 1970-06-05 1971-06-01 Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen PoIyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung Expired DE2127082C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH845670A CH541595A (de) 1970-06-05 1970-06-05 Verfahren zur Herstellung von neuen Polyätheraminen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2127082A1 DE2127082A1 (de) 1971-12-09
DE2127082B2 true DE2127082B2 (de) 1974-01-24
DE2127082C3 DE2127082C3 (de) 1974-08-22

Family

ID=4340645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2127082A Expired DE2127082C3 (de) 1970-06-05 1971-06-01 Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen PoIyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung

Country Status (16)

Country Link
US (1) US3753931A (de)
JP (1) JPS5229359B1 (de)
BE (1) BE768202A (de)
CA (1) CA922045A (de)
CH (1) CH541595A (de)
DD (1) DD97892A5 (de)
DE (1) DE2127082C3 (de)
ES (1) ES391897A1 (de)
FR (1) FR2094084B1 (de)
GB (1) GB1341058A (de)
HK (1) HK80776A (de)
IT (1) IT943404B (de)
NL (1) NL146184B (de)
SE (2) SE390647B (de)
SU (1) SU460632A3 (de)
ZA (1) ZA713624B (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4056510A (en) * 1975-01-23 1977-11-01 The Dow Chemical Company Amine-modified polyethers
US4198269A (en) * 1976-01-26 1980-04-15 The Dow Chemical Company Quaternary ammonium salts of epihalohydrin polymers as additives for fibrous cellulosic materials
DE2733973A1 (de) * 1977-07-28 1979-02-15 Basf Ag Wasserloesliche, vernetzte stickstoffhaltige kondensationsprodukte
DE2736651A1 (de) * 1977-08-13 1979-02-15 Wolff Walsrode Ag Hilfsmittel zur verbesserung der retention, entwaesserung und aufbereitung, insbesondere bei der papierherstellung
US4178434A (en) * 1978-01-03 1979-12-11 Basf Wyandotte Corporation Amine-coupled polyepichlorohydrin and polyamines derived therefrom
US4191820A (en) * 1978-01-03 1980-03-04 Basf Wyandotte Corporation Process for preparing polyalkylene polyamine polyethers
US4281199A (en) * 1978-06-03 1981-07-28 Basf Wyandotte Corporation Polyalkylene polyamine ether derivatives of polyoxyalkylene compounds
CH636898A5 (de) 1978-10-03 1983-06-30 Sandoz Ag Waessrige druckfarbenzubereitungen.
US4261704A (en) * 1979-06-22 1981-04-14 Basf Wyandotte Corporation Polyoxyalkylene polyamine detergent compositions
CH667362GA3 (de) 1981-03-23 1988-10-14
JPS6045910U (ja) * 1983-09-06 1985-04-01 昭和電線電纜株式会社 トルクボルト・ナット
US5089619A (en) * 1984-08-30 1992-02-18 Petrolite Corporation Methods for treating hydrocarbon recovery operations and industrial waters
WO1988010277A1 (fr) * 1987-06-22 1988-12-29 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Procede pour preparer une resine cationique hydrosoluble et agent de traitement de l'eau contenant ladite resine
US5364462A (en) * 1991-08-14 1994-11-15 Graphic Utilities, Incorporated Waterfast inks
US5247087A (en) * 1992-05-13 1993-09-21 Baker Hughes Incorporated Epoxy modified water clarifiers
DE4244194A1 (de) * 1992-12-24 1994-06-30 Basf Ag Wasserlösliche Kondensationsprodukte aus Aminogruppen enthaltenden Verbindungen und Vernetzern, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE19621697A1 (de) * 1996-05-30 1997-12-04 Wolff Walsrode Ag Verfahren zur Herstellung von Retentions- und Entwässerungsmittel auf Basis von Polyaminoethern
GB9813246D0 (en) * 1998-06-22 1998-08-19 Clariant Int Ltd Improvements in or relating to organic compounds
GB9923921D0 (en) * 1999-10-08 1999-12-08 Unilever Plc Fabric care composition
CA2351253A1 (en) * 2000-11-10 2002-05-10 Groupe Lysac Inc./Lysac Group Inc. Crosslinked polysaccharide, obtained by crosslinking with substituted polyethylene glycol, as superabsorbent
BRPI0406803A (pt) 2003-01-17 2005-12-27 Clariant Finance Bvi Ltd Eteraminas poliméricas, sua produção e uso
JP2007517143A (ja) * 2003-12-29 2007-06-28 クラリアント インターナショナル リミティド 繊維の染色物又はカラー印刷物の後処理
CN109503389B (zh) * 2019-01-14 2021-08-31 南京师范大学 采用单侧线减压精馏与柱层析提取200号聚醚胺中伯胺的方法
CN114717020B (zh) * 2021-12-28 2023-09-26 中海油惠州石化有限公司 油浆脱固剂及其制备方法和应用以及催化裂化油浆脱固的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE2127082A1 (de) 1971-12-09
DE2127082C3 (de) 1974-08-22
SU460632A3 (ru) 1975-02-15
ES391897A1 (es) 1974-06-01
CH541595A (de) 1973-09-15
US3753931A (en) 1973-08-21
GB1341058A (en) 1973-12-19
FR2094084B1 (de) 1974-08-19
HK80776A (en) 1976-12-31
SE376622B (de) 1975-06-02
DD97892A5 (de) 1973-05-20
NL7107619A (de) 1971-12-07
ZA713624B (en) 1973-01-31
CA922045A (en) 1973-02-27
JPS5229359B1 (de) 1977-08-01
IT943404B (it) 1973-04-02
NL146184B (nl) 1975-06-16
BE768202A (fr) 1971-11-03
FR2094084A1 (de) 1972-02-04
SE390647B (sv) 1977-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2127082C3 (de) Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, hochmolekularen PoIyätheraminen und deren Salze und deren Verwendung
EP0025515B1 (de) Verwendung von stickstoffhaltigen Kondensationsprodukten als Retentionsmittel, Flockungsmittel und Entwässerungsbeschleuniger bei der Papierherstellung
DE1795392C3 (de) Verfahren zur Herstellung von kationaktiven Polyamiden und deren Verwendung als Hilfsmittel bei der Papierherstellung
DE2434816C3 (de) Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Kondensationsprodukten und deren Verwendung als Retentionsmittel, Flockungsmittel und Entwässerungsbeschleuniger bei der Papierherstellung
EP0675914B1 (de) Wasserlösliche kondensationsprodukte aus aminogruppen enthaltenden verbindungen und vernetzern, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
EP0074558B1 (de) Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen, stickstoffhaltigen Kondensationsprodukten und deren Verwendung bei der Papierherstellung
DE69226699T2 (de) Verfahren zur herstellung von harze auf der basis von epihalohydrin mit verringertem halogengehalt
EP0332967B1 (de) Polyamidamin-Harze
DE2616220C2 (de) Kationische wasserlösliche Amin- Epichlorhydrin-Polykondensate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
EP0282862B1 (de) Stickstoffhaltige, wasserlösliche Verbindungen
EP0033104B1 (de) Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Kondensationsprodukten und deren Verwendung als Vernetzer zur Herstellung von Hilfsmitteln für die Papierherstellung
DE2436386C2 (de) Verwendung stickstoffhaltiger Kondensationsprodukte
DE1802435B2 (de) Verfahren zur Herstellung von vernetzten Harzen auf der Basis von basischen Polyamidoaminen und deren Verwendung als Entwässerungs-, Retentions- und Flockungsmittel bei der Papierherstellung
EP0335157A1 (de) Stickstoffhaltige, wasserlösliche polymere Verbindungen
DE69514655T2 (de) Nassfeste harzzusammensetzung und verfahren für ihre herstellung
EP0000714B1 (de) Hilfsmittel zur Verbesserung der Retention, Entwässerung und Aufbereitung, insbesondere bei der Papierherstellung
DE19728789A1 (de) Naßfestmittel mit niedrigem DCP-Gehalt
DE2544948B2 (de) Verfahren zur Herstellung von kationischen Leimungsmitteln für Papier
DE19607641A1 (de) Wasserlösliche Kondensationsprodukte aus Aminogruppen enthaltenden Verbindungen und halogenfreien Vernetzern, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE2702712A1 (de) Kationischer polyaether und zusammensetzungen davon
EP0158247B1 (de) Papierhilfsmittel
EP0335158A1 (de) Stickstoffhaltige polymere Verbindungen
EP0021265B1 (de) Harnstoffgruppenhaltige Polyamine, sowie ihre Herstellung und Verwendung als Retentionsmittel und sie enthaltende Mittel
WO1995010662A1 (de) Wässrige pigmentanschlämmungen und ihre verwendung bei der herstellung von füllstoffhaltigem papier
EP1151029B1 (de) Nassfestmittel mit niedrigem dcp-gehalt

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee