NL8402756A

NL8402756A - Verdikkingsmiddel.

Info

Publication number: NL8402756A
Application number: NL8402756A
Authority: NL
Original assignee: Polysar Financial Services Sa
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1986-04-01
Also published as: NO853512L; US4657943A; NO170159B; CA1254376A; AU583850B2; DE3577322D1; AU4709185A; EP0175517A2; EP0175517A3; EP0175517B1; NO170159C

Description

. t ï - 1 -

Verdikkingsmiddel.

Er staat een grote verscheidenheid van verdikkingsmiddelen ter beschikking. Deze gaan van in de natuur voor-5 komende gommen en verdikkingsmiddelen, zoals Iers mos, guargom, tragacanthgom en pectine tot en met synthetische verdikkingsmiddelen. De gewoonste verdikkingsmiddelen zijn polymeren van een of meer Cg_g ethenisch onverzadigde carbonzuren, zoals acryl-zuur, methacrylzuur en C^_g alkyl- of -alkoxyesters daarvan.

10 Dergelijke verdikkingsmiddelen hebben een groot aantal uiteenlopende toepassingen en worden aan vele milieus blootgesteld. Ongelukkigerwij ze vragen vele toepassingen om verdikkingsmiddelen met een betrekkelijk neutrale pH. In een dergelijk pH-gebied vertonen de verdikkingsmiddelen neiging tot hydrolyse en verlie-15 zen hun werking als verdikkingsmiddel. Bovendien bevatten vele milieus, waarin de verdikkingsmiddelen worden gebruikt, calcium-ionen. Dit kan resulteren in de vorming van onoplosbare calcium-zouten, die het carbonzuur kunnen precipiteren, waardoor het verdikkingsmiddel zijn waarde verliest. Dit geldt vooral in de 20 textielbedrukindustrie.

Er is geen stand der techniek, die betrekking heeft op de verdikkingsmiddelen van de onderhavige uitvinding.

Er is stand der techniek, dié betrekking heeft op de samenstelling van schuimvulling voor textielgoederen. Op dit terrein wordt 25 klei gebruikt als vulmiddel en schijnt niet met het polyaerylaat in wisselwerking te treden. Een voorbeeld van een dergelijke (B.) stand der techniek is Trade Literature UCAR Latex 812 van Union Carbide.

De Japanse octrooiaanvrage 8147477, ge^ubli-30 ceerd op 30 april 1981 (CA. 95.988842k) beschrijft de vorming van een gel uit een preparaat van een polymeer van polyethyleenglykol-stearylethermethacrylaat-acrylaatmethacrylzuur (10:50:40) en ge-hydrateerd bentoniet (2,5 delen), dat met 1% JTaOH werd geneutraliseerd. De resulterende gel was geschikt als drager voor een 35 luchtverfrisser.

S4 G 2 7 5 ê - 2 - I - '·

Het Amerikaanse octrooischrift 4.351.753 beschrijft een verdikkingsmiddel, dat eenewater zwelbaar kleimine-raal bevat alsmede een polymeer, dat voor 20-50 gewZ uit (meth)-acrylzuur, voor 0,5-25 gew% uit een monomeer met de formule 5 H.C = C(R) - C(0) - 0 - (CH--CEL-0) - R., l i l n i waarin R H of CHg is, n tenminste 2 is en R^ tenminste 8 koolstof atomen bevat, voor tenminste 30 gew% uit een C,^ alkyl-(meth)acrylaat en van 0 tot 1 gewZ uit een polyethenisch onverzadigd monomeer bestaat. Klei en polymeer worden vermengd en ge-10 neutraliseerd en werken als verdikkingsmiddelen. De bij de onderhavige uitvinding gebruikte polymeren bevatten geen monomeer met de formule H„C = C(R) - C(0)- (CHo-CHo-0) - R, i i l η 1 als boven besproken.

15 In de verf- en druktechniek wordt algemeen het individuele gebruik voorgesteld van verdikkingsmiddelen als poly-acrylaten of kleisoorten van het behandelde montmorilloniettype, in op oplosmiddel gebaseerde systemen. Men stelt echter niet voor deze componenten samen in op water gebaseerde systemen te 20 gebruiken. Uit de stand der techniek volgt ook nergens, dat opneming van klei in een dergelijke polymere verdikker synergistisch met de verdikker werkt en deze tegen hydrolyse stabiliseert.

De onderhavige uitvinding geeft een verdikkingsmiddel, dat gebaseerd is op een dispersie van een of meer poly-25 meren, die (A) (i) voor 60-100 gewZ uit een of meer mono- meren van C, „ alkyl- of alkanolesters l-o van Cg_g ethenisch onverzadigde carbon-zuren en 30 (ii) voor 40-0 gewZ uit een of meer mono- meren van een Cg_g ethenisch onverzadigd carbonzuur of (E) voor 100Z uit een of meer monomeren van een Cg_g ethenisch onverzadigd carbonzuur zijn 35 opgebouwd, 840 275 6 c » - 3 - met het kenmerk, dat er in het verdikkingsmiddel voor de instelling van zijn pH per 100 delen polymeer, berekend op het droge gewicht, 15 tot 45 delen, berekend op het droge gewicht, zijn opgenomen van een of meer aluminiumsilicaatklei-5 aarden, montmorillonietaarden en/of bentoniet, welke kleiaarden chemisch behandeld kunnen zijn.

De verdikkende polyaerylaten kunnen copolymeren zijn van een grote hoeveelheid C^_g alkyl of alkanolesters van een C^_g ethenisch onverzadigd carbonzuur en eèn ondergeschikte 10 hoeveelheid C^_g ethenisch onverzadigd carbonzuur. In het algemeen bestaat het polymeer voor 60 tot 100 gew% uit Cj_g alkyl of alkanolesters van een of meer ethenisch onverzadigde car- bonzuren en tot 40% uit een of meer Cg_g ethenisch onverzadigde carbonzuren. Acrylzuur en methacrylzuur verdienen als Cg_g ethe-15 nisch onverzadigde zuren de voorkeur. Voorkeurspolymeren bestaan voor 70 tot 100% uit een C^_g alkyl of alkanolester van acrylzuur of methacrylzuur, zoals methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, ethylhexyl en hydroxyethylacrylaat of -methacrylaat. De rest van het polymeer bestaat gewoonlijk uit 20 acrylzuur of methacrylzuur. ïïomopolymeren van Cg_g ethenisch onverzadigde carbonzuren, zoals acrylzuur of methacrylzuur zijn ook voor de onderhavige uitvinding geschikt. Het molekuulgewicht van de polymeren kan zich over een lang trajekt uitstrekken.

Voor sommige toepassingen zijn betrekkelijk lage molekuulgewich-25 ten van 85000 tot 120000 (bij voorkeur 100000) geschikt. Bij andere toepassingen zijn polymeren met molekuulgewichten in de miljoenen geschikt,

De volgens de onderhavige uitvinding gebruikte klei is aluminiumsilicaataarde, montmorillonietaarde of bentoniet.

30 Bentoniet verdient de voorkeur. De klei kan chemisch zodanig zijn behandeld, dat zij een groter vermogen tot het vasthouden van water heeft of zodanig, dat zij in water opzwelbaar is. j

Men voegt de klei aan het polymeer toe voor j instelling van de pH. Men kan de klei gebruiken in een hoeveel- j 35 heid van 15 tot 45 gewichtsdelen per 100 gewichtsdelen polymeer, 840275ο

V

- 4 - berekend op de droge stoffen. Het voorkeursgebied is 30 tot 40 gewichtsdelen per 100 gewichtsdelen polymeer, waarbij de hoogste voorkeur uitgaat naar 35 gewichtsdelen klei, alles berekend op de droge stoffen.

5 Men vermengt het polymeer met de klei met een gewone menginrichting. Na het mengen stelt men het verdikkingsmiddel vervolgens in op een pH van meer dan 6,5, bij voorkeur van 7 tot 9. Geschikte basen zijn bijvoorbeeld KOH, NaOH, NH^OH en organische aminen, zoals lagere alkylaminen. Het resul- 10 terende verdikkingsmiddel kan daarna worden verwerkt tot een tex-tielbedrukpreparaat. Het bedrukpreparaat kan 20 tot 75 gewichtsdelen, berekend op het droge produkt, verdikkingsmiddel van de onderhavige uitvinding, 10 tot 50 gewichtsdelen, berekend op het droge produkt, organisch pigment of kleurstof en 100 tot 200 ge-15 wichtsdelen water, een organisch verdunningsmiddel of een mengsel daarvan bevatten.

De resulterende pigmentdispersie kan worden gebruikt voor het bedrukken van een groot aantal verschillende textielsoorten, waaronder katoen, polyesters, polyamiden en ge-20 reconstitueerde cellulose (bijvoorbeeld rayon). De textielgoederen kunnen ook mengsels van bovengenoemde stoffen bevatten, bijvoorbeeld 25 tot 75% katoen en 75 tot 25% synthetische vezels.

De bij het bedrukken van textielgoederen gebruikte methoden zijn algemeen bekend. Men kan de textielgoederen bedrukken met een 25 geschikte inrichting, zoals een zeefdrukinrichting of een mes.

Het pigment wordt daarna op de gebruikelijke wijze door een hittebehandeling gehard.

De verdikkings-lc^e \fan de onderhavige uitvinding bevatten betoniet. Dergelijke verdikkingsmiddelen kunnen 30 goed worden toegepast in waterige of op olie gebaseerde boormod- ders voor olie en gasputten. Deze modders bevatten een verdikkingsmiddel, bentoniet, een verzwaringsmiddel, zoals BaSO^, FeTiO^ of Fe^Og en water. Men kan aan de boormodder verdere bestanddelen toevoegen. De boormodder kan met name 0,1 tot 10, bij voorkeur 35 0,1 tot 3 gew% verdikkingsmiddel bevatten.

8402756 » ξ - 5 -

De volgende voorbeelden lichten de uitvinding toe.

Men vergeleek de viskositeit van een geneutraliseerde oplossing van een verdikkend polyacrylaat, dat onder de 5 handelsnaam D96-100 wordt verkocht.door Polysar Nederland BV, met de viskositeit van verschillende mengsels van D96-100 en bentoniet, die vervolgens geneutraliseerd waren.

De resultaten worden weergegeven in tabel A.

In de voorbeelden zijn de hoeveelheden bentoniet en verdikkings-10 middel weergegeven in gewichtsdelen, berekend op de droge stof, tenzij anders is aangegeven.

Deze tabel laat zien, dat vermenging van 15 tot 45 gewichtsdelen klei per 100 gewichtsdelen polymeer, berekend op de droge stof, voor de instelling van de pH, de viskositeit 15 van het verdikkingsmiddel stabiliseert. Dit deze resultaten blijkt, dat een aanzienlijk betere viskositeit wordt verkregen als men het polymeer in combinatie met de klei gebruikt.

Daarna voerde men een proef uit teneinde na te gaan of er voor de instelling van de pH enige synergistische 20 wisselwerking optreedt tussen het polymeer en de klei. Men mat de viskositeit van verdunde oplossingen van het polymeer D96-100 en een mengsel van het polymeer en verschillende hoeveèlheden bentoniet. Het mengsel van polymeer en bentoniet werd vervolgens met NH^OH ingesteld op een pH van 9. De klei zelf vertoont geen 25 invloed op de viskositeit van een waterig systeem totdat zij aanwezig is in een hoeveelheid van 30 g/100 g water. Als men klei in combinatie met het polymeer gebruikt, treedt er een sterke synergistische werking op als blijkt uit de resultaten in tabel B.

Een grafiek van de viskositeit van water, dat verschillende hoe-30 veelheden bevat van alleen bentoniet, alleen D96-100, of een mengsel van D96-100 en 30% bentoniet, en vervolgens is ingesteld op een pH van 9, wordt gegeven in figuur 1.

Teneinde het effekt van de pH instelling op het verdikkingsmiddel toe te lichten, vermengde men verschillende 35 hoeveelheden vooraf op pH ingesteld polymeer met klei. De viskosi- 8402756 • - 6 - teit van het verdikkingsmiddel werd voor en na toevoeging van de klei gemeten. De resultaten zijn weergegeven in tabel C, die laat zien, dat het synergistisch effekt niet wordt verkregen tenzij de pH instelling na het vermengen geschiedt.

5 Men bereidde een textielbedrukpreparaat, bestaan de uit: D96-100 (verdikkingsmiddel) 35,5 H20 168,75

Benaqua 4% 35,5 10 Acryllatex (bindmiddel) 30,0

Neopralac blauw BDN (hande1snaam) 15,0 NH.OH 0,9

Brf RVT 20 omw/min 15 vise. mPa.s 10000

Op een mini MDK drukinrichting met wisselende schuiving van 10 tot 45, wisselende druk van 6 tot 2 en wisselende snelheid van 6 tot 8, kon men verkrijgen: (1) goede drukbegrenzing, 20 (2) bevredigende penetratie en (3) beter dan gemiddelde kleuropbrengst op tex-tielgoederen van katoen (156 g/m2), polyester (131 g/m2) en polyes ter /katoen 65/35 ( 80 g/m2). Het drukwerk werd 3 minuten bij 160°C gehard.

25 84 0 2 7 5 6 * - 7 - * ·Λ ·-' « ρ» _ _ Ο ν,Ο Ο <ί* ΐΟ Ο Ο Ο Ο Ο Ο

* * * ~ Λ ο Ο Ο Ο Ο Ο CNJ

^ ° - 221251 ο £ m m φ. Λ 000000 « <1- cn ο ο Ο ο ο ο ο ο £ ^ y m m m m m m en sf «si· sf sf «S* Μ Ν Μ Ν Ν Ν ® "Ί “1 ^ 'Ί Ο Ο Ο Ο Ο Ο -. m ο Ο <- ΐΛΟΟΟιΛίΛ νο ^ 5 m ο ο ο ο ο cn st -d- m m m m °Λ ^ “1 000000 °« 3°° O o o o o o ° i- <Ti O' O' ΟΊ os o\ ° ^ OOOOOO1^ co ο o ο ο ο ο ο o cs

^ O C\ CO O lO O CN

,1 «d- cn co cn cn cm < 'öj in m n- -9 o « ^ ** °. o o o o o o E .? m o o T- mmomoo oo id- id co m co cn ^- i- co cn en cn cn cn c> vo -d* cv _ _ - « « « 0.0 0 0 0 0 -c [A I o o mmoooo o ^ ÏÏ 1 t— co i— -d· <n o CN t— -t— t— t— <U f_,

U S

s % 2 ^ W Ο

? M . O

frs <0 « Τ’ ° 6* g ^ ig o o · ft S 4J υ u S 01 .2 -2 §* <u ω > > .μ η ω -¾ ö ö C <u Q 4J tö r-4 'ri (U <U -rj 0 *·-ι «h . ‘ri iï 2 2 m 5 ί 2 O.J c t-4 iwSOOOTJO -p

Sq OSXfC^r^S fi 1 *° MJ +J o Cd o O ·«— CN <M <1) VO -P O O ö <c ^ P ^ ^

n g| 4J cnojSü O MOW

PJSCDÏÖPCIZHPQCN-K

8402756 j |

w C

- 8 -

Tabel B

100% D96-100 g/droog/kg I^O Brookfield Viscometer RVT 20 omw/min vise.

6,8 650 mPa.s 13,6 1700 mPa.s 20,4 3200 mPa.s 27,2 5000 mPa.s

100% D96-100 + 30% bentoniet Brookfield Viscometer RVT

g droog/kg H^O g droog/kg H^O 20 omw/min vise. mPa.s 6.67 + 2 1600 9.06 + 2,67 5000 11.3 + 3,33 9200 13.6 + 4,0 19000

100% D96-100 + 40%· bentoniet Brookfield Viscometer RVT

g droog/kg ^0 g droog/kg ï^O 20 omw/min vise. mPa.s 6.67 + 2,67 1200 9.06 + 3,3 3000 11.3 + 4,53 11000 13.6 + 5,47 22000

100% D96-100 + 50% bentoniet Brookfield Viscometer RVT

g droog/kg H^O g droog/kg H^O 20 omw/min vise. mPa.s 6.67 + 3,33 1150 9.06 + 4,53 3200 11.3 + 5,57 12000 13.6 + 6,8 24000 8402756

- 9 -Tabel C

D96-1Ö0 4,0 5,0 6,0 12,0 H20 145,6 144,5 143,4 136,8 NH40H 0,4 0,5 0,6 1,2

Brookfield Viscometer RVT 20 omw/min 2100 3600 4250 5350 vise. mPa.s (geen bentoniet)

Bentoniet 0,4 0,5 0,6 1,2

Brookfield Viscometer RVT 20 omw/min 2100 3800 4450 5600 vise. mPa.s 8402756

Claims

1. Verdikkingsmiddel, dat gebaseerd is op een dispersie van een of meer polymeren, die (a) (i) voor 60-100 gew% uit een of meer mono-meren van C^_g alkyl- of alkanolesters 5 van Cg_g ethenisch onverzadigde carbon- zuren en Cii) voor 40-0 gewZ uit een of meer mono-meren van een C^_g ethenisch onverzadigd carbonzuur of 10 (B) voor 100% uit een of meer monomeren van een C^_g ethenisch onverzadigd carbonzuur zijn opgebouwd, met het kenmerk, dat er in het verdikkingsmiddel voor de instelling van zijn pïï per 100 delen polymeer, bere- 15 kend op het droge gewicht, 15 tot 45 delen, berekend op het droge gewicht, zijn opgenomen van een of meer aluminiumsilicaatklei-aarden, montmorillonietaarden en/of bentoniet, welke kleiaarden chemisch behandeld kunnen zijn.

2. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, 20 met het kenmerk, dat het polymeer een polyacrylaat is en het verdikkingsmiddel na de toevoeging van de klei op een pH van 6,5 tot 9 is ingesteld.

3. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het op een pH van 7 tot 8 is ingesteld.

4. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het met NaOH, Κ0Η, CaCOH^» NH^.0H of een organisch amine op de pH is ingesteld,

5. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de klei een chemisch behandeld aluminium- 30 silicaat is.

6. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de klei aanwezig is in een hoeveelheid van 30 tot 40 delen per 100 delen polymeer, berekend op het droge 8402756 - 11 - ·*' tr gewicht.

7. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de klei aanwezig is in een hoeveelheid van 35 gewichtsdelen per 100 gewichtsdelen polymeer.

8. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het polymeer 70 tot 100 gew% uit een C„ „ " l”ö alkyl of -alkano lester van acrylzuur of methacrylzuur en voor de rest uit een of meer C^g ethenisch onverzadigde zuren is opgebouwd.

9. Preparaat voor het bedrukken van textiel, met het kenmerk, dat het voor 20 tot 75 delen, berekend op het droge gewicht, uit verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, voor 10 tot 50 delen, berekend op het droge gewicht uit een organisch pigment of kleurstof en voor 100 tot 200 gewichtsdelen uit water, 15 of een organisch verdunningsmiddel, of een mengsel daarvan bestaat.

10. Preparaat voor het bedrukken van textiel, met het kenmerk, dat het voor 20 tot 75 delen, berekend op het droge gewicht, uit verdikkingsmiddel volgens conclusie 7, voor 20 10 tot 50 delen, berekend op het droge gewicht uit een organisch pigment of kleurstof en voor 100 tot 200 gewichtsdelen uit water, of een organisch verdunningsmiddel, of een mengsel daarvan bestaat.

11. Textiel, bedrukt met een preparaat volgens conclusie 9.

12. Boorvloeistof, met het kenmerk, dat zij 0,1 tot 10 gew% verdikkingsmiddel volgens conclusie 1 bevat.

13. Boorvloeistof, met het kenmerk, dat zij 0,1 tot 10 gew% verdikkingsmiddel volgens conclusie 7 bevat. 30 8402756