181491. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polimer flokkulálószerek előállítására
3 181491 4 A találmány tárgya egy tökéletesebb eljárás a flokkulálószerek előállítására, vékonyrétegű fotopolimerizáció segítségével. A flokkuláló szerként használható polimerek előállítására vonatkozó találmány szerinti eljárás biztosítja, hogy a lehetséges legkisebb mennyiségben képződjön oldhatatlan frakció, különösen pedig az üzemi körülményeknek véletlenszerű és/vagy előre nem látható megváltozása következtében ne képződjenek oldhatatan frakciók. A találmány tárgya továbbá flokkuláló hatású polimerek előállítására vonatkozó olyan eljárás, amely lehetővé teszi flokkulálószerek olyan előállítását, amely a technológiai paraméterek nagyfokú megváltozása esetén is biztosítja, hogy ne képződjenek a vízben oldhatatlan frakciók. A találmány célja továbbá, hogy a gyártás során elkerüljük a hagymahéjszerű lemezszerkezet képződését. Mindezek a feltételek teljesülnek a találmány szerinti eljárás segítségével. A találmány szerinti eljárás lényege az, hogy olefinszerű telítetlen monomerek) vizes oldatát vékonyréteg formájában felvisszük valamely mozgó hordozóra, ultraibolya fénynyel megvilágítjuk, és a fotopolimerizációs közeget körülvevő atmoszférát a megvilágítás teljes ideje alatt nedvesen tartjuk, beleértve azt az időt is, amíg a vizes oldat a polimerizáció hatására végső soron szilárd fázissá alakul át (a szilárd fázis kifejezés általában nem folyadék-, sőt nem viszkózus állapotot jelent). A nedves atmoszféra olyan atmoszférát jelent, amely bizonyos mennyiségű vízgőzt tartalmaz. Például 23 °C környezeti hőmérsékleten relatív vízgőztartalom legalább 50%, de célszerűen nagyobb mint 80%. A vízgőz mennyiség természetesen kisebb vagy egyenlő a fotopolimerizációs közeg hőmérsékletén a vízgőz telítési koncentrációjával. Az atmoszféra bármi lehet. Általában levegő, de ha az oxigén kizárása kívánatos, valamilyen közömbös gáz. Ezek közül főleg a nitrogént és az argont említjük meg. Gyakran célszerű oxigénmentes közegben dolgozni (ami például kevesebb mint 5 térfogat%, de célszerűen kevesebb mint 0,5 térfogat% oxigént jelent), de lehetséges oxigén jelenlétében is dolgozni, különösen ha megfelelő adjuvánst használunk, vagy a megvilágítási ciklus vége felé, amikor a monomerek aránya már kicsi. A fent definiált nedves atmoszféra előállításának egyszerű módja például az, hogy nedves gázt cirkuláltatunk a folyadék vagy szilárd halmazállapotú fotopolimerizációs közeg felett. Ezt a gázt előzőleg valamely víztartalmú folyadékon, célszerűen vízen keresztül buborékoltatjuk át. A vizes közeg hőmérséklete, amelyen a gázt átbuborékoltatjuk természetesen széles határok közt változhat, de legegyszerűbb, ha azt a normál környezeti hőmérsékletet választjuk, amelyen a találmány szerinti eljárást is végezzük. így elkerülhetjük speciális hűtő vagy fűtőberendezés alkalmazását. Természetesen ennek a vizes közegnek a hőmérsékletét a kívánt nedvesség-szint beállítás érdekében megváltoztathatjuk. A találmány szerinti eljárásnál a fotopolimerizációs közeg nedves gázzal való öblítéséhez nagyobb mint 0,1 m/másodperc, de célszerűen nagyobb mint 1 m/másodperc áramlási sebességet biztosítunk. A megvilágító fény hullámhossza általában 150 és 500 nm (UV fény), de célszerűen 300 és 450 nm közötti. A találmány szerinti eljárást célszerűen folyamatos üzemben végezzük úgy, hogy a monomerek) vizes oldatát folyamatosan visszük fel a mozgó hordozóra. A kiindulási monomer oldat célszerűen fotopolimerizációs promotort és szükség esetén fotopolimerizációs adjuvánst is tartalmaz. A felhasznált olefinszerű telítetlen monomerek legalább 50 súly%-ban, de célszerűen 80 súly%-ban akril monomerekből állnak. A találmány szerinti eljárás során használható monomerek közül elsősorban megemlítjük az akrilamidot és metakrilamidot, az akril-, metakril-savat, metallilszulfonsavat és a vinil-benzol-szulfonsavat valamint ezek sóit és észtereit, különösen az alkálisókat. Használhatunk továbbá N-vinilpirrolidint, 2-metil-5-vinil-piridint, és aminoalkil-akrilátokat és metakrilátokat. Ezeket a vegyületeket célszerűen kvatemerezzük. Ilyen esetben a kvaternerezett aminoalkil rész célszerűen 4—16 szénatomot tartalmaz. Ezeknek a monomereknek vagy ezek elegyének alkalmazásával homopolimer vagy kopolimer flokkulálószereket kapunk. A monomerek természetét, illetve azok arányát természetesen úgy választjuk meg, hogy vízben oldható polimereket kapjunk. így például akrilonitril és metakrilonitril más monomerekkel együtt is használható, de ezeknek a többi monomerhez viszonyított aránya célszerűen kisebb mint 3 súly%. A legmegfelelőbb monomer az akrilamid, akrilsav és ennek alkálisói és a kvaternerezett dialkil-amino-alkil-metakrilátok (klorid vagy szulfát alakban). A fotopolimerizációhoz általában 30 és 90% közötti vizes monomer oldatot használunk, de célszerűen 40 és 60% közötti oldatot. A kvaterner ammóniumsók esetében, különösen azoknál, amelyek aminoalkil-metakrilátokból származnak, általában 40 és 90% közötti, de célszerűen 70 és 88%-os töménységű oldatot használunk. Abban az esetben, ha az akrilamidot együtt alkalmazzuk az aminoalkíl-metakrilátok kvaterner sóival, a monomerek vizes oldatának koncentrációját általában 40—70%-osnak választjuk, de célszerűen 45 és 65% közötti töménységben alkalmazzuk. A fotopolimerizációs promotorok, vagy másképpen fotoiniciátorok bármilyen ismert típusúak lehetnek. A diacetil, dibenzoil, benzoin és ezek alkil-észterei említhetők elsősorban. A fotoiniciátorok aránya a fotopolimerizálandó kiindulási monomer oldatban általában 0,005 és 1% között lehet a monomerre vagy monomerekre vonatkoztatva, de célszerűen 0,01 és 0,5 súly% közötti mennyiségben alkalmazzuk. A 2 327 258 lajstromszámú szabadalmi leírásban említett antrakinon is használható fotopolimerizációs adjuvánsként. A mozgó közeg, amelyre a fotopolimerizálandó monomer vizes oldatát felvisszük általában egy végtelenített szalag, vagy bizonyos esetben néhány egymás utáni végtelenített szalag (a második szalagot csak a fotopolimerizációs közeg megszilárdulása után alkalmazzuk). A fotopolimerizálandó vizes oldat rétegvastagsága általában 2—20 mm közötti, de célszerűen 3—8 mm. A mozgó hordozó célszerűen valamely víz-taszító anyagból készül. Poliperfluorolefinek (homopolimerek vagy kopolimerek) és valamely víz-taszító műanyaggal (például poliészter filmmel) bevont, vagy bevonat nélküli fémek említhetők mint alkalmas hordozók. A fotopolimerizáció során képződött hő elvezetése érdekében a mozgó fotopolimerizációs hordozót rendszerint hűtjük. A hűtés kényelmesen megoldható például a mozgó hordozó alsó oldalának vízzel való permetezésével. A polimerizációs közeg hőmérsékletét 70 °C alatt, de célszerűen 60 °C alatt tartjuk. El is kerülhetjük a hűtést azonban akkor, ha a monomerek nagy része már polimerizálódott, például ha a még meglévő monomerek aránya kisebb mint 10% vagy még inkább kisebb mint 2% (a fotopolimerizációnak kitett anyag súlyához viszonyítva). A fotopolimerizálandó monomerek vizes oldatának pH 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
