Композиция, содержащая неионогенное поверхностно-активное вещество и ионогенный полимер

Композиция, содержащая неионогенное поверхностно-активное вещество и ионогенный полимер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к композициям, предпочтительно твердым композициям, содержащим неионогенное поверхностно-активное вещество и ионогенный полимер, к способам их получения и к их применению. Композиции применимы, в частности, в качестве флокулирующих вспомогательных веществ для методик разделения жидкой и твердой фаз, например, при обезвоживании ила/очистке сточных вод и в качестве удерживающих средств или других добавок при изготовлении бумаги.

При практическом разделении жидкой и твердой фаз задачей является обеспечение путем добавления флокулирующих вспомогательных веществ наилучшего возможного результата с точки зрения параметров сухого твердого вещества и прозрачности фильтрата или, другими словами, обеспечение наиболее полного выделения твердого вещества из жидкой фазы. Обезвоживание ила в камерном фильтре или в декантирующей центрифуге можно рассматривать в качестве примеров важности этих параметров. Поскольку высушенный ил необходимо транспортировать и часто эффективно использовать с помощью термической обработки, желательно наибольшее возможное содержание твердого вещества (содержание сухого вещества). Кроме того, отделенный фильтрат необходимо удалить. Качество и простота такого удаления улучшаются при увеличении прозрачности фильтрата или, другими словами, при уменьшении содержания нефлокулированных твердых веществ, оставшихся в фильтрате. В таком случае фильтрат из установки для осветления можно сбрасывать в окружающую среду и повторно не обрабатывать в установке для осветления.

Флокулирующие вспомогательные вещества изготавливают в виде порошкообразных гранул или полимерных дисперсий типа вода-в-воде, или эмульсий типа вода-в-масле и перед их использованием добавляют во флокулируемую среду в виде разбавленных водных растворов. Порошкообразные гранулы являются предпочтительными, поскольку их дешевле транспортировать вследствие почти безводного состояния и они, как и эмульсии типа вода-в-масле, не содержат какие-либо компоненты масла или растворители, которые нерастворимы в воде. Обычно готовят растворы концентрации от 0,01 до 0,5 мас. %.

Из предшествующего уровня техники известно использование полимерных дисперсий типа вода-в-воде, содержащих ионогенные производные полиакриламида в качестве флокулирующих агентов в способах разделения жидкой и твердой фаз. Например, в WO 2002/046275, WO 2006/072294 и WO 2006/072295 описано применение катионогенных полимерных дисперсий типа вода-в-воде в качестве флокулирующих вспомогательных веществ в способах осаждения твердых веществ. Применение анионогенных полимерных дисперсий типа вода-в-воде в качестве флокулирующих агентов в таких случаях описано в WO 2005/092954. Порошкообразные растворимые в воде катионогенные полимеры для разделения жидкой и твердой фаз описаны в WO 2005/023885.

Однако в случае использования твердых форм, которые часто предпочтительнее жидкие вследствие меньших затрат на транспортировку и большей стабильности при хранении, некоторые из них проявляют явную склонность к вспениванию или стабилизации пены при их приготовлении или при использовании, например, в методиках разделения жидкой и твердой фаз. Эти пены могут замедлить процесс, помешать ему или даже сделать невозможным использования порошкообразных флокулирующих вспомогательных веществ. Поэтому, во многих случаях применения необходимо использовать дополнительное противовспенивающее средство.

Эти дополнительные противовспенивающие средства обычно в основном содержат минеральные масла и также требуют хранения. Смешивание такого противовспенивающего средства с твердым флокулирующим вспомогательным веществом текучесть сыпучесть флокулирующего вспомогательного вещества и даже может привести к полной потере текучести. Поэтому такие противовспенивающие средства необходимо вводить в очищенную жидкость (фильтрат) с помощью дополнительных дозирующих средств, например, дополнительного насоса. Таким образом, необходимость использования дополнительного противовспенивающего средства всегда связана с использованием дорогостоящего оборудования и значительными дополнительными затратами.

Флокулирующие вспомогательные вещества, которые имеются в продаже в форме эмульсии типа вода-в-масле, не обладают такими недостатками, поскольку они уже содержат такое минеральное масло, обладающее противовспенивающей способностью. Однако эти эмульсии типа вода-в-масле обладают тем недостатком, что они не содержат флокулирующее вспомогательное вещество в концентрированном виде. Поэтому, необходимо готовить, транспортировать и хранить намного более значительные объемы. Кроме того, стабильность при хранении таких полимерных эмульсий типа вода-в-масле обычно меньше, чем у твердых форм полимерных флокулирующих вспомогательных веществ.

Противовспенивающие средства на основе эмульсий типа вода-в-масле описаны в заявках на патенты US 2006/0111453 и US 2010/0212847.

В US 5684107 раскрыто получение агломерированных частиц тонкоизмельченных полимеров с помощью азеотропного обезвоживания эмульсии полимеров типа вода-в-масле в присутствии полиалкиленгликолей. Полимеры предпочтительно сшивают путем добавления значительных количеств сшивающих реагентов, предпочтительно от 50 до 5000 част./млн. Специалист в данной области техники хорошо понимает, что при условиях азеотропного обезвоживания (которое обычно является термическим процессом) в присутствии полиалкиленгликоля происходит сшивка и поэтому образование геля анионогенных полимеров, таких как полиакриловая кислота, поскольку полиалкиленгликоль взаимодействует с кислотными группами главной цепи полимера. Таким образом, даже если к реакционным смесям не добавлен сшивающий реагент, по данным US 5684107 анионогенные продукты характеризуются сравнительно высокой степенью разветвленности и сшивки. Кроме того, агломерированные полимерные частицы всегда содержат остаточные количества масла, которое является вредным по разным причинам, в частности, по экологическим причинам.

Задачей настоящего изобретения является получение композиций, содержащих ионогенные полимерные флокулирующие вспомогательные вещества, которые обладают преимуществами по сравнению с композициями предшествующего уровня техники. В частности, использование и дозирование композиции должно быть проще и композиция не должна оказывать неблагоприятного влияния на характеристики или применение содержащегося в ней флокулирующего вспомогательного вещества.

Эту задачу решает объект формулы изобретения.

Согласно изобретению неожиданно было установлено, что подходящие неионогенные поверхностно-активные вещества, обладающие противовспенивающей способностью, и подходящие ионогенные полимерные флокулирующие вспомогательные вещества можно объединить в форме композиции, предпочтительно твердой композиции без ухудшения рабочих характеристик отдельных компонентов. Кроме того, согласно изобретению неожиданно было установлено, что отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества к массе ионогенного полимера можно специально подобрать так, что можно эффективно подавить вспенивание при минимальном расходе неионогенного поверхностно-активного вещества. Таким образом, при использовании композиции, предлагаемой в настоящем изобретении не требуется отдельное добавление и индивидуальный подбор дозы неионогенного поверхностно-активного вещества.

На фиг. 1 приведена зависимость высоты пены от времени, определенная с помощью сравнительного исследования пены для композиции, предлагаемой в настоящем изобретении (пример), и имеющегося в продаже флокулирующего вспомогательного вещества (сравнительный пример).

На фиг. 2 представлено образование геля для различных композиций полимеров в зависимости от содержания сшивающих реагентов.

Первым объектом настоящего изобретения является композиция, содержащая

(i) неионогенное поверхностно-активное вещество R¹-O-A-O-R², в котором - остаток -О-А-О- образован из полиалкиленгликоля НО-А-ОН, который содержит мономерные звенья, образованные из (С₂-С₆)-алкиленгликоля или смеси по меньшей мере двух разных (С₂-С₆)-алкиленгликолей; и - R¹ выбран из группы, включающей -Н, -(С₈-С₂₀)-алкил, -(С₈-С₂₀)-алкенил, -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкил и -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкенил, и mR² выбран из группы, включающей -Н, -(С₁-С₆)-алкил, -бензил, -(C=O)-(C₈-С₂₀)-алкил и -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкенил; и

(ii) растворимый в воде или набухающий в воде ионогенный полимер, который предпочтительно образован из мономерной композиции (i), не содержащей какие-либо сшивающие мономеры или (ii) содержащей не более 50 част./млн сшивающих мономеров в пересчете на полное содержание мономеров в мономерной композиции. При этом, если сшивку проводят после полимеризации мономеров, т.е. путем добавления дополнительных реагентов в смесь для проведения полимераналогичной реакции, количество указанных реагентов составляет не более 50 част./млн в пересчете на полное содержание мономеров в мономерной композиции.

Если мономерная композиция содержит сшивающие мономеры или если после полимеризации мономеров добавляют дополнительные реагенты для проведения сшивки в полимераналогичной реакции, то содержание указанных сшивающих мономеров и реагентов соответственно предпочтительно составляет не более 45 част./млн, более предпочтительно не более 40 част./млн, еще более предпочтительно не более 40 част./млн, еще более предпочтительно не более 35 част./млн, еще более предпочтительно не более 30 част./млн, наиболее предпочтительно не более 25 част./млн и особенно предпочтительно не более 20 част./млн в пересчете на полное содержание мономеров в мономерной композиции.

В предпочтительном варианте осуществления композиция является жидкой, предпочтительно водной композицией, более предпочтительно полимерной дисперсией типа вода-в-воде.

Полимерные дисперсии типа вода-в-воде хорошо известны в данной области техники. В связи с этим можно указать, например, публикации Н. Xu et al., Drug Dev Ind Pharm., 2001, 27(2), pp 171-4; K.A. Simon et al., Langmuir., 2007, 30; 23(3), 1453-8; P. Hongsprabhas, International Journal of Food Science & Technology, 2007, 42(6), 658-668; D. Gudlauski, PaperAge, May/June 2005, pp 36 f, US-A 2004/0034145, US-A 2004/0046158, US-A 2004/0211932, US-A 2005/0242045, US-A 2006/0112824 и US-A 2007/0203290.

Содержание воды в полимерной дисперсии типа вода-в-воде может составлять от 0,01 до 99,99 мас. %. В предпочтительном варианте осуществления содержание воды равно не более 65 мас. %, более предпочтительно не более 60 мас. %, еще более предпочтительно не более 55 мас. %, еще более предпочтительно не более 50 мас. %, наиболее предпочтительно менее 50 мас. %, особенно предпочтительно не более 45 мас. % в пересчете на полную массу полимерной дисперсии типа вода-в-воде.

Однако в особенно предпочтительном варианте осуществления, композиция является твердой, предпочтительно находящейся в форме порошка или гранул. В этом варианте осуществления влажность предпочтительно не превышает 12 мас. % и более предпочтительно не превышает 10 мас. %.

В настоящем изобретении композиция содержит неионогенное поверхностно-активное вещество R¹-O-A-O-R², в котором остаток -О-А-О- образован из полиалкиленгликоля НО-А-ОН, который содержит мономерные звенья, образованные из (С₂-С₆)-алкиленгликоля или смеси по меньшей мере двух разных (С₂-С₆)-алкиленгликолей.

При этом "мономерные звенья, образованные из" означает, что полиалкиленгликоль НО-А-ОН содержит повторяющиеся звенья, т.е. повторяющиеся звенья включены в главную цепь полиалкиленгликоля НО-А-ОН, и можно представить, что эти повторяющиеся звенья образованы из соответствующих мономеров во время реакции поликонденсации. Это не означает, что такая поликонденсация в действительности может протекать, а означает лишь то, что такую реакции поликонденсации можно провести мысленно. Например, если полиалкиленгликоль НО-А-ОН образован из этиленгликоля и пропиленгликоля, то в главную цепь полимера включены следующие повторяющиеся звенья:

Неионогенное поверхностно-активное вещество R¹-O-A-O-R² предпочтительно также можно рассматривать, как состоящее из полиоксиалкиленовой цепи, такой, что на одном конце цепи находится заместитель R¹ и на другом конце цепи находится заместитель R².

В настоящем описании термин "алкилен" означает любой насыщенный линейный или разветвленный углеводород, содержащий два центра для связывания, такой как -СН₂СН₂-, -СН₂СН₂СН₂- и -СН₂СН(СН₃)СН₂-.

В настоящем описании "алкил" означает любой насыщенный линейный или разветвленный углеводород, содержащий один центр для связывания, такой как метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил, н-гептил, 2-метилгексил, 3-метилгексил, 3-этилпентил, 2,2-, 2,3-, 2,4- и 3,3-диметилпентил, н-октил, 4-метилгептил, 2,2,3-, 2,2,4-, 2,3,3-, и 2,3,4-триметилпентил, 2-этилгексил, н-нонил, н-децил, изодецил, н-ундецил, н-додецил (лаурил), н-тридецил, изотридецил, н-тетрадецил (миристил), н-пентадецил, н-гексадецил (цетил), н-гептадецил (маргаринил), н-октадецил (стеарил), 16-метилгептадецил (изостеарил), н-нонадецил, н-эйкозил (арахинил) и т.п.

В настоящем описании "алкенил" означает любой насыщенный линейный или разветвленный углеводород, содержащий одну или большее количество двойных связей и содержащий один центр для связывания, включая С₁-С₇-алкенилы, такие как этенил, пропенил, 1-бутенил, 2-бутенил, 3-бутенил, 2-метилпропенил, 1-пентенил, 2-пентенил, 3-пентенил, 4-пентенил, 1-метил-1-бутенил, 2-метил-1-бутенил, 3-метил-1-бутенил, 1-метил-2-бутенил, 2-метил-2-бутенил, 3-метил-2-бутенил, 1-метил-3-бутенил, 2-метил-3-бутенил,3-метил-3-бутенил, 1,1-диметил-2-пропенил, 1,2-диметил-1-пропенил, 1,2-диметил-2-пропенил, 1-этил-1-пропенил, 1-этил-2-пропенил, 1-гексенил, 2-гексенил, 3-гексенил, 4-гексенил, 5-гексенил, 1-гептенил и т.п.; и включает С₈-С₂₀-алкенилы, такие как 1-октенил, 1-ноненил, 1-деценил, 1-ундеценил, 1-додеценил, 9-цис-додеценил (лауролеил), 1-тридеценил, 1-тетрадеценил, 9-цис-тетрадеценил (миристолеил), 1-пентадеценил, 1-гексадеценил, 9-цис-гексадеценил (пальмитолеинил), 1-гептадеценил, 1-октадеценил, 6-цис-октадеценил (петроселинил), 6-транс-октадеценил (петроселаидинил), 9-цис-октадеценил (олеил), 9-транс-октадеценил (элаидинил), 11-цис-октадеценил (вакценил), 9-цис-12-цис-октадекадиенил (линолеил), 9-транс-12-транс-октадекадиенил (элаидолинолеил), 9-цис-12-цис-15-цис-октадекатриенил (альфа-линоленил), 6-цис-9-цис-12-цис-октадекатриенил (гамма-линоленил), 8-транс-10-транс-12-цис-октадекатриенил, 9-транс-12-транс-15-транс-октадекатриенил (элаидолиноленил), 9-цис-11-транс-13-транс-октадекатриенил (альфа-элеостеаринил), 9-транс-11-транс-13-транс-октадекатриенил (бета-элеостеаринил), 9-цис-11-транс-13-цис-октадекатриенил (пуницил), 9,11,13,15-октадекатетраенил (паринарил), 1-нонадеценил, 11-цис-эйкозенил (икозенил), 9-цис-эйкозенил (гадолеинил), 5-,11-,14-эйкозатриенил, полностью-цис-5,8,11,14-эйкозатетраенил (арахидонил) и полностью-цис-5,8,11,14,17-эйкозапентаенил (тимнодонил) и т.п.

Если содержатся мономерные звенья, образованные из смеси по меньшей мере двух разных (С₂-С₆)-алкиленгликолей, то мономерные звенья могут располагаться в любом порядке. В предпочтительном варианте осуществления эти два разных мономерных звена содержатся в виде двух или большего количества, предпочтительно двух или трех отдельных блоков, т.е. полиалкиленгликоль НО-А-ОН, из которого образован остаток -O-А-O-, предпочтительно образован из диблок-сополимера или триблок-сополимера. Отдельные блоки можно рассматривать, как гомополимерные субъединицы, связанные друг с другом ковалентными связями.

Особенно предпочтительными являются (С₂-С₆)-алкиленгликоли, выбранные из группы, включающей этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,2-бутиленгликоль, 2,3-бутиленгликоль, 1,2-пентиленгликоль, 2,3-пентиленгликоль, 3-метилбутан-1,2-диол, 1,2-гексиленгликоль и 4-метилпентан-2,3-диол и их смеси.

Предпочтительно, если остаток -О-А-О- образован из полиалкиленгликоля НО-А-ОН, который содержит мономерные звенья, образованные из (С₂-С₄)-алкиленгликоля или смеси по меньшей мере двух разных (С₂-С₄)-алкиленгликолей, предпочтительно образованные из этиленгликоля, 1,2-пропиленгликоля, 1,2-бутиленгликоля, 2,3-бутиленгликоля и их смеси.

В предпочтительном варианте осуществления остаток -О-А-О- образован из полиалкиленгликоля НО-А-ОН, который содержит мономерные звенья, образованные из этиленгликоля или смеси этиленгликоля и пропиленгликоля.

В особенно предпочтительном варианте осуществления, остаток -О-А-О- образован из полиалкиленгликоля НО-А-ОН, который содержит 2-130 мономерных звеньев, образованных из этиленгликоля и 0-60 мономерных звеньев, образованных из пропиленгликоля. В этом варианте осуществления, если R¹ и R² оба обозначают водород, то остаток -О-А-О- предпочтительно образован из полиалкиленгликоля НО-А-ОН, который предпочтительно содержит по меньшей мере одно мономерное звено, образованное из пропиленгликоль.

В предпочтительном варианте осуществления остаток -О-А-О- образован из полиалкиленгликоля НО-А-ОН, который содержит 2-130 мономерных звеньев, образованных из этиленгликоля и 1-60 мономерных звеньев, образованных из пропиленгликоля.

Предпочтительно, если отношение массы мономерных звеньев, образованных из этиленгликоля, к массе мономерных звеньев, образованных из пропиленгликоля, находится в диапазоне от 99:1 до 1:99, более предпочтительно в диапазоне от 75:1 до 1:75, еще более предпочтительно в диапазоне от 50:1 до 1:50, еще более предпочтительно в диапазоне от 20:1 до 1:20 и наиболее предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 1:10.

Если содержатся мономерные звенья, образованные из этиленгликоля и пропиленгликоля, то мономерные звенья могут располагаться в любом порядке или в виде двух или большего количества, предпочтительно двух или трех отдельных блоков.

В предпочтительном варианте осуществления мономерные звенья содержатся в виде двух блоков, один блок содержит только мономерные звенья, образованные из этиленгликоля, и другой блок содержит только мономерные звенья, образованные из пропиленгликоля.

В другом предпочтительном варианте осуществления мономерные звенья содержатся в виде трех блоков, один средний блок содержит только мономерные звенья, образованные из пропиленгликоля, и два наружных блока содержат только мономерные звенья, образованные из этиленгликоля.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления мономерные звенья содержатся в виде трех блоков, один средний блок содержит только мономерные звенья, образованные из этиленгликоля, и два наружных блока содержат только мономерные звенья, образованные из пропиленгликоля.

Особенно предпочтительные неионогенные поверхностно-активные вещества R¹-O-A-O-R² выбраны из группы, включающей

(i) этоксилированные, насыщенные или ненасыщенные (С₈-С₂₀)-жирные спирты, предпочтительно которые можно получить путем образования простых эфиров насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирные спиртов с этиленоксидом, так что полиэтиленгликолевый фрагмент связан с гидроксигруппой насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных спиртов простой эфирной связью; где полиэтиленгликолевый фрагмент предпочтительно содержит от 2 до 25 этиленоксидных звеньев (-СН₂СН₂О-), более предпочтительно от 2 до 20 этиленоксидных звеньев;

(ii) этоксилированные и пропоксилированные, насыщенные или ненасыщенные (С₈-С₂₀)-жирные спирты, предпочтительно которые можно получить путем образования простых эфиров насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных спиртов с этиленоксидом и пропиленоксидом, последовательно или одновременно, так что полиалкиленгликолевый фрагмент связан с гидроксигруппой насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных спиртов простой эфирной связью; где полиалкиленгликолевый фрагмент предпочтительно содержит от 2 до 130 этиленоксидных звеньев (-СН₂СН₂О-) и от 1 до 60 пропиленоксидных звеньев (-СН₂СН(СН₃)O-); где звенья (-СН₂СН₂О-) и (-СН₂СН(СН₃)O-) могут содержаться в любом порядке или в виде двух отдельных блоков; поверхностно-активными веществами этого типа являются например, известные и имеющиеся в продаже под торговыми названиями "Antispumin^® НЕ" и "Plurafac^®";

(iii) этоксилированные, насыщенные или ненасыщенные (С₈-С₂₀)-жирные спирты типа (i) и/или этоксилированные и пропоксилированные насыщенные или ненасыщенные (С₈-C₂₀)-жирные спирты типа (ii), эндкэппированные -(C₁-С₆)-алкильной или бензильной группой, предпочтительно н-бутильной или бензильной группой, предпочтительно которые можно получить путем образования простых эфиров этоксилированных, насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных спиртов типа (i) и/или этоксилированных и пропоксилированных насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных спиртов типа (ii) с -(С₁-С₆)-алкилгалогенидом или бензилгалогенидом, предпочтительно н-бутилгалогенидом или бензилгалогенидом, в присутствии основания; примеры этого типа включают поверхностно-активные вещества, известные и имеющиеся в продаже под торговым названием "Dehypon^® LT" и эндкэппированные поверхностно-активные вещества, известные и имеющиеся в продаже под торговым названием "Plurafac^®";

(iv) этоксилированные и пропоксилированные гликоли, предпочтительно которые можно получить путем образования простых эфиров гликоля, предпочтительно выбранного из группы, включающей этиленгликоль, пропиленгликоль, триметиленгликоль, неопентилгликоль, диэтиленгликоль и триэтиленгликоль, с этиленоксидом и пропиленоксидом, так что полиалкиленгликолевый фрагмент связан по меньшей мере с одной гидроксигруппой гликоля простой эфирной связью; где продукт реакции предпочтительно содержит от 1 до 130 этиленоксидных звеньев (-СН₂СН₂О-) и от 1 до 60 пропиленоксидных звеньев (-СН₂СН(СН₃)О-); где звенья (-СН₂СН₂О-) и (-СН₂СН(СН₃)О-) могут содержаться в любом порядке, предпочтительно в виде двух или большего количества отдельных блоков; примеры этого типа включают поверхностно-активные вещества, известные и имеющиеся в продаже под торговым названием "Pluronic^®"; и

(v) эфиры насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных кислот и неионогенных поверхностно-активных веществ типа (I) или (II) и/или моно- или диэфиры насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных кислот и неионогенных поверхностно-активных веществ типа (IV), предпочтительно которые можно получить с помощью

- этерификации неионогенного поверхностно-активного вещества типа (I) или (II) или (IV) насыщенной или ненасыщенной (С₈-С₂₀)-жирной кислотой; или

- этоксилирования насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных кислот этиленоксидом, так что полиэтиленгликолевый фрагмент связан с гидроксигруппой насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₁₈)-жирных кислот сложноэфирной связью; где полиэтиленгликолевый фрагмент предпочтительно содержит от 2 до 25 этиленоксидных звеньев (-СН₂СН₂О-), более предпочтительно от 2 до 20 этиленоксидных звеньев; или

- алкоксилирования насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных кислот этиленоксидом и пропиленоксидом, последовательно или одновременно, так что полиалкиленгликолевый фрагмент связан с гидроксигруппой насыщенных или ненасыщенных (С₈-С₂₀)-жирных кислот сложноэфирной связью; где полиалкиленгликолевый фрагмент предпочтительно содержит от 2 до 130 этиленоксидных звеньев (-CH₂CH₂O-) и от 1 до 60 пропиленоксидных звеньев (-СН₂СН(СН₃)O-); где звенья (-CH₂CH₂O-) и (-СН₂СН(СН₃)O-) могут содержаться в любом порядке, предпочтительно в виде двух или большего количества отдельных блоков.

Предпочтительные насыщенные (С₈-С₂₀)-жирные спирты выбраны из группы, включающей 1-октанол (каприловый спирт), 2-этилгексанол, 1-нонанол, 1-додеканол (каприновый спирт), 1-ундеканол, 1-додеканол (лауриловый спирт), 1-тридеканол, изотридеканол, 1-тетрадеканол (миристиловый спирт), 1-пентадеканол (пентадециловый спирт), 1-гексадеканол (цетиловый спирт), гептадециловый спирт, 1-октадеканол (стеариловый спирт), изостеариловый спирт, нонадециловый спирт, арахидиловый спирт и их смеси.

Предпочтительные ненасыщенные (С₈-С₂₀)-жирные спирты выбраны из группы, включающей пальмитолеиловый спирт, элаидиловый спирт, олеиловый спирт, линолеиловый спирт, элаидолинолеиловый спирт, линолениловый спирт, элаидолинолениловый спирт, рицинолеиловый спирт и их смеси.

Предпочтительные насыщенные (С₈-С₂₀)-жирные кислоты выбраны из группы, включающей октановую кислоту (каприловую кислоту), нонановую кислоту, декановую кислоту (каприновую кислоту), додекановую кислоту (лауриновую кислоту), тетрадекановую кислоту (миристиновую кислоту), пентадекановую кислоту, гексадекановую кислоту (пальмининовую кислоту), гептадекановую кислоту (марганировую кислоту), октадекановую кислоту (стеариновую кислоту), нонадекановую кислоту, икозановую кислоту (арахидиновую кислоту) и их смеси.

Предпочтительные ненасыщенные (С₈-С₂₀)-жирные кислоты выбраны из группы, включающей миристолеиновую кислоту, пальмитолеиновую кислоту, сапиеновую кислоту, олеиновую кислоту, элаидиновую кислоту, вакценовую кислоту, линолевую кислоту, леноэлаидиновую кислоту, альфа-линоленовую кислоту, эйкозеновую кислоту, арахидоновую кислоту, эйкозапентаеновую кислоту и их смеси.

В настоящем изобретении R¹ выбран из группы, включающей -Н, -(С₈-С₂₀)-алкил, -(С₈-С₂₀)-алкенил, -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкил и -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкенил, и R² выбран из группы, включающей -Н, -(С₁-С₆)-алкил, -бензил, -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкил и -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкенил.

В предпочтительном варианте осуществления R¹ обозначает -(С₈-С₂₀)-алкил или -(С₈-С₂₀)-алкенил и R² обозначает -Н, т.е. неионогенное поверхностно-активное вещество R¹-O-A-O-R² предпочтительно является веществом типа (i) или (ii).

В другом предпочтительном варианте осуществления R¹ обозначает -(С₈-С₂₀)-алкил или -(С₈-С₂₀)-алкенил и R² обозначает -(С₁-С₆)-алкил или -бензил, т.е. неионогенное поверхностно-активное вещество R¹-O-A-O-R² предпочтительно является веществом типа (iii).

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, R¹ обозначает -(С₈-С₂₀)-С(=O)-алкил или -(С₈-С₂₀)-С(=O)-алкенил и R² выбран из группы, включающей -Н, -(С₈-С₂₀)-С(=O)-алкил и -(С₈-С₂₀)-С(=O)-алкенил, т.е. неионогенное поверхностно-активное вещество R¹-O-A-O-R² представляет собой моно- или диэфир (С₈-С₂₀)-жирной кислоты, предпочтительно типа (v).

В еще одном предпочтительном варианте осуществления R¹ и R² обозначают -Н; т.е. неионогенное поверхностно-активное вещество R¹-O-A-O-R² предпочтительно является веществом типа (vi).

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один из R¹ и R² обозначает -Н.

В предпочтительном варианте осуществления поверхностно-активное вещество R¹-O-A-O-R² можно представить общей формулой (А)

в которой

R¹ выбран из группы, включающей -Н, -(С₈-С₂₀)-алкил, -(С₈-С₂₀)-алкенил, -(С=О)-(С₈-С₂₀)-алкил и -(С=О)-(С₈-С₂₀)-алкенил,

R² выбран из группы, включающей -Н, -(С₁-С₆)-алкил, -бензил, -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкил и -(С=O)-(С₈-С₂₀)-алкенил,

о и р являются целыми числами, равными от 0 до 130, и сумма о и р находится в диапазоне от 2 до 130;

q и r являются целыми числами, равными от 0 до 60; и сумма q и r находится в диапазоне от 0 до 60;

предпочтительно при условии, что, если R¹ и R² оба обозначают Н, то сумма q и r может не равняться 0.

Предпочтительно, если по меньшей мере одно из целых чисел о, р, q и r равно 0; т.е. полиалкиленгликоль НО-А-ОН, из которого образован остаток -О-А-O-, предпочтительно образован из гомополимера, диблок-сополимера или триблок-сополимера.

В предпочтительном варианте осуществления q, р и r равны 0; т.е. полиалкиленгликоль НО-А-ОН, из которого образован остаток -О-А-О-, образован из гомополимера.

В другом предпочтительном варианте осуществления q или р равно 0; т.е. полиалкиленгликоль НО-А-ОН, из которого образован остаток -О-А-О-, образован из диблок-сополимера.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, о или r равно 0; т.е. полиалкиленгликоль НО-А-ОН, из которого образован остаток -О-А-О-, образован из триблок-сополимера.

Предпочтительно, если средняя молекулярная масса поверхностно-активного вещества находится в диапазоне от 250 до 50000 г/моль, более предпочтительно в диапазоне от 500 до 25000 г/моль, еще более предпочтительно в диапазоне от 1000 до 20000 г/моль и наиболее предпочтительно в диапазоне от 2000 г/моль до 10000 г/моль.

Предпочтительно, если поверхностно-активное вещество обладает значением ГЛБ (показатель гидрофильно-липофильного баланса), не превышающим 14, более предпочтительно не превышающим 12 (определение ГЛБ приведено в публикации W.C. Griffin, Journal of the Society of the Cosmetic Chemist, 1 (1950), 311).

Предпочтительно, если содержание поверхностно-активного вещества находится в диапазоне от 0,005 до 10,0 мас. %, более предпочтительно от 0,01 до 7,5 мас. %, еще более предпочтительно от 0,01 до 5 мас. %, еще более предпочтительно от 0,02 до 3,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 0,05 до 2,0 мас. % и особенно предпочтительно от 0,1 до 1,0 мас. % в пересчете на полную массу композиции.

Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, содержит ионогенный полимер.

В предпочтительном варианте осуществления содержание ионогенного полимера находится в диапазоне от 40 до 99,995 мас. %, более предпочтительно от 50 до 99,99 мас. %, еще более предпочтительно от 60 до 99,99 мас. %, еще более предпочтительно от 75 до 99,99 мас. %, наиболее предпочтительно от 80 до 99,8 мас. % и особенно предпочтительно от 85,0 до 99,7 мас. % в пересчете на полную массу композиции.

Предпочтительно, если ионогенный полимер может выступать в качестве коагулянта и/или флокулирующего вспомогательного вещества. Химическая коагуляция, изменение суспендированных и коллоидных частиц, так что они прилипают друг к другу, является одним типом процесса химической обработки. Коагуляция является процессом, который приводит к нейтрализации зарядов или изменению отталкивательных сил между частицами. Флокуляция является агрегацией частиц в более крупные агломераты ("хлопья"). Коагуляция является практически мгновенной, а для флокуляции необходимо время, чтобы образовались хлопья.

Предпочтительно, если ионогенный полимер является растворимым в воде или набухающим в воде.

В настоящем описании термин "растворимый в воде", в особенности применительно к растворимости в воде полимеров, предпочтительно означает растворимость в чистой воде при температуре окружающей среды, равной не менее 1,0 г/л, более предпочтительно не менее 2,5 г/л, еще более предпочтительно не менее 5,0 г/л, еще более предпочтительно не менее 10,0 г/л, наиболее предпочтительно не менее 25,0 г/л и особенно предпочтительно не менее 50,0 г/л. В настоящем описании термин "растворимый в воде", в особенности применительно к растворимости в воде мономеров, предпочтительно означает растворимость в чистой воде при температуре окружающей среды, равной не менее 10 г/л, более предпочтительно не менее 25 г/л, еще более предпочтительно не менее 50 г/л, еще более предпочтительно не менее 100 г/л, наиболее предпочтительно не менее 250 г/л и особенно предпочтительно не менее 500 г/л.

В настоящем описании термин "набухающий в воде" предпочтительно означает, что полимер, хотя и нерастворимый в воде, поглощает значительное количество воды. Обычно масса полимера увеличивается не менее, чем на 2 мас. %, предпочтительно не менее, чем на 5 мас. %, после погружения в воду при комнатной температуре, например, равной 25°C, на 1 ч, более предпочтительно на массу, которая примерно в 60-100 раз больше его массы в сухом состоянии.

В предпочтительном варианте осуществления отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества R¹-O-A-O-R² к массе ионогенного полимера находится в диапазоне от 0,005:100 до 10:100, более предпочтительно в диапазоне от 0,01:100 до 7,5:100, еще более предпочтительно в диапазоне от 0,01:100 до 5:100, еще более предпочтительно в диапазоне от 0,02:100 до 3:100, наиболее предпочтительно в диапазоне от 0,05:100 до 2:100 и особенно предпочтительно в диапазоне от 0,1:100 до 1:100.

Предпочтительно, если растворимый в воде ионогенный полимер образован из мономерной композиции, содержащей

a) один или большее количество неионогенных этиленовоненасыщенных мономеров, и/или

b) один или большее количество катионогенных этиленовоненасыщенных мономеров, и/или

c) один или большее количество анионогенных этиленовоненасыщенных мономеров.

В этом случае "образованный из" означает, что главная цепь ионогенного полимера содержит повторяющиеся звенья, т.е. повторяющиеся звенья включены в главную цепь ионогенного полимера и эти повторяющиеся звенья образованы из соответствующих мономеров во время реакции полимеризации. Например, если ионогенный полимер образован из диметиламинопропилакриламида, кватернизованного метилхлоридом (= DIMAPA кват), то в главную цепь ионогенного полимера включено следующее повторяющееся звено:

Подходящие неионогенные этиленовоненасыщенные мономеры включают неионогенные мономеры общей формулы (I)

в которой

R³ обозначает водород или С₁-С₃-алкил, и

R⁴ и R⁵ независимо друг от друга обозначают водород, -(С₁-С₅)-алкил или -(C₁-С₅)-гидроксиалкил.

Примеры неионогенных мономеров общей формулы (I) включают (мет)акриламид, N-метил(мет)акриламид, N-изопропил(мет)акриламид и N,N-замещенные (мет)акриламиды, такие как N,N-диметил(мет)акриламид, N,N-диэтил(мет)акриламид, N-метил-N-этил(мет)акриламид и N-гидроксиэтил(мет)акриламид. Особенно предпочтительным является акриламид.

В настоящем описании термин "(алкил)акрилат" означает алкилакрилат, а также акрилат. Аналогичным образом, термин "(мет)акрилат" означает метакрилат, а также акрилат.

Другие подходящие неионогенные этиленовоненасыщенные мономеры включают неионогенные амфифильные мономеры общей формулы (II)

в которой

Z₁ обозначает О, NH или NR⁹, где R⁹ обозначает C₁-С₃-алкил,

R⁶ обозначает водород или С₁-С₃-алкил,

R⁷ обозначает С₂-С₆-алкилен,

R⁸ обозначает водород, С₈-С₃₂-алкил, С₈-С₃₂-арил и/или С₈-С₃₂-арилалкил, и n обозначает целое число, равное от 1 до 50.

Примеры неионогенных амфифильных мономеров общей формулы (II) включают продукты реакции (мет)акриловой кислоты и полиэтиленгликолей (от 10 до 50 этиленоксидных звеньев), которые этерифицированы жирным спиртом, или соответствующие продукты реакции с (мет)акриламидом.

Подходящие катионогенные этиленовоненасыщенные мономеры включают катионогенные мономеры общей формулы (III)

в которой

R¹⁰ обозначает водород или C₁-С₃-алкил;

Z₂ обозначает О, NH или NR¹¹, где R¹¹ обозначает C₁-С₃-алкил; и

Y₀ обозначает С₂-С₆-алкилен, возможно, замещенный одной или большим количеством гидроксигрупп,

Y₁, Y₂, Y₃ независимо друг от друга обозначают С₁-С₆-алкил, и

X^- обозначает галоген, псевдогалоген, ацетат или SO₄CH₃^-.

Предпочтительно, если Y₁, Y₂ и Y₃ являются одинаковыми, предпочтительно обозначают метил. В предпочтительном варианте осуществления Z₂ обозначает О или NH, Y₀ обозначает этилен или пропилен, R¹⁰ обозначает водород или метил и Y₁, Y₂ и Y₃ обозначают мет