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Title:
USE OF POLYMER POWDER COMPOSITIONS THAT CAN BE REDISPERSED IN WATER AND HAVE CATIONIC FUNCTIONALITY, AS FLOCCULATION AID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/058867
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the use of polymer powder compositions that can be redispersed in water and have cationic functionality, as flocculation aid, for example for dewatering waters or waste waters that are laden with solids.

Inventors:
RIEMER CHRISTOPH (DE)
BRANDMEIER MANUELA (DE)
SELIG MANFRED (DE)
STRATMANN OLIVER (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/073046
Publication Date:
April 21, 2016
Filing Date:
October 06, 2015
Export Citation:
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Assignee:
WACKER CHEMIE AG (DE)
International Classes:
C02F1/56; B01D21/01; C08F218/04; C08F226/04; C08J3/12; C08L23/08; C02F103/10; C02F103/14; C02F103/16; C02F103/32; C02F103/34
Domestic Patent References:
WO2010086217A22010-08-05
WO2000005275A12000-02-03
WO2000005283A12000-02-03
WO2007093551A12007-08-23
WO2005023885A12005-03-17
Foreign References:
EP1294644A22003-03-26
US4784776A1988-11-15
US3956122A1976-05-11
US7611632B12009-11-03
EP0872497A21998-10-21
EP0770640A21997-05-02
DE102013223305A12015-05-21
Other References:
"Broschüre Polyelektrolyte entwässern Klärschlämme optimal", 2003
W JOHN ET AL., SYNTHESIS AND USE OF POLYDAD-MAC FOR WATER PURIFICATION, May 2002 (2002-05-01)
SCHULZE J., TIZ, 1985
E.W. FLICK: "Water-Soluble Resins - an Industrial Guide", 1991, NOYES PUBLICATIONS
See also references of EP 3206996A1
Attorney, Agent or Firm:
SCHUDERER, Michael et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Verwendung von in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität als Flo- ckungshilfsmittel .

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver-Zusammensetzungen ein Polymerisat enthalten, welches mittels radi- kalischer Polymerisation in wässerigem Medium von einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren in Gegenwart von Schutzkolloid und/oder Emulgator erhalten wird, und anschließend die dabei erhaltene wässrige Polymerdispersion nach Zusatz eines Schutzkolloids als Trock- nungshilfe getrocknet wird, wobei die kationische Funktionalität dadurch eingeführt wird, dass während der Polymerisation und/oder nach Abschluss der Polymerisation und/oder bei der Trocknung ein kationisches Polymerisat zugegeben wird.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität 1 bis 10 Gew.-% eines kationischen Polymerisats, bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Bestandteile der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver-Zusammensetzung, enthalten.

4. Verwendung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als kationisches Polymerisat ein Homo- oder Mischpo- lymerisat von einem oder mehreren kationischen Monomeren mit quarternärer Ammoniumgruppe aus der Gruppe umfassend Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC) , Diallyldiethylam- moniumchlorid (DADEAC) , (3 -Methacryloxy) propyltrimethyl- ammoniumchlorid (MPTAC) , (2 -Methacryloxy) ethyltrimethylam- moniumchlorid (METAC) , (3 -Methacrylamido) propyltrimethyl- aramoniumchlorid (MAPTAC) eingesetzt wird.

Verwendung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kationischen Polymerisate 50 bis 100 Gew.-% kationische Monomereinheiten mit quarternärer Ammoniumgruppe, bezogen auf das Gesamtgewicht des kationischen Polymerisats, enthalten.

Verwendung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- usammensetzungen ein Polymerisat enthalten, welches mittels radikalischer Polymerisation von einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe umfassend Vinylester von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 1 bis 15 C- Atomen, Methacrylsäureester und Acrylsäureester von Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, Vinylaromaten, Olefine, Diene oder Vinylhalogenide erhalten wird.

Verwendung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen ein Polymerisat enthalten aus der Gruppe umfassend Vinylacetat-Homopolymerisate , Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen, Mischpolymerisate von Vi- nylacetat mit Ethylen und einem oder mehreren weiteren Vi- nylestern, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Acrylsäureester, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Vinylchlorid, Styrol-Acrylsäureester-Copoly- merisate, Styrol- 1, 3 -Butadien-Copolymerisate .

Verwendung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- usammensetzungen ein Polymerisat enthalten aus der Gruppe umfassend Vinylacetat-Homopolymerisat und Mischpolymerisate von Vinylacetat mit 1 bis 40 Gew. -% Ethylen, welche gege- benenfalls noch weitere Comonomere enthalten aus der Gruppe Vinylchlorid und Vinylester mit 3 bis 12 C-Atomen im Carbonsäurerest .

Verwendung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen ein Vinylacetat-Homopolymerisat oder ein Mischpolymerisat von Vinylacetat und 1 bis 40 Gew.-% Ethy- len enthalten und als kationisches Polymerisat ein Dial- lyldimethylammoniumchlorid-Polymerisat (Poly-DADMAC) enthalten .

Verwendung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität in Pulverform oder dispergiert in Wasser als Flockungshilfsmittel verwendet werden .

Verwendung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität für die Flocku- lierungsreaktion in einer Menge von 1 bis 1000 Gew.-ppm, jeweils bezogen auf das Gewicht der zu entwässernden Suspension, eingesetzt werden.

Verwendung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität als Flockungs- hilfsmittel für die Entwässerung von mit Feststoffen bela- denen Wassern oder Abwässern verwendet werden.

Description:
Verwendung von in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität als Flo- ckungshilfsmittel Die Erfindung betrifft die Verwendung von in Wasser redisper- gierbaren Polymerpulver-Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität als Flockungshilfsmittel .

Flockungshilfsmittel werden überall dort eingesetzt, wo eine Fest-Flüssig-Trennung gewünscht ist. Zum Einsatz kommen die Flockungshilfsmittel in Fest-Flüssig-Trennprozessen wie der Reinigung kommunaler und industrieller Abwässer in Kläranlagen, der Aufbereitung von Prozess- und Kreislaufwasser sowie der Klärung von Roh- und Oberflächenwasser für die Gewinnung von Betriebs- und Trinkwasser. Die Flockungshilfsmittel beschleunigen dabei die Sedimentation oder Flotation von suspendierten Feststoffteilchen und verbessern entscheidend das Entwässerungsverhalten der so eingedickten Schlämme bei statischen oder maschinellen Entwässerungsverfahren. Darüberhinaus ist die Ent- Wässerung von Schlämmen ein Prozess, bei dem es darauf ankommt, mit minimalem Aufwand die maximale Menge an Wasser aus den Schlämmen zu entfernen.

Bisher wurden fast ausschließlich Polymere auf der Basis von Acrylamid oder Copolymere aus Acrylamid und kationischen Monomeren wie Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC) als Flockungshilfsmittel eingesetzt. Problematisch ist dabei, dass Acrylamid als krebserregend eingestuft ist und als Konsequenz in einigen Ländern Verwendungsverböte bestehen oder zumindest ge- plant werden. Zusätzlich ist beim Einsatz von Polyacrylamid-

Produkten, aufgrund des Acrylamid-Restmonomeranteils , die Deponierung und Wiederverwendung von entwässertem Schlamm auf Ag- rarflächen verboten. Als Alternative zu den herkömmlichen Flockungshilfsmittel wurden daher Polymerisate von Diallyldimethylammoniumchlorid

(DADMAC) eingesetzt (Broschüre Polyelektrolyte entwässern Klärschlämme optimal, Herausgeber: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V., Bonn, Januar 2003)

(cleaner-production. de/fileadmin/assets/pdfs/Exteme_Projektbeschreibungen/Polyel ektrolyte .pdf)

Die Effizienz des Einsatzes von Poly-DADMAC bei der Wasseraufbereitung wurde in W John et al, Synthesis and Use of PolyDAD- MAC for Water purification, Mai 2002

(http://www.ewisa.co.za/literature/file3/127%20Paper.PDF) Untersucht . Nachteilig bei Poly-DADMAC sind die relativ hohen Kosten dieser Polymerisate .

Es bestand daher die Aufgabe, Polymerisate von kationischen Mo- nomeren in einer Darreichungsform zur Verfügung zu stellen, welche deren Einsatz als Plockulierungsmittel in möglichst geringen Mengen möglich macht.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich in Wasser redis- pergierbaren Polymerpulver-Zusammensetzungen mit kationischer

Funktionalität hervorragend als Flockungshilfsmittel eignen. Solche Polymerpulver-Zusammensetzungen enthalten kationische Polymerisate, welche als Schutzkolloide zur Stabilisierung während der Polymerisation oder als Trocknungshilfe bei der Trock- nung der entsprechenden Polymerdispersion eingesetzt wurden.

Aus der EP 0 770 640 A2 sind in Wasser redispergierbare Polymerpulver bekannt, welche durch Trocknung einer Polymerdispersion nach Zusatz eines positiv geladenen Polyelektrolyten er- halten werden. Die damit erhaltenen Pulver werden als Bindemittel in hydraulisch abbindenden Massen, Anstrichstoffen und Klebstoffen empfohlen. Der Einsatz als Flockungshilfsmittel wird nicht beschrieben. In der WO 00/05275 AI und der WO 00/05283 AI sind in Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität bekannt, welche dadurch erhalten werden, dass ethylenisch ungesättigte Monomere in Gegenwart von kationischen Monomeren polymerisiert werden, und die damit erhaltene Polymerdispersion mit Polyvinylalkohol als Trocknungshilfe sprühgetrocknet wird. Die damit erhaltenen Polymerpulver werden als geeignet zur Verwendung in Klebemitteln, Beschichtungsmitteln, hydraulisch abbindenden Baustoffmassen beschrieben, als Füllma- terialien in Chromatographiesäulen und als Träger zur retardierenden Freisetzung von Wirkstoffen. Der Einsatz als Flockungs- hilfsmittel wird nicht beschrieben.

In der WO 2007/093551 AI und der DE 102013223305 AI werden in Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität beschrieben, welche dadurch erhalten werden, dass ethylenisch ungesättigte Monomere in wässerigem Medium radikalisch polymerisiert werden, und die dabei erhaltene Polymerdispersion nach Zusatz eines kationischen Schutzkol- loids getrocknet wird. Als Beispiele für die Verwendung dieser Produkte wird die Anwendung in bauchemischen Produkten sowie der Einsatz in Klebstoffen und Coatings beschrieben. Der Einsatz als Flockungshilfsmittel wird nicht beschrieben. In der WO 2005/023885 AI wird eine pulverförmige , wasserlösliche, kationische Polymerzusammensetzung beschrieben, die mindestens zwei im Molekulargewicht unterschiedliche kationische Polymere enthält, wobei ein erstes kationisches Polymer in Gegenwart eines zweiten kationischen Polymers nach dem Verfahren der Gelpolymerisation gebildet wird, und das damit erhaltene

Gel mechanisch zerkleinert wird. Das Pulver wird als Flockungshilfsmittel verwendet. Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- usammensetzungen mit kationischer Funktionalität als Flockungshilfsmittel . Als in Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzungen bezeichnet man Pulverzusammensetzungen, welche mittels Trocknung der entsprechenden wässrigen Dispersionen der Basispolymerisate in Gegenwart von Schutzkolloiden (Trocknungshilfe) zugänglich werden. Aufgrund dieses Herstellungsprozesses wird das feinteilige Harz der Dispersion mit einem wasserlöslichen

Schutzkolloid ausreichender Menge umhüllt. Bei der Trocknung wirkt das Schutzkolloid wie ein Mantel, welcher das Zusammenkleben der Teilchen verhindert. Beim Redispergieren in Wasser löst sich das Schutzkolloid wieder in Wasser und es liegt eine wässrige Dispersion der ursprünglichen Polymerteilchen vor (Schulze J. in TIZ, No. 9, 1985) .

Die kationische Funktionalität der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver-Zusammensetzungen wird mittels kationischer Poly- merisate, das heißt mittels Polymerisaten mit Monomereinheiten, welche kationische Gruppen enthalten, eingeführt. Diese kationischen Polymerisate können als Schutzkolloide zur Stabilisierung während der Polymerisation des Basispolymerisats und/oder als Trocknungshilfe bei der Trocknung der entsprechenden Poly- merdispersion eingesetzt werden. Es kann auch so vorgegangen werden, dass das kationischen Polymerisat zu einer wässerigen Polymerdispersion nach deren Herstellung zugegeben wird, und die damit erhaltene wässerige Polymerdispersion, gegebenenfalls nach Zugabe von Trocknungshilfe, getrocknet wird.

Die Herstellung der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität kann mit den Methoden erfolgen, welche in der WO 2007/093551 AI oder der DE 102013223305 AI beschrieben sind, deren diesbezügliche Angaben Teil der Anmeldung sind (incorporated here by reference) . Dabei werden ein oder mehrere ethylenisch ungesättigte Monomere in Gegenwart von Schutzkolloid und/oder Emulgator in wässerigem Medium radikalisch polymerisiert (Basispolymerisat) , anschließend wird die dabei erhaltene wässerige Polymerdispersion nach Zusatz eines Schutzkolloids als Trocknungshilfe getrocknet, wobei die kationische Funktionalität dadurch eingeführt wird, dass bei der Polymerisation und/oder bei der Trocknung ein kationisches Polymerisat eingesetzt wird. Geeignete kationische Polymerisate sind Polymere mit kationischer Ladung wie beispielsweise in E.W. Flick, Water-Soluble Resins - an Industrial Guide, Noyes Publications , Park Ridge, N.J., 1991 beschrieben. Bevorzugt werden Homo- oder Mischpolymerisate von einem oder mehreren kationischen Monomeren mit quarternärer Ammoniumgruppe aus der Gruppe umfassend Diallyldi- methylammoniumchlorid (DADMAC) , Diallyldiethylammoniumchlorid (DADEAC) , (3 -Methacryloxy) propyltrimethylammoniumchlorid

(MPTAC) , (2 -Methacryloxy) ethyltrimethylammoniumchlorid (METAC) , (3 -Methacrylamido) propyltrimethylammoniumchlorid (MAPTAC) . Be- sonders bevorzugt wird das Polymerisat von Diallyldimethylammo- niumchlorid (Poly-DADMAC) .

Im Allgemeinen enthalten die kationischen Polymerisate 50 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 90 bis 100 Gew.-%, am meisten bevorzugt etwa 100 Gew.-%, kationische Monomereinheiten mit quarternärer Ammoniumgruppe, bezogen auf das Gesamtgewicht des kationischen Polymerisats . Geeignete nichtionische, copolymerisierbare Monomere sind Vinylester mit 1 bis 15 C-Atomen im Carbonsäurerest wie Vinylacetat, Ac- rylamid, Hydroxyethyl (meth) acrylat , Hydroxypropyl (meth) acrylat , Ester der Methacrylsäure und Acrylsäure mit Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen wie Methylmethacrylat oder Butylacrylat , sowie N- Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, und/oder Mischungen der genannten nichtionischen Comonomere . Die kationischen Polymerisate mit quarternaren Ammoniumgruppen können mittels dem Fachmann bekannter Polymerisationsverfahren hergestellt werden. Für die Herstellung der in Wasser redisper- gierbaren Polymerpulver-Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität geeignete kationische Polymerisate sind auch kommerziell erhältlich. Beispielsweise wird Poly-Diallyl- dimethylammoniumchlorid (Poly-DAD AC) als Catiofast ® BP (BASF) oder Superfloc ® C-592 (Kemira Water Solutions B.V) oder

Drewfloc ® 462 (Ashland Inc.) angeboten.

Für die Herstellung der wässrigen Polymerdispersion des Basispolymers geeignete Monomere sind Vinylester von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 1 bis 15 C-Atomen, Me- thacrylsäureester und Acrylsäureester von Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomeh, Vinylaromaten, Olefine, Diene oder Vinylhalogeni- de.

Bevorzugte Vinylester sind Vinylacetat, Vinylpropionat , Vinyl- butyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat , Vinyllaurat , - 1-Methylvinyl- acetat, Vinylpivalat und Vinylester von alpha-verzweigten Mono- carbonsäuren mit 9 bis 13 C-Atomen, beispielsweise VeoVa9 ® oder VeoValO ® (Handelsnamen der Firma Momentive) . Besonders bevorzugt ist Vinylacetat. Bevorzugte Methacrylsäureester oder Acrylsäureester sind Me- thylacrylat, Methylmethacrylat , Ethylacrylat , Ethylmethacrylat , Propylacrylat, Propylmethacrylat , n-Butylacrylat , n-Butylmeth- acrylat, 2 -Ethylhexylacrylat , Norbornylacrylat . Besonders bevorzugt sind Methylacrylat , Methylmethacrylat, n-Butylacrylat und 2 -Ethylhexylacrylat .

Beispiele für Olefine und Diene sind Ethylen, Propylen und 1,3- Butadien. Geeignete Vinylaromaten sind Styrol und Vinyltoluol. Ein bevorzugtes Vinylhalogenid ist Vinylchlorid . Gegebenenfalls können noch 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, Hilfsmonomere copolymerisiert werden. Beispiele für Hilfsmonomere sind stabilisierend wirkende Monomere wie ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren, ethylenisch ungesättigte Carbonsäureamide und -nitrile, ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren bzw. deren Salze.

Beispiele für als Basispolymerisat geeignete Homo- und Mischpolymerisate sind Vinylacetat-Homopolymerisate, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und einem oder mehreren weiteren Vinylestern,

Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Acrylsäurees- ter, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Vinylchlorid, Styrol-Acrylsäureester-Copolymerisate, Styrol-1,3- Butadien-Copolymerisate .

Bevorzugt werden Vinylacetat-Homopolymerisate und Mischpolymerisate von Vinylacetat mit 1 bis 40 Gew.-% Ethylen, welche gegebenenfalls noch weitere Comonomere enthalten aus der Gruppe Vinylchlorid und Vinylester mit 3 bis 12 C-Atomen im Carbonsäurerest, wobei jeweils noch die genannten Hilfsmonomere in den genannten Mengen copolymerisiert werden können, und sich die Angaben in Gew.-% auf jeweils 100 Gew.-% aufaddieren. Die Herstellung der Homo- und Mischpolymerisate erfolgt bevorzugt nach dem Emulsionspolymerisationsverfahren, wobei die Polymerisationstemperatur im Allgemeinen, aber nicht notwendigerweise < 100 °C beträgt, und bei der Copolymerisation von gasförmigen Comonomeren wie Ethylen auch unter Druck, im Allgemeinen zwischen 5 bar und 100 bar, gearbeitet werden kann. Die Initiierung der Polymerisation erfolgt mit den für die Emulsions- polymerisation gebräuchlichen Initiatoren oder Redox-Initiator- Kombinationen . Zur Stabilisierung des Polymerisationsansatzes werden Schutz- kolloide, gegebenenfalls in Kombination mit Emulgatoren, eingesetzt. Bevorzugte Schutzkolloide sind teilverseifte Polyvinylalkohole mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol% und ei- ner Höpplerviskosität in 4 %-iger wässriger Lösung von 1 bis 30 mPas (Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015) und die genannten kationischen Polymerisate, insbesondere Poly-DADMAC, oder Gemische der genannten teilverseiften Polyvinylalkohole mit kationischem Polymerisat wie beispielsweise Poly-DADMAC. Beson- ders bevorzugt wird bei der Polymerisation kein kationisches Polymerisat eingesetzt.

Das kationische Polymerisat kann einer wässerigen Polymerdispersion eines Basispolymerisats, welche mit Emulgatoren

und/oder Schutzkolloiden stabilisiert ist, auch nach deren Herstellung zugegeben werden.

Zur Herstellung der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen werden die Dispersionen, gegebenenfalls nach Zusatz von weiterem Schutzkolloid als Trocknungshilfe, getrocknet, beispielsweise mittels Wirbelschichttrocknung, Gefriertrocknung oder Sprühtrocknung. Vorzugsweise werden die Dispersionen sprühgetrocknet. Die Sprühtrocknung erfolgt dabei in üblichen Sprühtrocknungsanlagen, wobei die Zerstäubung mittels Ein-, Zwei- oder Mehrstoffdüsen oder mit einer rotierenden

Scheibe erfolgen kann. Die Austrittstemperatur wird im allgemeinen im Bereich von 45°C bis 120°C, bevorzugt 60°C bis 90°C, je nach Anlage, Tg des Harzes und gewünschtem Trocknungsgrad, gewählt. Die Viskosität der zu verdüsenden Speise wird über den Feststoffgehalt so eingestellt, dass ein Wert von < 500 mPas

(Brookfield-Viskosität bei 20 Umdrehungen und 23 °C), bevorzugt < 250 mPas , erhalten wird. Der Feststoffgehalt der zu verdüsenden Dispersion beträgt > 35 %, bevorzugt > 40 %. In der Regel wird die Trocknungshilfe in einer Gesamtmenge von 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die polymeren Bestandteile der Dispersion, eingesetzt. Das heißt die Gesamtmenge an Schutzkolloid vor dem Trocknungsvorgang kann 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Polymeranteil betragen. Bevorzugt werden 5 bis 20 Gew.- % Schutzkolloid bezogen auf den Polymeranteil eingesetzt. Die Menge an Schutzkolloid beträgt dabei vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Polymeranteil im redispergierbaren Polymerpulver.

Geeignete Trocknungshilfen sind die bereits genannten Schutzkolloide. Bevorzugt sind teilverseifte Polyvinylalkohole mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol% und einer Höpplervisko- sität in 4 %-iger wässriger Lösung von 1 bis 30 mPas (Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015) und die genannten kationischen Polymerisate sowie Gemische aus den genannten teilverseiften Polyvinylalkoholen und den genannten kationischen Polymerisaten. Besonders bevorzugt wird als Trocknungshilfe ein kationisches Polymerisat verwendet, am meisten bevorzugt wird Di- allyldimethylammoniumchlorid-Polymerisat (Poly-DADMAC) eingesetzt .

Bei der Verdüsung hat sich vielfach ein Gehalt von bis zu 1,5 Gew.-% Antischaummittel , bezogen auf das Basispolymerisat, als günstig erwiesen. Ein Beispiel für ein Antischaummittel ist

Agitan R 299 von Munzing. Zur Erhöhung der Lagerfähigkeit durch Verbesserung der Verblockungsstabilität, insbesondere bei Pulvern mit niedriger Glasübergangstemperatur, kann das erhaltene Pulver mit einem Antiblockmittel (Antibackmittel ) ; vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht polymerer Bestandteile, ausgerüstet werden. Beispiele für Antiblockmittel sind Ca- bzw. Mg-Carbonat, Talk, Gips, Kieselsäure, Kaoline wie Metakaolin, Silicate mit Teilchengrößen vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 10 μτη. Am -meisten bevorzugt werden in Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzungen mit Vinylacetat-Homopolymerisat oder mit Mischpolymerisaten von Vinylacetat und 1 bis 40 Gew. -% Ethylen, welche als kationisches Polymerisat ein Diallyldime- thylammoniumchlorid-Polymerisat (Poly-DADMAC) enthalten. Solche Produkte sind auch kommerziell erhältlich, beispielsweise

Vinnapas R 4040E der Wacker Chemie AG.

Die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver-Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität enthalten im Allgemeinen 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 5 Gew.-%, eines kationischen Polymerisats, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Bestandteile der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusamraensetzung .

Die in Wasser redispergierbaren Polymerpulver-Zusammensetzungen mit kationischer Funktionalität können in Pulverform oder dis- pergiert in Wasser als Flockungshilfsmittel verwendet werden. Die wässrige Dispersion wird dabei durch einfaches Einrühren der Polymerpulver- usammensetzung in Wasser erhalten.

Die für die Flockulierungsreaktion erforderlichen Mengen an Flockungshilf mittel hängen vom Einsatzgebiet ab. Sie sind dem Fachmann bekannt und können durch einfache Versuche festge- stellt und optimiert werden. Im Allgemeinen liegen die Einsatzmengen im Gewichts-ppm-Bereich, vorzugsweise von 1 bis 1000 Gew.-ppm, besonders bevorzugt von 10 bis 500 ppm, am meisten bevorzugt von 50 bis 500 ppm, jeweils bezogen auf das Gewicht der zu entwässernden Suspension.

Konkrete Beispiele für die Verwendung sind die Entwässerung von mit Feststoffen beladenen Wassern oder Abwässern. Hierbei kann es sich um jegliche kommunale oder industrielle Abwasser handeln, beispielsweise Abwässer von Kläranlagen, oder die Entwäs- serung von Schlämmen, beispielsweise von ausgepumpten oder aus- gebaggerten Hafenschlämmen, oder aus Lackieranlagen der Automobilindustrie, oder Prozesswassern, Suspensionen und Schlämmen in Minen zur Kohle- oder Erzgewinnung oder bei der Öl- und Gasgewinnung, oder Abwasser aus verschiedensten industriellen Be- trieben (beispielsweise aus agroindustriellen, biologischen, biochemischen, chemischen, lebensmittelindustriellen, petroche- mischen, pharmaindustriellen, papier- und holzindustriellen, metallindustriellen, Maschinenbau-Betrieben) oder auch um Rohwasser, das als industrielles Prozesswasser für die Kühlung o- der Dampferzeugung in beispielweise oben genannten Industriebetrieben zum Einsatz kommt.

Mit dem erfindungsgemäßen Flockungshilfsmittel wurden überraschenderweise folgende Vorteile erhalten. Das Flockungshilfs - mittel enthält neben dem Anteil an kationischem Polymer einen überwiegenden Anteil an thermoplastischem Polymer mit einer bei Umgebungstemperatur adhäsiven Wirkung. Dies führt offensichtlich nach der Koagulierung von Feststoffpartikeln mit den positiven Ladungen des kationischen Schutzkolloid-Anteils zu einer schnellen Agglomeration der koagulierten Primärpartikel. Es bilden sich dadurch große und schnell sedimentierende Flocken, welche sich leicht von der Wasserphase abtrennen lassen.

Diese schnelle Flockulation unter Ausbildung von großteiligen Sedimenten wird nicht nur beim Einsatz des Flockungshilf mit- tels in wässeriger Dispersion erhalten, sondern - aufgrund der hervorragenden Dispergierbarkeit - auch bei dessen Zugabe als Feststoff. Das erfindungsgemäße Flockungshilfsmittel kann folglich direkt als Feststoff eingesetzt werden und nicht nur wie bei Polyacrylamid bzw. bei Poly-DADMAC ausschließlich in Lösung. Damit wird eine wesentliche Erleichterung von Logistik (Transport) und Anwendung erzielt.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung: Eingesetzte Flockungshilfsmittel :

Poly-DADMAC: Drewfloc 462 ( Polydiallyldimethylammoniumchlorid (Poly-DADMAC) der Firma Ashland)

Flockungshilfsmittel 1 (FHMl) :

Eine mit 6 Gew.-% Polyvinylalkohol , mit einem Verseifungsgrad von 88 Mol-% und einer Viskosität nach Höppler (in 4 Gew. -%- Lösung bei 20°C nach DIN 53015) von 4 mPas, hergestellte wässerige Dispersion eines Vinylacetat-Ethylen-Copolymers mit einer Glasübergangstemperatur Tg von -6°C und mit einem Feststoffge- halt der wässerigen Dispersion von ca. 50 Gew.-% wurde mit 3 Gew.-% Drewfloc 462, bezogen auf das Gesamtgewicht der polyme- ren Bestandteile, vermischt. Diese Mischung wurde unter Zugabe von 12 Gew.-% Calciumcarbonat (Omyacarb 5GU) als Antiblockmit- tel, bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Bestandteile, sprühgetrocknet .

Das damit erhaltene Pulver wurde als Flockungshilfsmittel 1 be- zeichnet.

Flockungshilfsmittel 1 flüssig (FHM 1 fl) :

Das Flockungshilfsmittel 1 (FHMl) wurde in Wasser dispergiert, wobei FHMl in einer solchen Menge in Wasser eingerührt wurde, dass eine wässerige Dispersion von FHMl mit einem Festgehalt von 50 Gew.-% erhalten worden ist.

Durchführung der Testung: In einem 2 Liter Becherglas wurden 200 ml eines Klärschlamms aus einer biologischen Abwasserreinigungsanlage (Feststoffan- teil ca. 2 Gew.-%) mit Wasser auf 1000 ml verdünnt. Es wurden jeweils 100 mg (fest) Flockungshilfsmittel zu dem verdünnten Klärschlamm zugegeben, 5 Sekunden gerührt und dann in einen mit einer Milliliter-Skalierung versehenen Messsbehälter abgefüllt Nach 20 min wurden die Ansätze durch einen Papierfaltenfilter in ein Becherglas filtriert und nach 10 min Filtration jeweils das Volumen des Filtrats bestimmt.

Die Ergebnisse der Testung sind in Tabelle 1 zusammengefasst .

Im Vergleichsbeispiel VI wurde kein Flockungshilfsmittel verwendet .

Im Vergleichsbeispiel V2 wurden 100 ppm Poly-DADMAC als Flockungshilfsmittel verwendet.

Im Beispiel 3 wurden 100 ppm Flockungshilfsmittel 1 (FHM 1) al Flockungshilfsmittel verwendet.

Im Beispiel 4 wurden 100 ppm (fest) Flockungshilfsmittel 1 flüssig (FHM 1 fl) als Flockungshilf mittel verwendet.

Tabelle 1:

* Das redispergierbare Polymerpulver FHM 1 enthält ca. 3 Gew.-% Poly-DADMAC. Es werden daher nur ca. 3 ppm an kationischem Polymer eingesetzt.

** Das redispergierbare Polymerpulver FHM 1 enthält ca. 3 Gew.- % Poly-DADMAC und wurde in Form einer wässrigen Dispersion mit 50 Gew.-% Festgehalt eingesetzt, d.h. es wurden 200 ppm Polymerdispersion verwendet. Die Testergebnisse zeigen, dass mit den erfindungsgemäßen Beispielen 3 und 4, trotz des wesentlich geringeren Anteils (1/33) an kationischem Polymer, eine deutliche Verbesserung der

Flockulation im Vergleich zum Blindwert von Vergleichsbeispiel 1 erhalten wird.