CZ299330B6

CZ299330B6 - Zarízení pro prípravu silikonové emulze a zpusob její výroby

Info

Publication number: CZ299330B6
Application number: CZ20001079A
Authority: CZ
Inventors: Montigny@Armand De; Ortmann@Richard; Klinksiek@Bernd
Original assignee: Ge Bayer Silicones Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2008-06-25
Also published as: CN1271299A; CA2304644C; ATE244057T1; EP1023118A1; WO1999015263A8; PL191077B1; CZ20001079A3; EP1023118B1; HUP0004897A3; CA2304644A1; CN1137768C; TR200000774T2; AU9627598A; JP2001517545A; IL135151A0; PL339495A1; HUP0004897A2; HU224664B1; TW445283B; WO1999015263A1

Abstract

Rešení se týká zarízení pro prípravu silikonové a/nebo silanové emulze ze silikon a/nebo silan obsahující aktivní látky a vodné fáze, s první mísicí stanicí pro složky emulze, napájené cerpadly (P1, P2, P3) ze skladovacích zásobníku (VA,VB, VC), s mísicím zarízením (M1), ve kterém trysky (2, 4) mísí proud aktivní látky s vodnou fází (3) na predemulzi, pricemž vzdálenost mezi tryskami (2, 4) je 1no až 10tinásobkem, výhodne 2 až 4násobkem prumeru druhé trysky (4) a prumer druhé trysky (4) je ve smeru toku 2 až 3krát vetší než prumer první trysky(2). Mísicí stanice je spojena s tryskovým dispergátorem (6). Tryskové disperzní zarízení (STR-D) je usporádáno tak, že pokles tlaku je mezi 0,2 a 100 MPa, výhodne mezi 0,5 a 60 MPa. Mezizásobník (VD), fungující jako pufrovací nádoba, je pripojen k mísicímu zarízení (M1) a do tryskového dispergátoru (6) je privádena predemulze (5) pres mezizásobník (VD).

Description

Zařízení pro přípravu silikonové emulze a způsob její výroby

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení a způsobu přípravy stabilních silikonových emulzí, tvořených jemnými částicemi, obzvláště pak způsobu přípravy olejových emulzí ve vodě s nejnižším možným obsahem emulgátoru.

Dosavadní stav techniky

Je známa řada metod a postupů emulzifikace nerozpustných silikonů a silanů ve vodě. Všeobecně řečeno, před skutečnou homogenizací jsou buďto malá množství vody pomalu zamíchána do silikonu, ve kterém je jemně dispergován emulgátor, takže je získána voda v olejové emulzi, která je potom invertována ředěním vodou před její homogenizací na emulzi jemných částic ve speciálních zařízení za působení smykových sil, neboje silikon přiváděn při pomalém míchání do vodné směsi emulgátoru před tím než je emulze hrubých částic podrobena skutečné homogenizaci.

Směs, která je počátečně společně rozmíchána, již může být dostatečně stabilní emulze v závislosti na povaze postupu a aktivní látky, koncentraci emulgátoru, použité energii míchání a především na vynaloženém čase. Jako pravidlo platí, že tyto emulze, které jsou známy jako předemulze, jsou však tvořeny hrubými částicemi a musí být okamžitě podrobeny skutečné homogenizaci v důsledku špatné a nevyhovující stability. Homogenizační zařízení a postupy jsou popsány v publikaci Ullmaďs Encyclopedia of Industrial Chemistry Vol. A9 Edition 1987, strana 309 až 310. Příprava předemulze probíhá v míchaných jednotkách a je to krok, který určuje rychlost v závislosti na typu následujícího homogenizačního zařízení.

Další způsoby přípravy silikonových emulzí jsou známy zEP-A043 091 a EP-A 0 579 458. V postupu EP-A 043 09 je celá dávka silikonu zavedena do malého množství vody s celou dávkou emulgátoru, takže je získána vysoce viskozitní pasta nebo gel, který je pak konvertován na finální emulzi ředěním.

Příprava předemulze podle běžných a konvenčních postupů přidáním siloxanu nebo sílánu k přebytku fáze voda/emulgátor se stává problematickým krokem, obzvláště když jsou použity silikonové sloučeniny, které mohou obsahovat jak monomerické, lineární, tak i pryskyřici podobné řetězce, volitelně ředitelné nízkomolekulámími siloxany nebo organickými sloučeninami, jestliže jsou tyto řetězce v zásadě schopné reakce s vodnou fází. Tyto sloučeniny zahrnují například alkylalkoxysilany, pryskyřice obsahující alkoxy skupiny a volitelně směsi těchto dvou sloučenin.

Další problém spočívá ve skutečnosti, že příprava předemulze podle známých postupů je obzvláště náročná na čas. Dávkování siloxanové složky do vodné fáze je prováděno regulovaným způsobem za současného míchání, tj. takovým způsobem, že je dosaženo optimálního míšení. Tento způsob neumožňuje rychlé přidávání.

První molekuly aktivní látky se dostávají do styku s velkým přebytkem vody, takže dosahuje požadovaných koncentrací pouze v průběhu přípravy a poskytuje nestabilní emulzi hrubých částic, která musí být přiváděna do homogenizátoru co možná nejrychleji je to možné.

Během tohoto přidávání jsou na vodu senzitivní složky, jestliže jsou použity, chráněny pouze nedostatečným způsobem před účinky vodné fáze, dokonce i když jsou později pufrovány, takže může dojít k reakci příslušných složek mezi sebou. Toto může způsobit, že je následující homogenizace mnohem obtížnější v důsledku procesu kondenzace s následkem vzniku viskozity ve

- 1 CZ 299330 B6 vytvořené emulzi hrubých částic nebo to může způsobit to, že se předemulze stává tak nestabilní, že nemůže být dále dávkována do homogenizátoru. Třebaže může být tento problém odstraněn podstatným zvýšením množství emulgátoru (v rozsahu 5 %), vede to k nežádoucím výsledkům v mnoha aplikacích a znečištění okolního prostředí.

Kromě toho, například v případě alkylalkoxysilanů, obvykle vedou hydrolyzační a kondenzační reakce během emulzifikace k neúčinnosti výsledné emulze během použití a tak k její nestabilitě.

Jestliže je předemulze připravena jako pasta nebo gel, které jsou potom ředěny speciálním postupem, pak emulze s nízkou průměrnou velikostí částic mohou být připraveny v případech, kde není kladena vysoká důležitost na obsahy emulgátoru, třebaže nejsou uváděny žádné podrobnosti ohledně distribuce velikosti jejich částic.

Protože existuje celá řada silikonových aktivních látek, které poskytují pastu pouze v neuspokojivém stupni, přinejmenším s požadovanými množstvími emulgátorů, jsou tyto postupy omezeny v rozsahu jejich aplikací. Kromě toho nemůže být celá řada emulzí, jako jsou např. odpěňovací emulze nebo emulze s nízkým obsahem emulgátoru (< 5 %) a současně s nízkým obsahem aktivní látky (< 20 %), uspokojivě připravena podle tohoto postupu. Takže jsou získány emulze s velmi velikými částicemi v rozsahu 3 až 60 pm časově náročným způsobem v postupu podle EP 0 579 458 (viz zde uvedené příklady).

Podstata vynálezu

Předmětem předkládaného vynálezu proto bylo poskytnutí rychlého a tím pádem i ekonomického způsobu, který nemá popsané nevýhody a umožňuje přípravu emulzí jemných částic s úzkým rozsahem distribuce velikosti částic a nízkým obsahem emulgátorů a nízkými až vysokými koncentracemi aktivní látky a poskytnutí vhodného zařízení pro uvedený způsob. Vodosenzitivní aktivní látky by měly vést ke stabilním - dokonce po dobu více než jednoho roku - a především plně účinným emulzím.

Dalším specifickým cílem, tj. dosažení vysoké reprodukovatelnosti, bylo přivedení daného množství emulze, potřebné pro obalení určitého povrchu částic aktivní látky, do neempirického kontaktu s aktivní látkou a přizpůsobení mechanické energie. Toto předem předpokládalo postup s emulgačními zařízeními, který může být přesně matematicky popsán. Zařízení, která jsou vysoce závislá na době zdržení, jsou nevhodná (např. míchací jednotky, atd.).

V konečné fázi měla přivedená energie pokrýt široký rozsah tj. situace, které by mohlo být až dosud dosaženo pouze použitím několika zařízení s různými konstrukcemi. Takže ve stejném zařízení je tak možné připravit emulze, které musí být chráněny před vysokým energetickým vstupem, - např. odpěňovací emulze - a dále také emulze, které vyžadují více energie, dodávané pomocí běžných konvenčních homogenizátorů.

Požadovaného cíle mohlo být dosaženo použitím zařízení, které se skládá ze skladovacích nádob, čerpadel a trysek a které je dále nazýváno mísící stanicí. Jako obzvláště výhodné bylo prokázáno použití této mísící stanice, za kterou je umístěno tryskové disperzní zařízení typu, který je popsán pro přípravu farmaceutických nebo kosmetických disperzí (Bayer AG / EP 0 101 007).

Vynález se proto týká zařízení pro přípravu silikonové a/nebo silanové emulze ze silikon a/nebo silan obsahující aktivní látky a vodné fáze s první mísicí stanicí pro složky emulze, napájené čerpadly (Pl, P2, P3) ze skladovacích zásobníků (VA, VB, VC), jehož podstata spočívá v tom, že - první mísicí stanice má mísicí zařízení (Ml), ve kterém trysky (2,4) mísí proud aktivní látky s vodnou fází (3) na předemulzi,

- 2 CZ 299330 B6

- vzdálenost mezi tryskami (2, 4) je lno až 10ti násobkem, výhodně 2 až 4násobkem průměru druhé trysky (4),

- průměr druhé trysky (4) je ve směru toku 2 až 3 krát větší než průměr první trysky (2),

- mísící stanice je spojena s tryskovým dispergátorem (6),

- tryskové disperzní zařízení (STR-D) je uspořádáno tak, že pokles tlaku je mezi 0,2 a 100 MPa, výhodně mezi 0,5 a 60 MPa a

- že obsahuje mezizásobník (VD), fungující jako pufrovací nádoba, který je připojen k mísícímu zařízení (Ml) a že je do tryskového dispergátoru (6) přiváděna předemulze (5) přes mezizásobník (VD).

Vynález se dále týká způsobu přípravy jemnozmných vodných silikonových a/nebo silanových emulzí s hodnotou U90 menší než 1,2, za použití výše popsaného zařízení, zahrnující

- přípravu předemulze nastřikováním silikonové a/nebo silanové složky do vodné fáze, obsahující emulgátor, v mísící stanici, přičemž je udržována tlaková diference, závisející na rozměrech trysek, maximálně 1 MPa mezi dvěma proudy s absolutním poklesem tlaku menším než 10 MPa, a

- homogenizaci předemulze pomocí tryskového dispergátoru, přičemž hodnota U90 se určí pomocí následujícího vzorce d90-dl0

U₉₀= d50 přičemž dlO značí průměr zbývajících nejmenších a d90 značí průměr zbývajících největších částic, které zůstanou po odebrání 10 % hmotnostních částic s nejmenšími (dlO) a s největšími (d90) průměry z daného množství částic a hodnota d50 odpovídá průměru takových částic, který je větší než 50 % hmotnostních všech částic a menší než 50 % hmotnostních všech částic.

vodných silikonových a/nebo silanových emulzí jemných částic s úzkým rozsahem distribuce velikosti částic, zahrnujícího

- přípravu předemulze nastřikováním silikonové a/nebo silanové složky do vodné fáze, obsahující emulgátor, v mísící stanici a

- homogenizaci ve vysokotlakém homogenizátoru, jakož i emulze silikonových sloučenin a/nebo silanů, které mohou být získány podle tohoto způsobu.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 ukazuje mísící stanici;

Obr. 2 je schematický výkres zařízení podle vynálezu s tryskovým dispergátorem;

Obr. 3 ukazuje uspořádání trysek u tryskového dispergátoru;

Obr. 4 ukazuje tryskový dispergátor;

Obr. 5, 6, 7 a 8 ukazuje diferenciální a integrální distribuci velikosti částic z příkladů 10, 9, 18 a 19.

V zařízení podle vynálezu se známým poklesem tlaku (delta p)^{STR D}, známým obsahem emulgátoru a požadavkem ohledně povrchu, známým průměrem trysek (D)^{str d}, známým mezifázovým

-3CZ 299330 B6 povrchovým napětím (τ), známou viskozitou (n) disperzní fáze a známým počtem fází (n)^{STR D}, může být vypočítána očekávaná průměrná velikosti částic (d) z následujícího vzorce:

d = k A (delta p)“°⁶ A τ⁰’³⁶⁵ A D⁰¹⁶⁵ A n^{0 36} k = konstanta (týká se požadavku na obsah/povrch emulgátoru)

Podstatou mísící stanice je uspořádání trysek v mísícím zařízení Ml, jehož rozměry závisí na konzistenci dvou fází, které mají být sloučeny, jejich vzájemné koncentraci, vybraném poklesu tlaku a prosazení.

Obr. 1 ukazuje možné uspořádání. Například, silikonový olej 1 je nastřikován do vodné fáze 3 přes první trysku 2 a okamžitě potom je intenzivně míchán a homogenizován v druhé trysce 4. Vzniklá jemná disperze je pak přivedena do následujícího tryskového disperzního zařízení STRD. Tryskové disperzní zařízení STR-D může být umístěno přímo ve směru toku surovin nebo při přerušovaném vsádkovém provozu pouze za místem přípravy celé předsměsi 5.

Uspořádání trysek podle obr. 1 je výhodně plněno dvěma čerpadly Pl, P3 s tlakovou diferencí 0,2 až 0,3 MPa takovým způsobem, že tam, kde to umožňuje obalovací rychlost emulgátoru, je roztok emulgátoru a silikonu dávkován společně v konečné koncentraci emulze a homogenizován v tryskovém disperzním zařízení STR-D v jedné nebo maximálně třech fázích.

Počet průchodů obvykle závisí na povaze a obsahu emulgátoru. Obsahy emulgátoru v rozsahu 3 % vyžadují pouze jeden průchod - s ohledem na výjimky.

Jestliže jsou přítomny emulgátory, které obalují povrchy výsledných částic určitých silikonových aktivních látek relativně pomalu, může být postup modifikován takovým způsobem, že jsou operace prováděny s menším množstvím vody, obsahující celou dávku emulgátoru. Koncentrovanější emulze získaná v tomto případě, může být vrácena do vodného roztoku emulgátoru a dávkována s pozdějším zpětným tokem do trysky a do přiváděné aktivní látky, takže je dosažen cirkulační okruh. To, zdali cirkulační okruh zůstává intaktní po dobu několika minut potom, co byly sloučeny látky, závisí na koncentraci a povaze emulgátoru a na silikonu, který má být emulzifikován. Zbytek vody, do které jsou volitelně přidávány další přísady, např. zahušťovadla nebo stabilizační prostředky, může být přiváděn do okruhu pomocí další trysky a čerpadla před tím, než je předemulze dávkována do tryskového disperzního zařízení STR-D.

Obr. 4 ukazuje tryskové disperzní zařízení STR-D, které je používáno jako vysokotlakový homogenizátor 6. Tryskové disperzní zařízení STR-D se může specificky skládat z čerpadla 14, volitelně z pulzačního zvlhčovače 16 a tryskového zařízení 18, které je podrobně ukázáno na obr. 3. Dvoustupňové tryskové zařízení 18 má první trysku 10 a následující druhou trysku 12, pomocí kterých je předemulze 5 homogenizována. Každá z trysek 10, 12 se skládá z části 11, vložené do trubky 9, přičemž každá z vložené části má cylindrickou část 13, vystrčenou proti směru průtoku předemulze 5, s dvěma protilehlými kapilárními otvory 15. Cylindrická část J_3 tvoří prstencový prostor T7 v trubce 9, přičemž předemulze 5 protéká přes trubku 9 do prstencového prostoru 17 a z něho přes kapilární otvory 15 do mezikomory 20. Protože jsou kapilární otvory 15. umístěny vzájemně proti sobě, působí trysky vzájemně vůči sobě uvnitř cylindrické části 13. Výsledkem toho je dosaženo obzvláště dobré disperze. Emulze vytéká z mezikomory 20 do druhého prstencového prostoru 22 druhé trysky 12, kde opět prochází přes kapilární otvory 24 druhé trysky 12. Homogenizovaná emulze 25 odchází z tryskového disperzního zařízení STR-D přes výstup 26.

Předkládaný vynález také umožňuje, aby byl poměr vody, obsahující celé množství emulgátoru, vůči aktivní látce vybrán takovým způsobem, že jsou také získány gely a pasty. Podmínkou je to, že vybraná čerpadla jsou typem s pozitivním rozvodem a řídí konzistenci past.

-4CZ 299330 B6

Výhodou předkládaného vynálezu je to, že je možné pracovat prakticky kontinuálně, postup není náročný na čas a má vynikající reprodukovatelnost. Postup poskytuje stabilní emulze, jejichž průměrná velikost částic dosahuje hodnoty < 1 pm s obsahem emulgátoru v rozsahu 0,5 až 3 %. Distribuce velikostí částic, která je důležitá pro stabilitu a pro mnoho aplikací, leží v užším rozsahu než v případě běžných konvenčních postupů.

Existuje však také několik případů, kde jsou produkovány spíše nestabilní emulze, u kterých velikost částic a distribuce velikosti částic nehraje tak důležitou roli, takže výsledkem je s ohledem na náklady nebo jiné důvody to, že následující homogenizace nevyžaduje pozdější průchod přes mísící stanici. Nižší stabilita těchto emulzí může být v těchto případech kompenzována podstatným zvýšením viskozity emulze přidáním neutrálního zahušťovadla. S ohledem na často špatnou zpracovatelnost těchto emulzí je obvykle vyvíjena snaha o vyloučení této metody výroby.

Výše uvedené emulze také zahrnují několik emulzí s vysokou viskozitou, ve kterých je za to odpovědná nepostradatelná vysokoviskozitní aktivní látka - např. organické povahy.

Přirozeně by v těchto případech bylo neekonomické emulzifikovat tyto emulze dodatečně v tiyskovém disperzním zařízení STR-D, protože by měl být v podstatě udržen stávající stav emulze a tryskové disperzní zařízení nebude schopné významně zlepšit fyzikální vlastnosti emulze.

V tomto případě je doporučováno homogenizovat předemulzi, odcházející z mísící stanice, ve druhé mísící stanici s vyšším tlakem, např. až do 10,0 MPa.

Tato metoda je také doporučována, jestliže mají být emulzifikovány snadno emulzifikovatelné Si-sloučeniny použitím emulgátorů, které mají dostatečnou rychlost obalování povrchu částic.

V tomto případě je možné nepoužívat zahušťovadla.

Za účelem minimalizace potřebného zařízení je však dávána přednost zavedení předemulze do skladovacího zásobníku, umístěného před první mísící stanicí a přivedení předemulze z tohoto místa přes stejnou mísící stanici za odlišných tlakových podmínek do požadovaného stavu emulze.

Vynález se také týká způsobu přípravy vodných silikonových a/nebo silanových emulzí jemných až hrubých částic v rozsahu zhruba 0,4 až 5,0 pm s hodnotou U₉₀ větší než 1,1 (tj. širší rozsah distribuce velikosti částic), které vyžadují pouze malé smykové síly pro emulzifikaci a jsou stabilizovány zahušťovadly a zahrnuje

- přípravu předemulze nastřikováním silikonové a/nebo silanové složky do vodné fáze, obsahující emulgátor, v mísící stanici, přičemž tlaková diference maximálně 1 MPa, závislá na velikosti trysek, je udržována mezi dvěma proudy s poklesem absolutního tlaku menším než 8 MPa a

- homogenizaci předemulze v následující mísící stanici nebo v pozdějším stupni stejné mísicí stanice s poklesem absolutního tlaku až do 10 MPa.

Provedení vyplývá z obr. 2, ve kterém je

VA: zásobník aktivní látky

VB: zásobník zbytkové vody (+ přísady)

VC: pufrovací nádoba/mezizásobník

VE: skladovací zásobník/mezizásobník

PÍ ,P2: čerpadla (volitelně dávkovači čerpadla s nuceným oběhem)

P3,P4,P5: čerpadla

Μ1: mísicí tryska pro aktivní látku/vodu

- 5 CZ 299330 B6

STR-D: tryskové disperzní zařízení

V okruhu aktivní látky V A -> PÍ -> Ml -> V A je vodná fáze nastři kována při nízkém tlaku přes VC -» P3 -» Ml a po dokončení přidávání je okruh V A -> PÍ -> Ml -> V A přepnut na vyšší tlak, přičemž Ml působí jako homogenizátor ve směru proudu. Emulze může být odvedena za MlPředpokladem je ovšem to, že emulgátory mají dostatečně vysokou rychlost obalování částic, což je vlastnost, která také závisí na schopnosti aktivní látky adsorbovat tyto emulgátory.

Příklady silikonové a silanové složky jsou

- silikonové sloučeniny s obvyklým složením:

(CH₃)₃SiO[(CH₃)₂SiO]₅o_5ooSi(CH₃)₃

HO(CH₃)₂SiO[(CH₃)₂SiO]₅₀₀Si(CH₃)₂OH (CH₃)₃SiO[(CH₃)(H)SiO]₅₀Si(CH₃)₃ (CH₃)₃SiO,XOCH₃)o,₈

- organoalkoxysilany a jejich hydrolyzační produkty, např.:

CH₃(CH₂)₇Si(OEt)₃

CH₃(CH₂)₃Si(OEt)₃

CH₃(CH₂),, ,₃(CH₃)Si(OMe)₂

CH₃(CH₂)₇Si(OEt)₂O(OEt)₂Si(CH₂)₇CH₃

CH₃(CH₂)₃Si(OEt)₂[0(EtO)Si(CH₂)₃CH₃]o-50Si(OEt)₂(CH₂)₃CH₃;

- lineární polyorganosiloxany s a/nebo bez silikonových funkčních vazebních skupin, jako jsou vodíkové, alkoxy-, polyether- a hydroxy- skupiny, s a/nebo bez organofunkčně připojených skupin, jako jsou polyethery, aminy nebo halogeny nebo pseudohalogeny, např. (CH₃)₃SiO[(CH₃)₂SiO]₅₀-5ooSi(CH₃)₃

HO(CH₃)₂SiO[(CH₃)₂SiO]₅₀₀Si(CH₃)₂OH (CH₃)₃SiO[(CH₃)(H)SiO]₅₀Si(CH₃)₃ (CH₃)₂SiO[(CH₃)CH₂=CHSiO]₃[(CH₃)₂SiO]₅₀_₅₀oSi(CH₃)₂ (CH₃)₃SiO[CH₃(OCH₂CH₂]₈O(CH₂)₃(CH₃)SiO]₃[(CH₃)₂SiO]₆₀₀Si(CH₃)₃;

- rozvětvené polyorganosilany s a/nebo bez připojených silikonových funkčních skupin, jako jsou vodíkové, alkoxy-, polyether- a hydroxy- skupiny, s a/nebo bez organofunkčně připojených skupin, jako jsou polyethery, aminy nebo halogeny nebo pseudohalogeny, např. CH₃Si{[(CH₃)₂SiO]₈₀OSi(CH₃)₂CH₂=CH₃}₃

CH₃Si{[(CH₃)₂SiO]_g0OSi(CH₃)₂(OCH₂CH₂)₈OCH₃}₃

H₂N(CH₂)₃Si{(CH₃)₂SiO],₈OSi(CH₃)}₃;

- silikonové pryskyřice s aryl-, alkyl- organofunkčně modifikovanými alkyl skupinami, alkoxyfunkění pryskyřice s nebo bez ředidel, např.:

(CH₃)i léSiiO] ₄₂ (CHOoXC^H^SKOMOCH.O!

(Si0₂)io[(CH₃)₃SiO|/₂]o,₈

SiO₂[(CH₃)CH₂=CHSiO]₀,₃[O,_/2Si(CH₃)₃]₁,₂

- směsi výše uvedených složek nebo s nerozpustnými přísadami minerální nebo organické povahy.

Pojem emulgátory znamená iontové a neiontové emulgátory běžného typu, používané v emulzifikaci silikonů ajejich směsi.

-6CZ 299330 B6

Vhodné iontové emulgátory jsou, v závislosti na aktivní látce, např.:

- alkylsulfonáty s 8 až 18 C atomy s nebo bez ethylen- nebo propylenových oxidových jednotek;

- sulfátové estery, jako je např.

CHJCH₂)₆CH₂O(C2H₄O)₆₁₉SO₃H;

- alkylarylsulfonáty, jako je např. dodecylbenzensulfonát;

- kvartémí amonné sloučeniny, jako jsou např. dodecyltrimethylamoniumhydroxid, octyldimethylbenzylamonium hydroxidy a jejich soli.

Je však dávána přednost neiontovým emulgátorům, jejichž HLB hodnota je od 10 do 16. Jestliže jsou přítomny směsi v rámci tohoto rozsahu, mohou obsahovat kombinace emulgátorů s HLB hodnotou mezi 2,7 a 18,7.

Vhodné neiontové emulgátory jsou adukty ethylenoxidu a mastných alkoholů, alkylfenolů, triglyceridů nebo cukru; sorbitan lauráty polyethylenoxidu, palmitáty a stearáty; adukty ethylenoxidu a alkylaminů; a polyvinylalkoholy (jako je mowiol), obzvláště ethoxy adukty s tridecylalkoholem, ethoxy adukty se monooleáty sorbitanu (Tween® produkty společnosti ICI), monooleáty sorbitanu a jejich směsi.

Průměrný průměr částic - v textu také nazýván velikost částic - je vypočítán z objemové střední hodnoty, která je získána z celkového objemu všech částic emulze, poděleného počtem částic.

Numerická hodnota šířky distribuce velikosti částic byla vypočítána takovým způsobem, že mimo uvedené množství částic nejsou částice s nejmenšími průměry až do množství 10 % hmotnostních množství částic (dlO) a částice s největšími průměry až do množství 10 % hmotnostních množství částic (d90) vzaty do úvahy a diference v průměrech zbývajících největších částic a zbývajících nejmenších částic je podělena průměrem částice (d50), která je větší než 50 % hmotnostních všech částic a menší než 50 % hmotnostních všech částic. Tato numerická hodnota je dále nazývána U₉₀:

d90-dl0

U₉₀= d50 (viz obr. 5, 6, 7 a 8).

Průměrné velikosti částic byly měřeny použitím Fraunhoferovy difrakce, ultracentrifugace nebo fotometrie s využitím Mie teorie. Distribuční křivky byly měřeny použitím ultracentrifugy.

Zařízení, ukázané v příloze ve schematickém průtokovém diagramu (obr. 2), umožňuje nastavení postupu, přizpůsobené flexibilním způsobem aktivní látce, emulgátoru a jejich koncentracím.

Například v příznivém případě, kdy jsou přítomny snadno emulzifikovatelné produkty, je emulgátor „rychlý“ aje přítomen v příznivé koncentraci, přičemž aktivní látka (z V A) může být dávkována společně se směsí voda/emulgátor (z VC) v požadovaném poměru do Ml a vzniklá předemulze je zavedena přímo nebo přes pufrovací nádobu VD do tryskového disperzního zařízení STR-D, homogenizována v jednom průchodu a pak přivedena do plnicí stanice.

Tento postup vyžaduje spolehlivé řízení nebo synchronizaci čerpadel. Jestliže toto není vyžadováno a jestliže přesný poměr emulgátor/aktivní látka není absolutně nezbytný během kombinovaného dávkování do Ml, je možné, aby byla nicméně zaručena nezbytná koncentrace aktivní látky v emulzi, dávkovat aktivní látku podle vypočítaného neúplného množství směsi voda/emulgátor

-7CZ 299330 B6 přes Ml, vracet vzniklou předemulzi konstantně do směsi voda/emulgátor (za VC) a přivádět ji opět společně s aktivní látkou do okruhu přes Ml. Jestliže je spotřebováno celé množství aktivní látky, je předemulze upravena na konečnou koncentraci přes trysku Ml přidáním zbývající vody (z VB) pomocí okruhu, který je podobný právě popsanému okruhu (Ml -> VC -> Ml) a homo5 genizována tak, jak je to popsáno výše. V případě aktivních látek, které jsou obtížně emulzifikovatelné, „pomalých“ emulgátorů nebo velice nízkých koncentrací emulgátoru, může být předemulzifikace provedena dvakrát přes VC a Ml v okruhu před přivedením do STR-D a před dalším zpracováním, jak je popsáno výše.

ío Jestliže jsou pasta nebo gel považovány za důležité a když je pro to aktivní látka vhodná, může být dávkována společně s jakýmkoliv neúplným množstvím vody (z VC) - ale s celým množstvím emulgátoru - do Ml a vzniklá směs vrácena do VC, jak je popsáno výše a rozprašována s jejími obsahy opakovaně přes Ml s aktivní látkou. Tímto způsobem je získána vysoce viskozitní předemulze, která může mít konzistenci pasty nebo gelu v závislosti na vybraných podmíníš kách.

Uvedené emulze mohou být - v závislosti na dané aplikaci - plněny jako takové nebo dále zpracovávány tak, jak je to popsáno níže.

Před homogenizací v STR-D je emulze vedena přes Ml. kde je zbývající množství vody (z VB), volitelně se zahušťovadlem a dalšími běžnými přísadami, nastřikováno tak, že je získáno vypočítané složení.

Jestliže je potřebný více než jeden průchod přes STR-D, může být proveden další cyklus přes VE

-> STR-D před plněním emulze.

Jestliže je však požadováno několik oddělených průchodů, je možné provádět emulzifikaci z pufrovací nádoby VD přes STR-D v jednom průchodu za VE a po dokončení v druhém průchodu přes STR-D opět do VD, atd.

V příkladech, které následují, jsou všechna data vtažena na hmotnost, pokud to není jinak specifikováno.

Jsou používány následující zkratky:

Me: -CH₃Et: -C₂H₅

Octeo: C₈H₁₇Si(OEt)₃V: předemulze.

V tabulkách je uveden pouze čas, který je potřebný pro přípravu předemulze, protože přípravy směsí voda/emulgátor jsou prakticky stejné v příkladech podle předkládaného vynálezu a těch, které nejsou prováděny podle vynálezu. Skutečný stupeň homogenizace nebyl podobně zahrnut do časových údajů, protože je velice závislý na emulzifikačních zařízeních při porovnávání.

V tabulkách jsou příklady podle vynálezu uvedeny tučným písmem a porovnávací příklady jsou uvedeny kurzívou.

-8CZ 299330 B6

Příklady provedení vynálezu

A. Emulze pryskyřic

Příklad 1 (Porovnávací příklad)

238,7 g destilované vody bylo ohřáto na teplotu 60 °C ve 21 nádobě a 55 g roztavené směsi odpovídající 2,50 % vztaženo na celkovou dávku - POE-stearyl alkoholu a POE-cetyl alkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,5 bylo přidáno při míchání.

Po ochlazení na teplotu 40 °C byl roztok Isopar® G s 80 % pryskyřice s průměrným složením (CH₃)u ₆S i i O] 42 a viskozitou 1620 mPa.s přidán během jedné hodiny při rychlosti míchání 250 až 400 otáček za minutu. Míchání pokračovalo po dobu 10 minut při rychlosti míchání okolo 400 otáček za minutu 458,7 g vodného roztoku 1,76 g karboxymethylcelulózy (Walocel CRT 5000 GA) bylo přidáno při míchání během doby 25 min. Míchání pokračovalo po dobu 40 minut.

Předemulze byla homogenizována v šesti průchodech v běžném vysokotlakovém homogenizátoru typu Gaulin s poklesem tlaku delta P - 25 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

Příklad 2 (Porovnávací příklad)

Příklad 1 byl opakován s celkovým obsahem emulgátoru 3,00 %. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

Příklad 3

Stejná dávka jako v příkladu 1 - ale s 2,2 % směsi emulgátoru - byla zvýšena o faktor 2,7273. 645,0 g destilované vody bylo zahřáto na teplotu 50 °C ve VC (viz přiložený obr. 2) a 133 g roztavené směsi - odpovídající 2,20 %, vztaženo na celkovou dávku - POE-stearyl alkoholu a PEO-cethyl alkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,5 bylo přidáno při míchání a dávkováno pomocí P3 při tlaku 0,3 MPa přes Ml (průměry trysek 2,1/1,0 mm) do VC a cirkulováno po dobu 30 sekund pomocí P3 přes Ml do VC. 3948 g stejné pryskyřice jako v příkladu 1 bylo nastřikováno do tohoto okruhu během 17 minut z V A pomocí Pl při tlaku 0,5 MPa do ME Okruh byl pak udržován po dobu 10 minut, pak byl vodný roztok 4,8 g karboxymethylcelulózy (Walocel CRT 5000 GA) v 1264,2 g vody nastřikován do okruhu po dobu 9 minut z VB přes Ml. Po dokončení přidávání byl okruh udržován po dobu dalších 40 minut před tím než byla předemulze homogenizována ve třech průchodech v tryskovém disperzním zařízení STR-D (průměr trysky: 0,2828 mm) s poklesem tlaku delta P = 25 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

Příklad 4

Příklad 3 byl opakován s celkovým obsahem emulgátoru 2,5 %. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

Příklad 5

Příklad 3 byl opakován s celkovým obsahem emulgátoru 2,8 %. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

Příklad 6

Příklad 3 byl opakován s celkovým obsahem emulgátoru 3,0 %. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

-9CZ 299330 B6

Tabulka 1

			SO	o	-
			m	β	·**.	ΐ	ΐ
ββ		Ť ·©	’Τ	o	-	X
	₄W
		3
JO
w cn	e.	>u 4	e*l	o	-		*
							•A	<A	Ό	•A
			Ci	o		o	d	d	o	d
						*Λ	*n	V)	<n	«η
						o	c>	d	d	d
				§	8	3	Os 4
			Ό	MS			®í
				Λ	ei	e	o
				9	cn	β	55
			m	Mr
			58			•n
				A	C4	o	o
V *43 w		Ť	<T	\|	5? m	3 Φ	ei
MB >V		es		Λ	*	o	o
	X	3

O	Θ	£		§	v>	9	c~
		4	<*»	Λ	2.9	2.1	MJ
				o	S	c*	o	ei	00	Os
					00	OS	o	sO	00
			Ci	wS Λ	t—		m	CM	O	Os
					e	rř		Ί·	f*í
				o	Tř	c-	cn	m	SO
				Se	*A	00	ci		*·	ν'
					Os	Ό		m	CM	o
				V> Λ		-z	Tř			Ί·
			o	>	wM		cn
«3 Ό		A	IZ)	>		d	cn


β
X w		ee	T	>	«	cm	cn
•s
		c*
c.
•M 43		eu	ťO	>	«4	ei	cn
K3
O		Ψ
e«			Π			Cl	m	v		o
			T·*	>	~	Cl	m	tT	*n

- 10CZ 299330 B6

B. Emulze pryskyřic/silanů (vodosenzitivní)

Příklad 7 (Porovnávací příklad)

Do 41 míchané nádoby bylo přidáno 816,22 g vody a 2,18 g diethanolaminu do 22 g směsi emulgátoru - odpovídající 1 % hmotnostnímu, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylovaného sorbitan monolaurátu a ethoxylovaného oleylalkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,3 a mícháno po dobu 2 hodin při teplotě 80 °C a byl získán čirý roztok. 1359,6 g směsi 49,2 % oktyltriethoxysilanu a

50,8 % pryskyřice se složením (CH₃)o,s(Ci₂H₂5)o,281(0)/00143)1 bylo přidáno do ochlazeného roztoku během 65 minut při rychlosti míchání 700 otáček za minutu. Po dokončení přidávání pokračovalo míchání po dobu 30 minut při 550 otáček za minutu. Po 30 minutách byl odebrán vzorek pro stanovení velikosti částic. Předemulze byla homogenizována ve 2 průchodech v běžném homogenizátoru typu Gaulin s poklesem tlaku delta P = 25 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Příklad 8

Dávka z příkladu 7 byla zdvojena. 1632,44 g vody a 4,36 g dietanolaminu bylo přidáno do 44 g směsi emulgátoru - odpovídající 1 % hmotnostnímu, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylovaného sorbitan laurátu a ethoxylovaného oleylalkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,3 ve VC (viz obr. 2) a mícháno po dobu 2 hodin při teplotě 80 °C a byl získán čirý roztok. Po ochlazení byl roztok přečerpáván po dobu 1 minuty při tlaku 0,3 MPa v okruhu VC —> P3 -> Ml -» VC. 2719,2 g směsi 49,2% octyltriethoxysilanu a 50,8% pryskyřice se složením (CHúo,s(C|2H25)o.2Si(0)](OCH₃)i bylo nastřikováno do tohoto okruhu při tlaku 0,5 MPa z VA pomocí Pí a přes Ml (průměry trysek 2,1/1,0 mm) během doby 3,5 minuty. Po dokončení přidávání byl výše uvedený okruh udržován po dobu dalších 15 minut při tlaku 0,3 MPa. Po době 5 a 15 minut byl odebrán vzorek ke stanovení velikosti částic. Předemulze byla homogenizována ve 2 průchodech s poklesem tlaku delta P = 10 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Příklad 9 (Porovnávací příklad)

Do 41 míchané nádoby bylo přidáno 163,2 g vody a 2,18 g dietanolaminu do 22 g směsi emulgátoru - odpovídající 1 % hmotnostnímu, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylovaného sorbitan monolaurátu a ethoxylovaného oleylalkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,3 a mícháno po dobu 2 hodin při teplotě 80 °C a byl získán čirý roztok. 1359,6 g směsi 49,2 % oktyl triethoxysilanu a 50,8 % pryskyřice se složením (CH₃)o_i8(C|₂H25)o,2Sí(0)i(OCH₃)i bylo přidáno do ochlazeného roztoku během 65 minut při rychlosti míchání 700 otáček za minutu. Po dokončení přidávání pokračovalo míchání po dobu 15 minut při 550 otáček za minutu a byla získána vysoce viskozitní pasta. 653,0 g vody bylo přidáno při výše uvedené rychlosti míchání během doby 30 minut a míchání pak pokračovalo, dokud velikost částic neklesla pod 5 pm (45 min.). Předemulze byla homogenizována ve 2 průchodech v běžném homogenizátoru typu Gaulin s poklesem tlaku delta P = 20 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Příklad 10

Dávka z příkladu 9 byla ztrojnásobena. 489,6 g vody a 6,54 dietanolaminu byl přidáno do 66 g směsi emulgátoru - odpovídající 1 % hmotnostnímu, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylovaného sorbitan monolaurátu a ethoxylovaného oleylalkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,3 ve VC (viz obr. 2) a mícháno po dobu 2 hodin při teplotě 80 °C a byl získán čirý roztok. Po ochlazení byl roztok přečerpáván po dobu 1 minuty při tlaku 0,3 MPa v okruhu VC -» P3 —> Ml -> VC.

-11CZ 299330 B6

4078,8 g směsi 49,2 % octyltriethoxysilanu a 50,8 % pryskyřice se složením (CH₃)o ₈(C|₂H25)o,2Sí(0)|(OCH3)i bylo nastřikováno do tohoto okruhu při tlaku 0,5 MPa z VA pomocí Pl a přes Ml (průměry trysek 2,1/1,0 mm) během doby 5 minut. Po dokončení přidávání byl výše uvedený okruh udržován po dobu dalších 4 minut při tlaku 0,3 MPa. 1959 g vody bylo nastřikováno do výše uvedeného obvodu přes Ml z VB během 10 minut. Po přidání celého množství vody byla předemulze předhomogenizována v okruhu po dobu další 1 minuty a byl odebrán vzorek ke stanovení velikosti částic a homogenizace byla provedena ve dvou průchodech v tryskovém disperzním zařízení s poklesem tlaku delta P = 10 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

- 12CZ 299330 B6

Tabulka 2

	O		\| 1.21	ori
« u 3 Λ		T3 tí 3 «b	O,
O	P	es		et *	8
			t-.		<s	E? <η -4
			O Τ-»	♦ tí-tí Ct
	B
a 3 S	e » « >v	Příklad	Oi	“*tí
•S ,S a*	·>» >ta	00	«
	φ
	a.		b-	οί
			O •«tí	w t- <*> tí·	n (*» \o d	8 d
w	OHM* tí 3	Příklad	<>	-tí	l ř? CS	oo > '-'i cS
i 75 >	Q	06	3.773	5* 3	1
			tx	§ CS 'O Λ	g	Ctí «3 ítí.
				—tí	—*
			9	s	o «ri	w4
3 9 «3	£ s	Příklad	0»	O		a
2 £	a. <	00	S	o	o
				<3	o»	*n
•3 Ό			o	>	M	Γ4
O s τ a. 3 £			3»	í>	-*·	Ol
	*u flba	06	>	M	r*
		ttí	:x	*tí	oi

- 13 CZ 299330 B6

Příklad 11

390,83 g vody a 3,17 g dietanolaminu bylo přidáno do 32 g směsi emulgátoru - odpovídající 0,64 % hmotnostním, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylovaného sorbitan monolaurátu a ethoxylovaného oleyl alkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,3 ve VC (viz obr. 2) a mícháno po dobu 2 hodin při teplotě 80 °C a byl získán čirý roztok. Po ochlazení byl roztok přečerpáván po dobu 1 minuty při tlaku 0,3 MPa v okruhu VC -» P3 -» Ml —> VC. 1980 g směsi 49,2 % oktyltriethoxysilanu a 50,8 % pryskyřice se složením (CHsjo ÁC^Hiijo^SiíOjÁOCH/)! bylo nastřikováno do tohoto okruhu při tlaku 0,5 MPa z VA pomocí Pl a přes Ml (průměry trysek 1,8/0,9 mm) během doby 3 minut. Po dokončení přidávání byl výše uvedený okruh udržován po dobu dalších 2 minut při tlaku 0,3 MPa. 2594 g vody bylo nastřikováno do výše uvedeného obvodu přes Ml z VB během 13 minut. Po přidání celého množství vody byla předemulze předhomogenizována v okruhu po dobu 4 minut a byl odebrán vzorek ke stanovení velikosti částic a homogenizace byla provedena ve 2 průchodech v tryskovém disperzním zařízení s poklesem tlaku delta P = 9,5 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 3

Počet průchodů	Pokles tlaku ΔΡ [MPa]	Velikost částic 0 (pm]	Předemulze Potřebný čas [min]	Obsah emulgátoru ]%]	Stabilita emulze [mčsíce]
V	3/5	4.326	25	0.64	-
1	9.5	0.621			> 6
2	9.5	0.611			> 6

C. Silikonové olejové emulze

Příklad 12

1850 g vody bylo přidáno při teplotě 50 °C do 150 g roztavené směsi emulgátoru - odpovídající 3 % hmotnostním, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylovaného triglyceridu a ethoxylovaného tridecylalkoholu s celkovou HLB hodnotou 13,5 ve VC (viz obr. 2) a přečerpáváno po dobu 2 min. při tlaku 0,3 MPa v okruhu VC -> P3 -> Ml -» VC, ochlazeno a 3000 g diorganopolysiloxanu s viskozitou n = 350 mPas bylo nastřikováno do okruhu během doby 18 min. z VA pomocí Pl při tlaku 0,5 MPa do Ml (průměry trysek 1,4/0,7 mm). Pak byla provedena homogenizace v STR-D s poklesem tlaku 25 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 4.

Příklad 13

1550 g vody bylo přidáno při teplotě 45 °C do 200 g roztavené směsi emulgátoru - odpovídající 4 % hmotnostním, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylovaného triglyceridu a ethoxylovaného tridecylalkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,4 ve VC (viz obr. 2) a přečerpáváno po dobu 2 minut při tlaku 0,3 MPa v okruhu, ochlazeno a 1750 g diorganopolysiloxanu s viskozitou n = 350 mPas bylo nastřikováno do tohoto okruhu během doby 5,5 minut z VA pomocí Pl při tlaku 0,5 MPa do Ml (průměry trysek 2,1/1,0 mm). Po dokončení přidávání přečerpávání pokračovalo v okruhu po dobu dalších 5 minut při tlaku 0,3 MPa. 1500 g vody z VB pak bylo nastřikováno přes Ml při tlaku 5 MPa během doby 8 minut. Po dalších 5 minutách cirkulace při tlaku 0,3 MPa byla provedena homogenizace v STR-D s poklesem tlaku 25 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 4.

- 14CZ 299330 B6

Příklad 14

1240g vody bylo přidáno při teplotě 50 °C do 180 g tavené směsi emulgátoru - odpovídající

4,5 % hmotnostním, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylovaného triglyceridu a ethoxylovaného tridecylalkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,4 ve VC (viz obr. 2) a přečerpáváno po dobu 1 minuty při tlaku 0,3 MPa v okruhu VC -> P3 Ml VC, ochlazeno a 800 g diorganopolysiloxanu s viskozitou n = 350 mPas bylo nastřikováno do tohoto okruhu během doby 1,5 minuty z V A pomocí Pl při tlaku 0,5 MPa do Ml (průměry trysek 2,1/1,0 mm). Po dokončení přidávání ío přečerpávání pokračovalo v okruhu po dobu dalších 2 minut při tlaku 0,3 MPa. 1780 g vody z VB pak bylo nastřikováno přes Ml při tlaku 0,5 MPa během doby 8,5 minut a ve stejném okruhu byla provedena homogenizace po dobu 2 minut při tlaku 0,3 MPa. Homogenizace pak byla provedena v STR-D s poklesem tlaku 20 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 4.

Příklad 15

620 g vody bylo přidáno při teplotě 50 °C do 90 g roztavené směsi emulgátoru - odpovídající 4,5 % hmotnostním, vztaženo na celkovou dávku - ethoxylátového triglyceridu a ethoxylátového tridecylalkoholu s celkovou HLB hodnotou 15,4 ve VC (viz obr. 2) v míchané nádobě a mícháno po dobu 3 minut, ochlazeno a 400 g diorganopolysiloxanu s viskozitou n = 350 mPas bylo přidáno přes děličku za míchání během doby 13 minut. Po dokončení přidávání míchání pokračovalo po dobu dalších 5 minut při 400 otáček za minutu před tím než bylo 890 g vody přidáno během doby 27 minut při 300 otáček za minutu (značné pěnění). Předemulze byla homogenizována v běžném homogenizátoru typu Gaulin ve 2 průchodech s poklesem tlaku 20 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 4.

- 15CZ 299330 B6

Tabulka 4

	—B				<6	Ό V	se v	Ό V
1 s v	S	e «	'TT	*	Ό	so	Ό	se
		a
	43
Σ s	ja	£	<n	t	*β Λ	\O A	SO Λ	Ό A
		fS	»	Ό	Ό	Ό

			W	Λ	A	A
£			*1	Cs «Ν	O «X	S
21
I				β	o	O	O
		T> <	«Μ4	<M	Hl	F4	<M
«1	I
2	É
«		B*	«*1	«Λ	trt	v»	»n
			rt	ť*i	CO	rt
					5	s	s

				53

	B
s	I			xř
ďS 3 1	s	TJ 3
		V)
Jj	c jQ	Ba	«*»	3 M
£	>£		B—
	o
	Ba			oo
			ÍM	w—
			w*
					•-'I	r.	’Τ	š	jn	V
					--B		<*1	Ό	r»
				1					<*»	<N
					•ri	«i	N	<s	N

1 *3		TI				O	<M
Mí tt	1	« 3	’Τ B·»		rl	O	«1 o	~B
je ΤΪ	Q	>k A*	«η	1	s	s s	r* fS	t- t* f-
>					o	©	o	O
			fM			«Ϊ	«1
			r—		M	<5	9
*a			X,			*N	5
Ί3			**1
o
u •5		TI	*?r v—	>	”·	«Μ	ΠΊ	ar
CL		§5	Λ *♦
		£	<n	>	BW	«Μ	<·»	'T
e
a.				>	w*	<S	i-l
			*

¹ 5000 g dávka ¹¹ 5000 g dávka ^J| 4000 g dávka ⁴’ 2000 g dávka

- 16CZ 299330 Β6

Příklad 16

2800 g vody, 4,6 g 37% kyseliny chlorovodíkové, 5,25 g glycinu, 51,3 g glycerolu, 200 g alkylbenzylamoniumbromidu, 30 g ethoxylovaného tridecylalkoholu s HLB hodnotou 11,4 a 22,5 g glykolu bylo nadávkováno do VC (viz obr. 2) a přečerpáváno v okruhu VC —> P3 -> Ml —» VC po dobu 30 sekund při tlaku 0,3 MPa. 2056 g organopolysiloxanu, nesoucího vodík, s viskozitou ?7 = 40 mPas bylo nastřikováno do výše uvedeného okruhu při tlaku 0,7 MPa během doby 100 sekund z V A pomocí Pl do Ml (průměry trysek: 1,8/0,9 mm). Po dokončení přidávání byla předemulze přečerpána do pufrovací nádoby VD a homogenizována v o něco pozdějším stupni pomocí P4 v jednom průchodu v tryskovém disperzním zařízení STR-D s poklesem tlaku delta P = 25 MPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 5.

Tabulka 5

Číslo příkladu	Počet průchodů	Velikost částic 0 [ηιη]	Čas [min] [s]	Celková doba emulzifikace [min] [s]	Stabilita [měsíce]
16	V		2Ί0
	1	0.368	4'40		> 6
				6'S0

D. Silikonové emulze v mísicí stanici

Příklad 17

Směs 96,6 g ethoxylovaného tridecylalkoholu s HLB hodnotou 11,4, 552,72 g polydimethylsiloxanu s viskozitou 77 = 500 mPas, 994,84 g rafinátu minerálního oleje s rozsahem teploty varu 382 až 432 °C a 691,04 g di-(2-ethylhexyl)ftalátu byla vyčerpána z nádoby V A při tlaku nejprve po dobu jedné minuty přes Ml (průměry trysek: 1,4/0,6 mm) do okruhu V A -a· P£ -> Ml -> VA. Roztok 464,52 g vody a 0,28 g monohemiformalu benzylalkoholu pak byl nastřikován do tohoto okruhu během doby 3 minut při tlaku 0,35 až 0,4 MPa přes VC -> P3 -> Ml. Po přidání celého množství vody čerpání pokračovalo v okruhu V A -» Pl -> Ml -> V A po dobu dalších 3 minut při tlaku 0,3 MPa. Tento okruh byl udržován po dobu dalších 10 minut při tlaku 1,2 MPa. Je získána vysoce viskozitní stabilní emulze. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6.

Tabulka 6

Číslo příkladu	-- [min]	Velikost částic 0 [pus]	Viskozita [mPas]	Stabilita [měsíce]
17	17	1.748	2670	> 6

- 17CZ 299330 B6

Příklad 18 (podle vynálezu)

2800 g polydimethylsiloxanu s viskozitou n= 1000 mPas bylo nastřikováno přes okruh aktivní látky V A -> Pl -» Ml -> V A do roztoku 171,9 g ethoxylovaného triglyceridu s HLB hodnotou 18,1 a 148,1 g ethoxylovaného tridecylalkoholu s hodnotou HLB 11,4 v 800 g vody, který byl zaveden do okruhu VC —» P3 -> Ml. Počáteční absolutní tlak okruhu aktivní látky byl zvýšen tak, že dosáhnul hodnoty od 0,5 do 1,2 MPa během doby 9 minut. Tlak okruhu VC -> P3 -> Ml doprovázel toto zvýšení - o 0,2 MPa nižší v každém případě. Po celkové době 12 minut bylo ío dávkování aktivní látky ukončeno a byla získána viskózní bílá pasta. Tato pasta je čerpána při chlazení po dobu dalších 14 minut do okruhu VC —» P3 —» Ml při tlaku 1 MPa.

4080 g vody pak bylo nastřikováno při teplotě 25 °C z VB pomocí P2 při tlaku 1,2 MPa po dobu přibližně 5 minut. Při tom tlak klesnul na 0,45 MPa, když se zvýšilo ředění v okruhu VC -> P3

-» Ml a čerpadlo P2 doprovázelo tento pokles při tlaku o 0,2 MPa vyšším. Po přidání celého množství vody se tlak v okruhu VC -> P3 -> Ml zvýšil na 8 MPa a emulze byla odvedena z mísící stanice přes Ml.

Byla získána nízko viskózní, stabilní emulze.

Výsledky jsou uvedeny v tabulce 7.

Příklad 19 (podle vynálezu)

2800 g polydimethylsiloxanu s viskozitou n = 350 mPas bylo nastřikováno přes okruh aktivní látky V A -> Pl -> Ml -> VA do roztoku 171,9 g ethoxy látového triglyceridu s HLB hodnotou 18,1 a 148,1 g ethoxy látového tridecyl alkoholu s hodnotou HLB 11,4 v 800 g vody, která byla zavedena do okruhu VC -> P3 -» ML Počáteční absolutní tlak okruhu aktivní látky byl zvýšen jo tak, že dosáhnul hodnoty od 0,7 do 1 MPa během doby 6 minut. Tlak okruhu VC —> P3 —> Ml doprovázel toto zvýšení - o 0,2 MPa nižší v každém případě. Po celkové době 6 minut bylo dávkování aktivní látky ukončeno a byla získána viskózní bílá pasta. Tato pasta je čerpána při chlazení po dobu dalších 20 minut do okruhu VC -> P3 -» Ml při tlaku 1 MPa.

4 0 80 g vody pak bylo nastřikováno při teplotě 25 °C z VB pomocí P2 při tlaku 1 MPa po dobu přibližně 5 minut. Při tom tlak klesnul na 0,4 MPa, když se zvýšilo ředění v okruhu VC -> P3 -> Ml a čerpadlo P2 doprovázelo tento pokles při tlaku o 2 MPa vyšším. Po přidání celého množství vody se tlak v okruhu VC —> P3 —> Ml zvýšil na 8 MPa a emulze byla odvedena z mísící stanice přes Ml.

Byla získána nízko viskózní, stabilní emulze.

Výsledky jsou uvedeny v tabulce 7.

Tabulka 7

Číslo příkladu	Čas [min]	Velikost řástic 0 [ηπι]	v„	Stabilita [měsíce]
18	32	0.689	1.541	> 6
19	32	0.531	1.168	> 6

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro přípravu silikonové a/nebo silanové emulze ze silikon a/nebo silan obsahující aktivní látky a vodné fáze s první mísící stanicí pro složky emulze, napájené čerpadly (Pl, P2, P3) ze skladovacích zásobníků (VA, VB, VC), vy z n a č u j í c í se tím, že

- první mísící stanice má mísící zařízení (Ml), ve kterém trysky (2, 4) mísí proud aktivní látky s vodnou fází (3) na předemulzi,

- vzdálenost mezi tryskami (2, 4) je 1 no až 10ti násobkem, výhodně 2 až 4násobkem průměru druhé trysky (4),

- průměr druhé trysky (4) je ve směru toku 2 až 3krát větší než průměr první trysky (2),

- mísící stanice je spojena s tryskovým dispergátorem (6),

- tryskové disperzní zařízení (STR-D) je uspořádáno tak, že pokles tlaku je mezi 0,2 a 100 MPa, výhodně mezi 0,5 a 60 MPa, a že

- obsahuje mezizásobník (VD) fungující jako pufrovací nádoba, který je připojen k mísícímu zařízení (Ml), a že je do tryskového dispergátoru (6) přiváděna předemulze (5) přes mezizásobník (VD).
2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že mísící stanice má předhomogenizační zařízení (VC, P3), ve kterém je předemulze předhomogenizována v okruhu.
3. Zařízení podle některého z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že ředicí zařízení (VB, P2) je umístěno před mísící stanicí a tryskovým dispergátorem (6).
4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že mísící zařízení (Μ 1) je tvořeno dvěma tryskami (2, 4), umístěnými za sebou.
5. Zařízení podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se t í m , že je uspořádáno tak, že tlaková diference mezi tryskami (2, 4) mísícího zařízení (Ml) je mezi 0,1 a 1 MPa, výhodně mezi 0,2 a 0,3 MPa.
6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se t í m , že první tryska (2) mísícího zařízení (Ml) je vytvořena tak, že proud aktivní látky (1) je nastřikován do přiváděné vodné fáze (3), a že druhá tryska (4) je uspořádána tak, že probíhá intenzivní míšení a homogenizace proudu aktivní látky (1) s vodnou fází (3).
7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, v y z n a č u j í c í se t í m , že tryskové disperzní zařízení (STR-D) je tvořeno několika tryskami, umístěnými za sebou.
8. Zařízení podle některého z nároků 1 až 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že je uspořádáno tak, že absolutní pokles tlaku v mísící stanici je mezi 0,2 a 10 MPa, obzvláště mezi 0,2 a 6 MPa.
9. Zařízení podle některého z nároků 3 až 8, v y z n a č uj í c í se t í m , že ředicí zařízení je tvořeno zásobníkem (VB) obsahujícím zbytkové množství vody, a popřípadě přísady, a čerpadlem (P2), pomocí kterých může být voda přidávána do předemulze pomocí první trysky (2) mísící jednotky (Ml).
10. Zařízení podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že tryskový dispergátor (6) je připojen ke skladovacímu zásobníku (VE), z kterého může být emulze opět přiváděna do tryskového dispergátoru (6) pomocí čerpadla (P5).

- 19CZ 299330 B6
11. Způsob přípravy jemnozmné vodné silikonové a/nebo silanové emulze s hodnotou distribuce částic U₉o menší než 1,2, za použití zařízení podle nároku 1, zahrnující

- přípravu předemulze nastřikováním silikonové a/nebo silanové složky do vodné fáze obsahující emulgátor v mísící stanici, přičemž je udržována tlaková diference, závisející na rozmě5 rech trysek, maximálně 1 MPa mezi dvěma proudy s absolutním poklesem tlaku menším než

10 MPa, a

- homogenizaci předemulze pomocí tryskového dispergátoru, přičemž hodnota U90 se určí pomocí následujícího vzorce:

10 d90-dl0

U90⁼ -, d50 přičemž dlO značí průměr zbývajících nejmenších a d90 značí průměr zbývajících největších 15 částic, které zůstanou po odebrání 10 % hmotnostních částic s nejmenšími (d 10) a s největšími (d90) průměry z daného množství částic, a přičemž hodnota d50 odpovídá průměru takových částic, který je větší než 50 % hmotnostních všech částic a menší než 50 % hmotnostních všech částic.

20
12. Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím, že homogenizace probíhá v tryskovém dispergátoru, který má maximální pokles tlaku až do 100 MPa.
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že předemulze, odcházející z mísící stanice, je dávkována přímo nebo přes pufrovací nádobu do tryskového dispergátoru.
14. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že předemulze je homogenizována v mísící stanici v okruhu před jejím dávkováním do tryskového dispergátoru.
15. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že předemulze je homogenizována 30 množstvím vody menším než je množství silikonového oleje v mísící stanici v okruhu před jejím dávkováním do tryskového dispergátoru.
16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že předemulze je homogenizována množstvím vody menším než je množství silikonového oleje v mísící stanici v okruhu před jejím

35 dávkováním do tryskového dispergátoru, kde je přeměněna a pak upravena na požadovanou koncentraci ředěním vodou.
17. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že předemulze je homogenizována množstvím vody menším než je množství silikonového oleje v mísicí stanici v okruhu a pak je

40 upravena na požadovanou koncentraci ředěním vodou pomocí ředicího zařízení ve směru toku před jejím dávkováním do tryskového dispergátoru.
18. Způsob podle nároku 14 nebo 15,vyznačuj ící se tím, že zřeďovací voda obsahuje zahušťovadla.