DE102004025903A1 - Siliconemulsionen mit verbesserter Scherbeständigkeit - Google Patents

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Abstract

Wässrige Siliconemulsionen, enthaltend DOLLAR A (a) mindestens ein Polyorganosiloxan, DOLLAR A (b) mindestens einen Polyvinylalkohol und DOLLAR A (c) mindestens ein Kohlenwasserstoffpolyglycolether, wobei der Kohlenwasserstoffrest maximal 10 Kohlenstoffatome enthält.

Description

  • Die Erfindung betrifft Siliconemulsionen mit verbesserter Scherstabilität, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Anwendung.
  • Silicone sind vielfältig einsetzbar. Um die Anwendung und Dosierung insbesondere bei viskosen Produkten zu erleichtern, ist es für viele Anwendungen wünschenswert, dass die siliziumorganischen Verbindungen in verdünnter Form vorliegen. Die Verwendung von organischen Lösemitteln, wie Benzol oder Chlorkohlenwasserstoffen, für diesen Zweck ist zwar möglich, jedoch aus ökologischer und arbeitsmedizinischer Sicht nachteilig. Deshalb erfolgt der Einsatz meist in Form von wässrigen Emulsionen oder Dispersionen, üblicherweise als Öl-in-Wasser-Emulsionen (O/W-Emulsionen), die mit Wasser verdünnbar sind. Als Ölphase werden dabei die mit Wasser nicht mischbaren siliziumorganischen Verbindungen verstanden, gegebenenfalls gelöst in organischen Lösemitteln.
  • Zur Herstellung einer feinteiligen Emulsion muss die Ölphase möglichst hochdispers in der Wasserphase verteilt werden. Dabei ist der Einsatz von grenzflächenaktiven Stoffen, sog. Emulgatoren, erforderlich, die die Grenzflächenspannung zwischen Ölphase und Wasser verringern und damit die Dispergierung erleichtern. Beispiele für geeignete Emulgatoren zur Herstellung von wässrigen, siliziumorganische Verbindungen enthaltenden Zusammensetzungen sind u.a. Polyether mit Kohlenwasserstoffgruppen ( DD 298651 ), Alkylpolyglycoside ( EP 418 479 ), Polyoxyethylen-(16)-tridecylalkohol ( EP 366133 ), Dodecylsulfonsäure und deren Salze ( EP 245658 ) sowie Phosphorsäurealkylester ( DE 2730923 ).
  • Um stabile Emulsionen zu erhalten, werden auch häufig Kombinationen aus zwei flüssigen Emulgatoren verwendet, wie Nonylphenolethoxylate in Kombination mit anionischen Tensiden ( EP 259734 ), ethoxylierte und nichtethoxylierte Sorbitanester ( US 4741861 ), Kombinationen von Polyoxyethylentriglyceriden mit Dioxyethylenoleylalkohol ( EP 130521 ), Gemische von Octylphenolethoxylaten mit 3 bzw. 14 Ethylenoxidgruppen ( DE 3024870 ) und Kombinationen eines ethoxylierten Tridecylalkohols mit einem HLB-Wert von 11,4 mit einem ethoxylierten Triglycerid mit einem HLB-Wert von 18,1 ( DE 4223768 ).
  • Polyvinylalkohole und deren Derivate werden ebenfalls häufig für die Herstellung von Siliconemulsionen verwendet (z.B. DE 1127078 ). Insbesondere finden Polyvinylalkohole in Emulsionen Verwendung, die zur Herstellung von abhäsiven Beschichtungen dienen ( EP 385342 ). Polyvinylalkohole haben im Allgemeinen den Vorteil, relativ grobteilige Siliconemulsionen zu ergeben, die weniger stark in saugfähige Papiere eindringen und deshalb eine gute Abdeckung des Papiers mit dem Silicon gewährleisten.
  • Um die gewünschten anwendungstechnischen Eigenschaften, wie z.B. eine schnelle, gleichmäßige Benetzung, d.h. gute Verlaufseigenschaften und gute Verankerung (Haftung) auf dem Papier zu erreichen, werden z.B. Polyethylenglycolether von Alkylphenolen oder von aliphatischen Alkoholen als Netzmittel zugegeben ( EP 314955 , US 5145898 , EP 484001 , DE 19535005 ). Dabei wird häufig auch die Abdeckung weiter verbessert, wie sich durch Anfärbetests mit wässrigen Farbstofflösungen, wie beispielsweise Shirlastain A, Malachitgrün oder Methylenblau, nachweisen lässt.
  • In DE 19729806 werden als Emulgatoren allgemein Alkylpolyglycolether mit 2–40 Ethylenglycoleinheiten und Alkylresten mit 4–20 Kohlenstoffatomen in Kombination mit Polyvinylalkohol mit einer 4% Viskosität von 3–70 mPas und einem Verseifungsgrad von 70–95% beschrieben.
  • Durch die Zugabe von sehr hochmolekularen hydrophilen Polymeren soll die Stabilität von PVA-haltigen Emulsionen verbessert werden können (WO 2001060892). Das erhöht jedoch die Viskosität und erschwert die Verarbeitung der Emulsion.
    •
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten wässrigen Emulsionen sind aber insbesondere gegenüber Scherbelastung, wie sie z.B. beim Pumpen von Emulsionen, Abmischen, Aufsprühen usw. auftreten nicht immer ausreichend beständig. Das führt dazu, dass bei der Verarbeitung dieser Emulsionen unerwünschte Siliconabscheidungen z.B. Gelierungen an den verwendeten Auftragswerken auftreten können, was zu Unterbrechungen aufgrund der notwendigen Reinigungsarbeiten führt und so die Produktivität senkt. Es bestand daher die Aufgabe Emulsionen bereit zustellen, die neben guten Benetzungseigenschaften über eine verbesserte Stabilität insbesondere verbesserte Scherstabilität verfügen.
  • Gegenstand der Erfindung sind wässrige Siliconemulsionen enthaltend
    • (a) mindestens ein Polyorganosiloxan,
    • (b) mindestens einen Polyvinylalkohol und
    • (c) mindestens ein Kohlenwasserstoffpolyglycolether, wobei der Kohlenwasserstoffrest maximal 10 Kohlenstoffatome enthält.
  • Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionen um solche enthaltend
    100 Gewichtsteile Polyorganosiloxane (a) enthaltend Einheiten der allgemeinen der Formel Ra(R1O)bSiO(4-a-b)/2 (I),worin R gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoffatom bedeutet, wobei an ein Siliciumatom maximal 1 Wasserstoffatom direkt gebunden ist,
    R1 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeutet,
    a 0, 1, 2 oder 3 ist und
    b 0, 1, 2 oder 3 ist,
    mit der Maßgabe, dass die Summe a + b ≤ 3 ist und einen durchschnittlichen Wert von 1,0 bis 2,4, bevorzugt von 1,8 bis 2,2, aufweist sowie b bezogen auf alle Einheiten der allgemeinen Formel (I) durchschnittlich einen Wert von 0 bis 0,5 hat,
    1 bis 30 Gewichtsteile, bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsteile, eines Polymers (b), das im Wesentlichen der allgemeinen Formel Z-[CH2-CH(OH)]m [CH2-CH(OCOCH3)]n-Z (II)entspricht, wobei m eine ganze Zahl von 100 bis 10000, n eine ganze Zahl zwischen 0 und 0,4 x m ist und Z unabhängig voneinander entweder Wasserstoffatom, Hydroxylgruppe, einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest oder einen über Sauerstoff gebundenen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest bedeutet,
    und
    0,1 bis 10 Gewichtsteile, bevorzugt 1 bis 5 Gewichtsteile, mindestens einer Verbindung (c) der der allgemeinen Formel R2-O[CH2-CH(R3)O]xR4 (III),wobei R2 ein gegebenenfalls substituierter Kohlenwasserstoffrest mit maximal 10 Kohlenstoffatomen ist,
    R3 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom, Methyl- oder Ethylrest bedeutet und
    R4 Wasserstoffatom, einen C1-4-Alkylrest oder einen Acetylrest bedeutet und
    x einen Wert von 1 bis 20 hat,
    und mindestens 15, vorzugsweise mindestens 30, besonders bevorzugt mindestens 60, insbesondere 60 bis 900, Gewichtsteile Wasser.
  • Beispiele für Reste R in der allgemeinen Formel (I) sind Wasserstoffatom, unsubstituierte, verzweigte oder unverzweigte Alkylreste, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Hexyl-, 2-Ethylhexyl, Octyl- oder Dodecylreste; substituierte Alkylreste, wie Trifluorpropyl-, Cyanoethyl-, Glycidoxypropyl-, Polyalkylenglycolpropyl-, Aminopropyl- oder Aminoethylaminopropylreste; ungesättigte Reste, wie Vinyl-, Methacryloxypropyl- oder Allylreste; aromatische Reste, wie Phenyl-, Toloyl-, Xylyl-, Naphthyl-, Anthracyl- oder Benzylreste.
  • Bevorzugte Reste R sind der Methyl- oder Phenylrest, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn mehr als 80 Mol-% der Reste R Methylreste sind.
  • Beispiele für Reste R1 in der allgemeinen Formel (I) sind Wasserstoffatom, unsubstituierte, verzweigte oder unverzweigte Alkylreste, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl- und Butylreste.
  • Beispiele für Siloxane (a) enthaltend Einheiten der Formel (I) sind Polydimethylsiloxane mit Trimethylsiloxy- oder mit Vinyldimethylsiloxyendgruppen und Polydimethylsiloxane mit am Silizium gebunden Wasserstoffatomen. Diese Polymere haben beispielsweise Viskositäten von 5 bis 1 000 000 mPa·s bei 25°C. Bevorzugt handelt es sich bei den Siloxanen (a) um solche der Formeln CH2=CH[Si(CH3)2-O]cSi(CH3)2-CH=CH2 (IV), CH2=CH[Si(CH3)2-O]c [Si(CH=CH2)(CH3)-O]dSi(CH3)2-CH=CH2 (V), Si(CH3)3O[Si(CH3)2-O]c[SiH(CH3)-O]dSi(CH3)3 (VI) oder HSi(CH3)2O[Si(CH3)2-O]c[SiH(CH3)-O]dSi(CH3)2H (VII), wobei c jeweils unabhängig voneinander z.B. einen Wert von 20 bis 1000 hat und d jeweils unabhängig voneinander z.B. einen Wert von 3–50 hat. In Formel (VII) kann d auch einen Wert von 0 annehmen. Diese Polysiloxane haben je nach Kettenlänge Viskositäten von 20–100 000 mPas bei 25°C. Die Polysiloxane der Formeln (IV) und (V) haben vorzugsweise eine Viskosität von 500–20 000 mPas, die der Formeln (VI) und (VII) von 50–500 mPas, jeweils bei 25°C.
  • Durch Vermischen von Emulsionen, die Polysiloxane der Formeln (IV) und/oder (V) enthalten, mit Emulsionen, die Polysiloxane der Formeln (VI) und/oder (VII) enthalten, in Gegenwart von bekannten Platinkatalysatoren und Inhibitoren werden vernetzende Produkte erhalten, die z.B. als Trennbeschichtung für Papier oder zur Beschichtung von Textilien eingesetzt werden können. Zur Trennkraftregelung können bekanntermaßen des weiteren Siliconharze, insbesondere Harze aus SiO4/2- und RSiO1/2-Einheiten zugesetzt werden, wobei R eine der obengenannten Bedeutungen hat.
  • Die Polysiloxane (a) aus Einheiten der Formel (I) sind handelsübliche Produkte, deren Herstellung dem Fachmann bekannt ist.
  • Die Polymere (b) der allgemeinen Formel (II) sind handelsübliche Polyvinylalkohole. Diese werden im Allgemeinen durch radikalische Polymerisation von Vinylacetat und anschließender teilweiser oder vollständiger Hydrolyse hergestellt. Herstellungsbedingt können die Polyvinylalkohole weitere nicht in Formel (II) dargestellte Gruppierungen enthalten, die z.B. aus den Spaltprodukten der eingesetzten Radikalinitiatoren stammen oder durch Kettenübertragungsreaktionen, Verzweigungen oder anderen Nebenreaktionen entstanden sind.
  • Die Reste Z in Formel (II) werden durch die Radikale, welche die Polymerisation starten oder die Ketten abbrechen, bestimmt. Im Fall von Kettenübertragungsreaktionen, die auch zu Verzwei gungen führen können, ist Z = H. Im Allgemeinen hat der Rest Z keinen signifikanten Einfluss auf die Eigenschaften des Polymers, da der Anteil des Restes Z im Vergleich zu den anderen Resten im Polymer sehr gering ist. Deshalb ist die Auswahl des Initiators (womit der Rest Z festgelegt wird) für die Eigenschaften des Polymers nur insofern von Bedeutung als damit eine effiziente Polymerisation der Monomere gestartet werden kann und die gewünschte Molmasse erreicht wird. Beispiele für Z sind HO-, CH3-O-, (CH3)2(CH)C-, C12H25-O-, C6H13-(CH3)2C-(O)C-O-, (CH3)3C-(O)C-O-, (CH3)3C-O-, C6H5-, C6H5-C(O)O-, C6H4Cl-, C6H4Cl-C(O)O-, C6H5-C(CH3)2-O-, HO-(C6H5)2C-, C6H5-(O)C-, (C6H5)2(OH)C-, CH3(CH3O)2C-, CH3O(CH3)2C-, C6H5(CH3O)2C-, CH3O(CH3)(C6H5)C-, und (CH3)2C-C6H4- Reste.
  • Die Polyvinylalkohole werden üblicherweise durch ihren Hydrolysegrad (entspricht m/(m + n) in der Formel (II)) und die Viskosität der 4%igen wässrigen Lösung charakterisiert. In den erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionen sind bevorzugt Polyvinylalkohole (b) mit einem Verseifungsgrad von 70–95%, besonders bevorzugt mit einem Verseifungsgrad von 80–90%, enthalten. Die Viskosität der 4%igen wässrigen Lösung der eingesetzten Polyvinylalkohole kann beispielsweise zwischen 2 mPas und 60 mPas liegen. Sie ist nicht kritisch. Aufgrund der besseren Handhabbarkeit werden jedoch bevorzugt Polyvinylalkohole eingesetzt, bei denen die Viskosität der 4%igen wässrigen Lösung im Bereich von 3–30 mPas, insbesondere im Bereich von 3–10 mPas, liegt.
  • Beispiele für Rest R2 in der allgemeinen Formel (III) sind Alkylreste, wie der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert.-Pentylrest, Hexylreste, wie der n-Hexylrest, Heptylreste, wie der n-Heptylrest, Octylreste, wie der n-Octylrest und iso-Octylreste, wie der 2,2,4-Trimethylpentylrest, Nonylreste, wie der n-Nonylrest, und Decylreste, wie der n-Decylrest; Alkenylreste, wie der Vinyl- und der Allylrest; Cyclo alkylreste, wie Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptylreste und Methylcyclohexylreste; Arylreste, wie der Phenylrest; Alkarylreste, wie o-, m-, p-Tolylreste und Ethylphenylreste; Aralkylreste, wie der Benzylrest sowie der α- und der β-Phenylethylrest.
  • Bevorzugt handelt es sich bei Rest R2 um einen n- oder iso-Alkylrest mit 4–10 Kohlenstoffatomen.
  • Bevorzugt handelt es sich bei Rest R4 um Wasserstoffatom, einen Methylrest oder einen Butylrest.
  • Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (III) sind Polyalkylenenglycolether von linearen oder verzweigten C4-10 Alkoholen mit 1–20 Ethylenglycol-, Propylenglycol-, und/oder Butylenglycoleinheiten, wobei Polyethylenglycolether bevorzugt sind. Beispiele für derartige Verbindungen sind
    i-C10H21-O-(CH2-CH2-O)3-H,
    i-C10H21-O-(CH2-CH2-O)5-H,
    n-C10H21-O-(CH2-CH2-O)7-H,
    i-C10H21-O-(CH2-CH2-O)9-H,
    n-C8H17-O-(CH2-CH(CH3)-O)3(CH2-CH2-O)3-H,
    n-C8H17-O-(CH2-CH2-O)7-H,
    n-C6H13-O-(CH2-CH2-O)10-H
    n-C6H13-O-(CH2-CH2-O)5-H,
    n-C6H13-O-(CH2-CH2-O)3-H,
    i-C6H13-O-(CH2-CH2-O)5-H,
    C6H5-O-(CH2-CH2-O)3-H,
    C6H5-O-CH2-CH2-OH und
    C4H9-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH.
  • Auch diese Verbindungen (c) sind handelsüblich und dem Fachmann bekannt.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsionen kann nach dem Fachmann bekannten Verfahren unter Verwendung von Rotor-Stator Homogenisatoren, Dissolverscheiben, Kolloidmühlen oder Hochdruckhomogenisatoren erfolgen. Üblicherweise wird das Polysiloxan (a) in einer oder in mehreren Portionen mit einer konzentrierten wässrigen Polyvinylalkohollösung homogenisiert, und die erhaltene konzentrierte Emulsion wird dann auf die gewünschte Konzentration mit Wasser verdünnt. Die Verbindung (c) kann in jeder Phase des Emulgierprozesses zugesetzt werden, bevorzugt jedoch bereits gemeinsam mit der konzentrierten Polyvinylalkohollösung.
  • Die erfindungsgemäßen Emulsionen können je nach Anwendung weitere übliche Komponenten enthalten, wie z.B. Verdickungsmittel, Konservierungsmittel, Korrosionsinhibitoren, Farbstoffe, Haftvermittler (z.B. der Haftvermittler mit der Bezeichnung „HF 86", käuflich erhältlich bei der Wacker-Chemie GmbH, Deutschland) und Katalysatoren, die z.B. eine Vernetzung der Polysiloxane (a) bewirken.
  • Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Emulsionen zur Herstellung von permanenten Trennbeschichtungen eingesetzt werden. Dazu wird eine Emulsion, die ein Siloxan mit Resten mit aliphatisch ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen wie z.B. ein Polydimethylsiloxan mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen, und einen Platinkatalysator wie z.B. Platin-1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxankomplex enthält, mit einer Emulsion, die ein Siloxan mit Si-gebundenem Wasserstoff und ggf. eine bekannte Inhibitorkomponente enthält, vermischt, auf ein Substrat aufgetragen und durch Einwirkung erhöhter Temperaturen vernetzen gelassen.
  • Die Auftragung der Emulsionen zur Herstellung permanenter Trennbeschichtungen kann nach bekannten Verfahren wie Rakeln, Auftrag über Walzen, Gießen usw. erfolgen.
  • Beispiele für Substrate, auf welche die erfindungsgemäßen Emulsionen aufgetragen werden können, sind Papier aber auch Kunststofffolien oder Aluminiumfolien. Oft ist der Einsatz eines bekannten Haftvermittlers sinnvoll.
  • Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Komponenten kann es sich jeweils um eine Art einer solchen Komponente wie auch um ein Gemisch aus mindestens zwei Arten einer jeweiligen Komponente handeln.
  • Der Feststoffgehalt der erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionen kann in einem weiten Bereich variieren, wobei Feststoffgehalte von 20 bis 70% bevorzugt sind.
  • Die erfindungsgemäßen Emulsionen sind überall dort einsetzbar, wo eine hohe Scherstabilität gefordert ist. Beispiele sind Anwendungen als Trennemulsionen, als Komponente in Polituren, Anstrichstoffen und zur Ausrüstung von Textilien und Leder. Besonders bevorzugt ist die Anwendung zur Beschichtung von Papier um diesem abhäsive Eigenschaften zu verleihen.
  • Überraschenderweise gelingt es mit den erfindungsgemäßen Emulsionen eine hervorragende Balance anwendungstechnischer Eigenschaften, wie Scherstabilität und Benetzungsfähigkeit, auf unterschiedlichen Substraten zu erreichen.
  • Die erfindungsgemäßen Emulsionen sind einfach und kostengünstig aus handelsüblichen Stoffen herstellbar und haben den Vorteil, dass sie eine deutlich verbesserte Scherstabilität aufweisen.
    •
  • In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht. Sofern nicht anders angegeben, werden die folgenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also bei etwa 1000 hPa, und bei Raumtemperatur, also etwa 20°C bzw. einer Temperatur, die sich beim Zusammengeben der Reaktanden bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Heizung oder Kühlung einstellt, durchgeführt. Alle in den Beispielen angeführten Viskositätsangaben beziehen sich auf eine Temperatur von 25°C.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas, das 200 ppm eines Platin-1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisoloxankomplexes (berechnet auf elementares Platin) enthält, werden mit 5 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 4 mPas aufweist und 45 Teile Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas werden mit 4,5 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 4 mPas aufweist, 0,5 Teilen eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel i-C13H27-O-(CH2-CH2-O)10-H und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas werden mit 4,5 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 4 mPas aufweist, 0,5 Teilen eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel n-C12H23-O-(CH2-CH2-O)9-H und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas werden mit 4,5 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 4 mPas aufweist, 0,5 Teilen eines ethoxlierten Sorbitanstearates mit durchschnittlich 20 Ethylenglycoleinheiten und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Vergleichsbeispiel 5
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas werden mit 4 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 4 mPas aufweist, 1 Teil eines ethoxlierten Sorbitanstearates mit durchschnittlich 20 Ethylenglycoleinheiten und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Vergleichsbeispiel 6
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas werden mit 4 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 4 mPas aufweist, 1 Teil eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel C8H27-C6H4-O-(CH2-CH2-O)9-H und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Beispiel 1
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas, das 200 ppm eines Platin-1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisoloxankomplexes (berechnet auf elementares Platin) enthält, werden mit 4,5 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 4 mPas aufweist, 0,5 Teilen eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel i-C10H21-O-(CH2-CH2-O)9-H und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Beispiel 2
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Trimethylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 10000 mPas werden mit 4,5 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 25 mPas aufweist, 0,5 Teilen eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel i-C10H21-O-(CH2-CH2-O)5-H und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Diese Emulsion ist als Trennmittel für die Verarbeitung von Gummi oder Kunststoffen geeignet, wenn bei der Applikation z.B. durch Pumpen hohe Scherkräfte eingebracht werden und gleichzeitig ein hohes Benetzungsvermögen benötigt wird.
  • Beispiel 3
  • Eine Mischung aus 45 Teilen eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 500 mPas, 0,3 Teilen Ethincyclohexanol und 5 Teilen eines Polydimethylsiloxans mit einem Gehalt von 0,7 Gewichts-% seitenständiger Si-H Einheiten und einer Viskosität von 1000 mPas werden mit 4,5 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 4 mPas aufweist, 0,5 Teilen eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel i-C10H21-O-(CH2-CH2-O)9-H und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Beispiel 4
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 1000 mPas werden mit 4 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 74% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 10 mPas aufweist, 1 Teil eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel n-C6H13-O-(CH2-CH2-O)5-H und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Beispiel 5
  • 35 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 20000 mPas werden mit 3 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 25 mPas aufweist, 0,5 Teilen eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel i-C10H21-O-(CH2-CH2-O)10-H und 61, 5 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Beispiel 6
  • 35 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 20000 mPas werden mit 3 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 25 mPas aufweist, 0,5 Teilen eines nichtionischen Tensides der mittleren Formel n-C8H17-O-(CH2-CH2-O)7-H und 61, 5 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Beispiel 7
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Trimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas werden mit 4 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 5 mPas aufweist, 1 Teil einer Verbindung der Formel C6H5-O-CH2-CH2-OH und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Beispiel 8
  • 50 Teile eines Polydimethylsiloxans mit Trimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 5000 mPas werden mit 4 Teilen eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88% und dessen 4%-ige wässrige Lösung eine Viskosität von 5 mPas aufweist, 1 Teil einer Verbindung der Formel C4H9-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH und 45 Teilen Wasser mittels eines Rotor-Stator-Homogenisators (Ultra Turrax; Fa. Janke & Kunkel) emulgiert.
  • Prüfung der Emulsionsstabilität
  • Zur Prüfung der Emulsionsstabilität unter praxisnahen Bedingungen wurden Umpumpversuche durchgeführt. Jeweils 200 ml der auf 10% Festgehalt mit Wasser verdünnten oben hergestellten Emulsionen wurden mit einer Geschwindigkeit von 5 l/min 2 Minuten im Kreislauf gepumpt (was im Mittel 50 Durchläufen entspricht). Dabei wurden die Emulsionen in einer Düse mit einem Durchmesser von 4 mm beschleunigt und trafen nach 15 mm im Winkel von 45°C auf eine Stahloberfläche.
  • Zur Charakterisierung der Stabilität wurde die volumenmittlere Teilchengröße vor (d0) und nach den Pumpversuchen (d) bestimmt (Malvern Mastersizer) und die Zunahme der Teilchengröße d/d0 berechnet. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengestellt:
  • Tabelle 1
    Figure 00150001
  • Figure 00160001
  • Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Beispiele eine deutlich bessere Scherbeständigkeit als die Vergleichsbeispiele mit Ausnahme des Vergleichsbeispiels 1 haben.
  • Beispiel 9
  • 10 Teile der Emulsion von Beispiel 1, werden mit 10 Teilen der Emulsion von Beispiel 3 und 80 Teile Wasser vermischt, mit einem 30 μm Rakel auf ein Pergaminpapier mit einem Gewicht von 65 g/m2 aufgetragen. Das so behandelte Papier wird für die Dauer von 60 Sekunden bei 150°C getrocknet, wobei die aufgetragenen Siliconpolymere vernetzten. Dieses Papier war nun z.B. als Trennpapier zur Herstellung von selbstklebenden Etiketten oder als Backtrennpapier einsetzbar.
  • Wenn das Beispiel 9 unter Verwendung der Emulsion von Vergleichsbeispiel 1 wiederholt wird, sind eine schlechtere Substratbenetzung und im Ergebnis Verlaufsstörungen und eine unvollständige Abdeckung des zu beschichtenden Papiers also ein ungenügendes Verarbeitungsverhalten zu beobachten.

Claims (9)

  1. Wässrige Siliconemulsionen enthaltend (a) mindestens ein Polyorganosiloxan, (b) mindestens einen Polyvinylalkohol und (c) mindestens ein Kohlenwasserstoffpolyglycolether, wobei der Kohlenwasserstoffrest maximal 10 Kohlenstoffatome enthält.
  2. Wässrige Emulsionen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 100 Gewichtsteile Polyorganosiloxane (a) enthaltend Einheiten der allgemeinen der Formel Ra(R1O)bSiO(4-a-b)/2 (I),worin R gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoffatom bedeutet, wobei an ein Siliciumatom maximal 1 Wasserstoffatom direkt gebunden ist, R1 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen bedeutet, a 0, 1, 2 oder 3 ist und b 0, 1, 2 oder 3 ist, mit der Maßgabe, dass die Summe a + b ≤ 3 ist und einen durchschnittlichen Wert von 1,0 bis 2,4, bevorzugt von 1,8 bis 2,2, aufweist sowie b bezogen auf alle Einheiten der allgemeinen Formel (I) durchschnittlich einen Wert von 0 bis 0,5 hat, 1 bis 30 Gewichtsteile eines Polymers (b), das im Wesentlichen der allgemeinen Formel Z-[CH2-CH(OH)]m [CH2-CH(OCOCH3)]n-Z (II) entspricht, wobei m eine ganze Zahl von 100 bis 10000, n eine ganze Zahl zwischen 0 und 0,4 x m ist und Z unabhängig voneinander entweder Wasserstoffatom, Hydroxylgruppe, einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest oder einen über Sauerstoff gebundenen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest bedeutet, und 0,1 bis 10 Gewichtsteile mindestens einer Verbindung (c) der der allgemeinen Formel R2-O[CH2-CH(R3)O]xR4 (III),wobei R2 ein gegebenenfalls substituierter Kohlenwasserstoffrest mit maximal 10 Kohlenstoffatomen ist, R3 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom, Methyl- oder Ethylrest bedeutet und R4 Wasserstoffatom, einen C1-4-Alkylrest oder einen Acetylrest bedeutet und x einen Wert von 1 bis 20 hat, und mindestens 15 Gewichtsteile Wasser enthalten.
  3. Wässrige Emulsionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung auf Auftragswerken mittels Rasterwalzen erfolgt.
  4. Wässrige Emulsionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung in-line zur Papiermaschine erfolgt.
  5. Wässrige Emulsionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Herstellung von Backtrennpapieren verwendet werden.
  6. Wässrige Emulsionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminiumfolie beschichtet wird.
  7. Wässrige Emulsionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststofffolien aus Polyethylen, Polypropylen oder Polyester zur Herstellung von sog. release linern beschichtet werden.
  8. Wässrige Emulsionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung auf Metall- oder Kunstofffolien unter Zusatz eines Haftvermittlers erfolgt.
  9. Wässrige Emulsionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass damit beschichtete Substrate als Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden.
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