DE1619869B2

DE1619869B2 - Verfahren zur herstellung eines stabilen methylsiloxanhaltigen entschaeumungsmittels

Info

Publication number: DE1619869B2
Application number: DE1967F0052507
Authority: DE
Inventors: Hans-Horst Dr 5072 Schildgen; Theuer Werner Dr 5670 Opladen; Schnurrbusch Karl Dr 5090 Leverkusen Steinbach
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1967-05-26
Filing date: 1967-05-26
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DE1619869A1; NL6807389A; US3650979A; GB1197254A; BE715645A

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung Methylpolysiloxanöle enthaltender wäßriger Dispersionen, die als schaumhemmende Zusatzmittel für wäßrige Systeme anzuwenden sind.

Derartige Dispersionen sind bereits mehrfach vorgeschlagen worden, in jüngerer Zeit beispielsweise in der USA.-Patentschrift 32 50 727. Die bei diesen Systemen zu lösende Aufgabe besteht darin, die für die Zeit der Lagerung und Beförderung eines solchen Entschäumungsmittels verlangte Beständigkeit der Dispersion mit einer hohen Wirksamkeit bei der Anwendung zu vereinen. Eine wäßrige Dispersion, die in üblicher Weise aus einem Polydimethylsiloxanöl, feindisperser Kieselsäure und einem Emulgator hergestellt ist, zeigt bei geringem Emulgatorgehalt gut entschäumende Wirkung, aber nur kurzzeitige Beständigkeit gegen Entmischung ihrer Phasen. Wählt man den Emulgatorgehalt höher, so steigt auch die Stabilität, zugleich aber sinkt die schaumhemmende Wirkung beträchtlich ab. In den aus der vorangehend genannten Patentschrift bekannten Dispersionen wird das Ziel, hohe Werte von Beständigkeit und Wirksamkeit zugleich zu verwirklichen, dadurch erreicht, daß man zunächst eine sehr stabile Dispersion herstellt und deren noch unzulängliche Wirksamkeit durch Zumischen bestimmter PoIyäther vervollkommnet. Die so zusammengesetzten Entschäumungsmittel haben aber den wirtschaftlichen Nachteil, daß ihre nichtwäßrige Substanz zu mehr als der Hälfte aus dem kostspieligen Methylpolysiloxan besteht.

Es wurde nun eine Dispersion gefunden, die es erlaubt, demgegenüber einen erheblichen Anteil an Methylpolysiloxan einzusparen. Das beanspruchte Verfahren zur Herstellung einer solchen stabilen und in wäßrigen Systemen stark entschäumend wirkenden, Methylpolysüoxanöle, bekannte Emulgatoren und feindisperse Kieselsäure enthaltenden Dispersion ist dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein Gemisch von 100 Gewichtsteilen a,tu-Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxan einer Viskosität zwischen 500 und 5000 cSt (20⁰C), 1 bis 15 Gewichtsteilen feindisperser Kieselsäure und 20 bis 40 Gewichtsteilen eines aus einem Polyglykoläther oder dessen Fettsäureester oder einem Alkyl- oder Arylsulfat oder -sulfonat bestehenden Emulgators in 100 bis 10 000 Gewichtsteilen Wasser emulgiert und der so erhaltenen Emulsion als Stabilisator 100 bis 500 Gewichtsteile eines Fettsäureesters der Hydroxyäthansulfonsäure oder eines ihrer Alkalisalze zumischt. :

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß mit den erfindungsgemäß zuzusetzenden Estersulfonaten, die zwar an sich als stark schäumend bekannt sind, trotzdem eine hervorragende schaumverhütende Wirkung erzielt

ίο werden kann. Diese spezielle Emulgatorklasse läßt sich nicht durch andere Emulgatoren, auch nicht durch die in der US-PS 32 50 727 genannten Emulgatoren, ersetzen. Es handelt sich hier also nicht um die in der US-Patentschrift genannten Besonderheiten nichtionogener Emulgatoren in Entschäumern, die erfindungsgemäß beansprucht werden, sondern um eine spezielle, für diesen Einsatzzweck optimale Kombination zwischen Siloxan und Estersulfonaten, bei der darüber hinaus auch noch zusätzliche Emulgatoren Verwendung finden können, zu denen unter anderem auch die in der US-PS 32 50 727 genannten gezählt werden können.

Im Gegensatz zu den einleitend erwähnten bekannten Dispersionen wird hier zuerst eine Emulsion von geringer Stabilität, aber guter Entschäumungswirkung (} hergestellt, und diese erfindungsgemäß durch Zusatz eines Schutzkolloids stabilisiert. Für den letztgenannten Zweck eignen sich, wie eigene Versuche ergeben haben, weder Stärke noch Guar, Gelatine oder Polyacrylate; auch Polyacrylamide zeigen nur anfänglich stabilisieren-

3c de Wirkung, beim Verdünnen der Dispersionen bilden sich Flocken.

Die anspruchsgemäß zu verwendenden Stabilisatoren sind als Netzmittel bekannte Verbindungen, z. B. nach der deutschen Patentschrift 6 52 410 hergestellt. Ihr Fettsäurerest hat vorzugsweise mehr als 7, in den Handelsprodukten gewöhnlich 16 bis 18 Kohlenstoffatome. Sie verleihen der im Verhältnis zu ihrem Volumen mit sehr wenig Emulgator hergestellten Dispersion Beständigkeit sowohl in der Herstellungskonzentration als auch nach weiterer (beispielsweise zehnfacher) Verdünnung, bei der sich weder Flocken noch öl ausscheiden. Dennoch ist die schaumverhütende Wirkung hervorragend, was um so weniger zu erwarten war, als diese Estersulfonate als stark schäumend bekannt sind, z. B. aus der letztgenannten Patentschrift, ( Seite 1, Zeile 29.

Als Emulgatoren eignen sich bekanntlich z. B. Nonylphenyl-, Oleyl- und Stearylpolyglykoläther.

Beispiel

4 g einer handelsüblichen, durch Flammenhydrolyse von S1CI4 gewonnenen feindispersen Kieselsäure suspendiert man in 100 g a,ci)-Bis-(trimethyIsiloxy)-polydimethylsiloxan von 1500 cSt Viskosität (20° C), gibt diese Suspension zu einer Lösung von 40 g eines aus 10 Mol Äthylenoxyd je Mol Nonylphenol gebildeten Nonylphenylpolyglykoläthers in 1850 g Wasser, dispergiert das Gemisch in einer handelsüblichen Emulgiermaschine und mischt dann 100 g eines Estersulfonats der Formel

Ci₇H₃₃C(OpC₂H₄SO₃Na

(nach DT-PS 6 52 410, Beispiel 1) hinzu.

Prüft man diese Dispersion durch Zentrifugieren und

Erwärmen sowie durch Verdünnen mit der zehnfachen Wassermenge auf ihre Stabilität, so beobachtet man weder Phasenanreicherungen noch Abscheidungen von

öl oder Flocken.

Die entschäumende Wirkung wurde in folgender

Weise geprüft: 1 g Natriumalkylsulfonat mit 12 bis 18 C-Atomen im Alkylrest wurde in 1 Liter Wasser gelöst, und von der so' erhaltenen, stark schäumenden Netzmittellösung wurden in einer Versuchsreihe je 40 cm³ in einen 150 cm³ fassenden Schüttelzylinder gegeben. Die nach dem Beispiel erhaltene Dispersion wurde mit Wasser auf das zehnfache Volumen verdünnt, und von dem so verdünnten Entschäumungsmittel wurden in drei Versuchen jeweils 0,2; 0,3 und 0,4 cm³ der Netzmittellösung im Schüttelzylinder zugefügt Jedes Gemisch wurde zwanzigmal geschüttelt, danach 2 Minuten lang in Ruhe stehengelassen, und dann das verbliebene Schaumvolumen gemessen. Dieses betrug

28 cm³ bei 0,2 cm³ Entschäumungsmittel, 4 cm³ bei 03 cm³ Entschäumungsmittel,
1 cm³ bei 0,4 cm³ Entschäumungsmittel.

In einem Vergleichsversuch wurde bei sonst gleichem Verfahren das Zumischen des Estersulfonats unterlassen und durch 100 g Wasser ersetzt. Die so gewonnene Dispersion erwies sich als sehr instabil; sie trennte sich in einigen Tagen in zwei Schichten und ihre zehnfache Verdünnung ölte schnell aus. Die Schaumprüfung ergab unter den vorangehend beschriebenen Bedingungen

30 cm³ Schaum nach Zugabe von 0,2 cm³ der Dispersion, 18 cm³ Schaum nach Zugabe von 0,3 cm³ der Dispersion, 5 cm³ Schaum nach Zugabe von 0,4 cm³ der Dispersion.

In einem weiteren Vergleichsversuch wurde wiederum das Zumischen des Estersulfonats unterlassen, diesmal aber durch weitere 100 g des Nonylphenylpolyglykoläthers ersetzt, so daß insgesamt 140 g Emulgator angewendet wurden. Die Dispersion wurde dadurch zwar stabiler und sehr gut verdünnbar, die analog dem vorigen durchgeführte Schaumprüfung ergab jedoch

34 cm³ Schaum nach Zugabe von 0,2 cm³ der Dispersion, 27 cm³ Schaum nach Zugabe von 0,3 cm³ der Dispersion, 17 cm³ Schaum nach Zugabe von 0,4 cm³ der Dispersion.

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Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer stabilen und in wäßrigen Systemen stark entschäumend wirkenden, Methylpolysiloxanöle, bekannte Emulgatoren und feindisperse Kieselsäure enthaltenden Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein Gemisch von 100 Gewichtsteilen a,ü)-Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiIoxan einer Viskosität zwischen 500 und 5000 cSt (20⁰C), 1 bis 15 Gewichtsteilen feindisperser Kieselsäure und 20 bis 40 Gewichtsteilen eines aus einem Polyglykoläther oder dessen Fettsäureester oder einem Alkyl- oder Arylsulfat oder -sulfonat bestehenden Emulgators in 100 bis 10 000 Gewichtsteilen Wasser emulgiert und der so erhaltenen Emulsion als Stabilisator 100 bis 500 Gewichtsteile eines Fettsäureesters der Hydroxyäthansulfonsäure oder eines ihrer Alkalisalze zumischt.