DE3242202C3 - Schaumhemmende silikonfreie Mittel, deren Herstellung und Verwendung - Google Patents
Schaumhemmende silikonfreie Mittel, deren Herstellung und VerwendungInfo
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Description
Bei der Durchführung von manchen Verfahren in Gegenwart von Wasser
kann es zu einer oft unerwünschten Schaumbildung des wäßrigen Systems
kommen, so daß es angestrebt wird, den Schaum zu hemmen, d. h. die
Entstehung von unerwünschtem Schaum zu verhindern und/oder bereits
gebildeten Schaum zu zerstören. Bei der Verwendung von silikonhaltigen
Entschäumern kann es, vor allem bei der Behandlung von Textilmaterial
unter HT-Bedingungen, vorkommen, daß auf der behandelten Ware Silikonflecke
entstehen, die nicht mehr (bzw. nicht ohne Risiko von Warenbeschädigungen)
ausgewaschen werden können, so daß es gewünscht ist,
silikonfreie Entschäumer zu verwenden. Viele silikonfreie schaumhemmende
Mittel des Standes der Technik haben allgemein eine gute schaumhemmende
Wirkung bei niedrigeren Temperaturen, z. B. auch bei 98-100°C,
sind aber bei höheren Temperaturen, wie sie unter HT-Bedingungen, insbesondere
in den Düsefärbeapparaten vorkommen, nicht oder zu wenig
wirksam.
Entschäumer des Standes der Technik sind z. B. in deutschen
Offenlegungsschriften 21 41 905, 29 44 604 und 30 08 952, sowie in der
DE 27 45 583 C2 beschrieben.
Es wurden nun bestimmte neue silikonfreie schaumhemmende Präparate
gefunden, die besonders wirksam sind und überraschenderweise auch
unter HT-Bedingungen wirksam sind.
Die Erfindung betrifft die neuen silikonfreien schaumhemmenden Mittel,
deren Herstellung und deren Verwendung in wäßrigen Systemen.
Ein erster Gegenstand der Erfindung sind silikonfreie, schaumhemmende
Mittel, die durch einen Gehalt an
- a) Verbindungen der allgemeinen Formel I
R₁-CO-NH-A-NH-CO-R₂ (I)worin
R₁ und R₂ jeweils einen durch Hydroxy substituierten oder unsubstituierten aliphatischen oder araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit je 7-30 Kohlenstoffatomen und
A eine Kohlenwasserstoffbrücke mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeuten, - b) paraffinischem Wachs,
- c) hydrophober Kieselsäure und
- d) silikonfreiem, mit Wasser nicht mischbarem, bei 20°C flüssigem und einen Siedepunkt von mindestens 100°C aufweisendem Öl,
wobei die Komponente a) und b) im Öl d) gelöst und/oder dispergiert
sind, und die Komponente c) im Öl d) suspendiert ist,
gekennzeichnet sind.
Die Verbindungen der Formel I sind im allgemeinen bekannt und z. B.
in Journal of Organic Chemistry 20 (1955), 695-699 oder im 7. Kapitel
von "Industrial Waxes", Band 1, von H. Bennett, FAIC (Herausgeber:
Chemical Publishing Company Inc., New York, 1975), beschrieben.
Das Brückenglied A steht vorzugsweise für Mono- oder Polymethylen,
vorteilhaft Mono- bis Decamethylen, insbesondere Mono- bis Hexamethylen.
Bevorzugte Verbindungen der Formel I entsprechen der
Formel
worin
R₃-CO- jeweils den Acylrest einer araliphatischen oder aliphatischen Carbonsäure oder Oxycarbonsäure mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen und
n 1 bis 10
bedeuten.
R₃-CO- jeweils den Acylrest einer araliphatischen oder aliphatischen Carbonsäure oder Oxycarbonsäure mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen und
n 1 bis 10
bedeuten.
Die beiden Reste R₃ können untereinander gleich oder verschieden sein,
sind aber vorzugsweise untereinander gleich. Vorteilhaft steht R₃ für
R₃′, d. h. für Alkyl oder Alkenyl mit 11 bis 27 Kohlenstoffatomen, das
gegebenenfalls eine Hydroxygruppe als Substituenten tragen kann; vorzugsweise
ist R₃-CO- der Acylrest einer entsprechenden Fettsäure, insbesondere
von Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure,
Stearinsäure, Ricinolsäure, Behensäure und/oder Montansäure und/oder
von Naphtensäuren, worunter diejenigen mit 14-22 Kohlenstoffatomen,
besonders die Palmitinsäure, die Ölsäure, die Behensäure und Stearinsäure,
vor allem aber die Stearinsäure bevorzugt sind; vorzugsweise
steht R₃′-CO- für R₃′′-CO-, d. h. für den Acylrest einer Fettsäure mit
14-22 Kohlenstoffatomen, insbesondere für den Acylrest der Myristin-,
Palmitin-, Stearin-, Öl-, Ricinol- oder Behensäure, wovon besonders
der Acylrest der Palmitin-, Öl-, Behen- und Stearinsäure, vor allem
derjenige der Stearinsäure bevorzugt ist.
Der Index n steht vorzugsweise für n′, d. h. für 1 bis 6, insbesondere
für n′′, d. h. für 2 bis 6.
Bevorzugte Verbindungen der Formel II entsprechen der Formel
insbesondere der Formel
Als Komponente b), d. h. als paraffinische Wachse, kommen beliebige
mineralische oder synthetische Wachse mit paraffinischem Charakter,
d. h. im wesentlichen Kohlenwasserstoffe, in Betracht. Als mineralische
Wachse sind hier im allgemeinen solche gemeint, wie sie aus der Bearbeitung
von Erdöl, Bitumen und/oder fossiler Kohle gewonnen werden
können, vorzugsweise mit Schmelzpunkt (=Tropfpunkt) ≧60°, vornehmlich:
nichtoxidierte mikrokristalline und semimikrokristalline Wachse,
vorteilhaft mit einem Schmelzpunkt ≧60°C, vornehmlich 60-110°C,
insbesondere 80-110°C; Hartparaffine (im wesentlichen n-Paraffine)),
wie sie aus der Erdöldestillation erhältlich sind und vorteilhaft
einen Schmelzpunkt ≧60°C aufweisen; und Ozokerite, und zwar vorzugsweise
solche mit einem Schmelzpunkt ≧60°C. Als synthetische Wachse
sind im wesentlichen solche gemeint, wie sie aus der Hydrierung von
Kohlenmonoxid oder aus der Polymerisation von Olefinen erhältlich
sind, vornehmlich: nicht-oxidierte Hartparaffine, wie sie aus der
Hydrierung von Kohlenmonoxid nach der Fischer-Tropsch-Synthese erhältlich
sind ("Fischer-Tropsch-Wachse"), vorteilhaft mit einem Schmelzpunkt
≧60°C, vorzugsweise ≧80°C; Polymerisate aus Äthylen, Propylen,
1-Buten und/oder Isobutylen, vorteilhaft Propylen und/oder
Äthylen, vorzugsweise aus Äthylen, vorteilhaft mit einem Schmelzpunkt
≧60°C, vorzugsweise ≧80°C - besonders erwähnenswert sind
dabei die nach der Ziegler-Synthese erhältlichen nicht-oxidierten
Polyäthylene -; diese synthetischen Wachse sind vorteilhaft relativ
niedrigmolekular, d. h. sie haben vorteilhaft ein durchschnittliches
Molekulargewicht ≦500.000, vorzugsweise ≦100.000, besonders bevorzugt
≦20.000. Die einzusetzenden paraffinischen Wachse haben im allgemeinen
vorteilhaft einen Tropfpunkt ≧60°C, vorzugsweise ≧80°C,
insbesondere zwischen 80 und 180°C.
Unter den erwähnten Wachsen sind die Polyolefinwachse bevorzugt, und
zwar besonders diejenigen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
≦20.000 (bevorzugt zwischen 1000 und 20.000) und Schmelzpunkt
≧80°C; darunter sind insbesondere die nach der Ziegler-Synthese
erhältlichen Polyäthylenwachse, insbesondere mit Schmelzpunkt 80-110°C
bevorzugt.
Als hydrophobe Kieselsäurekomponente c) kommen im allgemeinen solche
Kieselsäuren in Betracht, wie sie in schaumhemmenden Kompositionen
üblicherweise verwendet werden können, insbesondere Kieselsäure, die
durch Hydrophobieren von kolloidaler Kieselsäure, welche eine sehr
große relative Oberfläche besitzt, erhältlich ist; die Hydrophobierung
kann auf an sich bekannte Weise durch Verändern dieser großen
Oberfläche erfolgen. Zum Beispiel können Kieselsäuren mit
- - einem Fettalkohol (z. B. gemäß US-Patenten 26 57 149, 27 36 669, 28 01 185, 37 20 532) oder
- - Kohlenwasserstoffen (z. B. gemäß US-Patent 35 91 519) oder
- - Silikonölen (z. B. gemäß US-Patenten 28 70 109 und 40 72 796) (Die zur Hydrophobierung verwendeten Silikonöle sind mit der Kieselsäure derart umgesetzt, daß sie im Gemisch nicht als flüssige Öle vorkommen, so daß die erfindungsgemäßen Präparate auch bei Einsatz einer auf diese Weise hydrophobierten Kieselsäure silikonfrei sind) oder
- - Organosiliciumverbindungen (z. B. gemäß DE-OSen 19 51 620, 20 57 731, 22 40 014, 23 44 388, 24 03 783, 26 28 975 und 27 54 484) oder
- - Wachsen (z. B. gemäß US-Patent 28 56 268) oder
- - Fettaminen
umgesetzt werden.
Das feinteilige Siliciumdioxyd, das durch eine chemische Behandlung
hydrophobiert wird, ist vorteilhaft:
- - pyrogen gewonnenes Siliciumdioxyd ("fume silica") oder
- - unter Erhaltung der Struktur entwässertes Kieselsäurehydrogel oder
- - auf naß-chemischen Wegen gefälltes Siliciumdioxyd (Fällungskieselsäure)
und weist vorzugsweise eine Oberfläche von 50 m²/g bis 600 m²/g auf,
welche auch der Oberfläche der entsprechenden hydrophobierten Kieselsäure
entspricht.
Als silikonfreie Öle, die als Komponente d) einsetzbar sind, eignen
sich beliebige silikonfreie Öle, die mit Wasser nicht mischbar sind,
bei 20°C flüssig sind und einen Siedepunkt von mindestens 100°C aufweisen
und worin die Komponenten a), und b) löslich und/oder dispergierbar
sind und die Komponente c) suspendierbar ist. Im allgemeinen
eignen sich beliebige Öle oder Ölgemische, wie sie für die Herstellung
von Öl-in-Wasser- oder Wasser-in-Öl-Emulsion verwendbar sind,
vornehmlich natürliche oder synthetische Kohlenwasserstofföle und
pflanzliche und/oder tierische Öle, vorteilhaft mit Flammpunkt
≧60°C.
Als natürliche Kohlenwasserstofföle als Komponente d) kommen vorteilhaft
solche in Betracht, wie sie aus der Verarbeitung von Erdöl,
Bitumen und/oder fossiler Kohle erhältlich sind: es können insbesondere
folgende Öle genannt werden:
- - Schwerbenzine oder Naphta, Siedebereich 100-180°C, C₈-C₁₀,
- - Kerosine oder Petroleum, Siedebereich 180-230°C, C₁₁-C₁₂,
- - Gasöl, Siedebereich 230-305°C, C₁₃-C₁₇,
- - leichte Schmieröle, Siedebereich 305-405°C, C₁₈-C₂₅,
- - schwere Schmieröle, Siedebereich 405-515°C, C₂₆-C₃₈, (die Schmieröle enthalten Spindelöle, Neutral öle, Paraffinöle und Weißöle),
- - Isoparaffine, Siedebereich 100-250°C.
- - Alkylaromaten, die durch katalytische Reformation aus Erdölfraktionen entstanden sind (Siedebereich 190-300°C),
- - Rohöle aus der Tieftemperaturverkohlung von Braunkohle oder anderen bitumösen Stoffen.
Als synthetische Kohlenwasserstofföle kommen insbesondere solche in
Betracht, wie sie z. B. aus der Kohlenmonoxidhydrierung nach der
Fischer-Tropsch-Synthese oder aus Erdölen nach "Cracking"- oder
"Reforming"-Verfahren erhältlich sind, insbesondere Kogasin I, Siedebereich
160-230°C, C₁₀-C₁₃ und Kogasin II, Siedebereich 230-320°C,
C₁₄-C₁₈.
Vorteilhaft werden als Komponente d) Öle gewählt, deren Siedepunkt
höher liegt als die vorgesehene maximale Verwendungstemperatur des
schaumhemmenden Mittels.
Unter den erwähnten Ölen sind die Erdölverarbeitungsprodukte, insbesondere
solche mit Siedebereich oberhalb 160°C, vorteilhaft oberhalb
200°C, bevorzugt, vor allem Gasöl, Schmieröle und Isoparaffine.
Bei den pflanzlichen und/oder tierischen Ölen handelt es sich im wesentlichen
um Fettsäuretriglyceride, d. h. Triester von Fettsäuren mit
Glycerin, wobei solche Glyceride meistens Mischungen von verschiedenen
Estern sind und/oder die Glyceride selbst Triester von zwei oder drei
verschiedenen Säuren sind. Die Fettsäuren, aus denen die entsprechenden
Glyceride stammen, können gesättigt oder auch ungesättigt sein und
können gegebenenfalls eine Hydroxygruppe tragen. Als gesättigte monobasische
Fettsäuren können vernehmlich solche der Formel CxH2xO₂ erwähnt
werden, worin x 4-26 bedeutet, sowie entsprechende Oxysäuren;
erwähnenswerte Vertreter dieser Säuregruppen sind: n-Buttersäure,
Isovaleriansäure, n-Capronsäure, n-Caprylsäure, n-Caprinsäure, Laurinsäure,
Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Oxystearinsäure, Arachinsäure,
Behensäure, Lignocerinsäure und Cerotinsäure. Als ungesättigte
Säuren können im allgemeinen solche mit einer oder mehreren
äthylenischen Doppelbindungen, solche mit einer acetylenischen Dreifachbindung
oder auch ungesättigte Oxysäuren erwähnt werden; vornehmlich
kommen ungesättigte Fettsäuren mit 10-24 Kohlenstoffatomen in Betracht,
insbesondere 9,10-Decensäure, Lauroleinsäure, 5,6-Tetradecensäure,
Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure,
Petroselinsäure, Vaccensäure, 12,13-Octadecensäure, 10,11-Octadecensäure,
Gadolinsäure, 11,12-Eikosensäure, Erukasäure, Cetoleinsäure,
Selacholeinsäure, Linolsäure, (6,7)(9,10)(12,13)-Octadecatriensäure,
Eläostearinsäure, C21-22-Fettsäuren mit 3-6 Äthylendoppelbindungen,
Klupanodonsäure, Taririnsäure, Stearolsäure und Ricinolsäure.
Die pflanzlichen und/oder tierischen Öle enthalten die Triglyceride
der obenerwähnten Säuren in verschiedenen Proportionen. Unter den
pflanzlichen und den tierischen Ölen kommen vornehmlich die folgenden
in Betracht: Kokosnußöl, Palmöl, Olivenöl, Ricinusöl, Erdnußöl,
Rüböl, Sesamöl, Baumwollsaatöl, Maiskeimöl, Sojaöl, Safloröl, Sonnenblumenöl,
Leinöl, Holzöl, Fischöl, Klauenöl und Walratöl.
Unter den erwähnten tierischen und pflanzlichen Ölen sind im allgemeinen
diejenigen bevorzugt, worin ein möglichst hoher Anteil der esterbildenden
Fettsäuren, vorzugsweise mindestens 40%, insbesondere mindestens
70%, äthylenisch ungesättigte Säuren mit mindestens 18 Kohlenstoffatomen
sind, vorzugsweise Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure und
Erukasäure; besonders bevorzugt sind diejenigen Triglyceride, worin
mindestens ein Teil der ungesättigten Säuren monoäthylenisch ungesättigte
und diäthylenisch ungesättigte Säuren sind.
In den erfindungsgemäßen Präparaten kann die Komponente d) ein einheitliches
Öl oder auch ein Gemisch von Ölen sein, je nach eingesetzten
Komponenten a), b) und c) und je nach gewählter Herstellungsmethode.
Vorzugsweise werden triglyceridhaltige Öle als Komponente d) eingesetzt,
insbesondere sind Kombinationen von Ölen d₁) und d₂) bevorzugt,
worin d₁) ein natürliches Kohlenwasserstofföl ist und d₂) ein
natürliches pflanzliches und/oder tierisches Öl (d. h. im wesentlichen
ein Triglycerid) ist. Bevorzugte Öle d₁) sind Mineralöle. Das
Gewichtsverhältnis Öl d₂) zu Öl d₁) beträgt vorteilhaft 10-100 zu
90-0, vorzugsweisee 25-100 zu 75-0, insbesondere 25-75 zu 75-25.
Das erfindungsgemäße Präparat enthält die Komponenten a), b) und c)
in möglichst feinverteilter Form in d). Bezogen auf die Summe der Gewichte
der Komponenten a), b), c) und d) (= 100) beträgt die Konzentration
der Komponente a) vorteilhaft 0,5-15%, vorzugsweise 1-10%,
besonders bevorzugt 2-8%; die Konzentration der Komponente b) beträgt
vorteilhaft 0,5-15%, vorzugsweise 1-10%, besonders bevorzugt 2-8%; die
Konzentration der Komponente c) beträgt vorteilhaft 0,5-15%, vorzugsweise
1-10%, besonders bevorzugt 2-8%. Bevorzugte erfindungsgemäße
schaumhemmende Mittel enthalten, bezogen auf a)+b)+c)+d) = 100,
1-10% der Komponente a), 1-10% der Komponente b) und 1-10% der Komponente
c). Besonders bevorzugte erfindungsgemäße schaumhemmende Mittel
enthalten, bezogen auf a)+b)+c)+d) = 100, 2-8% der Komponente
a), 2-8% der Komponente b) und 2-8% der Komponente c).
Die erfindungsgemäßen Präparate lassen sich in Gegenwart geeigneter
Emulgatoren auch zu relativ konzentrierten wäßrigen Stammlösungen
(bzw. "Stammdispersionen") mit Wasser verdünnen, wobei der Emulgator
sich im Präparat und/oder im Verdünnungswasser befinden kann. Um die
Verdünnung mit Wasser unter Beibehaltung der Feinverteilung der Komponenten
und auch eine verbesserte Lagerbeständigkeit der wäßrigen
Stammdispersionen zu erzielen ist es zweckmäßig, dem Präparat Emulgatoren
e) zuzugeben. Die Emulgatoren können beliebig anionisch, nichtionogen,
kationisch oder amphoter sein und deren HLB-Werte können in
einem breiten Bereich schwanken, vornehmlich zwischen 2,5 und 20 und
bei Pluronics zwischen 1,0 und 20. Vorteilhaft weist mindestens ein
Teil der anwesenden Emulgatoren HLB-Werte ≦12, vorzugsweise ≦10
auf. Vornehmlich können folgende Emulgatortypen erwähnt werden:
- - Als anionaktive Typen:
- - sulfonierte Mineralöle und/oder Mono- oder Dialkylbenzole, sowie deren Salze (Alkali, Erdalkali, vorzugsweise Na, Ca),
- - sulfatierte oder sulfonierte natürliche Öle, Carboxylate (Fettsäuresalze), Tauride, Phosphorsäureester,
- - sulfatierte nicht-ionogene Typen;
- - Als nicht-ionogene Typen:
- - Polyalkylenglykole, insbesondere Copolymere aus Äthylen- und Propylenoxid,
- - Kondensationsprodukte von höheren Fettalkoholen bzw. Fettsäureamiden mit Äthylenoxid und/oder Propylenoxid,
- - Polyäthylenglykolester von langkettigen Fettsäuren (Mono- und/oder Diester),
- - Polyglykolderivate, worin eine OH-Gruppe mit einem hohen Alkylrest veräthert oder mit einem hohen Acylrest verestert und die andere OH-Gruppe mit einem niedrigen Alkylrest veräthert oder mit einem niedrigen Acylrest verestert ist,
- - Fettsäureester von mehrwertigen Alkoholen (Glycerin-, Mannit-, Sorbitester) sowie deren cyclischen Äther und gegebenenfalls ihre Polyadditionsprodukte aus Äthylenoxid und/oder Propylenoxid,
- - Hydroxyalkylfettsäureamide und ihre Alkylenoxidaddukte,
- - Oxäthylierte und gegebenenfalls oxypropylierte Mono- oder Dialkylenphenole;
- - Als kationaktive Typen:
- - Fettamine, N-Alkyl- oder -Alkenyl-mono- oder polypropylenpolyamine, Fettsäure/N-(Hydroxyäthyl)-äthylendiamin Kondensationsprodukte, Fettsäure/N-Alkylpolypropylenpolyamine Kondensationsprodukte oder Fettsäure-Polyalkylenpolyamin Kondensationsprodukte (inkl. Imidazoline), die gegebenenfalls mit Alkylenoxiden und/oder gegebenenfalls mit einer Säure (= Salzform) umgesetzt sind,
- - Als amphotere Typen:
- - sulfomethylierte bzw. carboxymethylierte, gegebenenfalls äthoxylierte Kondensationsprodukte von Fettsäuren mit Polyaminen oder mit Diäthanolamin,
- - sulfomethylierte bzw. carboxymethylierte, gegebenenfalls äthoxylierte Fettamine bzw. N-Alkylpolypropylenpolyamine,
- - Umsetzungsprodukte von primären, sekundären oder tertiären Fettaminen mit 2-Hydroxy-3-chlorpropansulfonsäure (Epichlorhydrin/ Natriumbisulfit-Addukt).
- - Verbindungen wie in der DE-OS 28 07 130 beschrieben.
Die Wahl des Emulgators hängt von der Verträglichkeit mit der Komponente
d) des Präparates ab und muß auch mit dem wäßrigen System, für
das es bestimmt ist, verträglich sein. Die Wahl geeigneter Emulgatoren
kann durch einen einfachen Vorversuch bestimmt werden. Bevorzugte
Emulgatoren entsprechen den folgenden durchschnittlichen Formeln:
worin
R₄ den Acylrest einer C12-18-Fettsäure,
R₅ Wasserstoff oder den Acylrest einer C12-18-Fettsäure,
R₆ C8-12-Alkyl,
R₇ Wasserstoff oder C8-12-Alkyl,
R₈ primäres oder sekundäres C9-18-Alkyl oder -Alkenyl,
R₉ C4-12-Alkyl,
R₁₀ C12-18-Alkyl oder -Alkenyl,
M Wasserstoff oder ein Kation (vorzugsweise Alkalimetall)
s 4 bis 10,
t 3 bis 12,
u 2 bis 15,
v und w je mindestens 1, wobei v+w = 2 bis 15,
x 8 bis 18 und
y und z je mindestens 1, wobei y+z = 5 bis 20 bedeuten und die Amine der Formel XI gegebenenfalls in protonierter Form vorliegen,
R₄ den Acylrest einer C12-18-Fettsäure,
R₅ Wasserstoff oder den Acylrest einer C12-18-Fettsäure,
R₆ C8-12-Alkyl,
R₇ Wasserstoff oder C8-12-Alkyl,
R₈ primäres oder sekundäres C9-18-Alkyl oder -Alkenyl,
R₉ C4-12-Alkyl,
R₁₀ C12-18-Alkyl oder -Alkenyl,
M Wasserstoff oder ein Kation (vorzugsweise Alkalimetall)
s 4 bis 10,
t 3 bis 12,
u 2 bis 15,
v und w je mindestens 1, wobei v+w = 2 bis 15,
x 8 bis 18 und
y und z je mindestens 1, wobei y+z = 5 bis 20 bedeuten und die Amine der Formel XI gegebenenfalls in protonierter Form vorliegen,
oder sind sulfonierte Mineralöle, als Na- oder Ca-Salz, Copolymere aus
Propylenoxyd und Äthylenoxyd (Pluronic Typen) mit durchschnittlichem
Molekulargewicht von 1200 bis 2250 und HLB = 1,5 bis 15, vorzugsweise
2,5 bis 10, oder Oxäthylierungsprodukte von Sorbitmono- bis -triestern
von Säuren R₄-OH, wovon diejenigen der Formeln V bis VIII, die
"Pluronic"-Typen und oxäthylierten Sorbitester wegen ihres nicht-ionogenen
Charakters das breiteste Einsatzspektrum haben.
Unter den erwähnten nicht-ionogenen Emulgatoren sind die Polyalkylen
glykolester, die oxäthylierten Sorbitester und die Pluronics, insbesondere
aber die Ester der Formel V, bevorzugt.
Unter den anionaktiven Emulgatoren sind diejenigen der Formel IX und
insbesondere die sulfonierten Mineralöle bevorzugt.
Damit die Tenside (Emulgatoren) möglichst wenig mit der schaumhemmenden
Wirkung der Aktivsubstanzen interferieren, wird deren Gewichtsverhältnis
zu den schaumhemmenden Aktivsubstanzen vorzugsweise möglichst
niedrig gehalten, wie es ausreicht, damit ein mit Wasser vorverdünntes
Präparat genügend stabil sei und dabei eine optimale schaumhemmende
Wirkung aufweise.
Die Konzentration der Komponente
e) Emulgator
bezogen auf a)+b)+c)+d)+e) = 100 beträgt, vorteilhaft nicht
mehr als 30%, vornehmlich nicht mehr als 20%, vorzugsweise 7 bis 20%.
Eine besondere, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht in
einer bestimmten Auswahl einer Kombination von Emulgiermitteln unterschiedlicher
Ionogenität, insbesondere von anionaktiven und nichtionogenen
Emulgiermitteln e), insbesondere in Zusammenhang auch mit
einer bestimmten Kombination von besonderen Ölen d), vorzugsweise d₁)
und d₂).
Ein erster Aspekt dieser besonderen Ausführungsform sind
schaumhemmende Mittel, die dadurch gekenn
zeichnet sind, daß das schaumhemmende
Mittel neben a), b), c) und d) eine Kombination von Emulgatoren e₁)
und e₂) enthält, wobei
e₁) ein nicht-ionogener Emulgator
und
e₂) ein anionaktiver Emulgator
e₂) ein anionaktiver Emulgator
sind und das Gewichtsverhältnis e₁/e₂ zwischen 0,5 und 20 liegt.
Als nicht-ionogene Emulgatoren und als anionaktive Emulgatoren kommen
im allgemeinen solche in Betracht, wie sie oben als nicht-ionogene
Typen und als anionaktive Typen beschrieben sind. Bevorzugte anionaktive
Emulgatoren e₂) sind eher lipophile Emulgatoren (d. h. im wesentlichen
anionische W/O-Emulgatoren), vorteilhaft sulfonierte Mineralöle
sowie deren Salze (Alkali-, Erdalkali-, vorzugsweise Natrium- und
Calciumsalze), wobei besonders solche bevorzugt sind, die ein mittleres
Molekulargewicht von mindestens 460 (berechnet als Na-Salz) aufweisen.
Bevorzugte nicht-ionogene Emulgatoren e₁) sind Polyäthylenglykolester
von langkettigen Fettsäuren (Mono- und/oder Diester), insbesondere
solche der Formel V; vorteilhaft weisen die nicht-ionogenen
Emulgatoren e₁) HLB-Werte ≦12 (insbesondere 5 bis 12, und für
Pluronics auch 1,0 bis 12), vorzugsweise ≦10 (insbesondere 6 bis 10
und für Pluronics 2,5 bis 10) auf; besonders bevorzugt sind Ester der
Formel V mit HLB-Werten von 6 bis 10.
Das Gewichtsverhältnis e₁/e₂ liegt vorteilhaft zwischen 0,5 und 10,
vorzugsweise zwischen 1 und 5 (insbesondere zwischen 2 und 5).
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß die erfindungsgemäßen Mittel
e₃) ein hydrophiles Tensid
enthalten. Das Tensid e₃) ist im wesentlichen ein O/W-Emulgator und es
kommen im allgemeinen Tenside mit HLB ≦10, (insbesondere 10,5-20,
vorzugsweise 11-18), in Betracht, vornehmlich solche der oben aufgezählten
und bevorzugten Kategorien, vorzugsweise nicht-ionogene oder
amphotere Tenside, insbesondere solche der Formeln VI, VII und X
sowie die oxäthylierten Sorbitester und die Pluronics mit entsprechend
hohem HLB-Wert.
Ist ein Tensid e₃) vorhanden, dann enthält das Präparat vorzugsweise
mindestens ein weiteres Tensid e), insbesondere ein Tensid e₁) und/
oder ein Tensid e₂), bevorzugt e₁) und e₂); dabei ist e₃) zweckmäßig
hydrophiler als weitere im Präparat vorkommende Tenside e), insbesondere,
wenn e₃) nicht-ionogen ist, hat e₃) einen höheren HLB-Wert als
e₁), vorzugsweise um mindestens eine Einheit.
Das Gewichtsverhältnis von e₃) zum übrigen Anteil Tensid e), insbesondere
zu e₁)+e₂) liegt vorteilhaft zwischen 0,04 und 1,5, vorzugsweise
zwischen 0,1 und 0,4.
Die e₁), e₂) und e₃) enthaltenden Präparate zeichnen sich besonders
durch die gute Verdünnbarkeit mit Wasser (auch Hartwasser) und durch
die gute Lagerbeständigkeit der entsprechenden wäßrigen Dispersionen,
insbesondere Stammdispersionen, aus.
Gewünschtenfalls kann das Präparat zusätzlich noch
f) Wasser
enthalten. Die Konzentration der Komponente f) (Wasser), bezogen auf
a)+b)+c)+d)+e)+f) = 100, beträgt für ein konzentriertes Präparat
vorteilhaft weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 40%.
Die erfindungsgemäßen Präparate sind vorteilhaft gießbar, vorzugsweise
dünnflüssig bei Raumtemperatur (=20°C) und weisen vorteilhaft
eine Rotationsviskosität von 5 cp-10.000 cp, vorzugsweise 5 cp-5.000 cp
bei Raumtemperatur auf.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung der
erfindungsgemäßen Präparate. Die erfindungsgemäßen Präparate können durch
geeignetes Zusammenbringen der einzelnen Bestandteile hergestellt werden,
vorzugsweise werden eine Lösung und/oder Dispersion von a) in
einem Öl d) und eine Lösung und/oder Dispersion von b) in einem Öl
d) (das gleich oder verschieden zum erstverwendeten sein kann) vorbereitet
und die beiden öligen Dispersionen bzw. Lösungen werden dann
untereinander und mit der Komponente c) gemischt. Vorzugsweise wird
die Komponente a) in einem tierischen bzw. pflanzlichen Öl gelöst
und/oder dispergiert und die Komponente b) in einem tierischen bzw.
pflanzlichen Öl oder in einem Mineralöl gelöst und/oder dispergiert
und die entsprechenden Lösungen bzw. Dispersionen werden dann miteinander
vermengt. Ein mikrokristallines Wachs kann z. B. auch in Form
von "Petrolatum" eingesetzt werden.
Wenn ein Emulgator e) zugegeben wird, dann kann er zu einem beliebigen
Zeitpunkt mit den übrigen Komponenten vermischt werden, günstigerweise
nachdem die Komponenten a), b) und d) bereits miteinander vermengt
sind.
Die e₁) und e₂) enthaltenden Präparate können durch Mischen der
einzelnen Bestandteille hergestellt werden; vorzugsweise ist das Verfahren
zur Herstellung dieser Präparate dadurch gekennzeichnet, daß
man eine Dispersion von a) in einem Öl d) und eine Dispersion von b)
in einem Öl d) miteinander, mit c) und mit e₁) und e₂) vermischt.
Enthalten diese Mittel ein Öl d₁) und ein Öl d₂), dann ist ein bevorzugtes
Herstellungsverfahren dadurch gekennzeichnet, daß man eine
Dispersion von b) in d₁) mit einer Dispersion von a) in d₂) und mit
e₁) vermischt und das Gemisch mit c) und, gegebenenfalls nach einer
weiteren Zugabe von d₁), mit e₂) versetzt.
Sollen die Präparate e₃) enthalten, so kann diese Komponente zu einem
beliebigen Zeitpunkt zugegeben werden, vorzugsweise nachdem a) und b)
miteinander kombiniert sind, vorteilhaft wenn das Präparat andere
Emulgatoren e), insbesondere e₁) und e₂), bereits enthält.
Soll das Präparat noch Wasser enthalten, dann wird dieses vorzugsweise
erst zugegeben, wenn die übrigen Komponenten a) bis e) bereits miteinander
kombiniert sind.
Die Komponenten a), b) und c) haben jeweils Entschäumercharakter,
haben aber in den erfindungsgemäßen Präparaten in Gegenwart von d),
insbesondere d₂), am meisten d₁)+d₂), zueinander und zum Öl bzw.
Ölgemisch eine synergistische Wirkung in der Schaumdämpfung und
Schaumverhütung in schaumerzeugenden bzw. schaumhaltigen wäßrigen
Systemen, insbesondere unter HT-Bedingungen in wäßrigen Textil
behandlungsflotten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eben die Verwendung der
erfindungsgemäßen Präparate als schaumhemmende Mittel in wäßrigen
schaumerzeugenden bzw. -haltigen Systemen
besonders Textilbehandlungsflotten
oder bei der Herstellung oder Beschichtung von Papier.
Der Begriff "schaumhemmendes Mittel", wie er hier verwendet wird, umfaßt
die Begriffe "Entschäumer" (="Antischaummittel"), "Schaumzerstörungsmittel",
"Schaumdämpfungsmittel", "Schaumverhinderungsmittel" und
"Schaumverhütungsmittel"; d. h. die erfindungsgemäßen Präparate können
in ein wäßriges System, das zur Schaumbildung neigt, noch vor der
Schaumentstehung gegeben werden, so daß die Entstehung von Schaum in
unerwünschtem Ausmaße verhütet bzw. gehemmt wird, und/oder die
erfindungsgemäßen Präparate können in ein wäßriges System gegeben werden,
das bereits Schaum enthält, so daß der entstandene Schaum teilweise
oder auch ganz vernichtet wird oder die Zunahme des Schaumes limitiert
oder auch vermieden wird.
Wäßrige Systeme, die zur Schaumbildung neigen oder Schaum enthalten
und bei denen eine Schaumdämpfung und/oder -verhütung gewünscht ist,
sind zahlreich in vielen Gebieten der Technik, in denen man in Gegenwart
von Wasser verfährt, zu finden, vornehmlich bei Herstellungsverfahren,
Aufarbeitungsverfahren und Behandlungs- bzw. Applikationsverfahren,
so z. B. bei der Herstellung von Latices, Klebstoffen, Stärken,
Zellstoff und Zucker, bei der Bearbeitung und Aufarbeitung von wäßrigen
Schlämmen, insbesondere bei der Abwasseraufarbeitung oder bei der
Flotation von mineralischen Stoffen oder von dispergierbaren Ablagerungen
(z. B. bei der Restölgewinnung und bei der Flotation von kolloidalen
Erzbestandteilen), bei der Herstellung von Papier und Vliesstoffen,
besonders in schnellaufenden Maschinen und bei der Anwendung
wäßriger Systeme, die schäumende Bestandteile enthalten wie z. B.
Kunststoffdispersionen, Acrylharzsysteme, Lederbehandlungsflotten,
z. B. für das Entfetten von Leder, Textilmaterialbehandlungsflotten
(insbesondere Flotten, die Tenside und/oder Farbstoffe bzw. optische
Aufheller enthalten) und Papierstreichmassen.
Ein besonderer Gegenstand der Erfindung ist die Schaumhemmung in wäßrigen
Textilmaterialbehandlungsflotten. Gemeint sind hier allgemein
Behandlungsflotten, wie sie in jeder Behandlungsstufe des Textilmaterials
vorkommen können, namentlich bei der Schlichterei, bei der Vorbehandlung,
bei dem optischen Aufhellen und/oder Färben (auch Bedrucken)
sowie bei der Ausrüstung, insbesondere bei der Endausrüstung des
Textilmaterials. Das Textilmaterial kann beliebig natürlich, halbsynthetisch
oder synthetisch sein, z. B. natürliche oder regenerierte
Cellulose, natürliches oder synthetisches Polyamid, Polyester, Polypropylen,
Polyurethan, Polyacrylnitril und deren Gemische und kann in
einer beliebigen Verarbeitungsform vorliegen, z. B. als lose Fasern,
Filamente, Fäden, Garne (auch Stränge und Kreuzspulen), Gewebe, Gewirke,
Tuftingware, Vliesstoffe, Teppiche und Halbfertig- und Fertigware.
Die erfindungsgemäßen schaumhemmenden Präparate können, gegebenenfalls
nach einer Vorverdünnung z. B. zu einer Stammlösung oder -dispersion,
den wäßrigen Behandlungsflotten zu Beginn und/oder im Laufe
des Behandlungsverfahrens der Behandlungsflotte zugegeben werden. Die
Behandlung kann nach einer beliebigen, üblichen, für das entsprechende
Substrat geeignete Methode aus wäßrigem Medium erfolgen, z. B. nach
Ausziehverfahren, unter Normaldruck oder auch unter erhöhtem Druck,
oder nach Imprägnierverfahren. Besonders hervorzuheben ist, daß die
erfindungsgemäßen schaumhemmenden Mittel auch für die Verwendung in
dampferzeugenden Systemen geeignet sind, insbesondere in geschlossenen
Apparaturen und vor allem auch unter HT-Bedingungen, d. h. Verfahren
bei Temperaturen oberhalb 100°C, z. B. 102 bis 160°C, vorzugsweise
105-150°C, bei denen in geschlossenen Apparaturen unter Druck gearbeitet
wird. Besonders erwähnenswert ist die Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen
Präparate in Haspelkuven und insbesondere in schnellaufenden
Apparaturen wie die Düsenfärbeapparate ("Dye-jet-machines"),
bei denen durch die Dampfbildung bei hoher Temperatur und durch das
schnelle Laufen des Textilmaterials und/oder der Flotte, die Flotte
erhöht zur Schaumbildung neigt und wo zusätzlich, beim Entlasten des
Apparates, eine Schaumvolumenerhöhung stattfindet. Es kommen beliebige
Behandlungsmittel in Frage, je nach Substrat, Behandlungsmethode und
gewünschtem Effekt, z. B. Schlichtemittel, Faserpräparationsmittel,
Abkochhilfsmittel, Waschmittel, Bleichmittel, Netzmittel, Endausrüstungsmittel,
Färbereihilfsmittel, optische Aufheller und Farbstoffe,
wobei die erfindungsgemäßen schaumhemmenden Mittel besonders
bei solchen Behandlungen günstig eingesetzt werden, bei denen durch
den tensiden Charakter des Behandlungsmittels selbst oder eines Hilfsmittels,
wie Vorbehandlungsmittel, Färbereihilfsmittel und/oder Ausrüstungsmittel
(z. B. von Dispergiermitteln, Netzmitteln, Egalisiermitteln,
Abkochhilfsmitteln, Waschmitteln, Bleichmitteln, Avivagemitteln,
Antistatika oder Weichmachern), die wäßrige Behandlungsflotte oder
-paste besonders stark zum Schäumen neigt. Durch Einsatz der erfindungsgemäßen
schaumhemmenden Mittel kann eine wirksame Schaumverminderung
erreicht werden, wobei die jeweilige Behandlung des Substrates
nicht beeinträchtigt wird. Besonders erwähnenswert ist die Verwendung
der erfindungsgemäßen Präparate in Dispersionsfarbstoffe enthaltenden
Färbeflotten, insbesondere unter HT-Bedingungen.
Vorteilhaft beträgt die Konzentration des erfindungsgemäßen Präparates
(berechnet als wasserfreies Präparat) in den wäßrigen Systemen
mindestens 0,0001 g/l bzw. g/kg.
Die optimale Konzentration der erfindungsgemäßen Präparate für ein
bestimmtes wäßriges System kann je nach Art und Konzentration des
wäßrigen Systems, je nach Verfahrensbedingungen, je nach Konzentration
und Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Präparate und je nach
gewünschtem Effekt sehr stark variieren; man kann sie aber durch einfache
Vorversuche rasch ermitteln. Die Konzentration eines wasserfreien
erfindungsgemäßen Präparates der oben angegebenen bevorzugten
Zusammensetzung, z. B. in wäßrigen dispersionsfarb
stoffhaltigen Ausziehfärbeflotten beträgt vorteilhaft weniger
als 5 g/l, insbesondere 0,0001-5 g/l), vorzugsweise weniger als
1 g/l, aber z. B. in Papierstreichmassen
vorteilhaft weniger als 0,1 g/kg (insbesondere 0,0001
bis 0,1 g/kg), vorzugsweise weniger als 0,01 g/kg.
In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die
Prozente Gewichtsprozente; die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Die in den Applikationsbeispielen eingesetzten Dispersionsfarbstoffe
sind in der handelsüblichen Form eingesetzt.
32,2 Teile N,N′-Bis-(stearoyl)-äthylendiamin und 128,8 Teile Öl (D₁)
werden unter Rühren und Vakuum erhitzt bis eine klare, homogene Lösung
vorliegt. Dann wird die erhaltene Lösung unter Vakuum (30-60 mbar) und
unter Rühren in 125,4 Teile Öl (D₁), die sich bei Raumtemperatur
befinden zufließen gelassen. Es bildet sich eine Dispersion, die auf
Raumtemperatur abgekühlt wird.
22,2 Teile Polyäthylen (B₁) und 222,2 Teile Mineralöl (D₂) werden
erhitzt, bis eine klare Lösung vorliegt. Dann wird die Heizung abgestellt
und man läßt der klaren Polyäthylenlösung unter mäßigem Rühren 333,4
Teile Mineralöl (D₂), die sich bei Raumtemperatur befinden zufließen.
Es bildet sich eine trübe Dispersion, der man 286,4 Teile der kalten
N,N′-Bis-(stearoyl)-äthylendiamin-Dispersion zufügt. Sobald die
Mischung homogen ist, wird sie noch mit 106,4 Teilen Emulgator (E₁)
und 29,4 Teilen hydrophober Kieselsäure (C₁) versetzt. Man erhält
1000,0 g Endprodukt in Form einer feinen, dünnflüssigen Dispersion.
Das Polyäthylen (B₁) kann durch folgende Daten gekennzeichnet werden:
Molekulargewicht | |
2000 | |
Schüttgewicht | 220-320 ml/100 g |
Schmelzpunkt | 101+2°C |
Wassergehalt | <0,3% |
Spezifisches Gewicht | 0,92 g/cm³ |
Viskosität bei 140° | 180 cp |
Härte (Nadelpenetration 200 g/25 Sek./25°) | 0,3 bis 0,5 |
Das Mineralöl (D₂) ist ein Kohlenwasserstoffgemisch mit folgenden Spezifikationen:
Das Emulgiermittel (E₁) ist eine Mischung von
(HLB = 10,0) im Molverhältnis 1:1
Die hydrophobe Kieselsäure (C₁) "Sipernat D10" kann
durch folgende Daten gekennzeichnet werden:
Oberfläche nach BET | |
90 m²/g | |
mittlere Größe der Primärteilchen | 18 nm |
Stampfdichte (DIN 53 194) | 100 g/l |
Trocknungsverlust (DIN 55 921) | 3% |
Glühverlust (DIN 55 921) | 7% |
pH-Wert (DIN 53 200) (in 5%iger wäßriger Dispersion Wasser/Methanol 1:1) | 8,5 |
SiO₂-Gehalt | 98% |
Na₂O-Gehalt | 0,8% |
SO₃-Gehalt | 0,8% |
Siebrückstand (DIN 53 580) | 0,01% |
Es werden folgende Öle D₁ eingesetzt:
Beispiel 1: Erdnußöl
Beispiel 2: Baumwollsaatöl
Beispiel 3: Fischöl
Beispiel 4: Klauenöl
Beispiel 5: Kokosnußöl
Beispiel 6: Leinöl
Beispiel 7: Maiskeimöl
Beispiel 8: Olivenöl
Beispiel 9: Ricinusöl
Beispiel 10: Rüböl
Beispiel 11: Sesamöl
Beispiel 12: Sonnenblumenöl
Beispiel 2: Baumwollsaatöl
Beispiel 3: Fischöl
Beispiel 4: Klauenöl
Beispiel 5: Kokosnußöl
Beispiel 6: Leinöl
Beispiel 7: Maiskeimöl
Beispiel 8: Olivenöl
Beispiel 9: Ricinusöl
Beispiel 10: Rüböl
Beispiel 11: Sesamöl
Beispiel 12: Sonnenblumenöl
61,4 Teile N,N′-Bis-(stearoyl)-äthylendiamin werden mit 184,2 Teilen
Öl (D₃) unter Rühren und Vakuum erhitzt bis eine klare, homogene
Lösung vorliegt. Dann wird die erhaltene Lösung unter Vakuum (30-60 mbar)
und unter Rühren in 184,2 Teile Öl (D₃), die sich bei Raumtemperatur
befinden, zufließen gelassen. Es bildet sich eine Dispersion
die auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
33,4 Teile Polyäthylen (B₁) und 333,2 Teile Öl (D₄) werden erhitzt
bis eine klare Lösung vorliegt und anschließend, unter Rühren, bis
auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Beim Abkühlen bildet sich eine
feine Dispersion, die ausgeladen wird.
429,8 Teile der N,N′-Bis-(stearoyl)-äthylendiamin-Dispersion, 366,6
Teile der Polyäthylen-Dispersion sowie 159,4 Teile Emulgator (E₁) und
44,2 Teile hydrophober Kieselsäure (C₁) werden bei Raumtemperatur
unter Rühren vermengt. Man erhält 1000,0 Teile Endprodukt in Form
einer homogenen, feinen Dispersion.
Es werden folgende Öle eingesetzt:
Das Isoparaffin (D₅) ist ein flüssiger aromatfreier Kohlenwasserstoff
mit isoparaffinischer Struktur, hergestellt durch katalytische Synthese,
mit folgenden Eigenschaften:
22,8 Teile Polyäthylen (B₁) und 228,3 Teile Mineralöl (D₂) werden erhitzt
bis eine klare Lösung vorliegt und sodann, unter Rühren, bis auf
Raumtemperatur abkühlen gelassen. Beim Abkühlen bildet sich eine feine
Dispersion, die ausgeladen wird.
33,1 Teile N,N′-Bis-(stearoyl)-äthylendiamin und 132,2 Teile Rüböl
werden unter Rühren und Vakuum zusammen erhitzt bis eine klare, homogene
Lösung vorliegt. Dann wird die erhaltene Lösung unter Vakuum
(30-60 mbar) und Rühren in 128,8 Teile Rüböl, die sich bei Raumtemperatur
befinden, zufließen gelassen. Es bildet sich eine Dispersion,
die auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
251,1 Teile Polyäthylen-Dispersion sowie 294,2 Teile N,N′-Bis-(stearoyl)-
äthylendiamin-Dispersion werden bis auf 50 mbar unter Rühren
evakuiert. Sodann werden unter diesem Vakuum 82,0 Teile Emulgator (E₂)
zugefügt. Sobald das Gemisch homogen ist wird mit Luft entlastet und
man gibt 30,2 Teile hydrophober Kieselsäure (C₁) zu. Die erhaltene
Mischung wird anschließend evakuiert (50 mbar) und unter diesem
Vakuum verrührt, bis eine homogene, feine Dispersion vorliegt. Dann wird
wieder mit Luft entlastet und man läßt der Dispersion noch 342,5 Teile
Mineralöl (D₂) zufließen. Man erhält 1000,0 Teile Endprodukt.
Es werden folgende Emulgatoren eingesetzt:
Zu 236,5 Teilen Polyäthylen-Dispersion (gemäß Beispielen 19-24) werden
in der angegebenen Reihenfolge 275,0 Teile N,N′-Bis-(stearoyl)-äthylendiamin-
Dispersion (gemäß Beispielen 19-23), x Teile Emulgator (E₁) und
28,50 Teile hydrophober Kieselsäure (C₁) zugefügt. Dann wird auf 70 mbar
evakuiert und intensiv gerührt bis sich eine feine, homogene Dispersion
bildet. Dann wird mit Luft entlastet und es werden noch 318,0 Teile Mineralöl
(D₂), y Teile Emulgatorpräparat (E₃) und 28,25 Teile hydrophober
Kieselsäure (C₁) zugefügt. Dann wird erneut auf 70 mbar evakuiert und
wieder intensiv gerührt bis eine homogene, feine Dispersion erhalten
wird.
Emulgatorpräparat (E₃): Natrium-Petroleummonosulfonat mit folgenden Eigenschaften: | |
mittleres Molekulargewicht | |
520 | |
Gehalt Emulgator | 70% |
Wasser-Gehalt | 3,2% |
Öl-Gehalt | 27,3% |
anorganische Salze | 0,4% |
Dichte bei 15° | 980 kg/m³ |
Viskosität bei 100°C (cSt) | 1000 cSt. |
Flammpunkt | 160°C |
HLB | <7 |
Zu 100,0 Teilen des gemäß Beispiel 25 erhaltenen Produktes werden
2,0 Teile Emulgator (E₄) zugegeben und verrührt.
Es wird genau gleich vorgegangen wie im Beispiel 25, aber anstelle von
Polyäthylen (B₁) wird Polypropylen (B₂) mit folgenden Eigenschaften
Erweichungspunkt|166°C | |
Spez. Gewicht | 0,86 g/cm³ |
Molekulargewicht | 14 000 |
Brookfield-Viskosität (Spindel 3, 6 U/min, 190°) | 3750 cp |
Säurezahl | 0,05 |
eingesetzt.
100 Teile des Präparates gemäß Beispiel 35 werden bei Raumtemperatur
mit 25 Teilen entmineralisiertem Wasser verrührt, wodurch eine milchige
Emulsion entsteht.
Polyestergewebe (Dacron) T54-S-767, vorgewaschen) wird in einem
Düsenfärbeapparat von Innenvolumen
=1200 ml mit 600 ml einer wäßrigen Färbeflotte folgender Zusammensetzung:
5% (bezogen auf das Substrat) C. I. Disperse Red 167
1 g/l mit 30 Mol Äthylenoxyd äthoxyliertes Fettalkoholgemisch C16-18 mit Jodzahl = 55 (Egalisiermittel)
1 g/l Türkischrotöl (Dispergiermittel)
2 g/l Ammoniumsulfat
Ameisensäure bis auf pH 5 und
0,65 g/l schaumhemmendes Mittel gemäß Beispielen
1 g/l mit 30 Mol Äthylenoxyd äthoxyliertes Fettalkoholgemisch C16-18 mit Jodzahl = 55 (Egalisiermittel)
1 g/l Türkischrotöl (Dispergiermittel)
2 g/l Ammoniumsulfat
Ameisensäure bis auf pH 5 und
0,65 g/l schaumhemmendes Mittel gemäß Beispielen
im Flottenverhältnis 1 : 20 bei einer Flottenumwälzung von 1,5 l/min unter
folgender Temperatureinhaltung gefärbt: im Verlaufe von 30 min wird von
30 auf 130° erhitzt, beim Erreichen von 80° wird der Apparat verschlossen
und durch Einblasen von Luft wird ein Überdruck von 1 bar eingestellt,
nach Erreichen von 130° wird 60 min bei dieser Temperatur weitergefärbt,
dann wird abgekühlt und, beim Erreichen von 85° in der
Abkühlphase, wird der Druck abgelassen.
Es werden die schaumhemmenden Mittel der Beispiele 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9, 10, 11 und 12 jeweils eingesetzt und es wird auch ein Blindversuch
(d. h. ohne schaumhemmendes Mittel) durchgeführt. Im Vergleich zum
Blindversuch ist die Schaumbildung in Anwesenheit der schaumhemmenden
Mittel bedeutend niedriger.
Man verfärbt wie im Beispiel A beschrieben, wobei die Färbeflotte aber
kein zusätzliches Dispergiermittel, sondern nur 0,5 g/l des Egalisiermittels,
enthält und anstelle der Produkte gemäß Beispielen 1-12 diejenigen
der jeweiligen Beispiele 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22
und 23 eingesetzt werden und auch ein Blindversuch durchgeführt wird.
Das Flottenverhältnis ist 1 : 25 und die Umwälzung 1.9 l/min. Die Temperaturführung
ist wie folgt: Es wird im Verlaufe von 50 min von 30°C auf
130°C erhitzt, beim Erreichen von 80°C wird der Apparat verschlossen und
es wird durch Einblasen von Luft ein Überdruck von 1 bar eingestellt,
nach Erreichen von 130°C wird 30 min bei dieser Temperatur weitergefärbt,
dann wird abgekühlt und beim Erreichen von 85°C in der Abkühlphase wird
der Druck abgelassen. Im Vergleich zum Blindversuch ist die Schaumbildung
in Gegenwart der Produkte der Beispiele 13-23 viel niedriger.
Baumwolle-Cretonne wird in dem Düsenfärbeapparat von Beispiel A mit
600 ml einer wäßrigen Färbeflotte folgender Zusammensetzung:
10% (bezogen auf Substrat) C. I. Reactive Blue 116
60 g/l Glaubersalz
20 g/l Soda und
0,75 g/l schaumhemmendes Mittel gemäß Beispiel 19
60 g/l Glaubersalz
20 g/l Soda und
0,75 g/l schaumhemmendes Mittel gemäß Beispiel 19
im Flottenverhältnis 1 : 20 bei einer Flottenumwälzung von 1,5 l/min und
folgender Temperaturführung gefärbt: es wird im Verlaufe von 30 min von
30 auf 60°C erhitzt; nach Erreichen von 60°C wird 60 min bei dieser Temperatur
weitergefärbt; dann wird auf 40°C abgekühlt.
Im Vergleich zum Blindversuch ist die Schaumbildung in Anwesenheit des
schaumhemmenden Mittels bedeutend niedriger.
Wollgabardine wird in dem Düsenfärbeapparat von Beispiel A mit 600 ml
einer wäßrigen Färbeflotte folgender Zusammensetzung
1,0% (bezogen auf Substrat) C. I. Acid Black 52
0,5 g/l Egalisiermittel wie im Applikationsbeispiel A
10,0% (bezogen auf Substrat) Schwefelsäure konz. und
0,5 g/l schaumhemmendes Mittel gemäß Beispiel 19
0,5 g/l Egalisiermittel wie im Applikationsbeispiel A
10,0% (bezogen auf Substrat) Schwefelsäure konz. und
0,5 g/l schaumhemmendes Mittel gemäß Beispiel 19
im Flottenverhältnis 1 : 20 bei einer Flottenumwälzung von 1,5 l/min und
folgender Temperaturführung gefärbt: es wird im Verlaufe von 30 min von
30 auf 98°C erhitzt, nach Erreichen von 98°C wird 60 min bei dieser Temperatur
weitergefärbt, dann wird auf 40°C abgekühlt.
Im Vergleich zum Blindversuch ist die Schaumbildung in Anwesenheit des
schaumhemmenden Mittels bedeutend niedriger.
Die Eignung des Produktes von Beispiel 19 als Schaumverhinderungsmittel
für Papierstreichpasten wird mit dem in "Wochenblatt für Papierfabrikation",
104, S. 117-118 (1976), Nr. 3 (H. Pummer) beschriebenen Gerät geprüft.
Zusammensetzung der Streichpaste:
26,73% Kaolin
0,05% Natriumtripolyphosphat
0,01% Na-polyacrylat
0,03% Ätznatron
5,35% Dow-Latex 620
67,83% Wasser.
0,05% Natriumtripolyphosphat
0,01% Na-polyacrylat
0,03% Ätznatron
5,35% Dow-Latex 620
67,83% Wasser.
Es werden 0,02% Antischaummittel (auf das Kaolin bezogen) zugefügt.
Im Vergleich zum Blindversuch ohne Entschäumerzugabe ist die Schaumbildung
der Streichpaste in Anwesenheit des schaumhemmenden Mittels bedeutend
niedriger.
Durch den Zusatz des Produktes von Beispiel 19 zu der zu starkem Schäumen
neigenden Färbeflotte wird auf dem für starke Schaumentwicklung
bekannten und gegenüber Schaum sehr empfindlichen Färbeapparat unter den
geprüften Bedingungen die Bildung von Schaum vollständig verhindert.
Färbeapparat
Gaston County Mini-Jet:
Fassungsvermögen:
ca. 650 l Flotte, max. 30 kg Substrat max. Heizleistung: bis 110°C, ca. 3°/min über 110°C ca. 1° bis 0,5°C/min max. Temperatur 127°C
Gaston County Mini-Jet:
Fassungsvermögen:
ca. 650 l Flotte, max. 30 kg Substrat max. Heizleistung: bis 110°C, ca. 3°/min über 110°C ca. 1° bis 0,5°C/min max. Temperatur 127°C
Substrat und Flotte:
Polyester, vorgewaschen und vorfixiert, 17 kg = 260 m, 450 l enthärtetes Wasser = Flottenverhältnis 1 : 26, Warengeschwindigkeit = 75 m/min
Polyester, vorgewaschen und vorfixiert, 17 kg = 260 m, 450 l enthärtetes Wasser = Flottenverhältnis 1 : 26, Warengeschwindigkeit = 75 m/min
Färben unter Zusatz von Entschäumer (Produkt von Beispiel 19)
Farbstoff:
0,95% C. I. Disperse Red 167
Farbstoff:
0,95% C. I. Disperse Red 167
Zusätze:
1 g/l mit 30 Mol Äthylenoxid äthoxyliertes Fettalkoholgemisch C16-18 mit Jodzahl = 55 (Egalisiermittel)
1 g/l Türkischrotöl (Dispergiermittel)
2 g/l Ammoniumsulfat
200 ml Ameisensäure (pH = 5,0)
0,65 g/l Produkt gemäß Beispiel 19
1 g/l mit 30 Mol Äthylenoxid äthoxyliertes Fettalkoholgemisch C16-18 mit Jodzahl = 55 (Egalisiermittel)
1 g/l Türkischrotöl (Dispergiermittel)
2 g/l Ammoniumsulfat
200 ml Ameisensäure (pH = 5,0)
0,65 g/l Produkt gemäß Beispiel 19
Färbeverlauf
von 60°C bis 126°C 2 Stunden
bei 126°C 30 Minuten
von 126°C auf 60°C 30 Minuten
von 60°C bis 126°C 2 Stunden
bei 126°C 30 Minuten
von 126°C auf 60°C 30 Minuten
Während der ganzen Prozeßdauer wurde kein Schaum beobachtet. Bei der
anschließenden Beurteilung der gefärbten Ware auf dem Schautisch konnten
keine auf den Entschäumer zurückzuführenden Flecke oder Unegalitäten
festgestellt werden.
Bei Einsatzmengen von 0,2 g/l des Produktes von Beispiel 25 wird während
des ganzen Versuches kein störender Schaum beobachtet.
Maschine:
Then-Softflow, ausgerüstet mit programmierbarer Zeit-Temperatursteuerung, Flottenverhältnis 1:15, 2 Umläufe/min.
Then-Softflow, ausgerüstet mit programmierbarer Zeit-Temperatursteuerung, Flottenverhältnis 1:15, 2 Umläufe/min.
Material:
glatte Rundstrickware, 130 g/m² aus Tergal, 110 dtex, 30 Z 15, 9,1 kg
glatte Rundstrickware, 130 g/m² aus Tergal, 110 dtex, 30 Z 15, 9,1 kg
Wasser:
Stadtwasser, ca. 5° dH
Stadtwasser, ca. 5° dH
Färben:
Nach dem Füllen der Maschine mit dem Substrat und kaltem Wasser werden während des Aufheizens auf 50°C in folgender Reihenfolge zugegeben:
0,2 g/l Produkt von Beispiel 25
2 g/l Mononatriumphosphat
1,4 g/l Produkt hergestellt gemäß Beispiel 14 von der DE-OS 27 49 705
1,0 g/l Türkischrotöl
Nach dem Füllen der Maschine mit dem Substrat und kaltem Wasser werden während des Aufheizens auf 50°C in folgender Reihenfolge zugegeben:
0,2 g/l Produkt von Beispiel 25
2 g/l Mononatriumphosphat
1,4 g/l Produkt hergestellt gemäß Beispiel 14 von der DE-OS 27 49 705
1,0 g/l Türkischrotöl
Nach Erreichen von 50°C werden 0,05% C. I. Disperse Orange
30 zugegeben und der pH mit Essigsäure auf 5,2 eingestellt.
Aufheizschema
Abkühlen auf 50° und Bad ablassen, 1mal kalt spülen.
Während des gesamten Färbezyklus ist keinerlei Schaum zu beobachten.
Man verfährt wie in den Applikationsbeispielen A-E beschrieben, verwendet
aber anstelle der dort eingesetzten schaumhemmenden Produkte das
Produkt gemäß Beispiel 25.
Auf analoge Weise wie das Produkt von Beispiel 25 werden auch die
Produkte der Beispiele 26, 27, 28, 34, 35, 36, 39 und 42 in den
Applikationsbeispielen A-G eingesetzt.
Claims (16)
1. Schaumhemmende silikonfreie Mittel, gekennzeichnet durch einen
Gehalt an
- a) Verbindungen der allgemeinen Formel I
R₁-CO-NH-A-NH-CO-R₂ (I),worin
R₁ und R₂ jeweils einen durch Hydroxy substituierten oder unsubstituierten aliphatischen oder araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit je 7-30 Kohlenstoffatomen, und
A eine Kohlenwasserstoffbrücke mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen
bedeuten, - b) paraffinischem Wachs,
- c) hydrophober Kieselsäure und
- d) silikonfreiem, mit Wasser nicht mischbarem, bei 20°C flüssigem und einen Siedepunkt von mindestens 100°C aufweisendem Öl,
wobei die Komponenten a) und b) im Öl d) gelöst und/oder dispergiert
sind und die Komponente c) im Öl d) suspendiert ist.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es, zusätzlich zu a), b), c) und d),
e) Emulgator enthält.
3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es, zusätzlich
zu a), b), c), d) und e),
f) Wasser enthält.
4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
d) ein natürliches oder synthetisches Kohlenwasserstofföl und/oder ein
pflanzliches und/oder tierisches Öl ist.
5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß d) ein natürliches, pflanzliches oder tierisches Öl d₂) enthält.
6. Mittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Öl d) eine Kombination von Ölen d₁) und d₂) ist, wobei
- d₁) ein natürliches Kohlenwasserstofföl und
- d₂) ein natürliches pflanzliches und/oder tierisches Öl ist.
7. Mittel gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß e) eine Kombination von Emulgatoren e₁) und e₂) ist, wobei
- e₁) ein nicht-ionogener Emulgator und
- e₂) ein anionaktiver Emulgator ist und das Gewichtsverhältnis e₁)/e₂) zwischen 0,5 und 20 liegt.
8. Mittel gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß e₂) ein
sulfoniertes Mineralöl ist.
9. Mittel gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß e₁)
ein Polyäthylenglykolmono- und/oder -diester ist.
10. Mittel nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß es
- e₃) ein hydrophiles Tensid enthält.
11. Mittel nach Ansprüchen 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß
e₁) einen HLB-Wert im Bereich von 12 (vorzugsweise 10) aufweist,
e₂) lipophil ist und e₃) einen HLB-Wert im Bereich von 10,5 bis 20
aufweist.
12. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungen a) Bisamide der allgemeinen Formel (III)
sind, worin
R₃′ jeweils Alkyl oder Alkenyl mit 11 bis 27 Kohlenstoffatomen, das gegebenenfalls eine Hydroxygruppe als Substituenten tragen kann, und
n′ 1 bis 6
bedeuten.
R₃′ jeweils Alkyl oder Alkenyl mit 11 bis 27 Kohlenstoffatomen, das gegebenenfalls eine Hydroxygruppe als Substituenten tragen kann, und
n′ 1 bis 6
bedeuten.
13. Verfahren zur Herstellung eines Mittels gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine Lösung oder Dispersion von a) in d),
eine Lösung oder Dispersion von b) in d), und c) miteinander vermischt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man eine
Dispersion von a) in einem Öl d) und eine Dispersion von b) in einem
Öl d) miteinander, mit c) und mit e) vermischt.
15. Verwendung des Mittels gemäß Anspruch 1 als Schaumhemmer in wäßrigen
Textilmaterialbehandlungsflotten, oder bei der Herstellung
und/oder Beschichtung von Papier.
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DE3213019 | 1982-04-07 | ||
DE3242202A DE3242202C3 (de) | 1981-11-25 | 1982-11-15 | Schaumhemmende silikonfreie Mittel, deren Herstellung und Verwendung |
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Publication Number | Publication Date |
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D4 | Patent maintained restricted | ||
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