ES2227002T3 - Proceso para la preparacion de emulsiones de poliorganosiloxanos. - Google Patents
Proceso para la preparacion de emulsiones de poliorganosiloxanos.Info
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Abstract
Proceso para la preparación de emulsiones de poliorganosiloxanos, caracterizado por a) formulación de una mezcla a base de: 5 a 50% en peso de poliorganosiloxanos que contienen opcionalmente sólidos hidrófobos, 0 a 20% en peso de aceite orgánico, 0, 5 a 10% en peso de uno o más emulsionantes no iónicos o aniónicos, 40 a 95% en peso de agua y opcionalmente espesantes, coloides protectores y/o adyuvantes de conservación, b) paso y dispersión de esta mezcla a y en al menos una cámara de interacción con un espesor capilar de 100 a 500 µm en un intervalo de presión de 100 a 1000 bar y c) expansión de esta mezcla en un depósito de salida, donde los tamaños medios de las gotitas son 0, 5 a 100 µm.
Description
Proceso para la preparación de emulsiones de
poliorganosiloxanos.
La invención se refiere a un proceso para la
preparación de emulsiones de poliorganosiloxanos, cuya fase interna
contiene el agente activo poliorganosiloxano y cuya fase externa
contiene un emulsionante o una mezcla de emulsionantes y
opcionalmente un coloide protector estabilizador de la emulsión
disuelto o dispersado, la emulsión de poliorganosiloxano así
obtenida y particularmente la utilización como antiespumantes de
las macroemulsiones así preparadas.
De acuerdo con la técnica anterior (DE 28 29 906
A, DE 42 37 754 A) las emulsiones antiespumantes conocidas son
macroemulsiones cuya fase dispersa contiene partículas con tamaño
medio de partícula hasta 100 \mum. En ellas, la fase interna está
constituida por el agente activo antiespumante o contiene el mismo
en un medio de soporte tal como por ejemplo un disolvente.
La utilización de poliorganosiloxanos, por
ejemplo en forma de aceites de silicona o copolímeros
poliétersiloxano como aceites antiespumantes es conocida (US
3.763.021 A, US 5.804.099 A). En este caso, pueden estar contenidos
sólidos finamente divididos en los aceites, los cuales refuerzan la
acción antiespumante. Ejemplo de un sólido apropiado finamente
dividido de este tipo es la sílice altamente dispersada, obtenida la
mayoría de las veces por pirólisis, que puede estar hidrofobizada
por tratamiento con compuestos orgánicos de silicio (R.E.
Patterson, Coll. and Surfaces A, 74, 115 (1993)).
La utilización de estos poliorganosiloxanos es
particularmente preferible en forma de sus emulsiones aceite/agua,
porque dependiendo de la mecánica de agitación y homogeneización
seleccionada se hace posible un preajuste del tamaño de partícula
de las gotitas de aceite antiespumante. Esta distribución puede
transmitirse con sólo un pequeño aporte de fuerza de cizallamiento
al sistema a desespumar. La distribución de tamaños de partícula
correspondiente es decisiva para la característica del antiespumante
en el sistema a desespumar. Asimismo, teniendo en cuenta la
facilidad de dosificación, es claramente preferible la utilización
de emulsiones aceite/agua frente a los agentes activos puros.
Sin embargo, para la preparación de tales
emulsiones aceite/agua son necesarios en muchos casos procesos
complejos de varias etapas, siendo además particularmente
insatisfactorias en muchos casos las calidades de producto
resultantes de estas macroemulsiones.
Las emulsiones de poliorganosiloxano de este tipo
tienden por ejemplo a sedimentación y coalescencia debido a sus
partículas relativamente grandes en la fase dispersa. Por esta
razón, los perfiles de propiedades (actividad, tendencia a defectos
de superficie) de tales emulsiones antiespumantes son
particularmente fluctuantes y variables con el tiempo, lo que
conduce una y otra vez a problemas de aplicación. Ciertamente, es
posible contrarrestar este efecto con ayuda de coloides protectores
por aumento de la viscosidad. Sin embargo, en muchos casos las
estabilidades al calor y a la agitación son insatisfactorias.
Tampoco han faltado intentos de mejorar estas propiedades mediante
contenidos más altos de emulsionante. Ahora bien, como es familiar
para los expertos, con el contenido creciente de emulsionante la
eficacia de los antiespumantes disminuye drásticamente a lo largo
del tiempo.
Hasta la fecha se ha descrito un proceso de
dispersión basado en la conexión en serie de mezclas de productos
para la preparación de colorantes para impresoras de chorro de
tinta (US 5.168.022 A, US 5.026.427 A) o dispersiones de polvos
magnéticos (US 5.927.852 A).
Un principio análogo es conocido para la
preparación de microemulsiones (todas las gotitas < 1 \mum)
(US 4.908.154 A). Sin embargo, en este caso la corriente de
producto se divide en dos partes, se modifica su dirección, se hace
chocar consigo misma en un proceso en contracorriente y confluye de
nuevo posteriormente en una sola corriente.
La preparación de emulsiones de
poliorganosiloxanos por medio de este proceso no se conoce.
Así pues, la presente invención tiene como
objetivo preparar emulsiones de poliorganosiloxanos que son estables
a la coalescencia y la sedimentación frente a los esfuerzos
térmicos y de agitación, tienen un contenido bajo de emulsionante,
poseen propiedades antiespumantes satisfactorias, y mantienen este
comportamiento a largo plazo.
Sorprendentemente, este objetivo subyacente de la
invención se resuelve empleando el proceso siguiente para la
preparación de las emulsiones de poliorganosiloxanos:
- a)
- formulación de una mezcla a base de:
- 5 a 50% en peso de poliorganosiloxanos que contienen opcionalmente sólidos hidrófobos,
- 0 a 20% en peso de aceite orgánico,
- 0,5 a 10% en peso de uno o más emulsionantes no iónicos o aniónicos,
- 40 a 95% en peso de agua y
- opcionalmente espesantes, coloides protectores y/o adyuvantes de conservación,
- b)
- paso y dispersión de esta mezcla a y en al menos una cámara de interacción con un espesor capilar de 100 a 500 \mum en un intervalo de presión de 100 a 1000 bar y
- c)
- expansión de esta mezcla en un depósito de salida, donde los tamaños medios de las gotitas son 0,5 a 100 \mum.
Sorprendentemente, las estabilidades de emulsión
de las emulsiones de poliorganosiloxano aceite/agua preparadas de
acuerdo con la invención están significativamente mejoradas en
comparación con las emulsiones preparadas conforme a los métodos
convencionales (homogeneizador de alta presión, sistemas rotor-
estátor, molinos coloidales, etcétera), pudiendo prepararse
respectivamente emulsiones con requerimiento significativamente
menor de emulsionante y por consiguiente con un perfil de
propiedades mejorado. Para ello, la formulación a base de
poliorgano-siloxano, uno o más emulsionantes, agua y
opcionalmente otros aditivos, se hace pasar a una presión de 100 a
1000 bar, preferiblemente 100 a 600 bar, y de modo particularmente
preferido 150 a 450 bar a través de uno o varios microcanales con
espesores capilares de 100 a 500 \mum, idealmente de 200 a 400
\mum. En este contexto, dichos microcanales capilares se
caracterizan preferiblemente porque los mismos están doblados al
menos en un punto, a fin de que la corriente de producto cambie de
dirección. Después de la expansión y recogida de la emulsión de
poliorganosiloxano, se obtiene un producto que se caracteriza por
tamaños medios de gotita de 0,5 a 100 \mum.
La idoneidad ventajosa del proceso
correspondiente a la invención para la preparación de estas
emulsiones de poliorganosiloxanos macrodispersas es por tanto
sumamente sorprendente.
Emulsiones de poliorganosiloxanos de este tipo
pueden encontrar aplicación no sólo como antiespumantes, sino que
son apropiadas también como agentes de desmoldeo o agentes
protectores de construcciones.
Las emulsiones antiespumantes que se preparan de
acuerdo con la invención pueden utilizarse de manera conocida en sí
misma, entre otras cosas para el desespumado de soluciones de
agentes tensioactivos, concentrados de agentes tensioactivos,
látex, dispersiones de acrilato puras (por ejemplo para
revestimientos de papeles, adhesivos, pinturas en dispersión),
barnices y tintas de imprenta acuosas.
Como emulsionantes, las emulsiones de
poliorganosiloxanos preparadas según el proceso correspondiente a
la invención y que pueden emplearse de acuerdo con la invención
contienen uno o más emulsionantes no iónicos o aniónicos. Ejemplos
de emulsionantes no iónicos son los ésteres de ácidos grasos de
alcoholes polivalentes, sus derivados de polialquilenglicol, los
derivados de poliglicol de ácidos grasos y alcoholes grasos,
etoxilatos de alquilfenoles y copolímeros de bloques a base de óxido
de etileno y óxido de propileno, aminas etoxiladas, óxidos de
aminas, agentes tensioactivos de acetilendioles y agentes
tensioactivos de silicona. Preferiblemente se utilizan derivados de
etoxilación de materias primas químicas grasas. Son particularmente
preferidos derivados no iónicos de oleílo y
estearilo.
estearilo.
Ejemplos de emulsionantes aniónicos son
sulfosuccinatos de dialquilo (Emcol® 4500), alquiletersulfatos y
-fos-
fatos, sulfatos de alquilo (Witcolate® D5-10) y alfa-olefinsulfonatos (Witconate® AOS). Pueden mencionarse también emulsionantes copolímeros de bloques específicos, como los descritos en el documento DE 198 36 253 A.
fatos, sulfatos de alquilo (Witcolate® D5-10) y alfa-olefinsulfonatos (Witconate® AOS). Pueden mencionarse también emulsionantes copolímeros de bloques específicos, como los descritos en el documento DE 198 36 253 A.
Coloides protectores y espesantes ilustrativos
son derivados de celulosa tales como metilcelulosa,
carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, y
adicionalmente polímeros sintéticos tales como poli(alcohol
vinílico), poliacrilatos y copolímeros de anhídrido del ácido
maleico (US 4.499.233 A, US 5.023.309 A) o especialmente
poliuretanos, lineales y ramificados (US 4.079.028 A, US 4.155.892
A), poliureas, polieterpolioles (US 4.288.639 A, US 4.354.956 A, US
4.904.466 A) y polímeros biosintéticos como por ejemplo goma de
xantano.
Ejemplos de sólidos inorgánicos son sílice
opcionalmente hidrofobizada, óxido de aluminio, carbonatos
alcalinotérreos o sólidos finamente divididos análogos conocidos y
habituales en la técnica anterior. Como sustancias orgánicas
finamente divididas pueden emplearse a este objeto sales
alcalinotérreas conocidas de ácidos grasos de cadena larga con 12 a
22 átomos de carbono, las amidas de estos ácidos grasos, y
poliureas.
Las emulsiones de poliorganosiloxanos que se
preparan de acuerdo con la invención se describen con carácter
ilustrativo en los ejemplos de realización. En ellos, las
formulaciones materiales corresponden a la técnica anterior, tal
como se describe por ejemplo la misma en los documentos DE 24 43
853 A, DE 38 07 247 A y DE 42 37 754 A.
A 74,55 partes de agua caliente a 60ºC se
añadieron 5 partes de una mezcla constituida por partes iguales de
triglicérido etoxilado (Atlas® G1300 de la firma ICI) y ácido graso
etoxilado (Brij® 72 de la firma ICI). En esta mezcla caliente se
espolvorearon a continuación 0,25 partes de una poliacrilamida
aniónica (Praestol® de la firma Stockhausen). Se dejó la mezcla en
agitación durante 10 minutos y se añadieron 20 partes de un
organosiloxano (Tego® Glide B1484 de la firma Tego) que contenía
SiO_{2} (5 partes Sipernat® D10 de la firma Degussa), que tenía
una viscosidad de 800 mPas y un peso molecular medio de 8500 g/mol.
Después de agitación durante 10 minutos más, la mezcla se bombeó a
300 bar a través de dos cámaras de interacción conectadas en serie,
en las cuales el espesor capilar de la primera cámara era 400 \mum
y el de la segunda cámara 200 \mum. A la salida, la mezcla se
enfrió por medio de un refrigerante de placas a una temperatura
inferior a 30ºC. Se formó una emulsión, que no presentaba
segregación alguna, tanto sin diluir como diluida.
A 73,29 partes de agua caliente a 60ºC se
añadieron 5 partes de una mezcla constituida por partes iguales de
triglicérido etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1 y ácido graso
etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1. En esta mezcla caliente se
espolvorearon a continuación 0,16 partes de la poliacrilamida de
acuerdo con el Ejemplo 1 y 1,35 partes de un poliuretano lineal
dispersable en agua (Coatex® BR 910 de la firma Coatex). Se dejó
agitar la mezcla durante 10 minutos y se añadieron 16,00 partes del
organosiloxano que contenía SiO_{2} de acuerdo con el Ejemplo 1 y
4,00 partes de un polialquilenglicoléter (Arcol® 2000N de la firma
Lyondell) con un PM de aprox. 2000 g/mol. Después de agitación
durante 10 minutos más, la mezcla se bombeó a 150 bar a través de
una cámara de interacción, cuyo espesor capilar era 400 \mum. A
la salida, la mezcla se enfrió por medio de un refrigerante de
placas a una temperatura inferior a 30ºC. Se formó una emulsión,
que no presentaba segregación alguna, tanto sin diluir como
diluida.
A 74,55 partes de agua caliente a 70ºC se
añadieron 5 partes de una mezcla constituida por partes iguales de
triglicérido etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1 y ácido graso
etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1. En esta mezcla caliente se
espolvorearon a continuación 0,25 partes de la poliacrilamida de
acuerdo con el Ejemplo 1. Se dejó agitar la mezcla durante 10
minutos y se añadieron 20 partes de un organosiloxano (Tego®
Antifoam EH 7284-6 de la firma Goldschmidt), que
contenía SiO_{2} (5 partes de Sipernat® D10 de la firma Degussa)
que tenía una viscosidad de 1600 mPas y un peso molecular medio de
12000 g/mol. Después de 10 minutos de agitación adicionales, la
mezcla se bombeó a 250 bar a través de dos cámaras de interacción
conectadas en serie, siendo el espesor capilar de la primera cámara
400 \mum y el de la segunda cámara 200 \mum. A la salida, la
mezcla se enfrió por medio de un refrigerante de placas a una
temperatura inferior a 30ºC. Se formó una emulsión, que no
presentaba segregación alguna tanto sin diluir como diluida.
A 74,55 partes de agua caliente a 70ºC se
añadieron 3 partes de una mezcla constituida por partes iguales de
triglicérido etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1 y ácido graso
etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1. En esta mezcla caliente se
espolvorearon a continuación 0,25 partes de la poliacrilamida de
acuerdo con el Ejemplo 1. Se dejó en agitación la mezcla durante 10
minutos y se añadieron a la misma 20 partes de un organosiloxano que
contenía SiO_{2} de acuerdo con el Ejemplo 3. Después de 10
minutos de agitación adicionales, la mezcla se bombeó a 150 bar a
través de dos cámaras de interacción conectadas en serie, siendo el
espesor capilar de la primera cámara 400 \mum y el de la segunda
cámara 200 \mum. A la salida, la mezcla se enfrió por medio de un
refrigerante de placas a una temperatura inferior a 30ºC. Se formó
una emulsión, que no presentaba segregación alguna tanto sin diluir
como
diluida.
diluida.
Ejemplo comparativo
1
A 10,00 partes de agua caliente a 60ºC se
añadieron 5,00 partes de una mezcla constituida por partes iguales
de triglicérido etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1 y ácido graso
etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1, y se agitó durante 10 minutos
con una turbina a una velocidad periférica de 6 m/s. En esta mezcla
caliente se incorporaron 20 partes del organosiloxano que contenía
SiO_{2} de acuerdo con el Ejemplo 1 en el transcurso de 5
minutos. Después de 10 minutos más de agitación a 6 m/s, se
añadieron, con enfriamiento, 50,00 partes de la solución de
poliacrilamida al 0,5% de acuerdo con el Ejemplo 1. Después de ello
se realizó la adición de 10,00 partes de agua. El todo se agitó
hasta alcanzar una temperatura inferior a 30ºC, pero al menos
durante 10 minutos. Después de ello, la mezcla se bombeó a 50 bar a
través de un homogeneizador de rendija. Se formó una emulsión, que
no presentaba segregación alguna tanto sin diluir como diluida.
Ejemplo comparativo
2
A 10,00 partes de agua caliente a 60ºC se
añadieron 5,00 partes de una mezcla constituida por partes iguales
de triglicérido etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1 y ácido graso
etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1, y se agitó durante 10 minutos
con una turbina a una velocidad periférica de 6 m/s. En esta mezcla
caliente se espolvorearon luego 16,00 partes del organosiloxano que
contenía SiO_{2} de acuerdo con el Ejemplo 1 y 4,00 partes del
polialquilenglicoléter de acuerdo con el Ejemplo 2. Después de 10
minutos adicionales de agitación a 6 m/s, se añadieron, con
refrigeración, 32,00 partes de la solución de poliacrilamida al
0,5% de acuerdo con el Ejemplo 1 y 30,00 partes de una mezcla al
4,5% de un poliuretano lineal dispersable en agua de acuerdo con el
Ejemplo 2. Se agitó El todo hasta alcanzar una temperatura inferior
a 30ºC, pero al menos durante 10 minutos. Después de ello, se
bombeó la mezcla a 50 bar a través de un homogeneizador de rendija.
Se formó una emulsión, que tanto sin diluir como diluida no
presentaba segregación alguna.
Ejemplo comparativo
3
A 10,00 partes de agua caliente a 60ºC se
añadieron 5,00 partes de una mezcla constituida por partes iguales
de triglicérido etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1 y ácido graso
etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1, y se agitó durante 10 minutos
con una turbina a una velocidad periférica de 6 m/s. En esta mezcla
caliente se espolvorearon 20 partes del organosiloxano que contenía
SiO_{2} de acuerdo con el Ejemplo 3 en el transcurso de 5
minutos. Después de 10 minutos más de agitación a 6 m/s, se
añadieron, con refrigeración, 50,00 partes de la solución de
poliacrilamida al 0,5% de acuerdo con el Ejemplo 1. Se realizó
luego la adición de 10,00 partes de agua. El todo se agitó hasta
alcanzar una temperatura inferior a 30ºC, pero al menos durante 10
minutos. Después de ello, la mezcla se bombeó a 50 bar a través de
un homogeneizador de rendija. Se formó una emulsión, que no
presentaba segregación alguna tanto sin diluir como diluida.
Ejemplo comparativo
4
A 10,00 partes de agua caliente a 60ºC se
añadieron 3,00 partes de una mezcla constituida por partes iguales
de triglicérido etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1 y ácido graso
etoxilado de acuerdo con el Ejemplo 1, y se agitó durante 10 minutos
con una turbina a una velocidad periférica de 6 m/s. En esta mezcla
caliente se espolvorearon 20 partes del organosiloxano que contenía
SiO_{2} de acuerdo con el Ejemplo 2 en el transcurso de 5
minutos. Después de 10 minutos más de agitación a 6 m/s, se
añadieron, con enfriamiento, 50,00 partes de la solución de
poliacrilamida al 0,5% de acuerdo con el Ejemplo 1. Se realizó
posteriormente la adición de 10,00 partes de agua. El todo se agitó
hasta alcanzar una temperatura inferior a 30ºC, pero al menos
durante 10 minutos. Después de ello se bombeó la mezcla a 50 bar a
través de un homogeneizador de rendija. Se formó una emulsión que,
sin diluir, exhibía ligeras segregaciones del agente activo, y en
estado diluido fuertes segregaciones del mismo.
Las distribuciones de partículas de los Ejemplos
1 a 4 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4 se midieron por medio de un
equipo Coulter LS 230.
Debido a la inestabilidad del producto, no fue
posible una determinación del tamaño de partícula de la emulsión
comparativa 4.
Las emulsiones antiespumantes a preparar de
acuerdo con la invención exhibían particularmente las propiedades
técnicas de aplicación mejoradas siguientes:
En un vaso de precipitados de 250 ml se pesaron 5
g de emulsión antiespumante en una balanza.
La emulsión se dispersó a continuación
rápidamente con adición de 45 ml de agua desionizada por volteo del
vaso de precipitados hasta la distribución completa.
Inmediatamente después de la dilución, se realizó
la evaluación conforme a la calificación siguiente:
| Calificación: | Evaluación de las superficies de la dispersión: |
| 1 | Ausencia de segregaciones |
| 2 | Película de aceite muy delgada (anillo de Newton) |
| 3 | Película de aceite delgada |
| 4 | Pequeñas gotas de aceite y película de aceite delgada |
| 5 | Gotas de aceite y segregación |
| 6 | Gotas de aceite mayores y segregación fuerte |
| Producto | Calificación de la dilución |
| Ejemplo 1 | 1 |
| Ejemplo 2 | 1 |
| Ejemplo 3 | 1 |
| Ejemplo 4 | 1 |
| Compar. 1 | 2 |
| Compar. 2 | 2 |
| Compar. 3 | 3 |
| Compar. 4 | 6 |
Un matraz de 100 ml para polvos se llenó hasta un
80% con la emulsión a estudiar, se cerró con tapón roscado y se
agitó en una máquina de sacudidas con una inclinación de 30 mm y
una frecuencia de 300 min^{-1}. Las emulsiones se comprobaron
visualmente de hora en hora en cuanto a su estabilidad. Después de 8
horas como máximo se interrumpió el ensayo.
\vskip1.000000\baselineskip
Las emulsiones preparadas en los Ejemplos 1 a 4 y
Ejemplos Comparativos 1 a 3 se investigaron en lo referente a la
estabilidad a la congelación, para lo cual las emulsiones se
congelaron a -15ºC y se descongelaron luego a la temperatura
ambiente. Esta congelación se realizó 3 veces una tras otra. Las
emulsiones se diluyeron subsiguientemente con agua desionizada y se
calificaron luego.
En la determinación de la estabilidad al calor se
realizó un almacenamiento de 2 semanas de las emulsiones a 50ºC.
Después del enfriamiento, las muestras se diluyeron con agua
desionizada y se evaluaron luego.
Exclusivamente la comparación de estabilidad de
la emulsión 4 y de la emulsión comparativa 4 ilustró que, según el
proceso correspondiente a la invención, la preparación de esta
emulsión se hacía posible incluso con menor requerimiento de
emulsionante con un comportamiento de estabilidad claramente
mejorado.
Para la comprobación de la estabilidad en los
concentrados tensioactivos, se mezcló el concentrado tensioactivo
Marlosol® 013/50 (Hüls AG) con 1% de emulsión de antiespumante. Esta
mezcla se diluyó luego con agua desionizada hasta 1% y se comprobó
en un ensayo en corriente de gas. En el ensayo en corriente de gas,
se gasificó 1 litro de dilución en una probeta graduada de dos
litros, por medio de una frita de porosidad D 1, con seis litros de
aire/minuto. Se midió el tiempo hasta que se había formado 1 litro
de espuma. A fin de comprobar la disminución de eficacia, que se
producía por almacenamiento de la mezcla tensioactivo/antiespumante,
el ensayo se repitió después de cuatro semanas de
almacenamiento.
Para la comprobación de las propiedades técnicas
de aplicación, se formuló un barniz de imprenta conforme a la
formulación siguiente, en el cual los datos cuantitativos se
expresan en tanto por ciento en peso.
\newpage
| Joncryl® 74 | 50,5 | Dispersión de acrilato/Johnson Polymer | |
| Joncryl® 680 Lsg.* | 23,1 | ||
| Jonwax® 35 | 7,2 | Emulsión polietileno-cera/Johnson Polymer | |
| Agua, desmineralizada | 12,4 | ||
| Isopropanol | 2,9 | ||
| Solución de Zn | 2,9 | ||
| Emulsión antiespumante | 1,0 | ||
| \overline{100,0} |
| *Joncryl® 680 | 45,0 | Resina de acrilato/Johnson Polymer | |
| Amoniaco al 25% | 11,2 | ||
| Isopropanol | 10,0 | ||
| Agua, desmineralizada | 33,8 | ||
| \overline{100,0} |
Como último ingrediente de la formulación se
añadió la emulsión de antiespumante, realizándose la incorporación
por medio de un disco de molino de perlas durante 3 min a 1500
revoluciones/min.
50 g del barniz de imprenta acuoso se pesaron en
un vaso de precipitados de 150 ml y se sometieron a cizallamiento
durante 1 min a 2500 rev/min con un disco de disolvedor (3 cm de
diámetro). A continuación se pesaron 45 g en una probeta con pie y
se especificó la altura de espuma en ml.
El barniz de impresión acuoso se aplicó por medio
de una rasqueta espiral (12 \mum) en estado húmedo sobre una hoja
de PVC transparente. La película seca así aplicada se investigó
visualmente en cuanto a defectos de mojado de la misma. La
evaluación se realizó según una escala de 1 a 4, en la cual 1
describía una película exenta de defectos y 4 ponía de manifiesto
fuertes defectos de mojado.
| Ejemplo 1 | 48 ml/45 g | Calificación 1 |
| Ejemplo comparativo 5 | 50 ml/45 g | Calificación 3 |
Para la comprobación de propiedades técnicas de
aplicación adicionales, se seleccionó la formulación de pintura de
dispersión siguiente (datos cuantitativos en % en peso):
| Agua | 36,2 | ||
| Coatex® P50 | 0,4 | Coatex, dispersante | |
| Dispers 715 W | 0,1 | Tego, dispersante | |
| Mergal® K7 | 0,2 | Conservante | |
| Coatex® BR100 | 2,3 | Coatex, espesante de PU | |
| Calcidar® extra | 22,1 | Omya, carga | |
| Dióxido de titanio | 17,5 | ||
| Finntalk® M15 | 4,7 | ||
| NaOH, al 10% | 0,1 | ||
| Acronal® 290D | 16,2 | BASF, dispersión de acrilato de estireno | |
| Antiespumante | 0,2 |
Todos los ingredientes de la formulación se
emplearon en la forma suministrada. Como último ingrediente de la
formulación se añadió en cada caso la emulsión antiespumante
respectiva. En este caso, la incorporación se realizó durante 1
minuto a 1000 rev/min.
La eficacia se comprobó con ayuda del ensayo de
rodillos descrito a continuación.
El denominado ensayo de rodillos se aproximaba
relativamente a las condiciones prácticas, de tal modo que era
posible una buena diferenciación entre las diferentes formulaciones
antiespumantes incluso en lo referente a las concentraciones a
emplear.
En el ensayo de rodillos, se distribuyeron por
medio de un rodillo de espuma de poros abiertos 40 g de la pintura
de dispersión a investigar sobre una tarjeta de prueba no
absorbente con una superficie total de 500 cm^{2}. El rodillo de
espuma se mojó con agua antes de la aplicación de la pintura. Con
ello se garantizó que en todos los casos se había incorporado la
misma cantidad de agua adicional en la pintura cargada
inicialmente, y de este modo el tiempo de secado del barniz se
mantenía siempre constante. La aplicación de película húmeda
alcanzó aprox. 300 g/m^{2} de superficie. Después del secado de
la película durante 24 horas, los paneles de prueba se evaluaron en
lo referente a la macroespuma presente (número de ampollas en 100
cm^{2}), en lo referente a la microespuma presente (número de
picaduras por comparación con paneles de prueba que contenían
diferentes formadores de defectos muy acusados, escala de 1 (muy
satisfactorio) a 5 (deficiente, muchas picaduras) y en lo referente
a eventuales defectos de mojado.
Estos ensayos se repitieron con la pintura de
dispersión aditivada, que se almacenó durante 6 semanas a 50ºC.
Era evidente la superioridad de los
antiespumantes preparados según el proceso correspondiente a la
invención en lo referente a su eficiencia y particularmente en lo
referente a su actividad a largo plazo.
Como resulta manifiesto por los ejemplos técnicos
de aplicación que anteceden, las emulsiones antiespumantes
preparadas según el proceso correspondiente a la invención se
caracterizan por estabilidades de producto mejoradas tales como
estabilidades mejoradas a la agitación y al calor, lo que hace
posible por primera vez en muchos casos su transporte y la
utilización subsiguiente. Debido a la estabilización
fundamentalmente mejorada de estas macroemulsiones se obtiene
también en todos los casos una estabilidad mejorada a la dilución.
Asimismo, pueden prepararse emulsiones aisladas con requerimiento
reducido de emulsionante, lo cual limita al menos el uso de estos
agentes tensioactivos peligrosos en la mayoría de los casos desde
el punto de vista ecotoxicológico. En particular, se obtienen sin
embargo en sistemas de prueba de aplicación relevantes propiedades
claramente mejoradas en todos los aspectos.
Claims (10)
1. Proceso para la preparación de emulsiones de
poliorganosiloxanos, caracterizado por
- a)
- formulación de una mezcla a base de:
- 5 a 50% en peso de poliorganosiloxanos que contienen opcionalmente sólidos hidrófobos,
- 0 a 20% en peso de aceite orgánico,
- 0,5 a 10% en peso de uno o más emulsionantes no iónicos o aniónicos,
- 40 a 95% en peso de agua y
- opcionalmente espesantes, coloides protectores y/o adyuvantes de conservación,
- b)
- paso y dispersión de esta mezcla a y en al menos una cámara de interacción con un espesor capilar de 100 a 500 \mum en un intervalo de presión de 100 a 1000 bar y
- c)
- expansión de esta mezcla en un depósito de salida, donde los tamaños medios de las gotitas son 0,5 a 100 \mum.
2. Proceso según la reivindicación 1,
caracterizado porque se emplean para la dispersión dos
cámaras de interacción conectadas en serie.
3. Proceso según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se trabaja en un intervalo de presión
de 100 a 600 bar, particularmente 150 a 450 bar.
4. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los tamaños
medios de gotita se ajustan de 1 a 20 \mum.
5. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se emplean
microcanales con un espesor capilar de 200 a 400 \mum.
6. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se emplean
microcanales con un doblez de cambio de dirección.
7. Emulsiones de poliorganosiloxanos que se
obtienen según un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6.
8. Emulsiones de poliorganosiloxanos según la
reivindicación 7, caracterizadas porque comprenden
copolímeros
poliorganosiloxanos-polietersiloxanos.
9. Utilización de las emulsiones de
poliorganosiloxanos según la reivindicación 7 como antiespumantes,
agentes de desmoldeo o agentes para protección de
construcciones.
10. Utilización según la reivindicación 9 como
antiespumante, caracterizada porque como emulsionantes se
emplean emulsionantes polímeros que tienen un peso molecular medio
mayor que 1000 Dalton.
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