FR2467622A1

FR2467622A1 - Composition antimousse aqueuse fluide utilisable dans l'industrie du papier

Info

Publication number: FR2467622A1
Application number: FR8022253A
Authority: FR
Inventors: Francis J Boylan
Original assignee: Drew Chemical Corp
Current assignee: Drew Chemical Corp
Priority date: 1979-10-18
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1981-04-30
Also published as: CA1143245A; IT1133717B; DE3039393A1; GB2060599A; US4303549A; GB2060599B; IT8025433A0; DE3039393C2; FR2467622B1

Abstract

Une composition antimousse aqueuse fluide est constituée d'un alcool, d'un acide gras, d'un savon d'un acide gras et d'un agent tensioactif anionique et/ou non ionique empêchant la formation d'une masse gélifiée des solides et formant une dispersion fluide des solides dans l'eau, la teneur en solides étant d'au moins 5 % et de préférence d'au moins 20 % en poids; selon un mode de réalisation préféré, la composition contient un sel métallique soluble dans l'eau rendant hydrophobes les surfaces des solides; l'antimousse convient particulièrement bien pour abattre la mousse des pâtes alimentant les machines à papier.

Description

La présente invention concerne une composition anti-

mousse aqueuse fluide et plus particulièrement un antimousse très

utile dans l'industrie de la fabrication du papier.

Le brevet canadien no 534 604 décrit une composition antimousse solide particulièrement utile dans l'industrie de la fabrication du papier. Cette composition antimousse est constituée d'un alcool solide, d'un acide gras solide et d'un savon d'acide gras solide et pour utiliser ect antimousse on doit disperser le

solide dans de l'eau adoucie chaude au point d'application.

Dans de nombreux cas il serait préférable de disposer d'un antimousse sous une forme liquide fluide permettant le pompage direct de l'antimousse du stockage au point d'application. Lorsqu'on tente de disperser l'antimousse de l'art antérieur dans de l'eau à une concentration en matières solides économique pour la préparation et l'expédition, on constate qu'il se forme un gel épais ou une pâte empêchant le pompage de l'antimousse d'un réservoir de stockage au point d'utilisation, Par exemple lorsque la teneur en matières

solides est supérieure à environ 3 à 4%, il se forme une masse géli-

fiée qui empêche le pompage de l'antimousse.

L'invention concerne une composition antimousse aqueuse fluide qui est constituée de (a) de l'eau, (b) au moins un alcool, (c) au moins un acide gras, (d) un savon d'au moins un acide gras, les composants (b), (c) et (d) étant présents dans l'eau en une quantité efficace pour qu'on obtienne un effet antimousse et que la teneur des matières solides dispersées dans l'eau soit d'au moins %; et (e) d'un agent tensioactif qui est constitué d'au moins un agent tensioactif non ionique et/ou d'au moins un agent tensioactif anionique évitant la formation d'une masse gélifiée des matières solides et formant une dispersion fluide des matières solides dans

l'eau. Donc l'invention concerne un antimousse liquide efficace par-

ticulièrement utile dans l'industrie de la fabrication de papier,

que l'on peut préparer sous une forme liquide avec une teneur appro-

priée en matières solides et qui est fluide ce qui permet de stocker facilement la composition antimousse et de la pomper à la demande

dans un système aqueux.

Selon un mode de réalisation préféré, la composition a été traitée pour que les solides dispersés aient des surfaces hydrophobes. Selon le mode de réalisation préféré, on traite la composition pour donner aux matières solides dispersées (qui sont des particules de gel dispersées dans l'eau) des surfaces hydrophobes afin de maintenir l'efficacité de la composition antimousse dans une gamme de pH étendue; en particulier l'efficacité antimousse est maintenue dans des systèmes fonctionnant à des pH élevés. Selon un

mode de réalisation particulièrement préféré, on traite la composi-

tion avec au moins un sel soluble dans l'eau d'un métal ayant une

valence supérieure à 1 pour donner aux solides des surfaces hydro-

phobes. Le sel soluble dans l'eau peut être un sel de fer (ferreux

et/ou ferrique), de calcium, de magnésium, de baryum ou d'alumi-

nium ou un de leurs mélanges, de préférence un sel d'aluminium et on peut citer comme exemples caractéristiques de tels sels l'alun ordinaire (Al2(SQ 4)Y 18 H20), le chlorure de calcium, le chlorure ferrique, le chlorure de baryum, le chlorure de magnésium,

etc. On peut de façon appropriéepour effectuer le traitement, for-

mer la composition puis ajouter le sel métallique, la présence de

ce sel métallique dans la composition donnant des surfaces hydro-

phobes aux solides dispersés. Sans pour cela se lier à une quelconque théorie, il semble à la demanderesse qu'à la surface des particules il existe une interaction entre le sel métallique ajouté et l'acide gras et/ou le savon d'acide gras avec formation sur la surface du

sel métallique correspondant de l'acide gras formant ainsi une sur-

face hydrophobe.

Il convient de noter que l'on peut préparer l'antimousse sans effectuer de traitement formant des surfaces hydrophobes, bien

qu'un tel traitement soit préféré.

L'alcool constitutif de l'antimousse est un alcool ali-

phatique supérieur qui comporte généralement 10 à 28 atomes de car-

bone, de façon plus générale 14 à 28 atomes de carbone et de préfé-

rence 16 à 18 atomes de carbone. L'alcool constitutif peut être cons-

titué d'un ou plusieurs de ces alcools. L'alcool constitutif peut comporter un ou plusieurs radicaux hydroxy et il peut comporter d'autres radicaux en plus de ces radicaux hydroxy. Par exemple l'alcool constitutif peut Etre un ester partiel de la glycérine, par exemple le monostéarate de glycéryle ou par exemple un ester partiel d'un glycol. Les composés préférés sont les alcools hydrocarbyliques et, comme précédemment indiqué, de préférence ceux comportant 16 à 18 atomes de carbone. Dans la plupart des cas, l'alcool préféré est un solide (à la température ordinaire); cependant il est également possible que l'alcool soit à l'état liquide en particulier dans le

cas des alcools supérieurs ramifiés.

L'acide gras constitutif de l'antimousse est un acide aliphatique supérieur qui est solide à la température ordinaire et qui comporte généralement 14 à 28 atomes de carbone et on préfère les acides gras comportant 16 à 18 atomes de carbone. L'acide gras peut comporter d'autres groupes fonctionnels; cependant on préfère les acides gras hydrocarbyliques et en particulier ceux comportant

16 à 18 atomes de carbone.

Le savon d'acide gras constitutif de l'antimousse est un savon d'un acide gras du type précédemment décrit. Le savon peut dériver d'un acide gras identique à l'acide gras utilisé comme acide gras constitutif de l'antimousse. Ces savons sont de préférence des savons de métal alcalin ou des savons d'amine de l'acide gras et de

préférence des savons d'amine. Une amine préférée est la triéthanol-

amine. On forme de préférence le savon in situ par addition d'un com-

posant de saponification tel qu'une amine au mélange d'alcool et d'acide gras. La formation de savon d'acide gras est bien connue dans l'art et la compréhension complète de l'invention ne nécessite

pas de détails complémentaires à ce sujet.

Comme précédemment indiqué, on disperse les trois com-

posants de la composition antimousse dans de l'eau en une quantité efficace pour obtenir un effet antimousse et pour que la teneur des solides dispersés dans l'eau soit d'au moins 5% et de préférence d'au

moins 207. en poids. En général la teneur en solides n'est pas supé-

rieure à 30X en poids et le plus souvent elle est de l'ordre de 20

à 25% en poids.

Dans la composition, le rapport pondéral de l'acide gras constitutif à l'alcool constitutif ne dépasse pas 0,5/1, le rapport pondéral de l'acide gras à l'alcool solide étant généralement d'au moins 0,2/1. Dans la plupart des cas, le rapport pondérai de l'acide

gras solide à l'alcool solide est de l'ordre de 0,2/1 à 0,4/1.

Le savon d'acide gras est présent dans-la composition en une.quantité telle que le rapport pondéral du savon d'acide gras à l'alcool solide ne dépasse pas 0,5/1 et généralement le savon est présent en une quantité telle que le rapport pondéral du savon d'acide gras à l'alcool soit d'au moins 0,1/1. Dans la plupart des cas, le rapport pondéral du savon d'acide gras à l'alcool est de l'ordre de

0,1/1 à 0,3/1.

Le choix des quantités appropriées des trois composants

de la composition antimousse,pour qu'on obtienne des quantités anti-

mousses efficaces pour une application particulière, peut être faci-

lement établi par l'homme de l'art à partir de la présente descrip-

tion. La composition antimousse de l'invention contient de plus un agent tensioactif constitué d'au moins un agent tensioactif non ionique et/ou d'au moins un agent tensioactif anionique empêchant la formation d'une masse gélifiée des solides pour qu'on obtienne une

dispersion fluide des solides dans l'eau. Donc selon l'invention l'em-

ploi d'un tel agent tensio-actif permet de disperser les trois compo-

sants dans l'eau à des concentrations convenant à l'utilisation (au moins 5% et de préférence au moins 20% en poids) sans formation d'une

masse gélifiée des solides et d'obtenir ainsi une composition anti-

mousse aqueuse fluide pouvant être pompée à partir du récipient de

stockage.

L'agent tensioactif utilisé dans l'invention, comme pré-

cédemment décrit, est un agent tensioactif non ionique et/ou anioni--

que évitant la formation d'une masse gélifiée des solides. La deman-

deresse a étudié plusieurs agents-tensioactifs cationiques et a cons-

taté que ces agents tensioactifs cationiques ne conviennent générale-

ment pas dans l'invention car ils n'empêchent pas la formation d'une

masse gélifiée des solides.

Les agents tensioactifs non ioniques qui se sont révélés

particulièrement appropriés dans l'invention sont les produits de con-

densation de l'oxyde d'éthylène (polyoxyéthylène) comportant plus de deux et de préférence au moins cinq groupes oxydes d'éthylène dont au moins un groupe terminal est arrêté par condensation avec un alcool, un alkylphénol (de préférence le nonylphénol) ou un acide gras à longue chaîne, par exemple un produit de condensation de

l'oxyde d'éthylène à terminaison mono-oléate.

Les agents tensioactif anioniques qui se sont révélés particulièrement appropriés dans l'invention sont les alcoolsulfates, les alkarylsulfates, les alcoolsulfates éthoxylds, les sulfates et sulfonates d'alkylphénols éthoxylés, les sulfates d'esters gras, les sulfates et sulfonates d'alkylphénols, les sulfonates de naphtalènes

condenses, les sulfonates de naphtalène, les dérivés sodiques de sul-

fosuccinates tels que le dérivé disodique del'hémi-estersulfocussi-

nique du nonylphénol éthoxylé, les dérivés disodiques d'hémi-esters sulfosucciniques d'alcool (C10-Cll) éthoxylé, etc., les sels alcalins de pétrolesulfonates tels qu'un pâtrolesulfonate de sodium (Acto 632);

les dérivés alcalins d'esters phosphoriques tels qu'un dérivé potassi-

que d'ester phosphorique (Triton H66), les esters alkyliques sulfonés

par exemple le Triton GR 7, des dérivés sodiques d'acides carboxy-

liques polymères (Tamol 731) et similaires.

L'agent tensioactif que l'on préfère dans l'invention consiste en un ou plusieurs polymères oxyéthyléniques comportant plus de 2 et de pr férence au moins 5 groupes d'oxyde d'éthylène dont une

extrémité est arrêtée par condensation avec un composé, comme précé-

demment décrit et on obtient des résultats particulièrement bons avec

des polyoxyéthylènes terminés par le nonylphénol.

On utilise l'agent tensioactif anionique et/ou non ioni-

que dans la composition comme précédemment décrit en une quantité efficace pour éviter la formation d'une masse gélifiée des solides et pour obtenir un antimousse aqueux fluide. En général on utilise l'agent tensio-actif à raison d'au moins 0,1 partie en poids d'agent tensioactif par partie en poids de la somme d'alcool, d'acide gras et de savon. En général, on n'utilise pas plus de 0,4 partie en poids d'agent tensioactif par partie de la somme d'alcool, d'acide gras et de savon car l'emploi de quantités plus importantes n'a pas d'effet bénéfique additionnel. Si on utilise un sel métallique pour donner des surfaces hydrophobes aux particules, on ajoute ce sel métallique en une quantité efficace pour obtenir ces surfaces hydrophobes des particules. En général on ajoute le sel en une quantité suffisante

pour qu'il réagisse avec 15 à 25% de la totalité des acides gras pré-

sents dans la composition, une telle quantité produisant des surfaces

hydrophobes tout en conservant un pouvoir antimousse efficace.

On peut, pour préparer de façon pratique l'antimousse de

l'invention, émulsionner l'acide gras et l'alcool avec l'agent tensio-

actif à une température supérieure au point de fusion des solides puis refroidir à la température ordinaire. Ensuite on agite fortement le

mélange et on ajoute un composant de saponification tel que la tri-

éthanolamine. On doit éviter une forte agitation à une température supérieure au point de fusion des solides après la saponification

car cette forte agitation peut nuire au pouvoir antimousse.

Comme autre procédé pour produire l'antimousse de l'in-

vention, on peut former le savon au-dessus du point de fusion des solides par emploi d'une agitation tes faible telle que celle qu'on

obtient avec un pétrin.

L'antimousse de l'invention convient pour abattre la mousse d'une grande diversité de systèmes aqueux; cependant il

s'est révélé particulièrement utile dans l'industrie de la fabrica-

tion du papier et notamment pour abattre la mousse de la pate d'ali-

mentation des machines à papier. On ajoute la composition antimousse

de l'invention au système aqueux en une quantité ayant un effet anti-

mousse efficace et généralement la quantité ajoutée est telle que le système aqueux contienne au moins 1 ppm de la composition totale. En général on n'obtient pas d'effet bénéfique complémentaire par emploi de quantités supérieures à 50 ppm de la composition totale (eau, alcool, acide, savon et tensioactif). Il convient de noter que la quantité particulière à utiliser varie pour chaque système et que

l'homme de l'art peut, à partir de la présente description, déter-

miner la quantité optimale.

L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants.

Exemple 1.

On prépare des compositions antimousses selon la formule indiquée dans le tableau I:

T A B L E A U I

Composants quantités (g) (a) alcool solide; alcools linéaires en C18 à C28 34,95

(ALFOL 20+)

(b) acide solide; acides gras saturés en C14 à C22 12,72 (Industrene 3022) (c) agent tensioactif 7,83 (d) eau désionisée 240,0 (e) triéthanolamine 4,50 Pour préparer les compositions on émulsionne l'alcool solide, l'acide gras et l'agent tensioactif dans l'eau avec agitation à 65 C puis on refroidit à 30 C en agitant fortement et on ajoute la

triéthanolamine en agitant fortement jusqu'à homogénéité a 30 C.

On prépare la composition avec divers agents tensioactifs et on mesure la viscosité avec un viscosimètre Brookfield à 25 C lors

de la préparation puis après 24 h de repos.

On mesure le pouvoir antimousse dans un mixer avec 1 litre d'une solution contenant 0,4%7. de colophane renforcée et 0,015% de A12(S04)3, 18 H20. On fait fonctionner le mixer a faible vitesse pendant 20 secondes. On ajoute ensuite 10 ppm d'antimousse (composition totale) et on fait marcher le mixer pendant encore

secondes. Après arrêt du mixer, on observe la quantité et la sta-

bilité de la mousse résiduelle éventuelle.

Les résultats obtenus avec divers agents tensioactifs figurent dans le tableau II:

T A B L E A U

Anioniques Ester alkylique sulfoné (Triton GR7) 24 heures Dérivé sodique d'acide carboxylique polymère (Tamol 731)

Dérivé disodique d'hémi-ester sulfo-

succinique de nonylphénol éthoxylé (Aerosol A 103)

Dérivé disodique d'hémi-ester sulfo-

succinique d'alcool (C10-Cll) éthoxylé (Aerosol A 102) Pétrolesulfonate de sodium (Acto 632) Sel de potassium d'ester phosphorique (Triton H66) I I Viscosité

410-410

1266-672

244-110

176-186

1700-550

220-170

470-290

1040-704

1492-932

3040-1600

3564-2000

Efficacité bonne bonne bonne assez bonne très bonne très bonne

T A B L E A U II

Non ioniques Oxyde d'éthylène (Brij 92) Oxyde d'éthylène (Igepal CO 210) Oxyde d'éthylène (Igepal CO 520) Oxyde d'éthylène (Igepal CO 710) Oxyde d'éthylène (Igepal CO 730) Oxyde d'éthylène (Igepal CO 970) Oxyde d'éthylène sorbitane (Tween Oxyde d'éthylène (Lipal 300 W) (2) éther oléylique (1,5) nonylphénol (5) nonylphénol (10-11) nonylphénol (15) nonylphénol (50) nonylphénol (20) monolaurate de ) (7) monoléate (suite) Viscosité gélifié i gélifié

1630-1210

2336-1320

360-280

900-460

710-534

1940-1070

1432-968

2512-1570

8i6-600

1450-872

1890-1280

2040-1572

Poly(oxyde de propylène)-10% poly-oxyde d'éthylène) (Pluronic) Polypropylèneglycol 2025 Polyéthylèneglycol (Carbowax 600) Mono-oléate de sorbitane Cationiques N,N-diméthyl coco-amine (Armene DMCD) Chlorure de triméthyl coco-ammonium (Arquad C50) Chlorure de triméthyl suif-ammonium (Arquad T50) N-suif diamino-1,3 propane acétate (Duomac T) Oxyde d'éthylène (15) suif-amine (Ethomeen T/25) gélifié granuleux séparation par refroidissement gélifié gélifié gélifié gélifié gélifié gélifié Comme le montrent les résultats ci-dessus, les agents tensioactifs cationiques ne conviennent pas dans l'invention car

ils ne permettent pas d'obtenir des compositions fluides ne se géli-

fiant pas.

Exemple 2.

Une composition antimousse contenant un sel métallique créant des surfaces hydrophobes est la suivante: Efficacité très bonne très bonne très bonne très bonne médiocre très bonne Composition alcool gras linéaire en C 18-C28 solide (Alfol 20+) 11,33 acides gras saturés en C 14- C22 solides (Industrene 3022) 4,12 oxyde d'éthylène (10-11) nonylphénol (Igepal CO 710) 2,54 eau désionisée 77,8 triéthanolamine (997) 1,46 solution à 22,7%7 de Al2(S04)3 18 H20 2,73

2 4)3> 18 H20 2,73

Pour préparer la composition on émulsionne l'alcool

solide, l'acide solide et l'agent tensioactif dans de l'eau en agi-

tant à 65 C puis on refroidit à 30 C en agitant fortement et on ajoute la triéthanolamine en agitant fortement jusqu'à homogénéité

à 30 C. On ajoute ensuite l'alun pour obtenir des surfaces hydrophobes.

On utilise la composition dans la charge de pâte non

tamisée (fabrication du papier) qui mousse sous agitation, a la con-

centration de 10 ppm. La mousse disparaît.

L'invention est particulièrement avantageuse car elle permet d'obtenir un antimousse efficace formé à partir d'un alcool solide et d'un acide solide, ayant une concentration utile en matières solides et qui est fluide. On peut donc stocker l'antimousse sous une forme prête à l'emploi, c'est-à-dire ne nécessitant pas une dispersion dans une solution d'eau chaude, et on peut donc pomper l'antimousse à partir d'un réservoir de stockage approprié directement au point d'utilisation. De plus selon un mode de réalisation préféré on traite l'antimousse pour que les surfaces des particules soient hydrophobes

ce qui permet de maintenir le pouvoir antimousse dans une gamme éten-

due des pH par exemple de 4 à 11. En l'absence d'un tel traitement

le pouvoir antimousse est réduit dans les systèmes ayant un pH élevé.

Bien entendu diverses modifications peuvent être appor-

tées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent

d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sor-

tir du cadre de l'invention.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Composition antimousse aqueuse fluide caractérisée en ce qu'elle est constituée de a) de l'eau b) au moins un alcool aliphatique supérieur; c) au moins un acide gras solide; d) au moins un savon d'un acide gras solide, les composants b), c) et d) étant présents dans l'eau en une quantité telle que l'effet antimousse soit efficace et que la teneur en solides dispersés dans l'eau soit d'au moins 5 %; et e) d'un agent tensioactif constitué d'au moins un agent tensioactif

non ionique et/ou d'au moins un agent tensioactif anionique évi-

tant la formation d'une masse gélifiée des solides pour obtenir

une dispersion fluide des solides dans l'eau.

2. Composition selon la revendication 1, caractérisée

en ce que les solides dispersés ont été traités pour que leur sur-

face soit hydrophobe.

3. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce que la composition antimousse contient au moins un sel soluble dans l'eau d'un métal ayant une valence supérieure à 1, la présence

de ce sel donnant des surfaces hydrophobes aux solides dispersés.

4. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'on choisit le ou les sels parmi les sels de calcium, de fer,

de magnésium, de baryum ou d'aluminium.

5. Composition selon l'une des revendications 3 ou 4,

caractérisée en ce que l'on ajoute le sel en une quantité suffisante pour qu'il réagisse avec 15 % à 25 % des acides gras présents dans la composition;

6. Composition selon l'une quelconque des revendications

3, 4 ou 5, caractérisée en ce que le sel est l'alun ordinaire.

7. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que la teneur en solides est d'au

moins 20 % en poids.

8. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que la teneur en solides ne dépasse

pas 30 % en poids.

9. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que l'alcool est un alcool hydro-

carbylique aliphatique comportant 14 à 28 atomes de carbone.

10. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que l'acide gras solide est un acide

gras hydrocarbylique aliphatique comportant 14 à 28 atomes de carbone.

11. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que l'agent tensioactif consiste en

au moins un agent tensioactif non ionique.

12. Composition selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'agent tensioactif non ionique est un polyoxyéthylène comportant plus de deux radicaux oxyéthylènes dont au moins un groupe terminal est arrêté par condensation avec un alcool, un alkylphénol

ou un acide gras.

13. Composition selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'agent tensioactif non ionique contient au moins cinq

groupes oxyéthylènes.

14. Composition selon la revendication 13, caractérisée en ce que le polymère oxyéthylénique a un groupe terminal arrêté

par condensation avec le nonylphénol.

15. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que l'agent tenioactif est présent en une quantité telle qu'il y ait au moins 0,1 partie en poids d'agent tensioactif par partie en poids de la totalité des composants b), c)

et d).

16. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que le rapport pondéral de l'acide

gras à l'alcool est d'au moins 0,2/1 et ne dépasse pas 0,5/1.

17. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes caractérisée en ce que le rapport pondéral du savon

d'acide gras à l'alcool est compris entre 0,1/1 et 0,5/1.

18. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce que le savon est un savon d'amine.

19. Composition selon l'une quelconque des revendications

précédentes caractérisée en ce que le savon est un savon de triétha-

nolamine.

20. Procédé pour abattre la mousse d'un système aqueux caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter au système aqueux une quantité antimousse efficace d'une composition selon l'une quelconque

des revendications précédentes.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en

ce qu'on ajoute la composition en une quantité telle que sa concen-

tration dans le système aqueux soit d'au moins 1 ppm.