JP2011506086A - 消泡剤配合物 - Google Patents

Abstract

二酸化ケイ素の疎水化粒子、鉱油及び１種又はそれ以上の乳化剤を含有する配合物において、疎水化二酸化ケイ素がヒュームドシリカであり、２００〜３００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有し、その粒子表面上でＯ−Ｓｉ−（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）_３基［式中、ｎは１〜３であり、かつ（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）単位は同一か又は異なる］を有し、疎水化二酸化ケイ素に対して１．５〜５質量％の炭素含量を有し、かつ配合物中に０．０５〜５質量％の分率で存在する。

Description

本発明は消泡剤配合物及びその使用に関する。

疎水性二酸化ケイ素粉末の使用、特に、消泡剤配合物中の熱分解由来のもの（ヒュームド）の使用が知られている。これはたとえば、DE-A-282906、US 4377493、DE-A 3411759、US 4344858、W095/05880又はDE-A-10138491に挙げられるものであってもよい。このような系中の疎水性二酸化ケイ素粉末の効果は、一般的に消泡剤配合物を安定化させ（沈澱防止剤として作用するもの）、かつ、ほぼ全ての気泡を分解する。これに関連して、消泡剤配合物は使用される媒体に依存して、気泡の破壊が不完全であり、その破壊の大部分はマクロバブルを含むことが観察される。これとは対照的にマイクロバブルは、さらに少ない範囲で破壊され、かつこれは、例えばコーティングの質を顕著に低下させうる。

したがって、本発明の課題は、マイクロバブルの数を減少することができる消泡剤配合物を見出すことである。

この課題は、驚くべきことに、二酸化ケイ素の疎水化された粒子、鉱油及び１種又はそれ以上の乳化剤を含有する配合物により達成されることが見出され、その際、疎水化された二酸化ケイ素は、
ヒュームドシリカであり、
２００〜３００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有し、
粒子表面上に、Ｏ−Ｓｉ−（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）_３基［式中、ｎは１〜３であり、かつ（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）単位は同一又は異なる］を有し、
疎水性二酸化ケイ素に対して１．５％〜５質量％の炭素含量を有し、かつ、
０．０５〜５質量％の分率で配合物中に存在する。

ヒュームドシリカ粒子は、フレーム酸化及び／又はフレーム加水分解によって得られるものである。熱分解（フレーム）プロセスのために使用される出発材料は、有機及び無機物質であってもよい。特に適しているのは、たとえば四塩化ケイ素である。適した有機出発化合物は、たとえばＳｉ（ＯＲ）_４［式中、ＲはＣＨ_３又はＣＨ_２ＣＨ_３である］であってもよい。この方法で得られた二酸化ケイ素粒子は、極めて大きく無孔質であり、かつ表面上にヒドロキシル基を有しない。二酸化ケイ素粒子は、完全にまたは極めて広範囲に、凝集された形である。

このようにして得られた粒子は、次に疎水化工程をおこなう。この工程において、Ｏ−Ｓｉ−（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）_３基［式中、ｎは１〜３であり、その際、（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）は同一か又は異なる］は、ヒュームドシリカ粒子表面上で形成される。本発明の配合物中で疎水化された二酸化ケイ素粉末が存在する場合には、ｎは好ましくは１であってもよい。

疎水化された二酸化ケイ素粉末のＢＥＴ表面積は２００〜３００ｍ^２／ｇである。本発明の配合物中に存在する疎水化された二酸化ケイ素は、好ましくはＢＥＴ表面積２３０〜２９０ｍ^２／ｇを有し、かつより好ましくは２５０〜２７０ｍ^２／ｇを有する。

疎水化された二酸化ケイ素の炭素含量は、疎水化された二酸化ケイ素のそれぞれの場合に対して一般には１〜５質量％、好ましくは２〜３質量％である。

特に好ましくは、その表面上にＯ−Ｓｉ−（ＣＨ_３）_３基を有する疎水化された二酸化ケイ素であり、２３０〜２９０ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有するものであって、かつ疎水性二酸化ケイ素に対して２〜３質量％の炭素含量を有する。これらの特徴を示す、市販の入手可能な疎水化された二酸化ケイ素は、たとえばAerosil^(R)R812（Evonik Degussa GmbH）である。

本発明の配合物中の疎水化された二酸化ケイ素の分率は、０．０５〜５．０質量％である。好ましくは、分率は０．１〜０．５質量％であってもよい。

本発明の配合物の他の成分は、消泡剤配合物中で一般的に使用される型の鉱油である。鉱油の分率は、配合物に対して好ましくは４０〜９０質量％である。

本発明の配合物の他の成分は、消泡剤配合物中で一般に使用される種類の乳化剤である。乳化剤の分率は、好ましくは配合物に対して２〜２５質量％である。

本発明の配合物はさらにシリコーン油、ポリエーテルシロキサン及び／又は水を含有していてもよい。

さらに本発明は、アクリル酸エステルをベースする水性ポリマー系の消泡のための、本発明の配合物の使用を提供する。

本発明による配合物の消泡作用を示す図

例：

先ず最初に、ウルトラターラックス（Ultra-Turrax）（１０分、１００００回転）を使用して、鉱油及び疎水化された二酸化ケイ素の分散液を製造した。

これとは別個に、乳化剤混合物を、第３表中の構成成分を混合することによって製造した。

第４表に記載の配合物は、示された構成成分の混合によって得られた。

使用された水性のアクリル酸エステル系は、Primal^(R) EP 2596（Rohm and Haas）であった。

消泡挙動の測定
ａ）マクロフォーム：８０重量分率（weight fraction）のPrimal^(R)EP 2596を、２０重量分率の水で希釈し、かつその後に１０分に亘って低い剪断速度で、ディソルバーを用いてホモジナイズした。１００ｍｌのガラスビーカーに、この混合物３０ｇを装入し、かつ０．５質量％の疎水化されたヒュームドシリカ及び得られた混合物を、２．５ｍｍののこぎり状ディスクを備えたDispermat LC-2ディソルバーを用いて、１０００ｒｐｍで、１分に亘ってホモジナイズした。このディソルバーは容器の底上１ｃｍに置くべきである。

その後に、この混合物を３０００ｒｐｍで１分に亘って処理し、かつその後すぐに２５ｇの試料を５０ｍｌ容量のシリンダに入れ、かつ容量を把握した。
ｂ）マイクロフォーム：さらに、乾燥コーティング中に包含される気泡の数を、顕微鏡を用いてカウントした。

図１は、マクロフォーム（バー）の容量を示し、かつ、包含される気泡（マイクロフォーム）を疎水化された二酸化ケイ素の関数として示し、引用番号は、以下の定義を有するものである：
１＝消泡剤なし
２＝疎水化された二酸化ケイ素なし
３＝Aerosil^(R) R106
４＝Aerosil^(R) R812
５＝Aerosil^(R) R816
６＝Aerosil^(R) R972
７＝Aerosil^(R) R974
８＝Aerosil^(R) R8200
Aerosil^(R)R812を有する例は、本発明による例であり、その他は比較例として使用する。

本発明による例４は、マクロフォーム及びマイクロフォームに対して最も良好な消泡剤作用を示す。

１ 消泡剤なし、 ２ 疎水化された二酸化ケイ素なし、 ３ Aerosil^(R) R106、 ４ Aerosil^(R) R812、 ５ Aerosil^(R) R816、 ６ Aerosil^(R) R972、 ７ Aerosil^(R) R974、 ８ Aerosil^(R) R8200

Claims (9)

1. 二酸化ケイ素の疎水化された粒子、鉱油及び１種又はそれ以上の乳化剤を含有する配合物において、疎水化された二酸化ケイ素が、
   ヒュームドシリカであり、
   ２００〜３００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有し、
   粒子表面上にＯ−Ｓｉ−（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）_３基［式中、ｎは１〜３であり、かつ（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）単位は同一又は異なる］を有し、
   疎水性二酸化ケイ素に対して１．５〜５質量％の炭素含量を有し、かつ、
   配合物中に０．０５〜５質量％の分率で存在する、前記配合物。
2. ｎが１である、請求項１に記載の配合物。
3. ＢＥＴ表面積が２３０〜２９０ｍ^２／ｇである、請求項１又は２に記載の配合物。
4. 炭素含量が、疎水性二酸化ケイ素に対して１〜５質量％である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の配合物。
5. 配合物に対する疎水化された二酸化ケイ素の分率が０．１〜１．０質量％である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の配合物。
6. 鉱油の分率が、配合物に対して４０〜９０質量％である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の配合物。
7. 乳化剤の分率が、配合物に対して２〜２５質量％である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の配合物。
8. 配合物が、さらにシリコーン油、ポリエーテルシロキサン及び／又は水を含有する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の配合物。
9. アクリル酸エステルをベースとする水性ポリマー系を消泡するための、請求項１から８に記載の配合物の使用。

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