JP2015522401A - オルガノポリシロキサンを含有する消泡剤調合物 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)1分子当たり一般式
O2/2RSi−Y−SiRO2/2(I)
の少なくとも1構造単位
および一般式
R1RbSiO(3−b)/2(II)
の少なくとも2単位
および一般式
RcSiO(4−c)/2(III)
の単位を含むオルガノポリシロキサン
[式中、
bは0、1または2であり、好ましくは、1または2であり、より好ましくは、2であり、
cは、1または2であり、好ましくは2であり、
Rは、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、互いに離れている1個以上のO原子を含み、脂肪族の炭素−炭素−多重結合を含まない、1から30個のC原子を有する一価のSiC結合した有機基であり、
R1はRと同一であるまたは2から4個のC原子を有するアルケニル基であり、
Yは1から30個のC原子を有する二価の有機基である。]、
(2)充填剤、
(3)一般式
R2 e(R3O)fSiO(4−e−f)/2(IV)
の単位から構成されるオルガノポリシロキサン樹脂
[式中、
R2は、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、水素原子であるまたは1から30個のC原子を有する一価の、場合によって置換されている、SiC結合した炭化水素基であり、
R3は、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、水素原子であるまたは1から4個のC原子を有する一価の、場合によって置換されている、炭化水素基であり、
eは、0、1、2、または3であり、
fは、0、1、2、または3であり、
ただし、e+fの合計は、3以下であり、オルガノポリシロキサン樹脂中の式(IV)の全単位の50%未満に関して、e+fの合計は2である。]、
場合によって
(4)一般式
R4R2SiO(SiR2O)mSiR2R4(Va)または
[式中、
Rは、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、上でこれに関して記載された意味を有し、
R4は、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、Rであってもよく、または、OR5(式中、R5は水素原子であるまたは1から25個のC原子を有する一価の、場合によって置換されている炭化水素基である。)であってもよく、
mは整数であり、好ましくは、式(Va)のポリオルガノシロキサンの粘度が25℃および101425kPaで10から1000000mPa・sとなるように、mは選択され、
nは整数であり、好ましくは、式(Vb)のポリオルガノシロキサンの粘度が25℃および101425kPaで2から15mPa・sとなるように、nは選択され、
ただし、ポリオルガノシロキサンが、少量の分岐も含んでもよく、好ましくはT単位(R4SiO3/2)およびQ単位(SiO2)も含んでもよい。]、
場合によって
(5)水不溶性の有機化合物、
場合によって
(6)直鎖であってもよくまたは分岐していてもよく、少なくとも1個のポリエーテル基を含むポリエーテル変性ポリシロキサン、
場合によって
(7)アルカリ触媒または酸触媒またはこれらと成分(1)から(6)との反応生成物
を含む消泡剤調合物を提供する。
(1)本発明によるオルガノポリシロキサン(1)100重量部、
(2)少なくとも0.1重量部、好ましくは少なくとも1重量部、より好ましくは少なくとも2重量部の、100重量部以下、好ましくは70重量部以下、より好ましくは40重量部以下の充填剤、
(3)少なくとも0.1重量部、好ましくは少なくとも1重量部、より好ましくは少なくとも2重量部の、50重量部以下、好ましくは20重量部以下、より好ましくは15重量部以下の、式(IV)の単位から構成されるオルガノポリシロキサン樹脂、
(4)少なくとも0重量部、好ましくは少なくとも1重量部、より好ましくは少なくとも2重量部の、900重量部以下、好ましくは500重量部以下、より好ましくは25重量部以下の、一般式(Va)または(Vb)のポリオルガノシロキサン、
(5)少なくとも0重量部、好ましくは少なくとも1重量部、より好ましくは少なくとも2重量部の、900重量部以下、より詳細には500重量部以下、好ましくは25重量部以下、より好ましくは15重量部以下の水不溶性有機化合物、
(6)少なくとも0重量部、好ましくは少なくとも1重量部、より好ましくは少なくとも2重量部の、200重量部以下、より詳細には100重量部以下、好ましくは50重量部以下、より好ましくは20重量部以下の、直鎖であってもよくまたは分岐していてもよく、少なくとも1個のポリエーテル基を有するポリエーテル変性ポリシロキサン、および
(7)少なくとも0重量部、好ましくは少なくとも0.05重量部、より好ましくは少なくとも0.1重量部の、5重量部以下、好ましくは2重量部以下、より好ましくは1重量部以下の、アルカリ触媒または酸触媒またはこれらと成分(1)から(6)との反応生成物
を含む。
炭化水素基Rは、エーテル基またはポリエーテル基を含んでもよい。
炭化水素基Rの例は、全面的に炭化水素基R2に関して適用される。
基R2の好ましい例はメチル基、エチル基およびフェニル基である。
X2RSi−Y−SiRX2(VI)
の加水分解である
[式中、Xは、加水分解基であり、R、およびYは、上で記載された意味を有する。]。
Xは、好ましくは、ハロゲン、酸およびアルコキシ基であり、より好ましくは、Xは、塩素、アセテート基、ホルメート基、メトキシ基またはエトキシ基である。
R2 dSiX4−d(VII)
のシランを共加水分解する方法である
[式中、Xは、加水分解基であり、
R2は基RであるまたはR1であり、
dは、1、2または3であり、好ましくは2または3であり、より好ましくは、3である。]。
シラン(VII)としての使用に好ましいのは、式R1R2SiXのシランである
[式中、R、R1およびXは、それらに関して上で記載された意味を有す。]。
この平衡は、オルガノポリシロキサン(1)において、基R1の所望の濃度および、その濃度ゆえの粘度をもたらす。
SiO2(Q単位)および
R2 3SiO1/2(M単位)
の式の単位から構成されるMQ樹脂、
[式中、R2は、上でこれに関して記載された意味を有する。]が好ましい。
この場合は、M単位とQ単位とのモル比は、好ましくは0.5から2.0までの範囲の中にあり、さらに好ましくは0.6から1.0までの範囲の中にある。M単位とQ単位に加えて、MQ樹脂は、場合によって、少量のR2SiO3/2(T)単位またはR2 2SiO2/2(D)単位も、すべてのシロキサン単位の合計に対して、好ましくは0.01から20モル%、より好ましくは0.01から5モル%の量で含んでいてもよい。これらのオルガノポリシロキサンは、最大10重量%の、遊離した、Si結合したヒドロキシ基またはアルコキシ基、例えばメトキシ基またはエトキシ基をさらに含んでいてもよい。
「水不溶性の」という用語は、本発明の意味において、25℃で101425kPaの圧力で、3重量%以下の水中での溶解度を示すことを意図したものである。
(7)と成分(1)から(6)との反応生成物は、例えば好ましくは充填剤(2)としてシリカと、アルカリ金属水酸化物、例えばケイ酸カリウムまたはケイ酸ナトリウムとの生成物を含む。
触媒の計量は、典型的な有機溶媒、例えばアルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール)またはエステル(例えば、酢酸エチル)の中で行ってよい。
好ましい一実施形態において、成分(3)が、成分(4)中の溶液として、または成分(4)の部分の中の溶液として、または成分(5)中の溶液として、または成分(5)の部分の中の溶液として溶解された形態で添加される。
本発明の消泡剤調合物、
乳化剤、および
水
を含むエマルジョンを提供する。
これらはさらに複合エマルジョンであってもよい。
5から50重量%の、成分(1)から(3)および場合によって(4)および場合によって(5)および場合によって(6)および場合によって(7)を含む本発明の消泡剤調合物、
1から20重量%の、乳化剤および場合によって増粘剤、および
30から94重量%の水
を含む水中油型エマルジョンが好ましい。
本発明による消泡剤調合物中で使用されるオルガノポリシロキサン(1)の調製:
i)構造単位(I)および(II)を含む縮合物A1
ビニルジメチルクロロシラン270gを、ハイドロジェンメチルジクロロシランとビニルメチルジクロロシランとの1:1付加物96gと均一に混合する。この混合物は、氷冷下における5%濃度のHCl溶液750mlの滴下によって共加水分解される。相分離後、得られたオリゴマーは、水と2%濃度の重炭酸塩溶液とで2回ずつ洗浄される。実質的に中性のオイルから、3mbarおよび130℃で揮発性成分が除去される。オリゴマーの残留物としてのジビニルテトラメチルジシロキサン144gの他に、14.2mm2/s(25℃)の粘度を有する107gのクロロシランの共加水分解物A1が得られる。
トリメチルクロロシラン130.2gを、ハイドロジェンメチルジクロロシランとビニルメチルジクロロシランとの1:1付加物63gと均一に混合する。この混合物は、氷冷下における5%濃度のHCl溶液44mlおよび水440mlの相次ぐ滴下によって共加水分解される。室温において1時間の反応時間後に、相分離が起こる。得られたオリゴマーは、水と2%濃度の重炭酸塩溶液とで2回ずつ洗浄される。実質的に中性のオイルから、3mbarおよび130℃で揮発性成分が除去される。オリゴマーの残留物としてのヘキサメチルジシロキサン57gの他に、52gのクロロシランの共加水分解物A2が得られる。
表1に示した量および粘度を有する直鎖のトリメチルシリル末端ポリジメチルシロキサンは、表1に示した量の縮合物A1またはA2と共に導入され、混合物は、均一にされて、120℃まで加熱される。塩化リンニトリル200ppm(1.5倍量の酢酸エチル中に溶解)の添加後に、120℃で平衡化が起きて、ついには粘度が一定になる。一定の粘度に到達すると、堆積物は1%のMgOで非活性化され、ろ過され、120℃で減圧下に揮発性成分が除去される。これにより、表1に示した粘度を有する本発明によるオルガノポリシロキサン(1a)から(1e)が得られる。
EP434060B2(本発明によらない;比較試験C2)に従って構造単位O2/2RSi−Y−SiR2O1/2によって架橋したオルガノポリシロキサン(C1f)の調製:
500mPa・sの粘度を有する直鎖ビニルジメチルシリル末端ポリジメチルシロキサン99.20%は、式(H3C)3Si−O−[Si(CH3)H−O]y−[Si(CH3)2−O]z−Si(CH3)3(式中、y=5およびz=3)のSi−H−官能化ポリシロキサン0.75%と共に導入され、白金触媒0.05%と混合され、80℃で60分間、加熱される。これにより、O2/2RSi−Y−SiR2O1/2単位によって架橋され、6000mPa・sの粘度を有するオルガノポリシロキサン(C1f)を与える。
本発明によるオルガノポリシロキサン(1)を含む本発明による消泡剤調合物2a−2gの製造、および本発明によらない消泡剤調合物V1およびV2の製造:
消泡剤調合物を製造するために、表2に記載された物質は、溶解機を使用して、(メタノール中の20%濃度溶液として)1500ppmのKOHの存在下に150℃で4時間加熱されて混合され;冷却後、溶解機で再び均質化された。
B1:トリメチルシロキサン基で末端停止され、0.008m2/sの粘度を有するポリジメチルシロキサン
B2:トリメチルシロキサン基で末端停止され、0.0001m2/sの粘度を有するポリジメチルシロキサン
C1:BET表面積300m2/gの親水性のヒュームドシリカ(ドイツのWacker Chemie AGにより登録名HDK(登録商標)T30で市販されている。)
D1:室温において固体であり、40mol%のCH3SiO1/2単位,50mol%のSiO4/2単位,8mol%のC2H5OSiO3/2単位および2mol%のHOSiO3/2単位から成り(29Si−NMRおよびIR分析による)、および重量平均モル質量が7900g/mol(ポリスチレン標準に対して)であるシリコーン樹脂
E1:沸点範囲が235−270℃の炭化水素混合物
E2:構造が(H3C)3Si−[Si(CH3)2O]u−[GSi(CH3)O)v−Si(CH3)3[式中、G=(CH2)3−(O−CH2CH2)w−(O−CH(CH3)−CH2)x−OHであり、u、v、wおよびxは、ポリマーの粘度が1100mPa・sであり、曇点(DIN EN 1890による)が25℃であるように選ばれる。]であるポリエーテル変性シリコーンコポリマー
得られた本発明による消泡剤調合物および本発明によらない消泡剤調合物は、黒液における試験によってテストされた。これらの試験の結果は、表3−5に要約される。
化学パルププロセスからの400mlの黒色廃液は、サーモスタットで80℃に温度調節された1000mlのポンプ循環装置において、1.5l/分のポンプ循環速度でポンピングされる。泡レベルが75mmの高さに達するとすぐに、消泡剤は計量供給され、泡の崩壊時間、および消泡剤の添加および泡の崩壊開始後に達成される最も低い泡のレベルが記録される。泡の崩壊時間t1が短ければ短いほど、および、泡のレベルh1が低ければ低いほど、消泡剤の迅速な作用がより良好となる。その後、消泡剤の長時間作用が確認され、それは、最も低い泡のレベルから元の泡のレベル(75mm)になるために必要とされる時間t2で表される。
本発明による実施例2e−2gは、特に長時間作用において比較調合物V2よりも著しく優れている。
Claims (14)
- (1)1分子当たり一般式
O2/2RSi−Y−SiRO2/2(I)
の少なくとも1構造単位
および一般式
R1RbSiO(3−b)/2(II)
の少なくとも2単位
および一般式
RcSiO(4−c)/2(III)、
の単位を含むオルガノポリシロキサン
[式中、
bは0、1または2であり、好ましくは、1または2であり、より好ましくは、2であり、
cは、1または2であり、好ましくは2であり、
Rは、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、1から30個のC原子を有する一価のSiC結合した有機基であり、好ましくは脂肪族の炭素−炭素−多重結合を含まず、互いに離れている1個以上のO原子を含む1から18個のC原子を有する一価の炭化水素基であり、
R1はRと同一であるまたは2から4個のC原子を有するアルケニル基であり、
Yは1から30個のC原子を有する二価の有機基であり、好ましくは1から12個のC原子を有する二価の炭化水素基である。]であり、
(2)充填剤、
(3)式
R2 e(R3O)fSiO(4−e−f)/2(IV)
の単位から構成されるオルガノポリシロキサン樹脂
[式中、
R2は、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、水素原子であるまたは1から30個のC原子を有する一価の、場合によって置換されているSiC結合した炭化水素基であり、好ましくは1から18個のC原子を有する一価の炭化水素基であり、
R3は、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、水素原子であるまたは1から4個のC原子を有する一価の、場合によって置換されている炭化水素基であり、
eは、0、1、2、または3であり、
fは、0、1、2、または3であり、
ただし、e+fの合計は、3以下であり、オルガノポリシロキサン樹脂中の式(IV)の全単位の50%未満に関して、e+fの合計は2である。]、
場合によって
(4)一般式
R4R2SiO(SiR2O)mSiR2R4(Va)または
[式中、
Rは、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、上でこれに関して記載された意味を有し、
R4は、同一であってもよくまたは異なっていてもよく、RであってもよくまたはOR5(式中、R5は水素原子であるまたは1から25個のC原子を有する一価の、場合によって置換されている炭化水素基である。)であってもよく、
mは整数であり、好ましくは、式(Va)のポリオルガノシロキサンの粘度が25℃および101425kPaで10から1000000mPa・sとなるように、mは選択され、
nは整数であり、好ましくは、式(Vb)のポリオルガノシロキサンの粘度が25℃および101425kPaで2から15mPa・sとなるように、nは選択され、
ただし、ポリオルガノシロキサンが、少量の分岐も含んでもよく、好ましくはT単位(R4SiO3/2)およびQ単位(SiO2)も含んでもよい。]であり、
場合によって
(5)水不溶性の有機化合物、
場合によって
(6)直鎖であってもよくまたは分岐していてもよく、少なくとも1個のポリエーテル基を含むポリエーテル変性ポリシロキサン、
場合によって
(7)アルカリ触媒または酸触媒またはこれらと成分(1)から(6)との反応生成物、
を含む消泡剤調合物。 - (1)100重量部のオルガノポリシロキサン(1)、
(2)少なくとも0.1重量部以上100重量部以下の充填剤、
(3)少なくとも0.1重量部以上50重量部以下の、式(IV)の単位から構成されるオルガノポリシロキサン、
(4)少なくとも0重量部、好ましくは少なくとも1重量部以上900重量部以下、好ましくは500重量部以下の、一般式(Va)または(Vb)のポリオルガノシロキサン、
(5)少なくとも0重量部、好ましくは少なくとも1重量部以上900重量部以下、好ましくは500重量部以下の、水不溶性有機化合物、
(6)少なくとも0重量部、好ましくは少なくとも1重量部以上200重量部以下、好ましくは100重量部以下の、直鎖であってもよくまたは分岐していてもよく、少なくとも1個のポリエーテル基を有するポリエーテル変性ポリシロキサン、
(7)少なくとも0重量部以上5重量部以下の、アルカリ触媒または酸触媒またはこれらと成分(1)から(6)との反応生成物、
を含む、請求項1に記載の消泡剤調合物。 - Yが、式−CH2CH2−の基であることを特徴とする、請求項1または2に記載の消泡剤調合物。
- R1が、メチル基またはビニル基であることを特徴とする、請求項1、2または3に記載の消泡剤調合物。
- 使用される充填剤(2)が、シリカを含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の消泡剤調合物。
- 使用されるオルガノポリシロキサン樹脂(3)が、式の単位
SiO2(Q単位)および
R2 3SiO1/2(M単位)
から構成されるMQ樹脂
[式中、R2は、上でこれに関して記載された意味を有し、M単位とQ単位とのモル比は、0.5から2.0までの範囲の中にあり、MQ樹脂は、M単位とQ単位に加えて、少量のR2SiO3/2(T)単位またはR2 2SiO2/2(D)単位も、すべてのシロキサン単位の合計に対して、好ましくは0.01から20モル%の量で含んでいてもよく、MQ樹脂は、最大10重量%の、遊離した、Si結合したヒドロキシ基またはアルコキシ基を含んでいてもよい。]を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の消泡剤調合物。 - 式(Va)の使用されるポリオルガノシロキサン(4)が、ジメチルポリシロキサンを含むことを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載の消泡剤調合物。
- 使用されるポリオルガノシロキサン(4)が、R4が基OR5(式中、R5はC1−C25アルキル基である。)である一般式(Va)のジメチルポリシロキサンを含むことを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載の消泡剤調合物。
- 使用される水不溶性の有機化合物(5)が、900から1100hPaにおける沸点が100℃超である水不溶性の有機化合物、より詳細には鉱油、天然油、イソパラフィン、ポリイソブチレン、オキソ法アルコール合成からの残留物、低分子量合成カルボン酸のエステル、例えばペンタン−1,3−ジオールジイソブチレート、脂肪酸エステル、例えばステアリン酸オクチル、パルミチン酸ドデシルまたはミリスチン酸イソプロピル、脂肪族アルコール、低分子量アルコールのエーテル、フタル酸エステル、リン酸エステルおよびロウから選択される水不溶性の有機化合物を含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載の消泡剤調合物。
- 請求項1から9のいずれかに記載の消泡剤調合物、
乳化剤、および
水
を含む消泡剤調合物のエマルジョン。 - 請求項1から9のいずれかに記載の消泡剤調合物、および担体材料を含む粉末。
- 請求項1から9のいずれかに記載の消泡剤調合物、または請求項10に記載のそのエマルジョン、または請求項11に記載のその粉末を含む、洗剤または洗浄組成物。
- 請求項1から9のいずれかに記載の消泡剤調合物または請求項10に記載のそのエマルジョンまたは請求項11に記載のその粉末と、媒体とを混合することによる、消泡するおよび/または媒体の起泡を防止する方法。
- 化学パルプ製造の際に生じる水性媒体を用いることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
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