KR100761777B1 - 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물 - Google Patents

자기 유화형 실리콘 소포제 조성물 Download PDF

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한상봉
손현구
최형철
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Abstract

본 발명은 파포성, 소포지속성이 우수하여 소량 첨가로 큰 파포 효과가 얻어지고, 실리카와 오일과의 친화성이 크므로 희석 안정성이 양호하여 각종 유제, 일반 도료, 수성 발포액 등의 기포 제거에 유용하며, 중성 및 산/알칼리 환경하에서도 소포력이 개선된 실리콘 소포제조성물에 관한 것으로서, 오르가노폴리실록산, 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일, 폴리옥시알킬렌 중합체, 미세분말 실리카, 및 폴리알킬렌글리콜계 중합체를 포함하는 실리콘 소포제 조성물에 관한 것이다.
실리콘 소포제

Description

자기 유화형 실리콘 소포제 조성물 {SELF-EMULSION SILICON DEFOAMER COMPOSITION}
본 발명은 파포성, 소포지속성이 우수할 뿐 아니라 희석안정성이 우수하여 각종 유제, 일반 도료, 수성 발포액 등의 기포 제거에 유용하며, 중성 및 산/알칼리 환경하에서도 소포력이 개선된 실리콘 소포제의 조성에 관한 것이다.
일반적으로 실리콘 소포제는 실리콘 오일에 실리카, 이산화티탄, 산화알루미늄 등의 미분말 무기질 충전제를 분산시킨 실리콘 오일 컴파운드의 유화에 의해서 제조되는 것이 공지된 사실이다. 이러한 실리콘 소포제는 주로 비수계의 소포제로 사용되지만, 일반적으로 컴파운드 그대로의 상태로 사용하는 것보다 계면활성제로 수유종(O/W)의 에멀젼형으로 만들어 물에 분산성을 개량하고, 물에 희석하여 사용하는 것이 효과가 크다.
공지된 실리콘 소포제들은 다른 소포제에 비해서 여러 가지 우수한 성질을 갖고 있으므로, 화학 공업, 식품 공업, 석유 공업, 직물 공업 및 의약품 공업 등 발포를 수반하는 산업 공정에 널리 이용되고 있으며, 산, 알칼리 내성 및 파포성, 소포지속성 등의 발현은 주로 실리콘 오일 컴파운드의 특성과 유화제 선택에 의하 여 결정된다.
지금까지의 실리콘 소포제 제조 기술에서 에멀젼화는 단지 유화제를 사용하여 실리콘 컴파운드를 친수화함으로써 분산시키는 방법에 의존하는 경향이 있어, 결과적으로는 실리콘 소포제의 개선은 실리콘 소포제 조성물의 개질이 중점적으로 이루어지고 있는 실정이며, 이 에멀젼형 소포제는 고온, 고알칼리성, 고전단력하라는 가혹한 조건하에서는 에멀젼이 파괴되어 소포 능력이 저하되기 때문에, 이에 대처되는 것으로서 폴리옥시알킬렌기로 변성된 오르가노폴리실록산과 오일 콤파운드를 병용한 자기 유화형 소포제(일본국 특허 공고(소) 제52-19,836호, 동 제52-22,638호, 동 제55-23,084호 공보 참조)가 염색, 각종 유제, 수성 잉크 등의 용도에 사용되고 있다. 그러나 이들 실리콘계 소포제도 기포성 액체 중에서 기체와 심하게 접촉 한다거나, 배수 처리장의 정화조나 고온 고압 염색조와 같은 가혹한 조건하에 심하게 교반되는 계에서는 소포성이 시간이 경과되면 급속하게 소멸되어 버리기 때문에 이에 관해서는 소포제의 첨가량을 증가시키거나, 또는 연속적으로 소포제를 투입할 필요가 있다는 단점이 있었다.
따라서, 이에 대해서는 소포성을 향상시키는 것을 목적으로 각종 연구가 수행되고 있는데, 예를 들면 오일 콤파운드에 사용하는 실리카를 미리 디메틸디클로로실란 등으로 처리해서 소수화 해두는 방법(일본국 특허 공고(소)제51-35,836호 공보 참조), 실리카를 질소 함유 유기 규소 화합물로 처리하는 방법(일본국 특허 공고(소)제51-35,556호 공보 참조)등이 제안되고 있으나 여기에는 실리카의 소수화 처리에 장시간이 필요하게 되고 처리 설비도 필요하고 공정도 복잡하기 때문에 경 제적이지 않다는 단점이 있다.
또한, 미국특허 제 3,984,347호와 제 4,076,648호 등을 비롯한 여러 특허에서 자기유화형 컴파운드를 만들기 위해 폴리프로필렌기 가진 폴리오가노실록산, 폴리프로필렌 공중합체, 실리콘 글리콜을 주폴리머로 하여 여기에 폴리오가노실록산, 실리카, 촉매를 투입하여 특수 용도의 소포제를 제조하는 방법 등이 소개되고 있으나, 레진 실록산을 제조하여 폴리오가노실록산과 단순히 혼합하여 촉매로 실리카와 반응시키는 방법 또한 공정이 복잡하며, 소포지속성이 우수하지 않은 결과를 보여왔다.
이에 본 발명자들은 상기의 문제를 해결하기 위하여 연구한 결과, 오르가노폴리실록산 및 실리카의 배합에 친수기를 가지거나 친수기와 반응성을 갖는 특정 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일 및 폴리옥시알킬렌 중합체, 폴리알킬렌글리콜계 중합체를 첨가하여 실리콘 소포제를 제조하면 분산성이 향상되어 파포성, 소포지속성 우수한 실리콘 소포제 조성물을 얻을 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 상기에 명시한 지금까지 소개된 소포제의 결점을 해소하기 위해 친수기를 가지거나 친수기와 반응성을 갖는 폴리머를 이용함으로써 중성 및 산/알칼리 환경하에서도 파포성, 소포지속성 우수한 자기유화형 실리콘 소포제를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기된 본 발명의 목적을 달성하고자, 오르가노폴리실록산, 규소수소화 반응을 이용해 얻어진 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일, 폴리옥시알킬렌 중합체, 미세분말 실리카, 폴리알킬렌글리콜계 중합체를 포함하는 자기유화형 실리콘 소포제 조성물을 제공하고 있다.
본 발명은 (가) 하기 A)로 표시되는 액상 오르가노폴리실록산 30~60 중량%, (나) 규소수소화 반응을 이용해 얻어진 하기 B)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일, 하기 C)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일 5 내지 30중량%, (다) 하기 D)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 중합체 5~20 중량%, (라) 하기 E)로 표시되는 미세분말 실리카 1~20 중량%, 및 (마) 하기 F)로 표시되는 폴리알킬렌글리콜계 중합체 20~50 중량%를 포함하는 자기유화형 실리콘 소포제 조성물을 제공하고 있다:
(가) A) 일반식 (Ⅰ)
Figure 112006038423145-pat00001
--------------------------------------(Ⅰ)
(여기서 R은 동일 또는 상이한 탄소수 1~6의 1가 탄화수소기이고, n은 1~1,000임),
(나) B) 일반식 (Ⅱ)
Figure 112006038423145-pat00002
--(Ⅱ)
(여기서 R은 수소원자, 또는 탄소수 1~6의 알킬기, 아세틸기, 이소시안기로부터 선택된 1가의 유기기이고, n과 m은 1~20, x는 1~1000임),
C) 일반식 (Ⅲ)
Figure 112006038423145-pat00003
-----------(Ⅲ)
(여기서 R은 수소원자, 또는 탄소수 1~6의 알킬기, 아세틸기, 이소시안기로부터 선택된 1가의 유기기이고, n과 m은 1~20, x는 1~1,500임),
(다) D) 일반식 (Ⅳ)
RO[(C2H4O)a(CH3C2H3O)b]nH ------------------------------(Ⅳ)
(여기서 R은 수소원자, 또는 탄소수 1~18의 알킬기, 아세틸기, 이소시안기로부터 선택된 1가의 유기기이고, a와 b는 1~30, n은 1~100임),
(라) E) 일반식 (Ⅴ)
Figure 112006038423145-pat00005
-----------------------------------------------(Ⅴ)
(여기서 R은 수소원자, 메틸기, 하이드록실기로부터 선택된 1가의 유기기이고, x는 1~15임),
(마) F) 일반식 (Ⅵ)
Figure 112006038423145-pat00006
-------------------------------------------------(Ⅵ)
(여기서 R은 에틸렌기 및 프로필렌기이고, n은 1~1,000임).
또한, 본 발명자들은 파포효과 및 소포지속성이 우수한 신규의 자기 유화형 소포제 조성물을 개발하기 위하여 각종의 검토를 한 결과, 기재 오일 및 미세분말 실리카로 구성된 오일 컴파운드 조성물을 분자 말단에 비닐기를 가진 오르가노폴리실록산, <≡SiH기를 함유한 오르가노폴리실록산> 및 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일, 또한 디메틸폴리실록산과 미세 분말 실리카의 혼합물, 필요한 경우 분자쇄에 불포화기를 가진 폴리옥시알킬렌 화합물과 혼합하고, 부가 반응 촉매 존재하에 반응시켜서 얻어진 액체 내지 호상 실리콘 조성물에, 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일 및 필요한 경우에 폴리옥시알킬렌 중합체를 혼합하여 소포제 조성물을 만든 결과, 이 조성물이 희석 안정성 및 분산성이 양호하다는 것을 발견하였으며, 이 조성물이 상기 각 성분의 단순한 혼합에 의해 용이하게 얻어지므로 경제적일 뿐만 아니라 안전하다는 것을 확인하고, 이에 사용되는 각 성분 및 그의 배합비 등에 관한 연구를 계속하여 본 발명을 완성하였다.
상기와 같은 본 발명에 따른 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물을 구성하는 성분의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저 (가) 성분의 일반식 A)를 갖는 오르가노폴리실록산은 본 발명의 소포성을 갖는 주성분으로 분자간의 낮은 인력과 표면의 발수성 및 비접촉성으로 인해 표면장력을 낮추어 기포의 안정성을 낮추어 파괴시키는 역할을 하여 소포성능을 발휘하는 역할을 한다. n이 1,000보다 크면 최종적으로 얻어지는 소포제 조성물의 소포성이 현격하게 저하되기 때문에 1~1000의 범위, 바람직하게는 10~200의 것으로, 그 중량 평균 분자량이 500~65,000인 것이 좋다. 이 (가) 성분의 본 발명의 소포제 조성물 중의 함유량이 30중량% 미만이면 조성물의 기포 억제 효과과 불충분하게 되고, 60중량% 이상이면 소포제 조성물의 점도가 높아져서 수분산성이 떨어지므로, 30~60중량%의 범위로 할 필요가 있지만, 바람직한 범위는 30~45 중량% 이다.
그리고 본 발명에서 특징적으로 사용하는 (나) 성분의 일반식 B) 및 C)를 갖는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일은 친수기를 가지거나 친수기와 반응성을 갖는데, 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 공중합체, 폴리에스테르 변성 폴리메틸알킬실록산, 폴리에테르 변성 폴리메틸알킬실록산 등의 친수기를 가진 폴리오르가노실록산 또는 폴리에테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산, 폴리에테르 변성 아랄킬 폴리메틸알킬실록산, 폴리에스테르 변성 아랄킬 폴리메틸알킬실록산, 폴리에테르 변성 아크릴 폴리데메틸실록산,폴리에스테르 변성 아크릴 폴리디메틸실록산, 폴리에테르-폴리에스테르 변성 하이드록시 폴리디메틸실록산 등과 같이 친수기와 반응성을 갖는 폴리오르가노실록산을 사용할 수 있다. 특히 본 발명은 상기 일반식 B), C)로 표시되는 친수기를 가지거나 친수기와 반응성을 갖는 변성실리콘 오일을 사용함으로써 중성 및 산/알칼리 환경하에서도 소포지속성이 우수하며, 친수기를 도입하여 습윤분산성을 향상시켜 파포성을 향상시키는데 그 특징이 있다.
또한 (나) 성분의 일반식 B) 및 C)를 갖는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일은 소포제 제조시 각 성분을 선택적으로 사용할 수 있는데, B)의 경우 그 중량 평균 분자량이 500 미만이면 최종적으로 얻어지는 소포제 조성물의 희석 안정성이 떨어지고, 30,000 보다 크면 이 소포제 조성물의 소포성이 떨어지므로, 바람직하게는 3,000~20,000의 범위로 한다.
C)의 경우에는 분자내에 친수기를 가지거나 친수기와 반응성을 갖는 유기기의 함량이 상대적으로 작으나 가지 형태의 구조를 갖는 특성 때문에 고온 및, 산/알칼리 조건하에서도 우수한 안정성을 유지하는 것을 그 특징으로 한다. B)와 마친가지로 그 중량 평균 분자량이 500 미만이면 최종적으로 얻어지는 소포제 조성물의 희석 안정성이 떨어지고, 35,000 보다 크면 이 소포제 조성물의 소포성이 떨어지므로, 바람직하게는 3,500~20,000의 범위로 한다.
또한 (나) 성분의 B), C) 성분의 합계량이 5 중량% 미만이면 너무 작아서 친수기의 부족으로 습윤분산성이 떨어져서 소포력이 저하되며, 30 중량% 이상이면 소포제 조성물의 희석안정성이 떨어지므로, 5~30 중량%의 범위로 할 필요가 있지만, 바람직한 범위는 10~30 중량% 이다.
(다) 성분의 일반식 D)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 중합체는 그 중량 평균 분자량이 100 미만에서는 최종적으로 얻어지는 소포제 조성물의 희석 안정성이 떨어지고, 1,500보다 크면 이 소포제 조성물의 소포성이 떨어지므로 100-1,500의 범위로 하는 것이 필요하지만 바람직하게는 200-600의 범위로 하는데, 그 사용량은 5-20 중량%가 바람직하다. 만일 그 사용량이 5 중량% 미만이면 소포제 조성물의 희석 안정성이 떨어지고, 20 중량%를 초과하면 소포성이 저하되는 문제가 있다.
또한 (라) 성분의 일반식 E)로 표시되는 미세 분말 실리카는 이산화규소와 각종 실리콘 오일을 화학적으로 처리한 것으로서, 기포내 계면활성제의 부분적인 불균형을 유발시켜 기포를 파괴하는 역할을 하며, 건식 실리카, 습식 실리카, 실리 카 에어로겔 중에서 선택된 것을 사용할 있으며, 그 사용량은 1~20 중량%가 바람직하다. 만일 그 사용량이 1 중량% 미만이면 파포성이 저하되는 문제점이 있고, 20 중량%를 초과하면 최종적으로 얻어지는 소포제 조성물의 겔화로 인해 점도가 필요이상으로 상승하는 문제가 있다. 본 발명에서 사용된 이러한 미세 분말 실리카는 중량 평균 분자량이 300 내지 2,000이다.
다음으로, 본 발명의 소포제 조성물을 구성하는 (마) 성분의 일반식 F)로 표시되는 폴리알킬렌글리콜 중합체는 유화조제가 되는 것이지만, 이 성분을 배합함으로서 본 발명의 소포제 조성물의 점도를 저하시키고, 수분산시의 작업성을 향상시키는 효과를 가지고 있다. 또한 이는 실온에서 액상인 것이 바람직하고, 중량평균 분자량이 200미만이면 최종적으로 얻어지는 소포제 조성물의 시간에 따른 안정성이 나빠지고 5,000보다 크면 점도가 높아져서 분산성 및 작업성이 나빠지기 때문에 200~5,000으로 하는 것이 좋지만, 바람직하게는 1,000~3,000으로 하는 것이 좋으며, 소포제 제조 시 사용하는 폴리알킬렌글리콜 중합체는 1종에만 한정되지 않고 R의 조성이 다른 2종 이상의 폴리알킬렌글리콜 중합체를 병용하여도 좋다. 그 사용량은 20~50 중량%가 바람직한데 만일 그 사용량이 20 중량% 미만이면 소포제 조성물의 희석 안정성이 떨어지고, 50 중량%를 초과하면 소포성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 또한 상기 실리콘 소포제 조성물을 제조하는 방법으로서, (가) 성분인 일반식 (I)로 표시되는 액상 오르가노폴리실록산 30~60 중량%에 (라) 성분인 일반식(V)로 표시되는 미세분말 실리카 1~20 중량%를 30분~2시간에 걸쳐 혼합하고, (나) 성분인 규소수소화 반응을 이용해 얻어진 일반식(II)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일, 일반식(III)으로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일 및 이들의 혼합물로부터 선택된 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일 5~30중량%와 (다) 성분인 일반식(IV)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 중합체 5~20 중량%를 첨가하여 30분에서 1시간 정도 충분히 혼합하고, (마) 성분인 일반식(VI)으로 표시되는 폴리알킬렌글리콜계 중합체 20~50 중량%를 혼합한 후, 호머믹서 등의 혼합기를 사용하여 균일화시켜 실리콘 소포제 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 소포제 조성물은 상기 (가)~(마) 성분의 소정량을 혼합함으로써 얻어질 수 있지만, 이는 이들의 각 성분을 호머믹서 등의 혼합기를 사용하여 균일하게 혼합하면 좋으며, 그의 혼합은 특히 한정되지는 않지만 25~150℃의 범위에서 가열하여도 좋다. 본 발명의 자기유화형 실리콘 소포제를 제조하는 구체적인 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 (가)성분인 오르가노폴리실록산 30~60 중량%에 (라)성분인 미분말 실리카 1~20 중량%를 30분~2시간에 걸쳐 혼합하는데, 혼합 시간이 30분 미만이면 분산이 충분히 이루어지지 않아 소포력이 저하된다. 여기에 상기 (나) 성분인 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일 5~30 중량%와 (다) 성분인 폴리옥시알킬렌 중합체 5~20 중량%를 첨가하여 혼합하는데, (나)와 (다)의 첨가 순서는 어느 쪽이 먼저이어도 좋으며 30분에서 1시간 정도 충분히 혼합하고 (마) 성분인 폴리알킬렌글리콜 중합체 20~50 중량%를 혼합한 후, 호머믹서 등의 혼합기를 사용하여 균일화 시키는 통상의 방법으로 제조할 수 있다.
상기한 본 발명의 방법에 의해 제조한 자기유화형 실리콘 소포제는 친수기를 가지거나 친수기와 반응성을 갖는 특정 변성실리콘 오일을 사용하여 친수기를 도입함으로서 물에 대한 용해도가 높을 뿐만 아니라 습윤분산성이 양호하여 중성 및 산/알칼리 환경하에서도 우수한 소포력을 나타내어 각종 유제, 일반 도료, 수성 발포액의 기포 제거에 유용하게 사용할 수 있다.
실시예 : 이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 사용되는 (가)~(마) 성분의 배합량을 표 1에 나타내었다.
실시예 번 호 소포제 조성물 번 호 (가)성분 (나)성분 (다)성분 (라)성분 (마)성분 점 도 (cps)
A) 배합량(g) B) 배합량(g) C) 배합량(g) D) 배합량(g) E) 배합량(g) F) 배합량(g)
실 시 예 1 1 300 100 100 100 100 300 6,400
2 2 350 150 - 100 100 300 4,600
3 3 350 - 150 100 100 300 5,400
4 4 400 75 75 - 50 400 2,100
5 5 400 50 50 50 50 400 1,200
또한 표1의 (가)~(마) 성분은 하기
배합량 A) 성분 ;
디메틸폴리실록산(SF1000N(350cSt), 금강고려화학 제품)
B) 성분 ;
Figure 112006038423145-pat00007
C) 성분 ;
Figure 112006038423145-pat00008
D) 성분 ;
폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 모노알킬 에스테르
(Koremul-LX95, 한농화성 제품)
E) 성분 ;
미분말 실리카 (D-17, 대구사 제품)
F) 성분 ;
폴리옥시에틸렌 글리콜 (PEG-400, 호남석유화학제품)
이며, 기재된 배합량으로 혼합하여 호머믹서에서 10분간 교반하여 소포제 조성물 1~5를 제조하였다. 이들은 모두 백색 내지 회백색의 균일한 액상 조성물이었다.
비교예 1 : 질소 분위기 하에서 점도 5,000cst인 폴리디메틸실록산 150g, 점도 20,000cst인 하이드록시 폴리오르가노실록산 80g의 배합을 120℃, 3시간으로 혼합한 후, 실리카(실리카 에어로겔,Sylsia 350) 20g을 넣고 150℃에서 1시간 혼합하였다. 혼합 후 트리메틸 아민 0.1g을 넣고 150℃에서 4시간 배합하여 실리콘 콤파운드를 제조하였다.
위와 같이 제조된 실리콘 컴파운드를 사용하여 아래와 같은 통상의 방법으로 에멀젼형 실리콘 소포제를 제조하였다.
먼저 이온교환수 230g을 세척한 1리터 용기에 넣고, 약 70℃로 가열하고 교반기를 이용하여 600rpm 정도로 교반하면서 카르복시메틸셀룰로오스 8.0g을 투입하고 20분간 유지하였다. 여기에 친수성 유화제인 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트 4.8g을 투입하고, 20분 정도 반응시킨 후, 친유성 유화제인 소르비탄 모노팔미테이트 5.6g을 투입하고 30분 정도 교반하였다. 이 용액에 상기의 실리콘 컴파운드 55g을 투입하고 30분 교반한 후 소량의 방부제 0.5g을 투입하여 10분간 교반하고, 마지막으로 이 용액을 상온으로 냉각하여 콜로이드 밀을 사용하여 분쇄하여 실리콘 소포제를 제조하였다.
비교예 2 : 질소 분위기 하에서 점도 5,000cst인 폴리디메틸실록산 150g, 점도 20,000cst인 하이드록시 폴리오르가노실록산 80g의 배합에 변성 실리콘 오일(다우코닝 디시 190) 8g을 혼합하여 100℃, 2시간으로 혼합한 후, 실리카(실리카 에어로겔,Sylsia 350) 20g을 넣고 150℃에서 1시간 혼합하였다. 혼합 후 트리메틸 아민 0.1g을 넣고 150℃에서 4시간 배합하여 실리콘 콤파운드를 제조하였다.
에멀젼형 실리콘 소포제는 상기 비교예 1에서와 같이 제조하였다.
시험예 : 상기 실시예 1~5에 의해 제조된 소포제 조성물과 비교예 1,2에 의해 제조된 에멀젼형 실리콘 소포제를 사용하여 다음과 같은 방법으로 소포력을 시험하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[소포력 시험방법]
증류수 99g에 실험적으로 제조한 소포제 조성물 1g을 투입하여 균일하게 흔들어 소포제 희석 용액을 제조한다(1% 용액).
① 준비해 놓은 발포액(Triton X-100 1%수용액) 100mL를 시험용기에 투입한다.
② 소포제 희석 용액 100ppm을 마이크로 피펫을 사용해서 시험용기에 투입하고 희석 용액이 발포액에 균일하게 혼합되도록 살며시 흔들어 준다(거품이 나지 않을 정도).
③ 위의 시험용기를 Shaker에 장착한 후, Shaker를 rpm 230에 고정하고 Stop watch를 누름과 동시에 Shaker를 작동시킨다.
④ 이때 Shaker의 작동시간을 30, 60, 120, 180, 300초로 구분해서 시험하고, Shaker를 정지시켰을 때부터 거품이 파포되어 기포 발생 높이가 5mm 이하로 될 때까지의 시간을 측정한다.
여기서 파포성 및 소포지속성은 Shaker의 작동시간에 따라 발생한 기포가 5mm 이하로 될 때까지의 시간이 짧을수록 우수한 것이다.
실시예 번 호 소포제 조성물 번 호 파포성 및 소포지속성 (초)
30 초 60 초 120 초 180 초 300 초
실 시 예 1 1 8 24 51 88 108
2 2 8 26 45 74 93
3 3 4 14 32 49 93
4 4 2 13 31 45 69
5 5 2 10 23 32 53
비 교 예 1 13 32 89 104 143
2 10 28 62 92 128
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소포제 조성물은 통상의 방법으로 제조된 에멀젼형 실리콘 소포제 비하여 파포성 및 소포지속성이 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명은 소포제 조성물로서, 상기 일반식 (Ⅰ)로 표시되는 (A)성분으로서의 오르가노폴리실록산 30~60 중량%, 일반식 (Ⅱ), (Ⅲ)로 표시되는 (B), (C) 및 이의 혼합 성분으로서의 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일 5~30 중량%, 일반식 (Ⅳ)로 표시되는 (D)성분으로서의 폴리옥시알킬렌 중합체 5~20 중량%, 일반식 (Ⅴ)로 표시되는 (E)성분으로서의 미세분말 실리카 1~20 중량%, 일반식 (Ⅵ)로 표시되는 (F)성분으로서의 폴리알킬렌글리콜계 중합체 20~50 중량%로 이루어진 소포제 조성물을 제공하여, 파포성, 소포지속성이 우수하여 소량 첨가로 큰 파포 효과가 얻어지고, 실리카와 오일과의 친화성이 크므로 희석 안정성이 양호하여 각종 유제, 일 반 도료, 수성 발포액 등의 기포 제거에 유용하고, 중성 및 산/알칼리 환경 하에서도 소포력이 개선되어 여러 산업 분야에 걸쳐 바람직하게 사용할 수 있게 하는 유리한 점을 나타내고 있다.

Claims (9)

  1. 하기 일반식 (I)로 표시되는 액상 오르가노폴리실록산 30~60 중량%; 규소수소화 반응을 이용해 얻어진 하기 일반식(II)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일, 하기 일반식(III)으로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일 및 이들의 혼합물로부터 선택된 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일 5~30중량%; 하기 일반식(IV)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 중합체 5~20 중량%; 하기 일반식(V)로 표시되는 미세분말 실리카 1~20 중량%; 및 하기 일반식(VI)으로 표시되는 폴리알킬렌글리콜계 중합체 20~50 중량%를 포함하는 자기유화형 실리콘 소포제 조성물:
    Figure 112007040123270-pat00009
    ----------------------------(Ⅰ)
    (여기서 R은 동일 또는 상이한 탄소수 1~6의 1가 탄화수소기이고, n은 1~1,000임)
    Figure 112007040123270-pat00010
    --(Ⅱ)
    (여기서 R은 수소원자, 또는 탄소수 1~6의 알킬기, 아세틸기, 및 이소시안기로부터 선택된 1가의 유기기이고, n과 m은 1~20이며, x는 1~1000임)
    Figure 112007040123270-pat00011
    ----------(Ⅲ)
    (여기서 R은 수소원자, 또는 탄소수 1~6의 알킬기, 아세틸기, 및 이소시안기로부터 선택된 1가의 유기기이고, n과 m은 1~20이며, x는 1~1,500임)
    RO[(C2H4O)a(CH3C2H3O)b]nH ----------------------------------(Ⅳ)
    (여기서 R은 수소원자, 또는 탄소수 1~18의 알킬기, 아세틸기, 이소시안기로부터 선택된 1가의 유기기이고, a와 b는 1~30이며, n은 1~100임)
    Figure 112007040123270-pat00013
    -----------------------------------------------(Ⅴ)
    (여기서 R은 수소원자, 메틸기, 및 하이드록실기로부터 선택된 1가의 유기기이고, x는 1~15임)
    Figure 112007040123270-pat00014
    --------------------------------------------(Ⅵ)
    (여기서 R은 에틸렌기 또는 프로필렌기이고, n은 1~1,000임).
  2. 제1항에 있어서, 일반식 (I)로 표시되는 액상 오르가노폴리실록산이 30~40 중량%이고, 규소수소화 반응을 이용해 얻어진 하기 일반식(II)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일, 일반식(III)으로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일 및 이들의 혼합물로부터 선택된 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일이 10~30중량%이며, 일반식(IV)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 중합체가 5~10 중량%이고, 일반식(V)로 표시되는 미세분말 실리카가 5~10 중량%이며, 일반식(VI)으로 표시되는 폴리알킬렌글리콜계 중합체가 30~40 중량%임을 특징으로 하는 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 일반식(I)로 표시되는 액상 오르가노폴리실록산의 중량평균 분자량이 500~65,000이고, 일반식(II)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일의 중량평균 분자량이 500~30,000이며, 일반식(III)으로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일의 중량평균 분자량이 500~35,000이고, 일반식(IV)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 중합체의 중량평균 분자량이 100~1,500이며, 일반식(V)로 표시되는 미세분말 실리카의 중량평균 분자량이 300~2,000이고, 일반식(VI)으로 표시되는 폴리알킬렌글리콜계 중합체의 중량평균 분자량이 200~5,000임을 특징으로 하는 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 일반식(I)로 포시되는 액상 오르가노폴리실록산에서의 n이 10~200임을 특징으로 하는 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 일반식(II)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일의 중량 평균 분자량이 3,000~20,000임을 특징으로 하는 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 일반식(III)으로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일의 중량평균 분자량이 3,500~20,000임을 특징으로 하는 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 일반식(IV)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 중합체의 중량평균 분자량이 200~600임을 특징으로 하는 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물.
  8. 제3항에 있어서, 일반식(VI)으로 표시되는 폴리알킬렌글리콜계 중합체의 중량평균 분자량이 1,000~3,000임을 특징으로 하는 자기 유화형 실리콘 소포제 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 실리콘 소포제 조성물을 제조하는 방법으로서, (가) 성분인 하기 일반식 (I)로 표시되는 액상 오르가노폴리실록산 30~60 중량%에 (라) 성분인 하기 일반식(V)로 표시되는 미세분말 실리카 1~20 중량%를 30분~2시간에 걸쳐 혼합하고, (나) 성분인 규소수소화 반응을 이용해 얻어진 하기 일반식(II)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일, 일반식(III)으로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 오일 및 이들의 혼합물로부터 선택된 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 오일 5~30중량%와 (다) 성분인 하기 일반식(IV)로 표시되는 폴리옥시알킬렌 중합체 5~20 중량%를 첨가하여 30분에서 1시간 정도 충분히 혼합하고, (마) 성분인 하기 일반식(VI)으로 표시되는 폴리알킬렌글리콜계 중합체 20~50 중량%를 혼합한 후, 호머믹서 등의 혼합기를 사용하여 균일화시켜 실리콘 소포제 조성물을 제조하는 방법.
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