KR20240027773A - 폴리디메틸실록산, 오가노폴리실록산 수지, 알킬 에테르를 포함하고 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄을 포함하지 않는 소포 조성물 - Google Patents

폴리디메틸실록산, 오가노폴리실록산 수지, 알킬 에테르를 포함하고 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄을 포함하지 않는 소포 조성물 Download PDF

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위르겐 쿠글러
안드레아스 마이어
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와커 헤미 아게
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Abstract

본 발명은 수성 계면활성제 배합물과 같은 수성 매질을, 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄이 사용되지 않는다는 조건 하에, 폴리디메틸실록산, 충전제, 하기 식 (I)의 단위로 구성된 오가노폴리실록산 수지, 선택적으로 폴리오가노실록산, 모노-, 디- 또는 트리알콕시 알킬 에테르를 함유하는 조성물을 통해 소포하는 방법에 관한 것이다.

Description

폴리디메틸실록산, 오가노폴리실록산 수지, 알킬 에테르를 포함하고 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄을 포함하지 않는 소포 조성물
본 발명은 폴리실록산 기반 소포제 조성물을 포함하는 수성 매질, 특히 수성 계면활성제 배합물을 소포하는 방법에 관한 것이다.
표면 활성 화합물을 바람직하거나 아니면 바람직하지 않은 구성요소로 함유하는 많은 액체, 특히 수성 시스템에서, 이들 시스템이 예를 들어 폐수의 살포, 액체의 집중적인 교반, 증류, 세척 또는 염색 공정, 또는 충전 작업에서 가스상 물질과 다소 집중적으로 접촉하게 되면 거품 형성이 문제를 야기할 수 있다.
이 거품은 기계적 수단 또는 소포제의 사용을 통해 제어될 수 있다. 실록산계 소포제는 여기서 특히 유용한 것으로 밝혀졌다. 실록산 기반 소포제는, 예를 들어 DE-AS 15 19 987에 따라 폴리디메틸실록산 내 친수성 실리카를 가열함으로써 제조된다.
폴리디메틸실록산 기반 소포제는 폴리디메틸실록산이 대부분의 계면활성제 시스템, 예를 들어 습윤제 또는 액체 세척 조성물과 불량한 상용성을 가지고, 분리되는 경향을 가진다는 단점을 가지는데, 이는 매우 바람직하지 않다. 따라서, 액체 세척 조성물에서 우수한 상용성을 가지고 보관 후에도 우수한 활성을 가지는 소포제를 찾기 위하여 많은 노력이 있어 왔다.
US 4477371 A(DE 3 235 256)는 오가노폴리실록산, 충전제, 계면활성제 및 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄을 함유하는 자가 유화 소포제를 기술한다. 이들은 우수한 효능을 가지지만 상용성이 제한적이다.
WO 2019/057754는 섬유 유연제에서 폴리실록산, 에스테르 오일 또는 미네랄 오일, 비이온성 계면활성제 및 용매, 그리고 선택적으로 물 및 산을 0 중량% 내지 5 중량%의 양으로 함유하는 농축물의 사용을 개시한다.
제기된 문제는 수성 매질, 특히 수성 계면활성제 배합물의 소포제로서 사용 시, 수성 매질과 우수한 상용성을 가지고 보관 후에도 우수한 효능을 가지는 조성물을 제공하는 것이었다.
이 문제는 본 발명에 의해 해결된다.
본 발명은 소포제 조성물을 사용하여, 수성 매질, 바람직하게는 수성 계면활성제 배합물을 소포하는 방법으로서, 상기 소포제 조성물은
(A) 하기 일반식 (I)의 폴리디메틸실록산:
상기 식에서,
R은 메틸 라디칼이고,
R1은 메틸 라디칼 또는 OR2 라디칼이고,
R2는 동일하거나 상이할 수 있으며 수소 원자이거나 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 1가 하이드로카빌 라디칼이고,
n은 정수임,
(B) 충전제,
(C) 하기 식 (II)의 단위로부터 형성된 오가노폴리실록산 수지:
R3 a(R4O)bSiO(4-a-b)/2 (II)
상기 식에서,
R3은 동일하거나 상이할 수 있으며 수소 원자이거나 1가의, SiC 결합된 하이드로카빌 라디칼이고,
R4는 동일하거나 상이할 수 있으며 수소 원자 또는 1가 하이드로카빌 라디칼이고,
a는 0, 1, 2 또는 3이고,
b는 0, 1, 2 또는 3이고,
단, a+b의 합≤3이고, 오가노폴리실록산 수지에서 식 (II)의 모든 단위의 50% 미만에서, a+b의 합은 2임,
(D) 선택적으로 하기 일반식 (III)의 폴리오가노실록산:
R5O-SiR2O(SiR2O)mSiR2-OR5 (III)
상기 식에서,
R은 상기에서 정의된 바와 같고,
R5는 6 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 1가 하이드로카빌 라디칼이고,
m은 정수임,
(E) 선택적으로 비이온성 유화제,
(F) 하기 식 (IV)의 모노-, 디- 또는 트리알콕시알킬 에테르:
R6(OR7)pO-R8 (IV)
상기 식에서,
R6은 동일하거나 상이할 수 있으며 수소 원자이거나 1가의, 선택적으로 치환되는 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼이고,
R7은 동일하거나 상이할 수 있으며 2가의, 선택적으로 치환되는 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼이고,
R8은 1가의, 선택적으로 치환되는 1 내지 8개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼이고,
p는 1, 2 또는 3임,
(G) 성분 (F) 이외의 비수성 용매,
(H) 선택적으로 알칼리성 또는 산성 촉매, 또는 성분 (A) 내지 (F)와 이들의 반응 생성물
을 포함하고,
단, 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄의 사용이 배제되는 것인 방법을 제공한다.
R2 라디칼은 바람직하게는 수소 원자, 메틸 라디칼 또는 에틸 라디칼이다.
R3 라디칼은 바람직하게는 1 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼, 더 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼, 특히 메틸 라디칼이다.
R3 라디칼의 예로는 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼, 헥실 라디칼, 예컨대 n-헥실 라디칼, 헵틸 라디칼, 예컨대 n-헵틸 라디칼, 옥틸 라디칼, 예컨대 n-옥틸 라디칼 및 이소옥틸 라디칼, 예컨대 2,2,4-트리메틸펜틸 라디칼, 노닐 라디칼, 예컨대 n-노닐 라디칼, 데실 라디칼, 예컨대 n-데실 라디칼, 도데실 라디칼, 예컨대 n-도데실 라디칼, 헥사데실 라디칼, 예컨대 n-헥사데실 라디칼, 옥타데실 라디칼, 예컨대 n-옥타데실 라디칼; 알케닐 라디칼, 예컨대 비닐 라디칼 및 알릴 라디칼; 사이클로알킬 라디칼, 예컨대 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 라디칼 및 메틸사이클로헥실 라디칼, 지방족 기를 통해 규소 원자에 결합된 방향족 기, 예컨대 벤질 라디칼, 페닐에틸 라디칼 또는 2-페닐프로필 라디칼이 있다.
R4 라디칼의 예로는 수소 원자 또는 R3 라디칼에 대해 지정된 라디칼이 있다.
R4 라디칼은 바람직하게는 수소 원자 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼, 특히 수소 원자, 메틸 라디칼 또는 에틸 라디칼이다.
R5 라디칼은 바람직하게는 6 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 지방족 하이드로카빌 라디칼, 예를 들어 알킬 라디칼. 예컨대 n-헥실, 2-에틸헥실, n-도데실, 이소트리데실 및 2-옥틸도데실 라디칼, 또는 사이클로알킬 라디칼, 예컨대 메틸사이클로헥실 라디칼, 특히 2-옥틸도데실 라디칼이다.
R6 라디칼의 예로는 수소 원자 또는 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼, 헥실 라디칼, 예컨대 n-헥실 라디칼이 있다. R6 라디칼의 바람직한 예로는 수소 원자, 메틸 라디칼 또는 에틸 라디칼이 있고, 수소 원자가 특히 바람직하다.
R7 라디칼의 예로는 선택적으로 분지화된 알킬 라디칼, 예컨대 1,2-에틸렌 라디칼, 1,2-프로필렌 라디칼, 1,3-프로필렌 라디칼, 1,2-부틸렌 라디칼, 1,3-부틸렌 라디칼, 1,4-부틸렌 라디칼 또는 1,6-헥실렌 라디칼, 특히 1,2-에틸렌 라디칼 또는 1,2-프로필렌 라디칼이 있다.
R8 라디칼의 예로는 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼, 헥실 라디칼, 예컨대 n-헥실 라디칼, 페닐 라디칼, 벤질 라디칼, 특히 메틸 라디칼 또는 n-부틸 라디칼이 있다.
a의 값은 바람직하게는 3 또는 0이다.
m은 바람직하게는 정수이고, 여기서 m은 식 (III)의 폴리오가노실록산이 각각의 경우 25℃ 및 1/s의 전단율에서 측정된, 바람직하게는 10 내지 10,000 mPa·s, 바람직하게는 20 내지 1000 mPa·s, 특히 40 내지 200 mPa·s의 점도를 가지도록 선택된다.
지수 m은 따라서 바람직하게는 5 내지 500, 바람직하게는 15 내지 200, 특히 30 내지 100의 값을 가진다.
폴리실록산 (A)는 각각의 경우 25℃ 및 1/s의 전단율에서 측정된, 바람직하게는 10 내지 1,000,000 mPa·s, 더 바람직하게는 50 내지 100,000 mPa·s, 특히 100 내지 10,000 mPa·s의 점도를 가진다.
식 (I)의 폴리실록산 (A)에서 지수 n은 따라서 바람직하게는 5 내지 2500, 바람직하게는 20 내지 1000, 특히 70 내지 500의 값을 가진다.
폴리실록산 (A)는 상업용 제품이거나 유기규소 화학에서 지금까지 공지된 임의의 방법, 예를 들어 상응하는 실란의 공가수분해에 의해 제조될 수 있다.
폴리실록산 (A)는 예를 들어 RSiO3/2 또는 SiO4/2 단위를 전체 단위의 최대 5%까지 혼입함으로써 분지화될 수 있다. 그리고나서 이들 분지화된 또는 초기에 가교된 폴리실록산은 점탄성 특성을 가진다.
폴리실록산 (A)는 바람직하게는 선형이다.
바람직하게는, 본 발명의 소포제 조성물에서, 아미노 작용성 폴리실록산, 폴리에테르실록산 및 장쇄 SiC 결합된 C8-30-알킬 라디칼을 가지는 폴리실록산의 사용이 배제된다.
본 발명의 소포제 조성물은 각각의 경우 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 3 내지 70 중량%, 바람직하게는 4 내지 60 중량%, 특히 5 내지 50 중량%의 양으로 폴리실록산 (A)를 함유한다.
성분 (B)는 바람직하게는 분말성, 바람직하게는 소수성 충전제를 포함한다.
성분 (B)는 바람직하게는 20 내지 1000 m2/g의 BET 표면적, 10 μm 미만의 입도 및 100 μm 미만의 응집체 크기를 가진다.
성분 (B)의 예로는 이산화규소(실리카), 이산화티타늄, 산화알루미늄, 금속 비누, 분쇄 석영, PTFE 분말, 지방산 아미드, 예를 들어 에틸렌비스스테아르아미드, 미분된 소수성 폴리우레탄이 있다.
사용되는 성분 (B)는 바람직하게는 이산화규소(실리카), 이산화티타늄 또는 산화알루미늄이고, 특히 20 내지 1000 m2/g의 BET 표면적, 10 μm 미만의 입도 및 100 μm 미만의 응집체 크기를 가지는 것이다.
바람직한 성분 (B)는 실리카이고, 더 바람직하게는 50 내지 800 m2/g의 BET 표면적, 특히 80 내지 500 m2/g의 BET 표면적을 가지는 것이다. 이들 실리카는 흄드 또는 침강 실리카일 수 있다. 사용 가능한 성분 (B)는 전처리된 실리카, 즉 상업용 소수성 실리카 또는 친수성 실리카이다. 소수화 정도는 메탄올 값으로 특징지어진다. 이것은 DE 2107082 A1에 따라 0.2 g의 실리카를 50 ml의 물에 첨가함으로써 확인된다. 실리카가 완전히 습윤되어 액체에 현탁될 때까지 교반하면서 메탄올이 첨가된다. 메탄올 값은 실리카가 습윤된 액체 혼합물에서의 메탄올의 백분율이다. 사용되는 전처리된 소수성 실리카는 바람직하게는 30 초과, 특히 50 초과의 메탄올 값을 가지는 실리카이다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 상업용 소수성 실리카의 예로는 (독일 뮌헨 소재의 Wacker-Chemie AG로부터 시판되는) 헥사메틸디실라잔으로 처리되고 140 m2/g의 BET 표면적을 가지는 흄드 실리카인 HDK® H2000 및 (독일 하나우 소재의 Evonik Resource Efficiency GmbH로부터 "Sipernat D10" 명칭으로 시판되는) 폴리디메틸실록산으로 처리되고 90 m2/g의 BET 표면적을 가지는 침강 실리카가 있다.
소수성 실리카가 성분 (B)로서 사용되는 경우, 친수성 실리카를 동일계(in situ)에서 소수화하는 것 또한 이것이 소포제 배합물의 원하는 효능에 유리하다면 가능하다. 실리카의 소수화 방법이 다수 공지되어 있다. 친수성 실리카의 동일계 소수화는 예를 들어, 성분 (A)에 분산된 실리카를 100 내지 200℃의 온도로 몇 시간 동안 가열함으로써 수행될 수 있다. 여기서의 반응은 촉매, 예컨대 KOH 및 소수화제, 예컨대 단쇄 OH 종결된 폴리디메틸실록산, 실란 또는 실라잔의 첨가로 보조될 수 있다. 이 처리는 상업용 소수성 실리카가 사용되는 경우에도 가능하며 효능 향상에 기여할 수 있다.
추가 옵션은 동일계에서 소수화된 실리카와 상업용 소수성 실리카의 조합을 사용하는 것이다. 이 경우에서, 동일계에서 소수화된 실리카 1 부에 전처리된 소수화된 실리카 0.2 내지 5 부를 사용하는 것이 바람직하다.
충전제 (B)는 각각의 경우 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 10 중량%, 특히 1.5 내지 7.5 중량%의 양으로 본 발명의 소포제 조성물에 사용된다.
성분 (C)는 더 바람직하게는 실질적으로 R3 3SiO1/2 (M) 및 SiO4/2 (Q) 단위로 이루어진 오가노폴리실록산 수지를 포함하고, 여기서 R3은 상기 정의된 바와 같다. 실질적으로 R3 3SiO1/2 (M) 및 SiO4/2 (Q) 단위로 이루어진 오가노폴리실록산 수지는 MQ 수지라고 불리기도 한다. M 대 Q 단위의 몰비는 바람직하게는 0.5 내지 2.0 범위 내, 더 바람직하게는 0.6 내지 1.0 범위 내이다. 오가노폴리실록산 수지(C)는 또한 최대 10 중량%의 유리 Si 결합된 하이드록시기 또는 C1-4-알콕시기를 함유할 수 있다. R3은 바람직하게는 메틸 라디칼이다.
오가노폴리실록산 수지(C)는 바람직하게는 25℃에서 1000 mPa·s 초과의 점도를 가지거나 고체이다. (폴리스티렌 표준을 기준으로) 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 이들 수지의 중량 평균 분자량 Mw는 바람직하게는 200 내지 200,000 g/mol, 특히 1000 내지 20,000 g/mol이다.
본 발명에 따라 사용되는 오가노폴리실록산 수지(C)는 바람직하게는 25℃의 온도 및 101.325 kPa의 압력에서 적어도 100 g/l의 정도로 벤젠에 가용성이다.
오가노폴리실록산 수지(C)는 각각의 경우 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 적어도 0.1 중량% 및 바람직하게는 15 중량% 이하, 더 바람직하게는 10 중량% 이하, 특히 7.5 중량% 이하의 양으로 본 발명의 소포제 조성물에 사용된다.
선택적으로 사용되는 오가노폴리실록산 (D)는 바람직하게는 25℃에서 10 내지 10,000 mm2/s의 점도를 가진다.
선택적으로 사용되는 오가노폴리실록산 (D)의 예로는 R5가 적어도 6개의 탄소 원자를 가지는 선형 및/또는 분지형 하이드로카빌 라디칼인 일반식 (III)의 오가노폴리실록산이 있다. 이러한 생성물은, 예를 들어 25℃에서 점도가 10 내지 10,000 mPa·s인 실라놀 종결된 폴리디메틸실록산 및 6개 이상의 탄소 원자를 가지는 지방족 알코올, 예컨대 n-헥산올, 2-에틸헥산올, n-도데칸올, 이소트리데칸올, 2-옥틸도데칸올 또는 메틸사이클로헥산올의 알칼리 촉매화된 축합을 통해 얻을 수 있다.
이들 폴리디메틸실록산은, 예를 들어 RSiO3/2 또는 SiO4/2 단위를 전체 단위의 최대 5%까지 혼입함으로써 분지화될 수 있다. 그리고나서 이들 분지화된 또는 초기에 가교된 실록산은 점탄성 특성을 가진다.
본 발명의 조성물이 성분 (D)를 함유하는 경우, 그 양은 각각의 경우 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 최대 15 중량%, 바람직하게는 최대 5 중량%, 특히 최대 2 중량%이다.
선택적으로 사용되는 비이온성 유화제(E)의 예로는,
1. 알킬 폴리글리콜 에테르, 바람직하게는 4 내지 30개의 EO 단위 및 10 내지 20개의 탄소 원자의 알킬 라디칼을 가지는 것.
2. 카르복실산 폴리글리콜 에스테르, 특히 지방산 폴리글리콜 에스테르, 바람직하게는 6개 초과의 EO 단위 및 8 내지 20개의 탄소 원자의 카르복실산 잔기를 가지는 것.
3. 에톡실화된 또는 비에톡실화된 소르비탄 지방산 에스테르, 바람직하게는 6개 초과의 EO 단위를 가지는 에톡실화된 소르비탄 지방산 에스테르.
4. 에톡실화된 피마자유 또는 수소화된 변형체.
5. 폴리글리세롤카르복실산 에스테르.
6. 일반식 R*-O-ZO의 알킬 폴리글리코사이드, 여기서 R*은 평균 8 내지 24개의 탄소 원자를 가지는 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화 알킬 라디칼이고, ZO는 평균 o = 1-10 헥소스 또는 펜토스 단위 또는 이들의 혼합물을 가지는 올리고글리코사이드 잔기임.
7. 알킬아릴 폴리글리콜 에테르, 바람직하게는 5 내지 30개의 EO 단위 및 알킬 및 아릴 라디칼에서 10 내지 20개의 탄소 원자를 가지는 것.
8. 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드(EO/PO) 블록 공중합체, 바람직하게는 8 내지 30개의 EO 또는 PO 단위를 가지는 것이 있다.
바람직한 비이온성 유화제는,
2. 카르복실산 폴리글리콜 에스테르, 특히 지방산 폴리글리콜 에스테르, 바람직하게는 6개 초과의 EO 단위 및 8 내지 20개의 탄소 원자의 카르복실산 잔기를 가지는 것, 예를 들어 PEG-20 스테아레이트, PEG-20 라우레이트, PEG-7 올리베이트, PEG-8 올리에이트, PEG-8 라우레이트, HLB PEG-6 스테아레이트, PEG-20 스테아레이트 또는 PEG-100 스테아레이트(INCI 명칭에 따름).
3. 에톡실화된 또는 비에톡실화된 소르비탄 지방산 에스테르, 예를 들어 라우레이트, 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 60, 폴리소르베이트 80, 폴리소르베이트 85(INCI 명칭에 따름), PEG-20 소르비탄 코코에이트, PEG-40 소르비탄 디이소스테아레이트, PEG-20 소르비탄 이소스테아레이트, PEG-40 소르비탄 라놀레이트, PEG-75 소르비탄 라놀레이트, PEG-10 소르비탄 라우레이트, PEG-40 소르비탄 라우레이트, PEG-44 소르비탄 라우레이트, PEG-75 소르비탄 라우레이트, PEG-80 소르비탄 라우레이트, PEG-3 소르비탄 올리에이트, PEG-6 소르비탄 올리에이트, PEG-80 소르비탄 팔미테이트, PEG-40 소르비탄 퍼이소스테아레이트, PEG-40 소르비탄 페롤리에이트, PEG-3 소르비탄 스테아레이트, PEG-6 소르비탄 스테아레이트, PEG-40 소르비탄 스테아레이트, PEG-60 소르비탄 스테아레이트, PEG-30 소르비탄 테트라올리에이트, PEG-40 소르비탄 테트라올리에이트, PEG-60 소르비탄 테트라올리에이트, PEG-60 소르비탄 테트라스테아레이트, PEG-160 소르비탄 트리이소스테아레이트; PEG-20 소르비탄 트리이소스테아레이트, 소르베스-40 헥사올리에이트, 소르베스-50 헥사올리에이트, 소르베스-30 테트라올리에이트 라우레이트, 소르베스-60 테트라스테아레이트.
4. 에톡실화된 피마자유 또는 수소화된 변형체, 예를 들어 (INCI 명명법에서의 명칭) PEG 200 피마자유 또는 PEG-60 수소화된 피마자유.
5. 폴리글리세롤카르복실산 에스테르, 예를 들어 폴리글리세린-10 올리에이트, 폴리글리세린-10 라우레이트 또는 폴리글리세린-10 스테아레이트.
6. 일반식 R*-O-ZO의 알킬 폴리글리코사이드, 여기서 R*은 평균 8 내지 24개의 탄소 원자를 가지는 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화 알킬 라디칼이고, ZO는 평균 o = 1-10 헥소스 또는 펜토스 단위 또는 이들의 혼합물을 가지는 올리고글리코사이드 잔기임, 예를 들어 글루코폰 215, 글루코폰 225, 글루코폰 600(상품명)이다.
본 발명의 조성물이 비이온성 유화제(E)를 함유하는 경우, 그 양은 각각의 경우 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 최대 20 중량%, 더 바람직하게는 최대 15 중량%, 특히 최대 10 중량%이다.
모노-, 디- 또는 트리알콕시알킬 에테르(F)는 글리콜 에테르, 예를 들어 에틸렌 글리콜 에테르, 프로필렌 글리콜 에테르 또는 부틸렌 글리콜 에테르이다. 에틸렌 글리콜 에테르의 예로는,
- 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(메틸글리콜, 2-메톡시에탄올, CH3-O-CH2CH2-OH),
- 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(에틸글리콜, 2-에톡시에탄올, CH3CH2-O-CH2CH2-OH)
- 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르(2-프로폭시에탄올, CH3CH2CH2-O-CH2CH2-OH)
- 에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르(2-이소프로폭시에탄올, (CH3)2CH-O-CH2CH2-OH)
- 에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르(2-부톡시에탄올 CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2-OH)
- 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르(2-페녹시에탄올, C6H5-O-CH2CH2-OH)
- 에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르(2-헥실옥시에탄올, C6H11-O-CH2CH2-OH)
- 에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르(2-벤질옥시에탄올, C6H5CH2-O-CH2CH2-OH)
- 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르[2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 메틸카르비톨, CH3-O-CH2CH2-O-CH2CH2-OH]
- 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르[2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 카르비톨 셀로솔브, CH3CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-OH]
- 디에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르[2-(2-부톡시에톡시)에탄올, CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-OH]
- 트리에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르(부틸트리글리콜)
- 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르(디에틸카르비톨)
- 디부틸렌 글리콜 디부틸 에테르(디부틸카르비톨)가 있다.
프로필렌 글리콜 에테르의 예로는,
- 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(1-메톡시-2-프로판올)
- 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르(에톡시프로판올)
- 프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르(1-부톡시-2-프로판올)
- 프로필렌 글리콜 모노헥실 에테르(1-헥속시-2-프로판올)
- 디프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르
- 디프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르
- 디프로필렌 글리콜 모노헥실 에테르
- 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르
- 트리프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르
- 트리프로필렌 글리콜 디메틸 에테르가 있다.
부틸렌 글리콜 에테르의 예로는,
- 부틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(1-메톡시-2-프로판올)
- 부틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(에톡시프로판올)가 있다.
모노-, 디- 또는 트리알콕시알킬 에테르(F)는 예를 들어 Dowanol®(Dow), Arcosolv®(LyondellBasell), Ektasolve® 또는 Eastman®(둘 다 Eastman)의 상표명으로 상업적으로 구입할 수 있다.
모노-, 디- 또는 트리알콕시알킬 에테르(F)의 바람직한 예로는,
에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르,
에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르,
에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르,
디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르,
디에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르,
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르,
프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르,
프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르 또는
디프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르가 있다.
모노-, 디- 또는 트리알콕시알킬 에테르(F)의 특히 바람직한 예로는 에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르 또는 디프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르가 있다.
본 발명의 조성물은 각각의 경우에 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 5 내지 50 중량%, 더 바람직하게는 7.5 내지 40 중량%, 특히 10 내지 30 중량%의 양으로 모노-, 디- 또는 트리알콕시알킬 에테르(F)를 함유한다.
특히 바람직하게 사용되는 성분 (G)는 주변 대기압, 즉 900 내지 1100 hPa의 압력에서 100℃ 초과의 비점을 가지는 유기 용매, 특히 분해 없이 증류될 수 없는 화합물, 특히 탄화수소, 천연 오일, 폴리이소부틸렌, 지방산 에스테르, 지방 알코올 및 왁스로부터 선택된 화합물을 포함한다.
탄화수소의 예로는 (예를 들어, ExxonMobil로부터 Isopar® E, Isopar® G, Isopar® H, Isopar® J, Isopar® L, Isopar® M, Isopar® N, Isopar® P, Isopar® V의 상표명으로 얻을 수 있는) 이소파라핀, (예를 들어, ExxonMobil로부터 Exxsol® D40, Exxsol® 60, Exxsol® D95, Exxsol® D100, Exxsol® D130의 상표명으로 얻을 수 있는) 탈방향족화된 탄화수소, (예를 들어, ExxonMobil로부터 Solvesso®의 상표명으로 얻을 수 있는) 방향족 용매 또는 미네랄 오일 또는 화이트 오일이 있다. 이소부틸렌의 예로는 Indopol®(Ineos) 또는 Oppanol®(BASF)의 상표명으로 시판되는 제품이 있다.
천연 오일의 예로는 코코넛 오일, 아마씨유, MCT 오일, 팜유, 팜핵유, 유채유, 콩기름, 피마자유 또는 해바라기유가 있다. 지방산 에스테르의 예로는 지방산 메틸 에스테르, 지방산 에틸 에스테르, 지방산 이소프로필 에스테르, 지방산 아밀 에스테르, 지방산 옥틸 에스테르, 지방산 도데실 에스테르가 있다. 여기서 다음 예, 메틸 라우레이트, 이소프로필 라우레이트, 이소아밀 라우레이트, 라우릴 라우레이트, 에틸헥실 올리에이트, 에틸헥실 코코에이트, 에틸헥실 스테아레이트, 에틸헥실 팔미테이트, n-부틸 스테아레이트, 이소프로필 미리스테이트, 이소프로필 올리에이트 및 이소프로필 팔미테이트에 대하여 특히 언급이 필요하다.
지방 알코올의 예로는 헥실/옥틸 알코올, 옥틸 알코올, 데실 알코올, 라우릴 알코올, 미리스틸 알코올, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 옥틸/데실 알코올, 라우릴/미리스틸 알코올, 라우릴/세틸 알코올 및 라우릴/스테아릴 알코올이 있다. 왁스의 예로는 천연 왁스, 예컨대 동물성 왁스(양모랍 또는 밀랍), 식물성 왁스(사탕수수 왁스, 카나우바 왁스, 칸델릴라 왁스, 코르크 왁스, 면랍), 미네랄/화석 왁스(미네랄 오일 왁스, 이탄 왁스, 몬탄 왁스, 바셀린), 반합성 왁스(왁스 알코올, 예컨대 부분적으로 가수분해된 에스테르 왁스, 유화제 함유 에스테르 왁스, 지방산 기반 아미드 왁스, 예를 들어 디스테아릴에틸렌디아미드 또는 에틸렌디스테아르아미드) 또는 합성 왁스(폴리에틸렌 왁스, 폴리올레핀 왁스)가 있다.
성분 (G)는 각각의 경우에 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 10 내지 80 중량%, 더 바람직하게는 15 내지 70 중량%, 특히 20 내지 60 중량%의 양으로 소포제 조성물에 사용될 수 있다.
알칼리성 촉매(H)의 예로는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 수산화물, 예컨대 NaOH, KOH, CsOH, LiOH 및 Ca(OH)2가 있다. 산성 촉매(H)의 예로는 염산, 황산 및 질화염화인이 있다. (H)와 성분 (A) 내지 (D)의 반응 생성물은, 예를 들어 충전제 (B)로서 바람직한 실리카와 알칼리 금속 수산화물, 예를 들어 규산칼륨 또는 규산나트륨의 생성물이다. 촉매의 계량 첨가는 일반적인 유기 용매, 예컨대 알코올(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올) 또는 에스테르(예를 들어, 에틸 아세테이트)에서 수행될 수 있다.
본 발명의 조성물이 성분 (H)를 함유하는 경우, 그 양은 각각의 경우 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 최대 1.0 중량%, 바람직하게는 최대 0.5 중량%, 특히 최대 0.1 중량%이다.
본 발명의 소포제 조성물에 사용되는 성분 (A) 내지 (G)는 각각 이러한 성분의 한 유형일 수 있고, 그렇지 않으면 각각의 성분 중 적어도 두 가지 유형의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 소포제 조성물에서, 물은 각각의 경우 소포제 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만의 양으로 존재한다. 본 발명의 소포제 조성물은 바람직하게는 임의의 첨가된 물을 함유하지 않는다.
또한, 본 발명의 소포제 조성물은 첨가제(I)를 포함할 수 있다. 이들은 모두 유기 증점 중합체, 방부제, 염료 및 향료로부터 선택된 공지된 첨가제이다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 점성이 있고, 투명 내지 불투명, 무색 내지 갈색 액체이다.
본 발명의 조성물은 각각의 경우 25℃ 및 1/s의 전단율에서 측정된, 바람직하게는 1 내지 20,000 mPa·s, 더 바람직하게는 5 내지 5000 mPa·s, 특히 10 내지 2000 mPa·s의 점도를 가진다.
본 발명의 조성물은 용액 또는 분산액일 수 있다.
본 발명의 조성물은 공지된 방법, 예를 들어 모든 성분의 혼합에 의해, 예를 들어 정적 혼합기로 단순 교반하거나 아니면 콜로이드 밀, 용해기 및 회전자-고정자 균질화기에서 고전단력을 사용함으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 소포제 조성물은 액체 습윤제, 세척 조성물 및 세정 조성물에 존재할 수 있다.
수성 매질, 바람직하게는 수성 계면활성제 배합물의 소포를 위한 본 발명의 방법에서, 본 발명의 조성물은 바람직하게는 수성 매질과 혼합된다.
본 발명의 조성물은 적합한 용매, 예컨대 톨루엔, 크실렌, 메틸 에틸 케톤 또는 t-부탄올에 용해되어서 또는 분말이나 유화액의 형태로 발포 매질에 직접 첨가될 수 있다. 원하는 소포제 효과를 달성하는 데 필요한 양은, 예를 들어 매질의 성질, 온도 및 발생하는 난류에 따라 유도된다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 농축된 액체 계면활성제 배합물, 예를 들어 액체 세척 조성물과 직접 혼합된다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 0.1 중량ppm 내지 1 중량%, 바람직하게는 1 내지 100 중량ppm의 양으로 즉시 사용 가능한 발포 매질에 첨가된다. 본 발명의 조성물은 바람직하게는 0.1 중량% 내지 20 중량%, 더 바람직하게는 0.5 중량% 내지 5 중량%의 양으로 액체 세척 조성물과 같은 농축된 계면활성제 배합물에 존재할 수 있다.
본 발명의 방법은 바람직하게는 -10 내지 +150℃, 더 바람직하게는 5 내지 100℃의 온도 및 주변 대기압, 즉 약 900 내지 1100 hPa에서 수행된다. 본 발명의 방법은 또한 더 높거나 더 낮은 압력, 예를 들어 3000 내지 4000 hPa 또는 1 내지 10 hPa에서 수행될 수 있다.
소포제 조성물은 지장을 주는 거품이 억제되어야 하는 곳 어디든 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 예를 들어, 타르 증류 또는 미네랄 오일 처리에서와 같은 비수성 시스템에서가 이와 같은 경우이다. 특히, 소포제 조성물의 사용은 수성 계면활성제 시스템에서의 거품 제어, 세척 및 세정 조성물에서의 사용, 폐수 시설, 직물 염색 공정, 천연가스 스크러빙, 중합체 분산액에서의 거품 제어 및 화학 펄프 생산에서 얻은 수성 매질의 소포에 적합하다.
특히, 소포제 조성물은 본 발명에 따라 액체 세척 조성물에 사용되고, 여기서 소포제 조성물은 뛰어난 상용성 및 효능으로 주목할 만하다.
소포제 조성물의 사용은 조성물이 소포제로 취급하기 쉽고, 농축된 계면활성제 배합물과 혼화성이며, 소량 첨가로 여러 가지 다양한 매질에서 효능이 높고 오래 지속되는 점이 주목할 만하다는 이점을 가진다. 이것은 경제적 및 환경적 측면 둘 다에서 매우 유리하다.
본 발명의 방법은 수행하기 쉽고 매우 경제적으로 실행 가능하다는 이점을 가진다.
다음 실시예에서, 달리 명시되지 않는 한, 모든 부(part) 및 백분율 수치는 중량과 관련된다. 달리 명시되지 않는 한, 다음 실시예는 주변 대기압에서, 즉 약 1000 hPa에서 및 실온에서, 즉 약 20℃ 또는 반응물이 추가적인 가열 또는 냉각 없이 실온에서 조합될 때 설정된 온도에서 수행된다.
역학 점도는 개방각이 2˚인 콘-플레이트 시스템(CP50-2 콘)을 사용하여 DIN EN ISO 3219: 1994 및 DIN 53019에 대해 Anton Paar로부터의 "MCR 302" 레오미터를 사용하여 측정되었다. 이 기기는 독일 국립 계측 연구소로부터의 10000 표준 오일로 교정되었다. 측정 온도는 25.00℃ +/- 0.05℃, 측정 시간은 3분이다. (mPa·s로 보고된) 점도 수치는 독립적으로 수행된 세 가지 개별 측정의 산술 평균이다. 역학 점도와 연관된 측정 불확실성은 1.5%이다. 전단율 구배는 점도에 따라 선택되었고 각각의 점도 수치에 대해 별도로 인용된다.
동점도는 DIN 51562 Part 1 또는 ISO/DIS 3105(이들의 교정 포함)에 대해 (예를 들어, Windaus로부터의 또는 VWR로부터의) 상수가 있는 Ubbelohde 점도계 튜브를 사용하는 Schott으로부터의 ViscoSystem® AVS 350 점도 측정 시스템을 통해 측정된다. 측정은 25.0℃(+- 0.1℃)의 온도에서 수행된다. (mm2/s로 보고된) 점도 수치는 독립적으로 수행된 세 가지 개별 측정의 산술 평균이고, 동점도와 연관된 측정 불확실성은 1.05%이다. 측정 범위에 따라, 상응하는 가이드 상수가 있는 다양한 점도계 튜브가 사용된다:
측정 범위, 상응하는 모세관 번호 및 상수의 설명은 VWR 실험실 카탈로그, 2011-2013, p.645.8에 따른다.
실시예 1: 소포제의 제조
소포제 A:
점도 8000 mm2.s(25.0℃; 모세관 번호 IV)의 트리메틸실록시 종결된 폴리디메틸실록산 87.3 중량부, 300 m2/g의 BET 표면적을 가지는 친수성 흄드 실리카 6 중량부, 점도 약 180 mm2.s-1(25.0℃; 모세관 번호 IIc)의 2-옥틸도데실옥시 종결된 폴리디메틸실록산 3 부, (29Si NMR 및 IR 분석에 의해) 다음 단위: 40 mol%의 CH3SiO1/2-, 50 mol%의 SiO4/2-, 8 mol%의 C2H5OSiO3/2- 및 2 mol%의 HOSiO3/2-로 이루어진 실온 고체 실리콘 수지 3 부의 혼합물; 이 수지는 (폴리스티렌 표준을 기준으로) 7900 g/mol의 중량 평균 몰질량을 가졌고, 20 중량% 메탄올성 KOH 0.7 부를 용해기로 혼합하고 150℃로 4시간 동안 가열하였다. (25℃ 및 전단율 1 1/s에서 측정된) 점도가 27,600 mPa·s인 소포제 A를 얻었다.
소포제 B:
점도 8000 mm2.s(25.0℃; 모세관 번호 IV)의 트리메틸실록시 종결된 폴리디메틸실록산 85.6 중량부, 점도 약 100 mm2.s-1(25.0℃ 모세관 번호 IIc)의 트리메틸실록시 종결된 폴리디메틸실록산 5 부, 300 m2/g의 BET 표면적을 가지는 흄드 실리카 6 중량부, (29Si NMR 및 IR 분석에 의해) 다음 단위: 40 mol%의 CH3SiO1/2-, 50 mol%의 SiO4/2-, 8 mol%의 C2H5OSiO3/2- 및 2 mol%의 HOSiO3/2-로 이루어진 실온 고체 실리콘 수지 3 부의 혼합물; 이 수지는 (폴리스티렌 표준을 기준으로) 7900 g/mol의 중량 평균 몰질량을 가지고, 20 중량% 메탄올성 KOH 0.4 부를 용해기로 혼합하고 150℃로 4시간 동안 가열하였다. (25℃ 및 전단율 1 1/s에서 측정된) 점도가 28,800 mPa·s인 소포제 A를 얻었다.
실시예 2: 소포제 배합물의 제조
소포제 배합물 F1:
초기 충전물은 235 내지 270℃의 비점 범위를 가지는 탄화수소 혼합물 43.5 중량부, (Dowanol® DPnB의 명칭으로 시판되는) 디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 16.5 중량부 및 실시예 1로부터의 실온 고체 실리콘 수지 5.0 중량부로 형성된다. 소포제 A 35.0 중량부를 첨가하고 패들 교반기로 1200 rpm에서 1분간 잘 교반한다. 그 결과인 소포제 배합물 F1은 (25℃ 및 1 1/s의 전단율에서 측정된) 230 mPa·s의 점도를 가지는, 사실상 투명하고 균질한 배합물이다. 이는 저장 안정성이 매우 우수하다는 점에서 주목할 만하다.
소포제 배합물 F2:
초기 충전물은 235 내지 270℃의 비점 범위를 가지는 탄화수소 혼합물 5.0 중량부, (Dowanol® DPnB의 명칭으로 시판되는) 디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 27.5 중량부, (ICOF Europe의 IPL 명칭으로 시판되는) 이소프로필 라우레이트 27.5 중량부 및 실시예 1의 실온 고체 실리콘 수지 5.0 중량부로 형성된다. 소포제 A 35.0 중량부를 첨가하고 패들 교반기로 1200 rpm에서 1분간 잘 교반한다. 그 결과인 소포제 배합물 F2는 (25℃ 및 1 1/s의 전단율에서 측정된) 250 mPa·s의 점도를 가지는, 사실상 투명하고 균질한 배합물이다. 이는 저장 안정성이 매우 우수하다는 점에서 주목할 만하다.
소포제 배합물 F3:
초기 충전물은 (Dowanol® DPnB 명칭으로 시판되는) 디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 22.5 중량부, (ICOF Europe의 IPL 명칭으로 시판되는) 이소프로필 라우레이트 22.5 중량부, 점도 100 mm2.s(25.0℃; 모세관 번호 IIc)의 트리메틸실록시 종결된 폴리디메틸실록산 15.0 중량부 및 실시예 1의 실온 고체 실리콘 수지 5.0 중량부로 형성된다. 소포제 B 35.0 중량부를 첨가하고 패들 교반기로 1200 rpm에서 1분간 잘 교반한다. 그 결과인 소포제 배합물 F3은 (25℃ 및 1 1/s의 전단율에서 측정된) 370 mPa·s의 점도를 가지는, 사실상 투명하고 균질한 배합물이다. 이는 저장 안정성이 매우 우수하다는 점에서 주목할 만하다.
소포제 배합물 F4:
초기 충전물은 235 내지 270℃의 비점 범위를 가지는 탄화수소 혼합물 31.5중량부, (Dowanol® DPnB 명칭으로 시판되는) 디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 13.5 중량부, 점도 100 mm2.s(25.0℃; 모세관 번호 IIc)의 트리메틸실록시-종결된 폴리디메틸실록산 15.0 중량부 및 실시예 1로부터의 실온 고체 실리콘 수지 5.0 중량부로 형성된다. 소포제 A 35.0 중량부를 첨가하고 패들 교반기로 1200 rpm에서 1분간 효율적으로 교반한다. 그 결과인 소포제 배합물 F4는 (25℃ 및 1 1/s의 전단율에서 측정된) 340 mPa·s의 점도를 가지는 사실상 투명하고 균질한 배합물이다. 이는 저장 안정성이 매우 우수하다는 점에서 주목할 만하다.
소포제 배합물 F5:
초기 충전물은 235 내지 270℃의 비점 범위를 가지는 탄화수소 혼합물 53.5중량부 및 (Dowanol® DGNB 명칭으로 시판되는) 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 23.0 중량부로 형성된다. (뮌헨 소재의 Wacker Chemie AG에서 HDK® T30 명칭으로 판매되는) 180 m2/g의 BET 표면적을 가지는 소수성 흄드 실리카 3.0 중량부 및 (Evonik에서 Aerosil® R 202 명칭으로 판매되는) 100 m2/g의 BET 표면적을 가지는 소수성 침강 실리카 3.0 중량부를 첨가하고 패들 교반기로 1200 rpm에서 1분간 잘 혼입한다. 폴리옥시에틸렌소르비탄 헥사올리에이트 10.0 중량% 및 소포제 A 7.5 중량부를 첨가하고 마찬가지로 패들 교반기로 1200 rpm에서 1분간 잘 교반한다. 그 결과인 소포제 배합물 F5는 (25℃ 및 전단율 1 1/s에서 측정된) 580 mPa·s의 점도를 가지는, 약간 탁하고 균질한 배합물이다. 이는 저장 안정성이 매우 우수하다는 점에서 주목할 만하다.
(비교) 소포제 배합물 VF6:
(US 4477371 A에 기술된 바와 같이) 235 내지 270℃의 비점 범위를 가지는 탄화수소 혼합물(38.5 중량%) 및 디에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르의 대부분을 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄(55.0 중량부)으로 대체하는 것을 제외하고는 소포제 배합물 F1의 제조를 반복한다. 그 결과인 소포제 배합물 VF6은 (25℃ 및 전단율 1 1/s에서 측정된) 340 mPa·s의 점도를 가지는, 탁하고 균질한 배합물이다.
(비교) 소포제 배합물 VF7:
(US 4477371 A에 기술된 바와 같이) 235 내지 270℃의 비점 범위를 가지는 탄화수소 혼합물 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르를 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄(55.0 중량부)으로 대체하는 것을 제외하고는 소포제 배합물 F5의 제조를 반복한다. 그 결과인 소포제 배합물 VF7은 (25℃ 및 전단율 1 1/s에서 측정된) 90 mPa·s의 점도를 가지는, 탁하고 균질한 배합물이다.
(비교) 소포제 배합물 VF8:
소포제 A 대신 (25℃ 및 전단율 1 1/s에서 측정된) 점도 893 mPa·s 및 아민 값 0.29 mequ./g의 아미노에틸아미노프로필 작용화된 폴리디메틸실록산을 사용하는 것을 제외하고는 소포제 배합물 F1의 제조를 반복한다. 그 결과는 투명하고 균질한 배합물인 (비교) 소포제 배합물 VF8이다.
(비교) 소포제 배합물 VF9:
소포제 A 대신 (25℃ 및 전단율 1 1/s에서 측정된) 점도 1130 mPa·s의 n-도데실 작용화된 폴리디메틸실록산을 사용하는 것을 제외하고는 소포제 배합물 F1의 제조를 반복한다. 안정한 배합물을 제조하는 것이 가능하지 않다.
(비교) 소포제 배합물 VF10:
소포제 A 대신 (25℃ 및 1 1/s의 전단율에서 측정된) 점도 630 mPa·s의 폴리에틸렌 옥사이드-폴리프로필렌 옥사이드 측쇄를 가지는 폴리에테르 작용화된 폴리디메틸실록산을 사용하는 것을 제외하고는 소포제 배합물 F1의 제조를 반복한다. 그 결과는 탁하고 균질한 배합물인 (비교) 소포제 배합물 VF10이다.
실시예 3: 상업용 액체 세척 조성물에서의 소포제 배합물의 상용성
초기 충전물은 Tide 상표(Procter&Gamble)의 시판 액체 세척 조성물 40 중량부로 형성된다. 소포제 배합물 F1 내지 F4 및 VF6 0.12 중량부를 교반한다. 혼합물을 40℃에서 8주 동안 보관한 다음 시각적으로 평가한다.
표 1: 40℃에서 8주 보관 시험 후 시각적 평가
디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르를 함유하는 소포제 배합물의 사용은 액체 세척 조성물에서의 더 나은 상용성으로 주목할 만한 것으로 밝혀졌다.
실시예 4: 음이온성 계면활성제 배합물에서 소포제로 사용 시의 소포제 효능
200 ml의 탈염수에 (Lanxess로부터의) Mersolat H 95 main을 가지는 8.00 g의 음이온성 계면활성제를 첨가하고, 이 혼합물을 1 리터 메스 실린더에 도입한다. 온도 조절 장치의 도움으로 혼합물을 25℃의 온도로 조정한다. 에틸 메틸 케톤에 각각의 소포제 배합물 F5 또는 VF7의 10 중량% 배합물 0.1 ml를 첨가한 후, 두 개의 교반기의 도움으로 소포제 배합물과 함께 계면활성제 용액에 거품을 낸다. 더 이상 거품이 보이지 않을 때까지 거품의 붕괴를 기록한다. 측정값은 붕괴 곡선 아래 영역이고; 이것이 작을수록 소포제 효과가 좋다. 각각의 경우에 보고되는 것은 세 가지 측정으로부터의 평균이다. 결과는 표 2에 정리되어 있다.
표 2: 음이온성 계면활성제 용액에서의 거품의 붕괴
음이온성 계면활성제 용액에 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르를 함유하는 소포제 배합물 F5를 사용하는 것은 (비교) 소포제 배합물 VF7의 경우보다 훨씬 더 효과적인 거품 붕괴를 유도한다. 아미노에틸아미노프로필 작용화된 폴리디메틸실록산을 함유하는 (비교) 소포제 배합물 VF8 또는 폴리에테르 작용화된 폴리디메틸실록산을 함유하는 (비교) 소포제 배합물 VF10을 사용하는 경우, 임의의 소포제 효과를 측정하는 것이 가능하지 않다.
실시예 5: 세탁기에서 사용 시의 소포제 효능 시험
효능 시험을 위한 세척 조성물 배합물 W1의 제조:
130.2 g의 탈염수 초기 충전물에 33.7 g의 (BASF SE로부터 Lutensol® TO 8 명칭으로 판매되는) 알콕시화된 지방 알코올을 격렬하게 교반하면서 첨가한다. 11.5 g의 (Aldrich로부터 기술 등급 물질로 판매되는) 도데실벤젠설폰산나트륨 및 11.5 g의 (Aldrich로부터 90% 물질로 판매되는) 황산도데실나트륨을 첨가하고 잠시 교반했다. 11.2 g의 (Merck으로부터 판매되는) 프로판-1,2-디올을 혼합한다. 마지막으로 2.0 g의 (Aldrich로부터 판매되는) 시트르산 나트륨 3염기 2수화물이 모두 용해될 때까지 교반했다.
60 중량부의 세척 조성물 배합물 W1에 0.15 중량부의 소포제 배합물 F1 내지 F4 또는 VF6을 첨가했다. 그 다음 세척 조성물 배합물을 3500 g의 깨끗한 면 세탁물과 함께 드럼 세탁기(모델: Fuzzy Logic이 없는 Miele Novotronik W 1935)에 투입했다. 이후 세탁 프로그램을 시작했다. 프로그램은 40℃의 온도 및 3˚GH의 물 경도에서 실행된다. 거품 높이를 89분에 걸쳐 기록했다. 전체 기간에 걸쳐 확인된 거품 등급(0% 측정 가능한 거품 없음 내지 100% 과도한 거품)을 이용하여 평균 거품 등급을 구한다. 이것이 낮을수록 전체 기간에 걸쳐 소포제 배합물이 더욱 효과적이다. 결과는 표 3에 정리되어 있다.
표 3: 세척 조성물 배합물 W1의 사용:
세탁기에서 소포제 배합물 F1 내지 F4의 사용은 디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르를 함유하지 않는 (비교) 소포제 배합물 VF6으로 가능한 것보다 대부분 훨씬 나은 정도로 거품 발달의 매우 효과적인 제어를 가능하게 한다.
실시예 6: 세탁기에서의 사용에 대한 보관 안정성 시험
60 중량부의 세척 조성물 배합물 W1에 0.15 중량부의 소포제 배합물 F1 내지 F4를 첨가했다. 그 다음 세척 조성물 배합물을 40℃에서 4, 8, 12주 동안 건조 캐비닛에 보관했다. 이후, 실시예 5에 기술된 바와 같이 세탁기 시험을 수행했다. 결과가 표 4에 요약되어 있다.
표 4: 세척 조성물 배합물 W1에서의 보관 안정성
소포제 배합물 F1 내지 F4의 사용은 세척 조성물 배합물 내 보관 후에도 세탁기에서의 거품 발달의 매우 효과적인 제어를 가능하게 한다.
발명의 효과
본 발명은 폴리실록산계 소포제 조성물을 포함하는 수성 매질, 특히 수성 계면활성제 배합물을 소포하는 방법에 관한 것으로서, 수성 매질과 우수한 상용성을 가지고 보관 후에도 우수한 효능을 가지는, 폴리디메틸실록산, 오가노폴리실록산 수지, 알킬 에테르를 포함하고 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄을 포함하지 않는 소포 조성물을 제공한다.

Claims (11)

  1. 소포제 조성물을 사용하여, 수성 매질, 바람직하게는 수성 계면활성제 배합물을 소포하는 방법으로서, 상기 소포제 조성물은
    (A) 하기 일반식 (I)의 폴리디메틸실록산:

    상기 식에서,
    R은 메틸 라디칼이고,
    R1은 메틸 라디칼 또는 OR2 라디칼이고,
    R2는 동일하거나 상이할 수 있으며 수소 원자이거나 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 1가 하이드로카빌 라디칼이고,
    n은 정수임,
    (B) 충전제,
    (C) 하기 식 (II)의 단위로부터 형성된 오가노폴리실록산 수지:
    R3 a(R4O)bSiO(4-a-b)/2 (II)
    상기 식에서,
    R3은 동일하거나 상이할 수 있으며 수소 원자이거나 1가의, SiC 결합된 하이드로카빌 라디칼이고,
    R4는 동일하거나 상이할 수 있으며 수소 원자 또는 1가 하이드로카빌 라디칼이고,
    a는 0, 1, 2 또는 3이고,
    b는 0, 1, 2 또는 3이고,
    단, a+b의 합≤3이고, 오가노폴리실록산 수지에서 식 (II)의 모든 단위의 50% 미만에서, a+b의 합은 2임,
    (D) 선택적으로 하기 일반식 (III)의 폴리오가노실록산:
    R5O-SiR2O(SiR2O)mSiR2-OR5 (III)
    상기 식에서,
    R은 상기 정의된 바와 같고,
    R5는 1가의, 선택적으로 치환되는, 6 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼이고,
    m은 정수임,
    (E) 선택적으로 비이온성 유화제,
    (F) 하기 식 (IV)의 모노-, 디- 또는 트리알콕시알킬 에테르:
    R6(OR7)pO-R8 (IV)
    상기 식에서,
    R6은 동일하거나 상이할 수 있으며 수소 원자이거나 1가의, 선택적으로 치환되는, 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼이고,
    R7은 동일하거나 상이할 수 있으며 2가의, 선택적으로 치환되는, 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼이고,
    R8은 1가의, 선택적으로 치환되는, 1 내지 8개의 탄소 원자를 가지는 하이드로카빌 라디칼이고,
    p는 1, 2 또는 3임,
    (G) 성분 (F) 이외의 비수성 용매,
    (H) 선택적으로 알칼리성 또는 산성 촉매, 또는 성분 (A) 내지 (F)와 이들의 반응 생성물
    을 포함하고,
    단, 2,2,4-트리메틸-1,3-디이소부티릴옥시펜탄의 사용이 배제되는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 소포제 조성물에서, 아미노 작용성 폴리실록산, 폴리에테르실록산 및 장쇄 SiC 결합된 C8-30-알킬 라디칼을 가지는 폴리실록산의 사용이 배제되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 식 (IV)에서,
    R6은 수소 원자, 메틸 라디칼 또는 에틸 라디칼이고,
    R7은 1,2-에틸렌 라디칼 또는 1,2-프로필렌 라디칼이고,
    R8은 메틸 라디칼 또는 n-부틸 라디칼
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 사용되는 모노-, 디- 또는 트리알콕시알킬 에테르(F)는,
    에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르,
    에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르,
    에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르,
    디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르,
    디에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르,
    프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르,
    프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르,
    프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르, 또는
    디프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 충전제(B)는 이산화규소(실리카), 이산화티타늄 또는 산화알루미늄인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 오가노폴리실록산 수지(C)는 실질적으로 R3 3SiO1/2 (M) 및 SiO4/2 (Q) 단위로 이루어지며, 여기서 R3은 제1항에서 주어진 정의를 가지고, 오가노폴리실록산 수지는 최대 10 중량%의 유리 Si 결합된 하이드록시기 또는 C1-4-알콕시기를 함유할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 비수성 용매(G)는 탄화수소, 천연 오일, 폴리이소부틸렌, 지방산 에스테르, 지방 알코올 및 왁스인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 소포제 조성물이 수성 매질과 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 소포제 조성물이 0.1 중량ppm 내지 1 중량%의 양으로 발포 수성 매질에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 소포제 조성물이 액체 세척 조성물에 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 소포제 조성물이 액체 세척 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%의 양으로 액체 세척 조성물에 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
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