NO127563B - - Google Patents

Description

Antiskumningsmiddel.

Denne oppfinnelse angår et antiskumningsmiddel, og mere spesielt et antiskumningsmiddel som er velegnet til å hindre skumdannelse i vandige systemer, spesielt slike som man finner ved fremstil-

ling av latex, lim, harpiksmateriale, stivelse, papir og lignende.

Materialer som uorganiske partikler, flytende hydrocar-

boner, siliconoljer og amider har vært benyttet i fremstilling av antiskumningsmidler. Selvom slike komposisjoner har vært nyttige i un-dertrykking og motvirkning av skumdannelse, har de den ulempe at de faste partikler i dem har hatt en tendens til å sedimentere ved hen-

stand. Folgelig bar det efter en viss tids henstand vært nodvendig å omrore antiskumningsmidlet umiddelbart for bruk.

En av sidene ved foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe forbedrede antiskumningsmidler. Et annet formål er å skaffe forbedrede antiskumningsmidler som inneholder visse amider, uorganiske partikler, et flytende hydrocarbon, en oljeopplbselig polymer og en siliconolje.

Det er vel kjent at der ikke finnes noe ^universelt antiskumningsmiddel", og et antiskumningsmiddel som er effektivt i ett system, behover nodvendigvis ikke være effektivt i et annet system. F.eks. angir britisk patent nr. 568.510 anvendelse av visse amider som antiskumningsmiddel for vann i dampgeneratorer. Amidene som anvendes i henhold til det britiske patent tilsettes vannet, for-trinnsvis efter at dette har vært behandlet med visse vannbehand-lingsmidler, såsom natriumcarbonat, kalsiumcarbonat, natriumaluminat eller eventuelt efter behandling med et egnet ionebyttermateriale.

US patent nr. 3.4O8.306 angir et antiskumningsmiddel om-fattende tre komponenter, nemlig en vannuopploselig, hydrofob, orga-nisk væske, partikler av normalt hydrofile partikler som ved egnet behandling er gitt en hydrofob overflate, samt et overflateaktivt middel. Ytterligere er i US patent nr. 2.751.358 angitt et antiskumningsmiddel spesielt egnet for anvendelse i vaskemidler. Dette patent åpenbarer en kombinasjon av to nbdvendige bestanddeler, nemlig visse hbymolekylære polyamider samt et med vann ikke blandbart orga-nisk opplosningsmiddel. Ifblge dette patent oppnåes en synergistisk effekt ved anvendelse av kombinasjonen av et hbymolekylært polyamid og en hydrocarbonolje, som hver især ikke er effektive antiskumningsmidler, men som sammen utgjor et antiskumningsmiddel.

Antiskumningsmidler ifblge foreliggende oppfinnelse er ba-sert på en siliconolje, et amid og uorganiske partikler, og er sær-preget ved det som er angitt i krav l's karakteristikk.

Anvendbare amider er de man får ved reaksjon av et poly-atnin som inneholder minst én alkylengruppe som har fira 2 til 6 carbonatomer, og en fettsyre som har fra 6 6il 18 carbonatomer. F.eks. amidet som oppnåes ved reaksjon mellom et polyamin og, en fettsyre eller blanding av fettsyrer, slike som hexansyre, deeansyre, lauro-stearinsyre, palmitinsyre, oleinsyre og stearinsyre, eller hydroxy-syrer, slike som ricinoleinsyre, eller naftheniske syrer, slike som man oppnår som biprodukter ved petroleumraffinering. Naturlig fore-kommende blandinger av fettsyrer, slike som talloljesyrer, talgfettsyrer og lignende kan benyttes. Brukbare aminer omfatter ethylendiamin, butylendiamin, diethylentriamin, triethylentetramin, hexa-methylendiamin, decamethylendiåmin, hydroxyethylethylendiamin, 1:3-diamino-2-propanol eller lignende.

Et av de anvendbare amider fremstilles på fblgende måte: 95,7 vektdeler fettsyrer fra bleket, hydrogenert talg ble anbragt i en rustfritt-stålreaktor som var forsynt med kondensator, vannfelle og roreverk. Hele prosessen, medregnet tilsetning av reaktanter og kjbling av reaksjonsproduktene, ble utfort under nitrogenatmosfære. Den tilsatte syre ble oppvarmet til mellom 165 og 175°C, og 10,1 vektdeler ethylendiamin ble tilsatt under roring. Efter at diamin-et var tilsatt, ble reaksjonsblandingen oppvarmet til mellom 180 og 185°C. Blandingen fikk reagere mellom 180 og 185°C til syretallet var mindre enn 5, og alkaliniteten var mindre enn 0,6 vekt%. Reaksjonsproduktet mellom ethylendiamin og talgfettsyren ble så avkjblt til romtemperatur. Hvis bnskelig kunne den avkjblte masse males, hvorved man oppnådde et produkt i form av et meget fint pulver.

En egnet talkum består av en blot talkumtype ("E. V. Micro Tale" - Charles B. Chrystal Co. Inc., N.Y., N.Y.) som har en rom-vekt på 0,417 kg/liter eller en middelverdi på 0,2154 g/cm målt ved hjelp av Scott-Volumetér testmetode. Denne talkumtype har en midlere partikkelstbrrelse på 3,5 micron, og 99,98 vekt% av denne går gjennom en sikt med finhet 325 mesh. En annen brukbar talkum ("P-275" - International Tale Co., Inc., N.Y., N.Y.) er en talkumtype med plateformede partikler og med en midlere partikkelstbrrelse på 1,4 micron. 99,99 vekt% av denne talkumtype går gjennom en 325 mesh sikt. Denne talkum har en Hegman-finhet på ca. 6, og den har hby oljeabsorpsjon. Den benyttes i maling for bebyggelse, grunninger, lakktyper og til bestrykningsformål i industrien.

Et egnet pulverisert kalsiumhydroxyd er et kalkhydrat som inneholder ca. 95 vekt% kalsiumhydroxyd. Et typisk eksempel på dette materiale ga efter maling på strålemblle fblgende resultat ved sikttest:

Det flytende hydrocarbon kan være et hvilket som helst flytende alifatisk, alicyclisk eller aromatisk hydrocarbon eller blandinger av disse. Hydrocarbonet bor være flytende ved romtemperatur og atmosfæretrykk, og ha en viskositet mellom 30 og 400 SUS (Saybolt Universal Seconds) ved 37,8°C, og dessuten ha et minimum kokepunkt på 66*C, og som gjennomsnitt ha mellom 6 og 25 carbonatomer. Egnede hydrocarboner omfatter benzen, hexan, heptan, octan, forsegl-ings mineralolje, Stoddard-opplosningsmidler, petroleumnaftha, toluen, xylen, paraffinholdige mineraloljer, naftheniské mineraloljer og lignende. Hvis bnskelig kan blandinger av to eller flere hydrocarboner benyttes. ;En egnet oljeopplbaelig polymer er en copolymer av vinylacetat og fumarsyre forestret med en talgfettalkohol. En slik oljeopplbselig polymer er tilgjengelig i form av en mineralolje-opplbsning av polymeren, og denne er markedsfort under navnet ;"Paratone 440M som består av ca. 25 vektdeler av denne copolymer opp-lost i 75 vektdeler flytende hydrocarbon. Dette produkt har fblgende egenskaper: ;;Siliconoljen kan væte en siloxanolje, slik som en alkyl-, aryl-, alicyclisk- eller aralkylsiloxan eller polysiloxan, som har en viskositet mellom 10 og 3000 centistoke ved 25°C. Foretrukne siliconoljer omfatter alkylpolysiloxaner som har viskositet mellom 40 og lOOO centistoke ved 25°C. Disse alkylpolysiloxaner omfatter dimethyl-polysiloxan, diethylpolysiloxan, dipropylpolysiloxan, methylethylpoly-siloxan, dioctylpolysiloxan, dihexylpolysiloxan, methylpropylpolysil-oxan, dibutylpolysiloxan, didodecylpoly9iloxan eller lignende som har en viskositet mellom IO og 3COO centistoke ved 25°C. • Antiskumningsmidlet fremstilles ved å blande det flytende hydrocarbon og den oljeopplbselige polymer og rore til homogen blanding. De uorganiske partikler og amidet tilsettes derefter. Blandingen, blir så oppvarmet til ca. 160°C og holdet der i ca. 15 minut-ter. Efter avkjoling til romtemperatur blir blandingen homogenisert ved hjelp av homogenisator. ;Tilslutt tilsettes siliconoljen under roring. ;Antiskumningsmidlet ble undersbkt med hensyn til sedimen-tasjon på fblgende måte: Nylaget, homogenisert blanding ble tilsatt i en hbyde av 5 cm i et standard literglass forsynt med lokk. Efter henstand 4 dager ble der observert 3 skikt, dvs. et sediment på bunnen, en gelatinaktig suspensjon over bunnskiktet, og et relativt klart væskeskikt bverst. Hbyden av sedimentet på bunnen ble målt. ;Antiskumningsmidlene ifblge denne oppfinnelse er spesielt tilpasset for å hindre skumdannelse i vandige systemer, spesielt slike som man finner ved fremstilling av latex, lim, harpiksmaterialer, stivelse, papir, papirmasse og lignende. Antiskumningsmidlene brukes i små mengder, avhengig av hvilket system de benyttes i. Generelt er det tilfredsstillende med fra 0,01 til ca. 0,5 vekt% av antiskumningsmiddel i forhold til de skumdannende materialer som ér tilstede i sy-stemet. Mengder i overkant av 0,5 vekt% kan benyttes for å hindre skumdannelse i vandige systemer, men generelt vil slike mengder ikke være praktiske på grunn av den hbye pris på antiskumningsmidler. ;En mere fullstendig forståelse av særtrekkene ved denne oppfinnelse får man ved å referere til de fblgende eksempler. Eksem-plene blir vist kun for å illustrere oppfinnelsen. ;Eksempel I ;Dette eksempel angår en sammenligning av antiskumningsmidler, både slike som faller utenfor foreliggende oppfinnelse og slike som dannes av foreliggende oppfinnelse. ;Blandinger med sammensetning A til F, slik som vist i Tabell I, ble fremstillet og behandlet efter den ovenfor beskrevne fremgangsmåte. Blandinger med sammensetning A, C og E, som ikke dek-kes av den foreliggende oppfinnelse (inneholdt intet amid) inneholdt: 74,8 vektdeler av et flytende hydrocarbon, 10 vektdeler "Paratone 440", 0,2 vektdeler siliconolje og 15 vektdeler uorganiske partikler betegnet som henholdsvis Talkum I, Talkum II og kalsiumhydroxyd. Blandinger med sammensetning B, D og F i Tabell I, og som er innenfor foreliggende oppfinnelses område, inneholdt fblgende: 72,8 vektdeler av e;t flytende hydrocarbon, 10 vektdeler "Paratone 440", 0,2 vektdeler av en siliconolje, 15 vektdeler uorganiske partikler angitt som henholdsvis Talkum I, Talkum II og kalsiumhydroxyd og dessuten 2 vektdeler amid. ;Det flytende hydrocarbon var en mineralolje som hadde fblgende egenskaper: ;Siliconoljen var L-45 (Union Carbide Corp.), en dimethyl-siloxan polymer som hadde fblgende egenskaper: ;Egenskapene for Talkum I ("E.V. Micro Tale'<*>:), Talkum II ("P-275" )og kalsiumhydroxyd som ble benyttet som uorganiske partikler i blandingene, er gitt ovenfor.

Amidet som ble benyttet i blandingene B, D og F var det ovenfor beskrevne reaksjonsprodukt fra ethylendiamin og talgfettsyrer.

Data i Tabell I viser at efter 4 dagers henstand ved romtemperatur var der en markert reduksjon i hbyden av bunnsedimentet i de blandinger som inneholdt amidet.

Man har funnet at i kommersiell papirproduksjon oker nær-været av amidet effektiviteten av antiskumningsmidlets evne til å un-dertrykke skumdannelse.

(a) "E.V. Micro Tale"(Charles B. Chrystal, Co., Inc., New York,

New York)

(b) "P-275"(International Tale Co., Inc., New York, New York)

Eksempel II

Det fblgende eksempel viser en sammenligning mellom ytterligere antiskumningsmidler hvor der anvendes de samme bestanddeler og forhold som i eksempel I, sammensetning D, med de i tabell II angitte forandringer.

"Acryloid 966" er en copolymer av laurylmethacrylat og vinylpyrrolidon.

"Nevillac IO<0>" er en fenolmodifisert kumaron-indenharpiks "Polyglycol P4CO0" er polyprppylenglycol med molekylvekt på ca. 4COO.

I tabell III er angitt resultater av sedimentasjonsforsbk for antiskumningsmidlene © - N.

Claims (2)

1. Antiskumingsmiddel til å hindre skumdannelse i vandige systemer, spesielt slike systemer som oppstår ved fremstilling av latex, lim, harpiksmaterialer, stivelse, papir og lignende, på basis av en siliconolje, et amid og uorganiske partikler, karakterisert ved at det består av: (a) 1-12 vektdeler av et amid som er reaksjonsproduktet av et polyamin inneholdende minst én alkylengruppe med 2-6 carbonatomer og en fettsyre med 6-18 carbonatomer, (b) 5-25 vektdeler uorganiske partikler, såsom talkum, pulverisert kalsiumhydroxyd, kaolin, aluminiumsilicat, kolloidalt montmorillonit, bentonitt eller magnesiumsilicat, (c) 70 - 92 vektdeler av et C, - C^5 flytende hydrocarbon med en viskositet på 30 - 400 SUS ved 37,8°C og et minimum kokepunkt på 66°C, (d) 0,5 - 7,5 vektdeler av en oljeopplbselig polymer som er en copolymer av vinylacetat og fumarsyre, forestret med en talgfettalkohol, en copolymer av laurylmethacrylat og vinylpyrrolidon, en fenolmodifisert kumaron-indenharpiks eller polypropylengly-col med en molekylvekt på ca. 4000, og (e) O - 0,2 vektdeler av en siliconolje med en viskositet på IO - 3000 centistoke ved 25°C.

2. Antiskumningsmiddel ifblge krav 1, karakterisert ved at amidet er reaksjonsproduktet av ethylendiamin og talgfettsyrer.