SE451382B - Sett att dempa skumbildning i en vattenhaltig vetska med hjelp av en skumdempande komposition - Google Patents

Description

451 582 2 med skumbildningsbenägenhet genom tillsättning till vätskan av ett skumdämpningsmedel 1 en mängd som verksamt eliminerar eller minskar skummet, varvid skumdämpningsmedlet innefattar en poly- eterkedja bestående 1 huvudsak av en polyetenoxid(E0)blockrest eller ett kondensat med en vid ena_änden bunden poly-l,2-propen- oxid(PO)blockrest med hydroxyl i ändställning, varvid det på den kvarvarande änden av poly(EO)resten sitter en organisk hydrofob molekyldel eller hydrofob. För att man skall uppnå den gynnsamma skumdämpning, som kan erhållas enligt uppfinningen, måste hydrofoben 1 allmänhet utgöra ca 3 till ca 50 viktprocent av skumdämpningsmedlet, varvid resten är den ovan beskrivna polyeterkedjan. Vidare är P0/EO-förhållandet i polyeterkedjan i allmänhet större än l:l och företrädesvis omkring 3:1. Skum- dämpningsmedlet löses eller dispergeras i allmänhet lämpligen i en bärare som kan vara oorganisk, såsom vatten, eller organisk, såsom mineralolja.

Enligt en företrädesvis tillämpad utföringsform av uppfin- ningen utgörs den vattenhaltiga vätskan av procesströmmen i en pappers- eller massafabrik, varvid skumbildningen beror på när- varon av trähartser, ligninsulfonater, ytaktiva process- eller mäldtillsatser och mekaniskt framkallad luftmedförsel. Enligt en annan företrädesvis tillämpad utföringsform av uppfinningen innefattar det ovannämnda flytande skumbekämpningsmaterialet även en medverkande mängd av en mono-, di- eller triester av en fosforylerad fettalkohol eller syntetiskt framställd alkohol.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innehåller det ovan beskrivna skumdämpningsmaterialet även ett vaxliknande material, såsom pentaeryltritoltetrastearat. Ett sådant vax- liknande material har tidigare använts 1 skumdämpningsmaterial och har visat sig vara speciellt användbart.

Termen "dämpa" avses innefatta alla förbättrings- eller skyddsåtgärder som kan vidtas för att eliminera de problem som uppstår genom överdriven skumbildning. "Dämpning" avses speciellt innefatta nedbrytning eller minskning av skum eller förhindrande av skumbildning liksom minskning eller eliminering av mängden medförd luft. Genom minskning eller eliminering av den medförda mängden luft (som kan uppta upp till ca 15 volymprocent 451 382 .3 . av procesströmmen, som utsätts för kraftig mekanisk omröring) ökar man således effektiviteten hos processen fastän man med blotta ögat inte kan märka någon förändring i mängden ytskum före och efter tillsättningen av skumdämpningsmedlet enligt uppfinningen. Med en "hydrofob" eller “hydrofob molekyldel" avses i detta sammanhang envända radikaler, i huvudsak kolväte- radikaler, som är väsentligen olösliga i vatten och i allmänhet har en molekylvikt inom intervallet från 100 till 350. Såsom kommer att diskuteras närmare i det följande innefattar lämpliga hydrofober molekyldelar av alkylfenoler och mättade eller omättade alkoholer med hög molekylvikt eller blandningar därav.

Vid tillämpning av metoden enligt uppfinningen för minsk- ning eller nedbrytning av skum i vattenhaltiga medier blandas de häri beskrivna materialen med det potentiellt eller i själva verket skummande vattenhaltiga materialet (i ett lämpligt för- hållande) egentligen på vilket önskat eller lämpligt sätt som helst. Materialen kan hällas eller sprutas på den skummande vätskan eller tillsättas på annat sätt eller placeras ovanpå vätskan, varigenom skummet minskas eller avlägsnas därifrån.

Tillsättning av de ifrågavarande materialen till en vätska som ligger under det redan bildade skummet är en annan metod som innefattas av uppfinningen.

På ritningen visas ett triangulärt koofdinatsystem som anger skumhöjdmàttet som en funktion av skumdämpningsmedlets samman- sättning.

De skumdämpningsmedel som kan användas enligt uppfinningen innefattar icke joniska polyetrar med en polyetenoxidkondensat- rest eller -segment (-0C2H4-)x bundet vid ett poly-l,2-propen- oxidkondensatsegment eller -rest med hydroxyl i ändställning, (-OCBHÉ-)yOH, varvid den kvarvarande änden av polyetenoxid- segmentet är bunden vid en relativt hydrofob organisk molekyl- del, såsom av en alkylfenol, högmolekylär alkohol eller en blandning därav. Skumdämpningsmedlen enligt uppfinningen kan representeras med formeln: Rl - (0C2Hu)x-(OC3H6)y-OH I där Rl är en envärd organisk hydrofob molekyldel eller hydrofob 451 382 4 som företrädesvis är vald ur den grupp som består av primära eller sekundära alkoholer med lång kedja eller hög molekylvikt, alkylfenoler eller blandningar därav; x är det genomsnittliga antalet moler eller enheter av etenoxid per molekyl skumdämp- ningsmedel och har ett värde inom intervallet 3 till 20; företrädesvis 5 till 15; y är det genomsnittliga antalet moler eller enheter propenoxid per molekyl skumdämpningsmedel och har ett värde inom intervallet 15 till 60, företrädesvis 20 till 50.

För att man skall uppnå de gynnsamma skumdämpande egenska- perna hos medlen enligt uppfinningen har det visat sig vara nödvändigt att såväl de relativa mängderna som de relativa lägena för EO- och P0-segmenten är de som anges häri. Medel med samma relativa mängden etenoxid- och propenoxidrester (dvs. samma viktprocent), i vilka etenoxid- och propenoxid- segmenten uppträder slumpvis, är inte användbara som skumdämp- ningsmedel och innefattas inte av föreliggande uppfinning. Upp- finningen avser sålunda användningen av ett skumdämpningsmedel som utgörs av en organisk hydrofob, såsom beskrivits ovan, bun- den till ett segment eller "block" av upprepade etenoxidenheter (såsom de skulle erhållas genom ringöppningskondensation av "x" moler etenoxid till en kedja), vilket segment i sin tur är bundet vid ett andra segment eller block aw upprepade propen- oxidenheter (såsom de skulle erhållas genom kondensation av "y" moler 1,2-propenoxid), varvid propenoxidblocket har en hydroxyl- grupp i ändställning.

Vid den praktiska tillämpningen av uppfinningen erfordras, såsom angetts ovan, mycket specifika mängder av organiska hydro- fob, EO- och PO-segment i skumdämpningsmedlet för att den gynnsamma skumdämpningen enligt uppfinningen skall uppnås.

Speciellt vid användning av en lämplig alkylfenolhydrofob (såsom nonylfenol) har det visat sig att en speciellt märkbar skumdämpning uppnås (i pappersbruksmiljö) om polyeterkedjan har i medeltal 12,5 upprepade E0-enheter, dvs. ett medeltal av 12.5 moler, och att från 25 till 60 PO-enheter bör tillsättas till kedjan för framställning av skumdämpningsmedlet.

Den avgörande betydelsen av viktförhållandet hydrofob/EO/PO 4s1 sszg 5 vid dämpning av skum på grund av närvaro av andra ytaktiva ämnen framgår av bifogade ritning. På ritningen visas i ett triangulärt koordinatsystem de relativt smala intervall för skumdämpnings- medlet som ger den skumdämpande egenskapen som kan uppnås vid tillämpning av metoden enligt uppfinningen i dess företrädesvis använda utföringsform i en pappers- eller massafabrik. På de skilda axlarna i figuren visas viktprocenten hydrofob, vikt- procenten polyetenoxidrest resp. viktprocenten poly-l,2-propen- oxidrest. Siffrorna inom de avgränsade zonerna i figuren beteck- nar skumhöjder (1 tum), vilka bestämts på det sätt som kommer att beskrivas i det följande.

Bestämning av de skumdämpande egenskaperna hos skumdämpnings- medlen enligt uppfinningen har utvecklats i samband med tillkoms- ten av föreliggande uppfinning. Med detta test har det visat sig vara möjligt att förutsäga den skumdämpande förmågan hos ett visst skumdämpningsmedel vid i praktiken förekommande industriel- la processförhållanden (t;ex. på ett pappersbruk).

Skumhöjdsmätningar gjordes efter tillsättning av ca l0O ppm av det skumdämpningsmedel, som skulle testas, till 3 liter vatt- ten med temperaturen 2l°C i en 3-liters metallbägare vars tem- peratur kunde regleras. Skumdämpningsmedlet löstes eller disper- gerades i en lämplig organisk bärare, såsom mineralolja, i ett viktförhållande av ungefär 80 viktprooent mineralolja av typen speciellt tunn basolja och 20 viktprocent skumdämpningsmedel.

Det totala skumdämpningsmaterialet fick sålunda en koncentration av 500 ppm. Vattnet i bägaren innehöll ca ÉO ppm nonylfenol - E0 med i medeltal 9,5 moler E0 per nonylfenolkärna. Denna alkyl- fenol-polyeter är en högskummande ytaktiv substans som används allmänt i pappers- och massaprocesser, speciellt då cellulosa- fibern skall avfärgas eller renas samtidigt eller vid ett senare tillfälle. En genomsynlig glascylinder är anordnad ovanpå metall- bägarens kant så att den kan inrymma skum som bildas i metall- bägaren. Glascylindern är försedd med en extern vertikal mät- sticka för mätning av höjden hos en skumpelare som bildas däri.

Ett sprutmunstyoke av typen "V-Jet" med beteckningen 30/15 är anordnat nära glascylinderns öppna ände och riktat in i metall- bägaren. Det står i förbindelse med en vattenpump med regler- 451 382 6 bart tryck. Vattenpumpen bringar innehållet i bägaren att cir- kulera genom munstycket så att koncentrationen av materialen däri inte ändras. För de beskrivna ändamâlen utövade pumpen ett tryck av 42 kPa på munstycket. En kort tid efter igångsättning av pumpen intar skumhöjden i glascylindern ett jämviktsläge, och denna Jämviktsskumhöjd är karakteristisk för det skumdämp- ningsmedel som testas.

Efter igàngsättning av pumpen mättes skumhöjden en gång i minuten i 15 minuter. Medeltalet av dessa 15 skumhöjder bestäm- des därefter. Godtagbar skumdämpning för ändamàlen enligt upp- finningen är en medelskumhöjd av ca 13 cm eller mindre under en 15-minutersperiod. Zoner med godtagbar skumdämpning är visade i figuren och ligger inom området markerat 4" - 5". Som Jämförelse kan nämnas att vid de ovannämnda betingelserna medförde en vat- tenlösning med 50 ppm nonylfenol-(EO)9,5 men utan något av de ifrågavarande skumdämpningsmedlen en skumhöjd som överskred 23 cm inom ca 2 minuter, varvid pumpkavitation och tryckförluster förorsakades.

För att ytterligare bekräfta effektiviteten hos skumdämp- ningsmaterial enligt uppfinningen genomfördes en separat för- söksserie med skumdämpningsmedlen i vatten (dvs. utan användning av kolvätebärare). Det visade sig att skumdämpningsmedlen funge- rade väl i en vattenhaltig bärare, och skumdämpningszonerna lik- , nade dem som presenterats 1 figuren. Eftersom den organiska mineraloljebäraren inte är nödvändig för att metoden enligt upp- finningen skall vara effektiv, kan skumdämpningsmedlen disperge- ras eller lösas i en organisk eller en vattenhaltig bärare.

Skumdämpningsmedlen fungerade emellertid inte lika bra i vatten som i organiska kolvätebärare, eftersom skumdämpningsmedlet i det organiska mediet visade sig vara mindre känsligt för små förändringar 1 förhållandet PO/E0. Organiska material såsom naftenoljor, mineraloljor, paraffinoljor och fotogen är således de lämpligaste bärarna. Den företrädesvis använda bäraren för skumdämpningsmedlet är mineralolja, och sammansättningen hos det totala skumdämpningsmaterialet bör företrädesvis vara 80 viktprocent mineralolja och 20 viktprocent skumdämpningsmedel.

En särskilt lämplig klass av skumdämpningsmedel är den där de 'n 451 382 7 utgörs av alkylfenol-polyetrar. Dessa alkylfeno1-po1yetenoxid- polypropenoxider med hydroxyl i ändställning framställs vanligen med utgångspunkt från alkylfenol-polyetenoxid. De som utgångs- material använda alkylfenol-polyetenoxiderna är en välkänd klass av ytaktiva substanser som länge har använts i många olika industriella processer. Sådana konventionella material har strukturen Q *°°2“4*=='°“ där H2 är en linjär eller grenad, mättad eller omättad, envärd kolväteradikal med från 6 till 18 kolatomer, företrädesvis 8 - 12 kolatomer, som skulle kunna representeras av den homologa formeln C Rz anzafl (det ar-iämpiigast att endast en Ra är bunden vid fenolkärnan, men uppfinningen innefattar även alternativet med flera R2); x har ett värde från 3 till 20 (företrädesvis 5 till 15) och varje enhet (-0C2H¿-) härrör från ringöppningen av etenoxid, som också är känd som oxiran. Alkylkedjor beteck- nas häri ibland med "Ca". där "a" är antalet kolatomer 1 kedjan, såsom C12 eller Cl2_l¿, då en blandning av kedjor avses. Denna symbol "Ca" representerar således vilken mättad eller omättad, grenad eller linjär kolvätegrupp som helst som innehåller "a" kelatomer. Då en mättad grupp avses, kan ”Ca” utvidgas till den empiriska formeln för gruppen CaH2a+l, exempelvis C Hlg. En speciellt lämplig klass av utgångsmaterial för syntes av alkyl- fenol-polyetrar är nonylfenol-polyetenoxider (NP-E0).

Nonylfenol-polyetenoxider som är användbara enligt uppfin- ningen kännetecknas av närvaron av en alkylkedja med nio kol- atomer, som är bunden vid den aromatiska kärnan (i orto-, meta- eller paraställning i förhållande till polyeterkedjan), en polyeterkedja med från 3 till 20 etenoxidenheter (dvs. x har ett värde från 3 till 20) och en hydroxylgrupp 1 ändställning. Då skumdämpningen skall ske i en pappersß eller massafabriksmiljö har x företrädesvis ett värde av 5 till 15, i första hand 8 -lä.

Medan sådana vanliga nonylfenol-polyetenoxider kan framställas syntetiskt i relativt rena fraktioner med ett ganska specifikt 451 382 8 värde pà x, saluförs de i allmänhet som blandningar av mole- kyler med olika värden på x. Dessa blandningar kännetecknas genom sitt medelvärde på x. Ett vanligt material är sålunda NP-E09,5, som i medeltal har 9,5 etenoxidenheter (moler) per nonylfenolkärna (x = 9,5). Nonylfenol-polyetenoxider med ett medelvärde på x från 3 till 20 är kommersiellt tillgängliga från olika företag, såsom the GAF Corporation under varumärket "Igepal", Rohm and Haas Company under varumärket "Triton" och Jefferson Chemical Company under varumärket "Surfonic".

Enligt uppfinningen utnyttjas hydrofob-polyetenoxidmolekyl- delar, vilka vid den avlägsna änden av polyetenoxidkedjan är bundna vid ett flertal 1,2-polypropenoxidenheter (-OC5H6-)Y, varvid polypropenoxidkedjan företrädesvis har en hydroxylgrupp i ändställning. Skumdämpningsmedlets struktur har således for- meln I. Det har visat sig vara nödvändigt att polyetenoxidsegmen- tet är beläget intill den hydrofoba gruppen för att man skall uppnå de gynnsamma skumdämpningsegenskaper som är möjliga enligt uppfinningen.

De med en hydroxylgrupp i ändställning försedda nonylfenol- polyetenoxid-polypropenoxiderna (NP-(EO)x-(P0)y-OH) enligt upp- finningen framställs enligt metoder som är välkända för en fack- man. NP-(EO)x-(PO) -OH kan exempelvis framställas genom att NP-(E0)x (t.ex. "Igepal" eller "Triton") bringas att reagera med propenoxid vid exempelvis 10000 till l50°C, under ett lufttryck av 101 till #04 kp (1 till 4 atm) i närvaro av en alkalisk kata- lysator, t.ex. KOH. I den amerikanska patentskriften 3 021 372 beskrivs just framställningen av de företrädesvis använda, med a en hydroxylgrupp i ändställning försedda oktylfenol- och nonyl- fenol-polyetenoxid-polypropenoxiderna, och innehållet i nämnda amerikanska patentskrift anses ingå i föreliggande text. Det är i allmänhet lämpligt att den katalysator som används för att framställa NP-(EO)x-OH inte avlägsnas före tillsättning av P0- segmenten (dvs. icke neutraliserad NP-E0 bör användas).

En annan lämplig klass av icke joniska ytaktiva ämnen, som har visat sig vara användbar enligt uppfinningen, är med en hydroxylgrupp i ändställning försedda etenox1d-propenoxid- additionsprodukter med en hydrofob som utgörs av alkoholer med ~ 451 382 9 hög molekylvikt eller lång kedja, varvid polyetenoxidsegmentet sammanbinder den högmolekylära alkoholdelen med polypropenoxid- segmentet. Med uttrycket "alkoholer med hög molekylvikt eller lång kedja" avses linjära eller grenade, mättade eller omättade, primära eller sekundära alkoholer med från 6 till ca 24 kol- atomer och med en molekylvikt som ligger inom intervallet från" ca 75 till 300. Dessa material betecknas ibland fettalkoholer.

Icke joniska ytaktiva ämnen framställda av de högmolekylära alkoholerna kan representeras med formeln nj- (ocaua )x- (oc3H6 )y-oH där R är en linjär eller grenad, mättad eller omättad envärd alkoholrest (alkylkedja) med från ca 6 till ca 24 kolatomer (företrädesvis 10 till 18) och x och y har den ovan angivna be- tydelsen. För användning enligt uppfinningen lämpliga hydrofoba fettalkoholrester med lång kedja innefattar C1O_l4-alkoholbland- ningar, Cl2_l8-alkoholblaniingar och Cl4_18-alkoholblandningar.

Såsom angivits ovan kan med en hydroxylgrupp 1 gändställ- ning försedda EO-PO-additionsprodukter med högmolekylära alko- holer framställas genom tillsättning av E0-PO-polyetersegment till alkoholer med den önskade kolstrukturen. De härvid använd- vara alkoholerna kan vara syntetiskt framställda alkoholer (dvs. . alkoholer framställda enligt den välkända Zheglermetoden eller karbonyleringsprocesser) eller alkoholer framställda gßnom reduktion av naturligt förekommande fettsyror till fettalkoholer.

Som utgångsmaterial lämpliga fettsyror kan erhållas från natur' liga källor, såsom kokosolja, palmolja, talg, ister och tall- olja, kolkedjans längd och alkoholens struktur bestäms genom syntesbetingelserna eller egenskaperna hos den fettsyra som används som utgàngsmaterial. Specifika önskade alkoholstrukturer kan givetvis erhållas från naturliga källor genom destillation eller liknande eller genom de ovannämnda syntetiska metoderna och efterföljande destillation. Särskilt lämpliga EO-P0- additionsprodukter med högmolekylär alkohol för användning enligt uppfinningen framställs syntetiskt genom addering av polyeterkedjan -(EO)l2,5-(PO)5o-OH till en blanding av alkoholer med 16 resp. 18 kolatomer. Hydrofoben i denna utföringsform kan således representeras med Cl6_l8. 4-51 382 10 Enligt en annan, företrädesvis tillämpad utföringsform av uppfinningen är det ovannämnda flytande skumdämpningsmedlet blandat med mineralolja och det innefattar vidare en medverkan- de mängd av en fosforylerad mono-, di- eller triester av en fettalkohol eller syntetisk alkohol. Denna ester har följande struktur: o o I! U ll Rn-o-P-oænnu-o- P-omRN-o-P-o-R, I I ' Å o o ' .o H I I Rs Rs där R¿, R5 och R6 kan vara lika eller olika och representerar envärda, från fettsyra härrörande eller syntetiskt framställda, primära eller sekundära, mättade eller omättade alkoholmolekyl- delar med rak eller grenad kedja.

%Den fosforylerade organiska alkoholen framställs enligt väl- kända metoder för framställning av fosforsyraestrar, varvid den företrädesvis använda organiska alkoholdelen är Cl6_l8. Andra alkoholgrupper som kan användas innefattar C1o_22, C20+ eller blandningar av dessa. Den fosforylerade organiska alkoholen skulle sålunda lämpligen kunna blandas med det ovan beskrivna skumdämpningsmedlet och en bärare (t.ex. mineralolja) och bland- ningen av skumdämpningsmedel, bärare och fosforsyra appliceras på samma sätt som för skumdämpningsmaterialet enbart.

Enligt en tredje lämplig utföringsform av uppfinningen blan- das det ovannämnda skumdämpningsmaterialet med petroleum eller ett syntetiskt vaxliknande material. Ett särskilt lämpligt vax- liknande material är ett syntetiskt pentaerytritol-tetrastearat som inte härrör från petroleum. Det bör särskilt betonas att detta vaxliknande material skall användas förutom det ovannämnda skumdämpningsmaterialet (med eller utan den fosforylerade alko- holen) vid reglering av skumbildning. Ett särskilt lämpligt material med varumärket Cyclochem PETS kan erhållas från The Cyclo Chemical Company.

Skilda modifikationer och ändringar av uppfinningen torde vara uppenbara för fackmannen inom uppfinningens ram, och upp- 451 382 '11 finningen är således inte begränsad till de utföringsformer och exempel som har angetts för att åskådliggöra uppfinningen.

Exempel l.

I detta exempel åskådliggöra framställning av nonylfenol- (E0)x-(P0)y-OH med en hydroxylgrupp i ändställning.

I en spolbar tryckbehållare av rostfritt stål med volymen 7500 liter och försedd med omröringsorgan och en temperatur- reglerande mekanism införs 732 kg nonylfenol. Nonylfenolen om- rörs i 10 minuter, medan kvävgas bringas att bubbla genom den. 20 kg kaliumhydroxid tillsätts till nonylfenolen, reaktionskär- let spolas flera gånger (t.ex. 3 gånger) med kväve och lämnas med ett ringa övertryck av N2. Därefter uppvärms innehållet i reaktionskärlet till ll0°C, och vid denna temperatur spolas reaktionskärlet ånyo med torrt kväve och lämnas med ett ringa övertryck av kväve. Uppvärmningen av reaktionskomponenterna fortsätts till 120°C, varefter uppvärmningen avbryts och kärlet spolas flera gånger på ovan beskrivet sätt. Ca 1390 kg etenoxid införs i reaktionskärlet i en takt av mellan 19 och 45 liter i minuten, varvid takten för etenoxidtillsättningen och uppvärm- ning eller kylning av reaktionskärlet styrs så, att det omrörda reaktionsmediet hålls vid en temperatur inom intervallet 143°c 3 5,5°c. Trycket 1 reaktionsxäriec bör hållas lägre än 400 kPa under tillsättningen av E0. Etenoxid tillsätts tills ' nonylfenol-etenoxiden uppnår sin grumlingspunkt i en enprocentig vattenlösning inom temperaturintervallet från 53°C till 58°C (dvs. i en 1-procentig vattenlösning av materialet den tempera- tur, vid vilken materialet börjar utfällas ur lösningen, vilket visar sig genom grumling). Efter fullbordad E0-tillsättning bringas blandningen att reagera vid l43°C i 15 - 50 minuter.

Därefter tillsätts P0 tills grumlingspunkten i en 1-procentig vattenlösning för en 20-procentig dietylenglykol-monubutyleter- lösning av E0-P0-additionsprodukten är 48°C - 5000. Fortsatt tillsättning av P0 sänker additionsproduktens grumlingspunkt ytterl igare.

Efter tillsättningen av P0 kyls den färdiga produkten till 79°C och 20,4 kg isättika tillsätts till produkten för neutrali- sation av kaliumhydroxiden, varefter produkten omrörs ytterligare 451 582 ' 12' 50 minuter. Därvid fullbordas syntesen av skumdämpningsmedlet nonylfenol-(EO)9,5-(PO)24-OH.

Nonylfenol används för syntetisk framställning av en serie ytaktiva ämnen enligt uppfinningen med olika mängder EO och P0 under användning av en procedur som är analog med den ovan be- skrivna. Dessa ytaktiva ämnens förmåga att hämma skumbildning har mätts enligt det ovan beskrivna testet. Resultaten är sam- manscäiiaa 1 Tabell I (se nästa blad)- Exempel 2.

Med syftet att Jämföra skumdämpningsegenskaper framställdes och testades en serie material med följande sammansättning 1 viktprocent. 1D 2.

C16-18'(E°)12,5'(P°)13'°H mineralolja av typen speciellt tunn basolja nonylfenol-(EO)l2,5-(P0)50-OH mineralolja av typen speciellt tunn basolja vatten mineralolja av typen speciellt tunn basolja "Gantrez AN l49"x nonylfenol-(E0)9.5-(PO)5o-OH cl6_l8-oPo3H2 2o,o 80,0 2o,o 80,0 63.5 1o,o 1,5 2o,o 5,0 x emulsionsstabilisator bestående av en maleinsyra- anhydrid-sampolymer, handelsvara från GAF Company mineralolja av typen speciellt tunn basolja cyklohexanol nonylfenol-(EO)l2 5-(P0)50-OH C16-18'°P°3H2 vatten pentaerytritol-tetrastearat nonylfenol-(E0)12,5-P05°-OH Gantrez AN 149 natriumhydroxid 100 S.U.S. naftenolja 75,0 10,0 10,0 5,0 58.2 4.0 1o,o 2,0 0,8 25.0 ß: 13 Tabell I C9H19 _ För- hållande Medelvärde för Yiktproççnt Skumhöjd x/y x y NP E0 P0 twn cm .17 1 6 34.1 7.4 58.5 5.0 (12.7) .08 1 _ 12 21.5 4.7 73.8 6.0 (l5.2) .06 1 18 15.7 3.4 80.9 5.9 (14.9) .04 1 24 12.4 2.7 84.9 6.1 (15.4) .5 3 6 29.7 19.3 51.0 4.7 (11.9) .25 3 12 19.7 12.8 67.5 5.4 (13.7) .l7 3 18 14.7 9.6 75.7 5.3 (l3.4) .13 3 24 11.8 7.6 80.6 4.9 (12.4) 2.17 6.5 3 30.6 43.1 26.2 8 + (20.3 +) 1.08 6.5 6 24.3 34.2 41.6 7.8 (19.8) .72 6.5 9 20.1 28.3 51.6 7.2 (18.3) .54 6.5 12 17.1 24.1 58.7 5.5 (l3.9) .36 6.5 18 13.2 18.7 68.1 5.2 (13.2) .27 6.5 24 ~ 10.8 15.2 74.0 4.5 (1l.4) .22 6.5 30 9.1 12.8 78.1 4.25 (10.7) 1.58 9.5 6 20.9 43.1 35.9 8 + (20.3 +) .79 9.5 12 15.4 31.7 52.8 8 + (20.3 +) .53 9.5 18 12.2 25.1 62.7 8 + (20.3 +) .40 9.5 24 10.1 20.8 69.1 1.0 ( 2.5) .32 9.5 30 8.6 17.7 73.7 1.95 ( 4.9) .26 9.5 36 7.5 15.4 77.1 1.0 ( 2.5) .20 9.5 48 6.0 12.3 81.8 1.9 ( 4.9) .63 12.5 20 10.6 28.8 60.6 7.8 (19.8) .42 12.5 30 8.1 22.1 69.8 2.3 ( 5.8) .3l 12.5 40 6.6 17.9 75.5 0.5 ( 1.3) .25 12.5 50 5.6 15.1 79.4 0.3 ( 0.7) 2.5 15 6 16.8 54.5 28.7 8 + (20.3 +) 1.25 15 12 13.0 42.3 44.6 8 + (20.3 +) .83 15 18 10.6 34.6 54.7 8 + (20.3 +) .63 15 24 9.0 29.3 61.7 8 + (20.3 +) 5.0 30 6 10.8 70.6 18.6 8 + (20.3 +) 2.5 30 12 9.1 59.5 31.4 8 + (20.3 +) 1.67 30 18 7.9 51.4 40.7 8 + (20.3 +) 1.25 30 24 7.0 45.3 47.8 8 + (20.3 +) 0 l o o "' _ 0 3 _0 60.6 39.4 0 - - 0 6.5 0 41.5 58.5 0 8 + (20.3 +) 0 9.5 0 32.7 67.3 0 8 + (20.3 +) 0 12.5 0 27.0 73.0 0 8 + (20.3 +) 0 15 0 23.5 76.5 0 8 + (20.3 +) 0 30 0 13.3 84.7 0 8 + (20.3 +) d"W%(Exempe1 2 foFtsätter på nästa sida.) 451 582 lä Samtliga skumdämpningstester genomfördes med 160 ppm av det ifrågavarande materialet i närvaro av från 100 till 600 ppm nonylfenol-(E0) -OH som ytaktivt ämne med hög skumningsför- måga. Resultaten'av dessa jämförelser är visade i Tabell II.

Siffrorna anger skumhöjderna en minut efter varje ytterligare ~ tillsats av det högskummande ytaktiva ämnet.

Tabell II e Sammansättning nonylfenol-(E0)9 5-OH, ppm nr 100 200 300 400 500 600 Blindprov 8+ - - - - - I l - 'Tao 8:0 ' ' " 2 1,0 §,O 6,5 8,0 - - 3 5.15 8:0 " " 4 0,5 1.0 2,0 3,9 6,5 7,5 5 a 0 0,5 1,0 1,5 ' 2,2 3,2 Skumhöjdmätningarna enligt tabell II gjordes vid 2l°C och ett pumptryck av 41 kPa. Det bör observeras att materialet med sammansättningen 4, som är ett material enligt föreliggande uppfinning som innehåller en tillsatt fosforylerad alkohol med lång kedja (Cl6_l8), uppvisade tillfredsställande skumdämpande egenskaper. Materialet med sammansättningen 3 (som innehöll Gantrez AN 149 som emulsionsstabilisator) är'en stabiliserad olja-1-vatten-emulsion som visar godtagbara skumdämpande egen- skaper vid låga koncentrationer av det högskummande ytaktiva ämnet nonylfenol-(EO) -OH. Materialet med sammansättningen 5 (som också innehåller Öantrez AN 149) är en annan stabiliserad olja-1-vatten-emulsion inom ramen för uppfinningen och innehål- ler ett tillsatt syntetiskt vax pentaerytritol-tetrastearat.

Detta material med sammansättningen 5 visar de bästa skumdämpande egenskaperna.

Exempel 2.

Ytterligare försök gjordes med användning av 100 ppm av = materialet nonylfenol-(E0)x-(PO) -OH utan mineralolja i form av speciellt tunn basolja (dvs. i vatten). Som bögskummande ytaktivt ämne användes 50 ppm n°nirlfen°l-(E0)9,5-oH. Man mätte skumnöjderna 1., , _ 451 zßzo .15 ' inom en femtonminutersperiod vid en vattentemperatur av 2l°C och vid ett tryck av 41 kPa och bestämde medelvärdet. De skum- dämpande egenskaperna, dvs. skumhöjden (i cm), är visade i 'Tabell III.

Tabell III . ' _ I Cgfflis * _ ' ' msmx-uflny-OH. - d 10 ¶ värde pa ššumnöša _ x Y (om .lo is - . _ " 20.35 io zs .iv.1r _- io 35 _ .~*-', 17.7ï 15 - _ los . so 'I - i4.s1^ _ 1z;5 20 ' ~ ' . 20.3) 12.5 . ao - - 11.2; 12.5 40 ' ,s.s; 12.5 50 . . . -. s.11, Q Exemgel 4.

Material med_formeln hydrofob-(E0)x-(P0)y-OH» 1 Vilken hydrofoben är en alkohol med lång kedja,testades beträffande Isin effektivitet som skumdämpningsmedel. fiessa tester genom- fördes vid temperaturen 2l°C, och samtliga skudämpningsmedel var blandade med 80 viktprocent mineralolja av typen speciellt _. , tunn basolja. Resultaten av dessa tester är visade i Tabell IV.

I 451 382_ 16- Tabe11 Iv, Kolxedjan 1 Mo1er Molèr sxumhögd . alkoholen E0 P0 cm) 10 c _ 3 3' 19.05 1° 14 _ 3 6 ' 15.4; , _'3 9 14.9 . - ' ~ 3 12 2 13.4 ' s .6 19.8 ' . 15 s 9 11.3 - 9 _s 12 13.2 '- 7 12 18.3 7 o 20.3» C12~.._1_3 - 3 ' 6 13 .9 20 1 3 _ 9 12.9 -=- 3 12 12.7 * s 12 13.9 s -' o 20.3 ' c _ f 3 ' . s 12.9 25 14 18. 3 9 k12.9 3 _ 12- 1 9.6 s o 20.3 s 12 .14.7 1 o 120.3'

Claims (14)

4s1,ss2, 17 PATENTKRAV _

1. Sätt att dämpa skumbildning i en vattenhaltig vätska med en benägenhet för skumbildning, t ex den vattenhaltiga process- strömmen pà ett pappers- eller massabruk, k ä n n e t e c k - n a t därav, att till vätskan sättes en skumdämpande eller J skumminskande mängd av en skumdämpande komposition, som inne- håller ett skumdämpningsmedel med strukturen R,-(Eo)x(Po)y-on vari Rl är en organisk hydrofob vald ur den grupp som består-av alkylfenoler, alkoholer med lång kedja och blandningar därav, EO representerar en etylenoxidenhet, x har ett värde inom inter- vallet 3 till 20, PO representerar en propylenoxidenhet och y har ett värde inom intervallet 20 till 50, och som dessutom, om så önskas, innehåller en mono-, di- eller tri-fosfatester av en al- kohol, företrädesvis en mono-, di- eller tri-fosfatester av en Cl6_18-alkohol, och/eller ett vaxliknande material, företrädes- vis pentaerytritol-tetrastearat.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda hydrofioben alkylfienol har strukturen Rz ' Rz Rz eller vari R2 är en linjär eller grenad, mättad eller omättad, envärd kolväteradikal med från 6 till 18 kolatomer, företrädesvis från 8 till 12 kolatomer.

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n'e t'e c k n a t därav, att

4. RQ har strukturen caH2a+l, var1'PaP är ett helt tai och har ett 'värde inom intervallet från 6 till 18, företrädesvis från 8 till 12. Ä. Sätt enligt krav 2, k ä n nte t e c k nia t därav, att alkylfenolen är nonylfenol eller dodecylfenol.

5. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att 451 §s2 18 x har ett värde från 5 till 15.0

6. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e e k n a_t' därav, att R1 är en envärd kolväteradikal med en molekylvikt inom' intervallet 100 till 350.

7. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att R1 är en organisk hydrofob vald ur den grupp som består av alkoholer med lång kedja med en kolatomstruktur C16_18, C10_1u, C1¿_18 eller blandningar därav.

8. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att den skumdämpande kompositionen dessutom innehåller en bärare, företrädesvis míneralolja av typen speciellt tunn basolja.

9. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att x har ett värde inom intervallet 9,5 till 12,5 och att förhållande: mellan X och y är högst o,u2=1. W

10. Sätt enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda hydrofoben alkylfenol har strukturen R R, R2 2 eller vari R2 är en linjär eller grenad, mättad eller omättad, envärd kolväteradikal med från 6 till 18 kolatomer, företrädesvis från 8 till 12 kolatomer. _

11. Sätt enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t därav, att R2 har strukturen CaH2a+1, vari "a" är ett helt tal och har ett värde inom intervallet från 6 till 18, företrädesvis från 8 till 12.

12. Sätt enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t därav, att alkylfenolen är nonylfenol eller dodecylfenol.

13. Sätt enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att R1 är en envärd kolväteradikal med en molekylvikt inom intervallet 100 till 350.

14. Sätt enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att R, är en organisk hydrofob vald ur den grupp som består av alkoholer med lång kedja med en kolatomstruktur C16_18, C10_1q, C12_18 eller blandningar därav. M m