説明

消泡剤組成物

本発明は、(A) 式 Ra(R1O)b2cSiO(4-a-b-c)/2 (I)[ただし、合計a+b+cは3以下であり、分子当たり、式(I)の全ての単位の1〜100%において、cは0ではなく、かつ有機ケイ素化合物中の式(I)の全ての単位の少なくとも50%において合計a+b+cは2に等しく、基及び添え字は請求項1に記載された意味を表す]の単位を有する少なくとも1種の有機ケイ素化合物と、(B) (B1)充填剤粒子及び/又は(B2)式(II)の単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂から選択される少なくとも1種の添加剤と、場合により(C) 式(III)の単位を有する有機ケイ素化合物とを含有する組成物に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ケイ素原子に直接結合した芳香族基を有する有機化合物を含有する組成物及び消泡剤としてのその使用に関する。
【0002】
所望の成分として又は不所望の成分として界面活性化合物を含有する多くの液状の系、特に水性系において、前記系がガス状の物質と程度に差はあるが集中的に接触する場合に、例えば排水のガス処理、液体の集中的な撹拌、蒸留プロセス、洗浄プロセス又は着色プロセス又は充填プロセスにおいて、起泡により問題が生じることがある。
【0003】
この泡の抑制は、機械的方法又は消泡剤の添加によって行うことができる。この場合、シロキサン系の消泡剤が特に有利であることが判明している。
【0004】
シロキサン系の消泡剤は、例えばDE-AS 15 19 987により、ポリジメチルシロキサン中での親水性シリカの加熱により製造される。例えばDE-OS 17 69 940に開示されているように、塩基性触媒の適用により、この種の消泡剤の作用を改善することができる。別の方法は、例えばDE-OS 29 25 722による、ポリジメチルシロキサン中での疎水化されたシリカの分配である。しかしながら、得られた消泡剤の作用はなお改善の余地がある。US-A 4,145,308は、例えば、ポリジオルガノシロキサン及びシリカの他に、なお(CH33SiO1/2成分とSiO2成分とからなるコポリマーを含有する消泡剤調製物を記載している。(CH33SiO1/2成分とSiO2成分とからなるコポリマーは、例えばEP-A 301 531に記載されているように、末端の長鎖アルキル基を有するシロキサンと組合せた場合にも有利である。架橋した、部分的に既にゴム状のポリジメチルシロキサンを使用することは、消泡作用の向上に寄与する。これについては、例えばUS-A 2,632,736、EP-A 273 448及びEP-A 434 060に示唆されている。もちろん、これらの生成物は一般に極めて高粘度でありかつ取り扱い性が悪いか又は加工性が悪い。
【0005】
大抵は、有利にメチル基を有するポリシロキサン、例えばポリジメチルシロキサンが使用される。ケイ素に一連の他の脂肪族又は芳香族炭化水素基を有するポリマーは公知でありかつ多くの特許において消泡剤の製造のために提案されているにもかかわらず、ケイ素にこれらの置換基を選択することにより消泡作用の著しい改善が達成できることはあまり示唆されていない。長鎖アルキル基又はポリエーテル置換基を導入することにより、消泡剤組成物中に含有することができる鉱油との適合性は改善されるか又は例えば塗料中でのシリコーン障害が抑制されることが多い。EP-A 121 210には、6〜30個の炭素原子を有するアルキル基を有するポリシロキサンの使用が推奨され、その結果、鉱油との組合せにおいてCH2基として存在する炭素の割合は30〜70%である。実施例において、特にオクタデシル基を有するポリシロキサンが挙げられている。JP-A 60173068にはオクチル基及びポリエーテル基を有するシロキサンが水性インキ中での消泡剤として推奨されている。30個より多い炭素原子を有するアルキル基を有するシロキサンとアミノシロキサンとの組合せは、US-A 4,584,125によると前記の原子団を有するシロキサン単位の割合が約5%である場合に、消泡作用にとって特に有利であるとしている。
【0006】
先行技術により製造された消泡剤調製物は、しかしながら著しく起泡する界面活性剤を多く含む系では常には十分に長時間持続する作用を有していないか、又は達成された分枝化度又は架橋度による高い粘度によって取扱が困難である。
【0007】
本発明の主題は、
(A) 式
a(R1O)b2cSiO(4-a-b-c)/2 (I)
[式中、
Rは同じ又は異なることができ、水素原子、1価のSiC結合した、場合により置換された、脂肪族の炭化水素基又は脂肪族基を介してケイ素原子に結合された芳香族の炭化水素基を表し、
1は同じ又は異なることができ、水素原子又は1価の、場合により置換された炭化水素基を表し、
2は同じ又は異なることができ、1価の、場合により置換された、芳香族炭化水素基を表し、前記芳香族炭化水素基は1つの環炭素原子を介してケイ素原子と結合している、
aは0、1、2又は3を表し、
bは0、1、2又は3を表し、及び
cは0、1、2又は3を表し、
ただし、合計a+b+cは3以下であり、分子当たり、式(I)の全ての単位の1〜100%、有利に10〜60%、特に有利に20〜40%において、cは0ではなく、かつ有機ケイ素化合物中の式(I)の全ての単位の少なくとも50%において合計a+b+cは2に等しい]の単位を有する少なくとも1種の有機ケイ素化合物
(B) 次の成分から選択される少なくとも1種の添加剤
(B1) 充填剤粒子及び/又は
(B2) 式
3d(R4O)eSiO(4-d-e)/2 (II)
[式中、
3は同じ又は異なることができ、水素原子又は1価の、場合により置換された、SiC結合した炭化水素基を表し、
4は同じ又は異なることができ、水素原子又は1価の、場合により置換された炭化水素基を表し、
dは0、1、2又は3を表し、及び
eは0、1、2又は3を表し、
ただし、合計d+e≦3であり、オルガノポリシロキサン樹脂中の式(II)の全ての単位の50%未満において合計d+eは2に等しい]の単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂
かつ場合により、
(C) 式
5g(R6O)hSiO(4-g-h)/2 (III)
[式中、
5は同じ又は異なることができ、かつRについて記載した意味を表し、
6は同じ又は異なることができ、かつR1について記載した意味を表し、
gは0、1、2又は3を表し、及び
hは0、1、2又は3を表し、
ただし、合計g+h≦3であり、有機ケイ素化合物中の式(IV)の全ての単位の少なくとも50%において合計g+hは2に等しい]の単位を有する有機ケイ素化合物
を含有する組成物である。
【0008】
本発明に対して、成分(A)は、ケイ素原子に直接結合している芳香族基を有することが重要である。つまり、式(I)の単位中の1つのケイ素原子と、芳香環に属する1つの炭素原子との間に共有結合が存在している。
【0009】
基Rの例は、アルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、ヘキシル基、例えばn−ヘキシル基、ヘプチル基、例えばn−ヘプチル基、オクチル基、例えばn−オクチル基及びイソオクチル基、例えば2,2,4−トリメチルペンチル基、ノニル基、例えばn−ノニル基、デシル基、例えばn−デシル基、ドデシル基、例えばn−ドデシル基;アルケニル基、例えばビニル基及びアリル基;シクロアルキル基、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及びメチルシクロヘキシル基;脂肪族基を介してケイ素原子と結合した芳香族基、例えば、例えばベンジル基、フェニルエチル基又は2−フェニルプロピル基である。
【0010】
置換された基Rの例は、3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル基、シアノエチル基、グリシドオキシ−n−プロピル基、ポリアルキレングリコール−n−プロピル基、アミノ−n−プロピル基、アミノエチルアミノ−n−プロピル基及びメタクリルオキシ−n−プロピル基である。
【0011】
有利に、基Rは水素原子又は場合により置換された、1〜30個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、特に有利に1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、殊にメチル基である。
【0012】
基R1の例は、水素原子であり、R及びR2の例は上記の基である。
【0013】
有利に、基R1は水素原子又は場合により置換された、1〜30個の炭素原子を有する炭化水素基、特に有利に水素原子又は1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、殊にメチル基又はエチル基である。
【0014】
2の例は、アリール基、例えばフェニル基、トルイル基、キシリル基、クミル基、ナフチル基、アントラシル基である。
【0015】
有利に基R2はフェニル基である。
【0016】
有利に、成分(A)中のSiC結合した基の10〜100%、特に有利に15〜50%が基R2である。
【0017】
有利に、bは0又は1であり、特に有利に0である。
【0018】
有利にcは0、1又は2である。
【0019】
有利に、基Rの5%未満、特に1%未満が水素を表す。
【0020】
成分(A)として使用される、式(I)の単位を有する有機ケイ素化合物は、有利に分枝した又は線状のオルガノポリシロキサンであり、これは特に有利に式(I)の単位からなる。
【0021】
本発明の範囲内で、オルガノポリシロキサン並びにポリマーの、オリゴマーの、例えばダイマーのシロキサンの概念は一緒に包含される。
【0022】
本発明による成分(A)の例は、Ph3SiO1/2−、Ph2MeSiO1/2−、PhMe2SiO1/2−、Ph2SiO2/2−、PhMeSiO2/2−及びPHSiO32−の単位からなるものであり、その際、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表す、
例えば、
次の式の線状ポリシロキサン、
Me3SiO(Ph2SiO)x(Me2SiO)zSiMe3
Me3SiO(PhMeSiO)(Me2SiO)zSiMe3
Me3SiO(Ph2SiO)x(PhMeSiO)y(Me2SiO)zSiMe3及び
Me3SiO(Ph2SiO)x(Me2SiO)zSiMe3、並びに
次の式の分枝したポリシロキサン、
MeSi[O(Ph2SiO)x(Me2SiO)zSiMe33
PhSi[O(PhMeSiO)y(Me2SiO)zSiMe33及び
Me3SiO(Me2SiO)z[PhSiO(OMe2SiO)zSiMe]v(Me2SiO)zSiMe3
その際、添え字v、x、yは、相互に無関係に1より大きな値を表し、かつzは0又は1より大きい。v、x、y及びzの合計は重合度を決定し、vは分枝の数を決定し、従って粘度を決定する。
【0023】
本発明による有機ケイ素化合物(A)は、それぞれ25℃で測定して、有利に10〜1000000mPas、特に有利に100〜50000mPas、殊に500〜5000mPasの粘度を有する。
【0024】
本発明による有機ケイ素化合物(A)は市販の製品であるかもしくは任意の、有機ケイ素化学において今まで公知の方法、例えば相応するシランの共加水分解により製造することができる。
【0025】
本発明による組成物は、添加物(B)を、成分(A)100質量部に対してそれぞれ、有利に0.1〜30質量部、特に有利に1〜15質量部の量で含有する。
【0026】
本発明により使用される添加物(B)として、もっぱら成分(B1)、もっぱら成分(B2)又は成分(B1)と(B2)とからなる混合物であることができ、その際、混合物が有利である。
【0027】
成分(B1)は、有利に粉末状の充填剤、特に粉末状の疎水性の充填剤である。
【0028】
有利に、成分(B1)は20〜1000m2/gのBET表面積、10μm未満の粒子サイズ、及び100μm未満のアグロメレートサイズを有する。
【0029】
成分(B1)の例は、二酸化ケイ素(シリカ)、二酸化チタン、酸化アルミニウム、金属セッケン、石英粉、PTFE−粉末、脂肪酸アミド、例えばエチレンビスステアルアミド及び微細に分散された疎水性ポリウレタンである。
【0030】
有利に、成分(B1)として、20〜1000m2/gのBET表面積、10μm未満の粒子サイズ及び100μm未満のアグロメレートサイズを有する二酸化ケイ素(シリカ)、二酸化チタン又は酸化アルミニウムが使用される。
【0031】
成分(B1)として特にシリカ、殊に50〜800m2/gのBET表面積を有するシリカが有利である。前記シリカは、ヒュームドシリカ又は沈降シリカであることができる。成分(B1)として前処理されたシリカ、つまり市販の疎水性シリカ、並びに親水性シリカも使用可能である。
【0032】
本発明により使用することができる疎水性シリカの例は、HDK(R) H2000、ヘキサメチルジシラザンで処理された、BET表面積140m2/gのヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH、ドイツ国在により市販されている)及びポリジメチルシロキサンで処理された、BET表面積90m2/gの沈降シリカ(Degussa AG、ドイツ国在により、「Sipernat(R) D10」の商品名で市販されている)である。
【0033】
成分(B1)として疎水性シリカを使用する場合に、消泡剤組成物の所望な作用に対して有利である場合には親水性シリカをin situで疎水化することができる。シリカの疎水化方法は多くのものが公知である。親水性シリカのin situ疎水化は、この場合、例えば成分(A)中に又は(A)と(B2)及び/又は(C)との混合物中に分散されたシリカを100〜200℃の温度に数時間加熱することにより行うことができる。この場合、前記反応を、触媒、例えばKOH、及び疎水化剤、例えば短鎖OH末端ポリジメチルシロキサン、シラン又はシラザンの添加により促進することができる。この処理は、市販の疎水性シリカを使用する場合でも可能でありかつ効果の改善に寄与することができる。
【0034】
他の方法は、in situ疎水化されたシリカと市販の疎水性シリカとの組合せの使用である。
【0035】
基R3の例は、水素原子であり、R及びR2の例は上記の基である。
【0036】
有利に、基R3は場合により置換された、1〜30個の炭素原子を有する炭化水素基、特に有利に1〜6個の炭素原子を有する炭化水素基、殊にメチル基である。
【0037】
基R4の例は、基R1について記載された基である。
【0038】
特に、基R4は水素原子又は1から4個の炭素原子を有する炭化水素基、特に水素原子、メチル基又はエチル基である。
【0039】
有利にdについての値は3又は0である。
【0040】
本発明により場合により使用される成分(B2)は、有利に式(II)の単位からなるシリコーン樹脂であり、その際、樹脂中の単位の30%未満、有利に5%未満において合計d+eは2に等しい。
【0041】
特に有利に、成分(B2)は、主にR33SiO1/2(M)単位及びSiO4/2(Q)単位からなり、R3は上記の意味を表すオルガノポリシロキサン樹脂であり、この樹脂はMQ樹脂とも言われる。M単位対Q単位とのモル比は、有利に0.5〜2.0の範囲内、特に有利に0.6〜1.0の範囲内にある。このシリコーン樹脂は、さらに遊離ヒドロキシル基又はアルコキシ基を10質量%まで含有することができる。
【0042】
有利に、オルガノポリシロキサン樹脂(B2)は25℃で1000mPasより大きな粘度を有するか又は固体である。この樹脂のゲル浸透クロマトグラフィーを用いて決定された重量平均分子量(ポリスチレン標準に関して)は、有利に200〜200000g/mol、特に1000〜20000g/molである。
【0043】
成分(B2)は市販の製品であるかもしくはケイ素化学において通常の、例えばEP-A 927 733による方法により製造することができる。
【0044】
本発明により使用された添加剤(B)が成分(B1)と(B2)とからなる混合物である場合に、前記混合物中の(B1)対(B2)の質量比は、有利に0.01〜50、特に有利に0.1〜7である。
【0045】
基R5の例は、基Rについて挙げた例である。
【0046】
有利に、基R5は水素原子又は場合により置換された、1〜30個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、特に有利に1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、殊にメチル基である。
【0047】
基R6の例は、水素原子であり、基R及びR2の例は上記の基である。
【0048】
有利に、基R6は水素原子又は場合により置換された、1〜30個の炭素原子を有する炭化水素基、特に有利に水素原子又は1〜4個の炭素原子を有する炭化水素基、殊にメチル基又はエチル基である。
【0049】
gの値は、有利に1、2又は3である。
【0050】
hの値は、有利に0又は1である。
【0051】
場合により使用されたオルガノポリシロキサン(C)は、25℃で有利に10〜1000000mm2/sの粘度を有する。
【0052】
本発明により場合により使用可能な成分(C)の例は、成分(A)について記載された例であり、その際、この有機ケイ素化合物は、ケイ素に直接結合した芳香族基R2を含有し、例えば25℃で100〜1000000mPasの粘度を有するポリジメチルシロキサンである。このポリジメチルシロキサンは、例えばR5SiO3/2単位又はSiO4/2単位の組み込みにより、全ての単位の最大5%まで分枝されていてもよい。この分枝された又は架橋されたシロキサンは、次いで粘弾性特性を有する。
【0053】
有利に、場合により使用された成分(C)は、式(III)のほぼ線状のオルガノポリシロキサンを含有する単位、特に有利にシラノール基及び/又はアルコキシ基及び/又はトリメチルシロキシ基を末端に有することができるポリジメチルシロキサン又はポリエーテル基を有するシロキサンである。この種のポリエーテル変性されたポリシロキサンは公知であり、例えばEP-A 1076073に記載されている。
【0054】
特に有利に、成分(C)は一般式(III)の構成単位を有する有機ケイ素化合物であり、その際、R5はメチル基を表し、R6は少なくとも6個の炭素原子を有する線状及び/又は分枝状の炭化水素基を表し、hは0.005〜0.5の平均値を表し、合計(g+h)は1.9〜2.1の平均値を表す。この種の生成物は、例えば25℃で50〜50000mPasの粘度のシラノール末端基を有するポリジメチルシロキサンと、6個より多い炭素原子を有する脂肪族アルコール、例えばイソトリデシルアルコール、n−オクタノール、ステアリルアルコール、4−エチル−ヘキサデカノール又はエイコサノールのアルカリ性の接触縮合により得られる。
【0055】
本発明による組成物が成分(C)を含有する場合に、これは成分(A)100質量部に対してそれぞれ、有利に1〜900質量部、特に有利に2〜100質量部、殊に2〜10質量部の量である。
【0056】
成分(C)は、市販の生成物であるかもしくはケイ素化学において通常の方法により製造することができる。
【0057】
成分(A)、(B)及び場合による(C)の他に、本発明による組成物は、今まで消泡剤調製物において使用されているような他の全ての物質、例えば非水溶性有機化合物(D)を含有することができる。
【0058】
「非水溶性」の概念は、本発明の範囲内で、水中で25℃で1013.25hPaの圧力で最大で2質量%の溶解性であると解釈される。
【0059】
場合により使用される成分(D)は、有利に周囲雰囲気の圧力、つまり900〜1100hPaで100℃より高い沸点を有する非水溶性有機化合物であり、特に鉱油、天然油、イソパラフィン、ポリイソブチレン、オキソアルコール合成からの残留物、低分子量の合成カルボン酸のエステル、脂肪酸エステル、例えばオクチルステアラート、ドデシルパルミタート、脂肪アルコール、低分子量のアルコールのエーテル、フタラート、リン酸のエステル及びワックスから選択されるものである。
【0060】
本発明による組成物は、非水溶性有機化合物(D)を、成分(A)、(B)及び場合により(C)の全質量の100質量部に対してそれぞれ、有利に0〜1000質量部、特に有利に0〜100質量部の量で含有する。
【0061】
本発明による方法に使用される成分は、それぞれ、前記成分の1種類でも、それぞれの成分の少なくとも2種の種類の混合物であってもよい。
【0062】
有利に、本発明による組成物は、
(A) 式(I)の単位を有する有機ケイ素化合物100質量部、
(B) 次の成分から選択される添加剤0.1〜30質量部、
(B1) 充填剤粒子及び/又は
(B2) 式(II)の単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、
場合により
(C) 式(III)の単位を有する有機ケイ素化合物1〜900質量部及び
場合により
(D) 非水溶性有機化合物0〜10000質量部を含有する組成物である。
【0063】
特に有利に、本発明による組成物は、
(A) 式(I)の単位からなる有機ケイ素化合物100質量部、
(B) 次の成分から選択される添加剤0.1から30質量部、
(B1) 充填剤粒子及び/又は
(B2) 式(II)の単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、
場合により
(C) 式(III)の単位からなる有機ケイ素化合物1〜900質量部及び
場合により
(D) 非水溶性有機化合物0〜10000質量部からなる組成物である。
【0064】
本発明による組成物は、有利に粘性の透明〜不透明の、無色〜褐色を帯びた液体である。
【0065】
本発明による組成物は、それぞれ25℃で、有利に10〜2000000mPas、特に2000〜50000mPasの粘度を有する。
【0066】
本発明による組成物は、溶液、分散液又は粉末であることができる。
【0067】
本発明による組成物の製造は、公知の方法により、例えば、高い剪断力を適用しながらコロイドミル、ディソルバー又はロータ−ステータ−ホモジナイザー中で、例えば全成分の混合により行うことができる。この場合、例えば高分散充填物中に含有している空気の混入を避けるために混合工程を減圧で行うことができる。引き続き、必要な場合に充填剤のin situ疎水化を行うことができる。
【0068】
本発明による組成物がエマルションである場合に、シリコーンエマルションの製造のために当業者に公知の全ての乳化剤、例えばアニオン性、カチオン性又は非イオン性乳化剤を使用することができる。乳化剤混合物を使用するのが有利であり、その際、少なくとも1種の非イオン性乳化剤、例えばソルビタン脂肪酸エステル、エトキシル化されたソルビタン脂肪酸エステル、エトキシル化された脂肪酸、エトキシル化された10〜20個の炭素原子を有する線状又は分枝状のアルコール及び/又はグリセリンエステルを含有しているのが好ましい。さらに、増粘剤として公知の化合物、例えばポリアクリル酸、ポリアクリラート、セルロースエーテル、例えばカルボキシメチルセルロース及びヒドロキシエチルセルロース、天然ゴム、キサンタンゴム及びポリウレタン並びに保存剤、及び他の通常の当業者に公知の添加剤を添加することもできる。
【0069】
本発明によるエマルションの連続層は有利に水である。しかしながら、本発明による組成物を、連続層が成分(A)、(B)及び場合により(C)により形成されたか又は成分(D)により形成されたエマルションの形で製造することもできる。これは複合エマルションであることもできる。
【0070】
シリコーンエマルションの製造方法は公知である。通常では、この製造は全ての成分を簡単な撹拌によりかつ場合により引き続く噴射式分散機、ロータ−ステータ−ホモジナイザー、コロイドミル又は高圧ホモジナイザーを用いて均質化することにより行われる。
【0071】
本発明による組成物がエマルションである場合には、成分(A)〜(D)5〜50質量%、乳化剤及び増粘剤1〜20質量%及び水30〜94質量%を有する水中油型エマルションが有利である。
【0072】
本発明による組成物は、自由に流動する粉末として調製することもできる。これは、例えば粉末洗剤中での適用の際に有利である。成分(A)、(B)、場合により(C)及び場合により(D)の混合物から出発するこの粉末の製造は、当業者に公知の方法により、例えば噴霧乾燥又は構造化造粒で、当業者に公知の添加剤を使用して行われる。
【0073】
この本発明による粉末は、有利に成分(A)〜(D)2〜20質量%を含有する。担体として、例えばゼオライト、硫酸ナトリウム、セルロース誘導体、尿素及び糖が使用される。本発明による粉末の他の成分は、例えば洗剤であるか、又は例えばEP-A 887097及びEP-A 1060778に記載されているような有機ポリマーである。
【0074】
本発明の他の主題は、本発明による組成物を含有する洗剤及び洗浄剤である。
【0075】
本発明による組成物は、有機ケイ素化合物系の組成物が今まで使用されていた全ての領域で使用することができる。特に、本発明による組成物は消泡剤として使用することができる。
【0076】
本発明の他の主題は、本発明による組成物を媒体に添加することを特徴とする、媒体の消泡及び/又は抑泡する方法である。
【0077】
本発明による組成物を起泡する媒体に添加することは、直接行うか、適当な溶剤、例えばトルエン、キシレン、メチルエチルケトン又はt−ブタノールで希釈して行うか、粉末として又はエマルションとして行うことができる。所望の消泡作用を達成するために必要な量は可変であり、例えば媒体の種類、温度及び生じる乱流に依存する。
【0078】
有利に、本発明による組成物は、0.1質量ppm〜1質量%の量で、特に1〜100質量ppmの量で起泡する媒体に添加される。
【0079】
本発明による方法は、有利に−10〜+150℃の温度で、特に有利に5〜100℃で、周囲雰囲気の圧力で、つまり約900〜1100hPaで実施される。本発明による方法は、より高い圧力又はより低い圧力、例えば約3000〜4000hPa又は1〜10hPaで実施することもできる。
【0080】
障害となる泡を抑制するか又は破壊する全ての領域で、本発明による消泡剤組成物を使用できるか又は本発明による方法を実施することができる。これは、例えば非水性媒体、例えばタール蒸留又は石油加工の場合にも並びに水性媒体中でも当てはまる。本発明による消泡剤組成物もしくは本発明による泡を抑制するための方法は、水性媒体中で、例えば水性界面活性剤系中で特に適していて、例えば洗剤及び洗浄剤中での適用、廃水装置中での泡の抑制、繊維染色法において、天然ガス洗浄において、ポリマー分散液中で又はセルロース製造の際に生じる水性媒体の消泡のために適している。
【0081】
本発明による組成物は、前記組成物が消泡剤として容易に取扱可能であり、かつ多様な媒体中でわずかな添加量で高くかつ長く維持される作用により優れているという利点を有する。このことは経済的にも環境的にも極めて有利である。
【0082】
本発明による方法は、実施が容易でかつ極めて経済的であるという利点を有する。
【0083】
以下に記載される実施例では、部及びパーセンテージで示される全ての表示は、他に記載がない限り、質量に対するものである。他に記載がない限り、以下の実施例は、周囲大気の圧力で、従って約1000hPaで、かつ室温で、従って約20℃で、もしくは反応物を室温で付加的加熱又は冷却をせずに合わせる場合に生じる温度で実施される。実施例中に記載された全ての粘度表示は、25℃の温度に関する。
【0084】
次に、使用したフェニルシロキサンの構造は29Si−NMRを用いてmol%で測定した。
【0085】
以後、省略形を使用し、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
【0086】
消泡作用の試験
1. 消泡特性値AKZ
DE-A 25 51 260に相応する装置中で、調査すべき消泡剤(メチルエチルケトンの10倍量中に溶解)10mgを含有するアルキルスルホン酸ナトリウム(Mersolat)の4質量%の水溶液200mlを、1分間2つの二重反転撹拌機で起泡した。引き続き泡の崩壊を記録した。時間に対する泡の高さのプロットの面から消泡特性値を計算した。この数が低ければそれだけ、消泡剤はより有効である。
【0087】
2. 撹拌試験
消泡剤不含の洗剤粉末1質量%を含有する溶液300mlを、5分間撹拌機で1000rpmの速度で起泡させた。引き続き、メチルエチルケトン中の消泡剤の10質量%溶液100μlを添加し、撹拌をさらに25分間続けた。全体の時間にわたり泡の高さを記録した。
【0088】
この作用の尺度として、消泡剤なしでの2〜3分後の泡の高さに対する平均的な泡の高さを計算した。この値が低ければそれだけ、消泡剤はより有効である。
【0089】
3. 粉末洗剤を用いた洗濯機中での試験
消泡剤不含の洗剤粉末100gに消泡剤0.1gを添加した。この洗剤粉末を、次いできれいな綿の洗濯物3500gと一緒に、ドラム式洗濯機(Miele Novotronik W918タイプ、ファジー理論なし)に入れた。引き続き、この選択プログラム(30℃で)を開始し、55分間の期間にわたる泡の高さを記録した。全体の期間にわたり測定した泡の評点(0は測定可能な起泡なし〜6過剰な起泡)から、平均的な泡の評点を決定した。これが低ければそれだけ、消泡剤は全体の時間にわたり有効である。
【0090】
4. 液体洗剤を用いた洗濯機中での試験
消泡剤不含の液体洗剤180gに消泡剤0.03gを添加した。この粉末を、次いできれいな綿の洗濯物3500gと一緒に、ドラム式洗濯機(Miele Novotronik W918タイプ、ファジー理論なし)に入れた。引き続き、この洗濯プログラム(40℃で)を開始し、55分間の期間にわたる泡の高さを記録した。全体の期間にわたり測定した泡の評点(0は測定可能な起泡なし〜6過剰な起泡)から、平均的な泡の評点を決定した。これが低ければそれだけ、消泡剤は全体の時間にわたり有効である。
【0091】
比較例1(V1)
消泡剤ベースを、オクチルドデカノールと、粘度40mPasのシラノール基末端のポリジメチルシロキサンとから製造された粘度180mPasの縮合生成物2.5部と、トリメチルシロキシ基40mol%とSiC4/2基60mol%とからなるシリコーン樹脂の50%のトルエン性溶液5部とを混合し、引き続き揮発性成分を除去することにより製造した。
【0092】
25℃で粘度1000mPasのトリメチルシロキシ基末端のポリジメチルシロキサン(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「Siliconoel AK 5000」で市販されている)89.3質量部と、上記の消泡剤ベース5質量部と、BET表面積300m2/gの親水性ヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) T30」で市販されている)5部と、メタノール性KOH 0.7質量部からなる混合物を、150℃で2時間加熱した。粘度25600mPasの消泡剤が得られた。この消泡剤を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0093】
比較例2(V2)
分枝したポリオルガノシロキサンを、25℃で粘度1000mPasのトリメチルシロキシ基末端のポリジメチルシロキサン(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「Siliconoel AK 1000」で市販されている)378g、25℃で粘度10000mPasのシラノール基末端のポリジメチルシロキサン(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「Polymer FD 10」で市販されている)180gと、エチルシリケート(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「SILIKAT TES 40」で市販されている)18gとを、KOH0.3gの存在で、140℃に加熱して反応させることにより製造した。引き続き、BET表面積200m2/gの親水性ヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) N20」で市販されている)30gと、粘度40mPasのシラノール基末端のポリジメチルシロキサン30gとを添加し、この混合物をさらに4時間180℃に加熱し、50hPaで揮発性成分を除去した。粘度68640mPasの粘性の無色の消泡剤調製物が得られた。
【0094】
この消泡剤を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0095】
比較例3(V3)
2−フェニルプロペニルメチルシロキサン単位20mol%と、ドデシルメチルシロキサン単位80mol%とからなる、粘度1000mPas(つまり間接的にだけ結合した芳香族基を含有する)のトリメチルシロキシ基末端のジオルガノポリシロキサン90部と、BET表面積300m2/gのヒュームドシリカ5部と、末端のC20−アルコキシ基を有するポリジメチルシロキサン3部と、次の単位(29Si−NMR及びIR分析による):CH3SiO1/2− 40mol%、SiO4/2− 50mol%、C25OSiO3/2− 8mol%、HOSiO3/2− 2mol%からなる室温で固体のシリコーン樹脂2部。この樹脂は重量平均分子量7900g/mol(ポリスチレン標準に関して)を有し、20質量%のメタノール性KOH 0.7部をディソルバーで混合し、150℃で4時間加熱した。粘度8000mPasの消泡剤が得られた。
【0096】
こうして得られた組成物を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0097】
実施例1
フェニルシロキサン1は、NMRによると次の構成単位:
Me3SiO(1/2) 9.7%、
Me2SiO(2/2) 64.1%、
Ph2SiO(2/2) 19.6%、
PhSiO(3/2) 6.6%
からなる、粘度500mm2/sのシリコーン油である。
【0098】
フェニルシロキサン1 90部、BET表面積300m2/gのヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) T30」で市販されている)5部、次の単位(29Si−NMR及びIR分析による):CH3SiO1/2− 40mol%、SiO4/2− 50mol%、C25OSiO3/2− 8mol%、及びHOSiO3/2− 2mol%からなる室温で固体のシリコーン樹脂5部。この樹脂は重量平均分子量7900g/mol(ポリスチレン標準に関して)を有し、粘度1000mPasのトリメチルシロキシ末端のポリジメチルシロキサン中に分散させた10質量%のメタノール性KOH 1.5部をディソルバーで混合し、4時間で150℃に加熱した。粘度28800mPasの消泡剤が得られた。
【0099】
こうして得られた組成物を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0100】
実施例2
フェニルシロキサン2はNMRによると次の構成単位:
Me3SiO(1/2) 10.2%
Me2SiO(2/2) 62.2%
Ph2Si(OH)O(1/2) 0.7%
PhSi(Me)O(2/2) 7.2%
Ph2SiO(2/2) 13.8%
PhSi(OH)O(2/2) 1.1%
PhSiO(3/2) 4.8%
からなる、粘度200mm2/sのシリコーン油である。
【0101】
フェニルシロキサン2 90部と、BET表面積300m2/gのヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) T30」で市販されている)5部と、実施例1に記載された固体シリコーン樹脂5部と、トリメチルシロキシ末端基の粘度1000mPasのポリジメチルシロキサン中に分散された10質量%のKOH 1.5部とを、ディソルバーで混合し、4時間で150℃に加熱した。粘度15200mPasの消泡剤が得られた。
【0102】
こうして得られた組成物を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0103】
実施例3
フェニルシロキサン3はNMRによると次の構成単位:
Me3SiO(1/2) 2.9%
Me2SiO(2/2) 34.7%
Me2Si(OH)O(1/2) 0.4%
PhSi(Me)O(2/2) 61.0%
PhSiO(3/2) 1.0%
からなる、粘度1250mm2/sのシリコーン油である。
【0104】
フェニルシロキサン3 87部と、BET表面積400m2/gのヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) T40」で市販されている)5部と、粘度100mPasの末端のC20−アルコキシ基を有するポリジメチルシロキサン3部と、実施例1に記載された固体シリコーン樹脂5部と、20質量%のメタノール性KOH 0.7部とをディソルバーで混合し、4時間で150℃に加熱した。粘度6400mPasの消泡剤が得られた。
【0105】
こうして得られた組成物を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0106】
実施例4
フェニルシロキサン4はNMRによると次の構成単位:
Me3SiO(1/2) 8.8%
Me2SiO(2/2) 65.3%
Me2Si(OH)O(1/2) 0.5%
MeSiO(3/2) 1.5%
PhSiO(3/2) 23.9%
からなる、粘度1000mm2/sのシリコーン油である。
【0107】
フェニルシロキサン4 88部と、BET表面積200m2/gのヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) N20」で市販されている)2部と、粘度100mPasの末端のC20−アルコキシ基を有するポリジメチルシロキサン3.6部と、実施例1に記載された固体シリコーン樹脂2.4部と、20質量%のメタノール性KOH 0.7部とをディソルバーで混合し、4時間で150℃に加熱した。引き続き、BET表面積90g/m2の、前処理された、ポリジメチルシロキサンで疎水化された沈降シリカ(Degussa AG社、ドイツ国在、商品名「SIPERNAT(R) D10」で市販されている)4部を、ディソルバーで分散させた。粘度4000mPasの消泡剤が得られた。
【0108】
こうして得られた組成物を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0109】
実施例5
フェニルシロキサン5はNMRによると次の構成単位:
Me3SiO(1/2) 7.6%
Me2SiO(2/2) 62.3%
Ph2SiO(2/2) 22.9%
PhSi(OH)O(2/2) 0.3%
PhSiO(3/2) 6.8%
からなる、粘度1000mm2/sのシリコーン油である。
【0110】
フェニルシロキサン5 90部と、BET表面積170m2/gの沈降シリカ(Degussa AG社、ドイツ国在、商品名「Sipernat 383 DS」で市販されている)2部と、BET表面積300m2/gのヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) T30」で市販されている)3部と、末端のC20−アルコキシ基の粘度100mPasのポリジメチルシロキサン3部と、実施例1に記載された固体シリコーン樹脂2部と、20質量%のメタノール性KOH 0.7部とをディソルバーで混合し、4時間で150℃に加熱した。粘度62000mPasの消泡剤が得られた。
【0111】
こうして得られた組成物を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0112】
実施例6
フェニルシロキサン3(この構造は実施例3に記載)90部と、BET表面積140m2/gの前処理された疎水化されたヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) H2000」で市販されている)2部と、実施例1に記載された固体シリコーン樹脂8部と、粘度1000mPasのポリジメチルシロキサン中に分散された10質量%のKOH 1.5部とを、ディソルバーで混合し、4時間で150℃に加熱した。粘度3200mPasの消泡剤が得られた。
【0113】
こうして得られた組成物を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0114】
実施例7
フェニルシロキサン3(この構造は実施例3に記載)90部と、BET表面積140m2/gの前処理された疎水化されたヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、ドイツ国在、商品名「HDK(R) H2000」で市販されている)8部と、実施例1に記載された固体シリコーン樹脂2部と、粘度1000mPasのトリメチルシロキシ末端基を有するポリジメチルシロキサン中に分散された10質量%のKOH 1.5部とを、ディソルバーで混合し、4時間で150℃に加熱した。粘度25600mPasの消泡剤が得られた。
【0115】
こうして得られた組成物を、消泡特性値AKZ、撹拌試験及び洗濯機中での試験に関して試験した。この試験の結果を表1にまとめた。
【0116】
表1
【表1】

【0117】
実施例8
黒液中での試験
この試験を、実施例1〜7及び比較例1〜3中に記載された消泡剤をベースとするエマルションで実施した。このエマルションは、それぞれシリコーン消泡剤20質量%、乳化剤として大豆油、エトキシル化されたイソトリデシルアルコール(HLB値11.2)、エトキシル化されたステアリルアルコール(HLB9.7)、ペンタエリトリットジステアラート及びポリエーテルシロキサンとからなる混合物10質量%並びに保存剤としてホルムアルデヒド0.3質量%を含有していた。
【0118】
黒液(シラカバの加工からの硬材)400mlを、洗瓶アタッチメントを備えた1Lのメスシリンダ中で15分間サーモスタットで80℃で熱処理した。それぞれの消泡剤エマルション20μlの添加後に、前記黒液を2.3リットル/minの速度でポンプ循環させた。時間tを試験開始時と、泡が75mmに上昇した時点で測定した。
【0119】
この時間tが長ければそれだけ、消泡剤はより有効である。
【0120】
表2
【表2】

【0121】
実施例9
フェニルシロキサン3(この製造は実施例3に記載されている)90部と、BET表面積400m2/gのヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、商品名「HDK(R) T40」で市販されている)5部と、次の単位(29Si−NMR及びIR分析による):CH3SiO1/2− 40mol%、SiO4/2− 50mol%、C25OSiO3/2− 8mol%、及びHOSiO3/2− 2mol%からなり、重量平均分子量7900g/molの室温で固体のシリコーン樹脂5部とを、KOH 1500ppmの存在で4時間で150℃に加熱した。
【0122】
消泡剤調製物100部が得られた。これを、60℃で、ソルビタンモノステアラート(Uniqema社、商品名「Span 60」で市販されている)30部と、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアラート(Uniqema社、商品名「Tween 60」で市販されている)20部と混合し、水500部で段階的に希釈した。この混合物に、ポリアクリル酸(BF Goodrich社、商品名「Carbopol 934」で市販されている)2部を添加し、混合し、さらに水345部と、イソチアゾリノン系の保存剤(Thor-Chemie Speyer社、ドイツ国在、商品名「Acticide MV」で市販されている)3部とを添加した。引き続き、このエマルションを100barで、高圧ホモジナイザーで均質化し、10%のNaOHで6〜7のpH値に調節した。
【0123】
この得られた消泡剤エマルションは、水性ポリマー分散液の消泡のために特に適していた。
【0124】
実施例10
フェニルシロキサン3(この製造は実施例3に記載されている)90部と、BET表面積400m2/gのヒュームドシリカ(Wacker-Chemie GmbH社、商品名「HDK(R) T40」で市販されている)5部と、次の単位(29Si−NMR及びIR分析による):CH3SiO1/2− 40mol%、SiO4/2− 50mol%、C25OSiO3/2− 8mol%、及びHOSiO3/2− 2mol%からなり、重量平均分子量7900g/molの室温で固体のシリコーン樹脂5部とを、KOH 1500ppmの存在で4時間で150℃に加熱した。
【0125】
アクリル酸、メタクリル酸ステアラート及びペンタエリトリトールジアリルエーテル(100:2:0.3のモル比)からなる高分子量のコポリマーの2%の溶液(これは中和される場合には、17500mm2/sの粘度を有する)35mlをビーカーガラス中に装入し、羽根撹拌機を用いて強力に撹拌しながら上記の消泡剤調製物10gをゆっくりと添加することで、10分間の撹拌後にポリマー溶液中の消泡剤調製物のエマルションが生じた。撹拌を続けながら、このエマルションに軽質ソーダ88.5gを添加し、引き続き水を混合を続けながら真空中で除去した。その後で、BET表面積200m2/gの親水性シリカ(Wacker-Chemie GmbH社、商品名「HDK(R) N20」で市販されている)0.5gを混合した。
【0126】
流動性の白色粉末が得られた。これを、粉末洗剤又は粉末農薬濃縮物中で抑泡のために効果的に使用された。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A) 式
a(R1O)b2cSiO(4-a-b-c)/2 (I)
[式中、
Rは同じ又は異なることができ、水素原子、1価のSiC結合した、場合により置換された、脂肪族の炭化水素基又は脂肪族基を介してケイ素原子に結合された芳香族の炭化水素基を表し、
1は同じ又は異なることができ、水素原子又は1価の、場合により置換された炭化水素基を表し、
2は同じ又は異なることができ、1価の、場合により置換された、芳香族炭化水素基を表し、前記芳香族炭化水素基は1つの環炭素原子を介してケイ素原子と結合している、
aは0、1、2又は3を表し、
bは0、1、2又は3を表し、及び
cは0、1、2又は3を表し、
ただし、合計a+b+cは3以下であり、分子当たり、式(I)の全ての単位の1〜100%において、cは0ではなく、かつ有機ケイ素化合物中の式(I)の全ての単位の少なくとも50%において合計a+b+cは2に等しい]の単位を有する少なくとも1種の有機ケイ素化合物
(B) 次の成分から選択される少なくとも1種の添加剤
(B1) 充填剤粒子及び/又は
(B2) 式
3d(R4O)eSiO(4-d-e)/2 (II)
[式中、
3は同じ又は異なることができ、水素原子又は1価の、場合により置換された、SiC結合した炭化水素基を表し、
4は同じ又は異なることができ、水素原子又は1価の、場合により置換された炭化水素基を表し、
dは0、1、2又は3を表し、及び
eは0、1、2又は3を表し、
ただし、合計d+e≦3であり、オルガノポリシロキサン樹脂中の式(II)の全ての単位の50%未満において合計d+eは2に等しい]の単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂
かつ場合により、
(C) 式
5g(R6O)hSiO(4-g-h)/2 (III)
[式中、
5は同じ又は異なることができ、かつRについて記載した意味を表し、
6は同じ又は異なることができ、かつR1について記載した意味を表し、
gは0、1、2又は3を表し、及び
hは0、1、2又は3を表し、
ただし、合計g+h≦3であり、有機ケイ素化合物中の式(IV)の全ての単位の少なくとも50%において合計g+hは2に等しい]の単位を有する有機ケイ素化合物
を含有する組成物。
【請求項2】
2はフェニル基であることを特徴とする、請求項1記載の組成物。
【請求項3】
有機ケイ素化合物(A)は25℃で10〜1000000mPasの粘度を有することを特徴とする、請求項1又は2記載の組成物。
【請求項4】
Rはメチル基であることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項5】
成分(B1)が粉末状の充填剤であることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項6】
成分(B2)が式(II)の単位からなるシリコーン樹脂であり、樹脂中の前記単位の30%未満において合計d+e=2であることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項7】
組成物は、
(A) 式(I)の単位を有する有機ケイ素化合物100質量部、
(B) 次の成分から選択される添加剤0.1〜30質量部、
(B1) 充填剤粒子及び/又は
(B2) 式(II)の単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、
場合により
(C) 式(III)の単位を有する有機ケイ素化合物1〜900質量部及び
場合により
(D) 非水溶性有機化合物0〜10000質量部を含有する組成物であることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項8】
請求項1から7までのいずれか1項記載の組成物を含有する洗剤及び洗浄剤。
【請求項9】
請求項1から7までのいずれか1項記載の組成物を媒体に添加することを特徴とする、媒体の消泡及び/又は抑泡方法。
【請求項10】
組成物を、起泡する媒体に0.1質量ppm〜1質量%の量で添加することを特徴とする、請求項9記載の方法。

【公表番号】特表2008−509811(P2008−509811A)
【公表日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−526339(P2007−526339)
【出願日】平成17年8月4日(2005.8.4)
【国際出願番号】PCT/EP2005/008462
【国際公開番号】WO2006/018145
【国際公開日】平成18年2月23日(2006.2.23)
【出願人】(390008969)ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト (417)
【氏名又は名称原語表記】Wacker Chemie AG
【住所又は居所原語表記】Hanns−Seidel−Platz 4, D−81737 Muenchen, Germany
【Fターム(参考)】