消泡剂组合物的制作方法

专利名称：消泡剂组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含具有直接与硅连接、并具有一定数量碳原子的基的有机硅化合物的组合物，并涉及其制备方法以及其作为消泡剂的用途。
背景技术：
在很多液体体系中，尤其是在包括需要的表面活性物质或其它不需要的组分的水性体系中，如果这些体系或多或少强烈地与气体物质接触的话，则有可能由于生成泡沫而产生问题，例如在废水的气体处理期间，在液体的强烈搅拌期间，在蒸馏、洗涤或着色操作期间，或者在分散过程期间。
这种泡沫可以通过机械手段加以控制，或通过加入消泡剂来控制。基于硅氧烷的消泡剂已被证明是特别合适的。通过加热聚二甲基硅氧烷中的亲水性二氧化硅，基于硅氧烷的消泡剂例如可以根据DE-B 15 19 987来制备。使用碱性催化剂使得这种消泡剂的效果得以改进，例如在DE-A 17 69940中所公开的。备选的方法是根据例如DE-A 29 25 722，分散疏水性二氧化硅在聚二甲基硅氧烷中。然而，所得消泡剂的效果通常是需要改进的。因此，例如在US-A 4,145,308中描述了消泡剂的制备，除了聚二甲基硅氧烷和二氧化硅以外，其还包括由(CH3)3SiO1/2和SiO2单元构成共聚物。由(CH3)3SiO1/2和SiO2单元构成共聚物据称与具有长的端烷基的硅氧烷的组合也是有利的，例如EP-A 301 531中所描述的。据称使用在某些情况下已经是橡胶状的部分交联的聚二甲基硅氧烷有助于提高消泡剂的效果。关于这一点可以参考例如US-A 2,632,736、EP-A 273 448和EP-A 434 060。虽然通常这些产品具有非常高的粘度，并且难以进一步处理或加工。
通常优选使用的是具有甲基的聚硅氧烷，例如聚二甲基硅氧烷。虽然硅原子上具有众多其它脂族或芳族烃基的聚合物是已知的，并且在众多的场合中已经提出了消泡剂的制备，但是很少有迹象表明通过选择硅原子上的取代基，就可以实现消泡效果的根本改进。EP-A 121 210推荐使用具有6-30个碳原子的烷基的聚硅氧烷，条件是碳在CH2基团形式中的分数是30％-65％，以获得高效消泡剂与矿物油的组合。在实施例中，特别提及的是具有十八烷基的聚硅氧烷。具有多于30个碳原子的烷基的硅氧烷与氨基硅氧烷的组合据US-A 4,584,125称同样在消泡效果上是有利的。EP-A 578424要求保护包含硅氧烷的消泡剂，其中40-100％的硅氧烷组分携带有包括9-35个碳原子的烃基，其中多于70重量％的碳为这些长烷基所占据。
但是，在强烈发泡的、富含表面活性剂的体系中，已知的消泡剂配制物并非总是具有足够持续的效果，或者归因于其高粘度，因为达到的支化或交联程度使得其难以处理。

发明内容
本发明提供了一种组合物，其包含(A)至少一种由下式的单元组成的有机硅化合物Ra(R1O)bSiO(4-a-b)/2(I)其中R可以是相同或不同的，并且表示氢原子，一价的、任选取代的、SiC-键合的脂族烃基，R1可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或一价的、任选取代的烃基，a是0、1、2或3，b是0、1、2或3，条件是a+b之和≤3，在所述有机硅化合物中，所有基R中的碳原子数平均起来为3-6，并且在至少50％的所述有机硅化合物的全部式(I)单元中a+b之和为2，以及(B)至少一种选自以下的添加剂(B1)填料粒子，和/或
(B2)由下式的单元构成的有机聚硅氧烷树脂R2c(R3O)dSiO(4-c-d)/2(II)其中R2可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或一价的、任选取代的、SiC-键合的烃基，R3可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或一价的、任选取代的烃基，c是0、1、2或3，和d是0、1、2或3，条件是c+d之和≤3，并且在少于50％的所述有机聚硅氧烷树脂的全部式(II)单元中c+d之和为2，以及任选(C)具有下式的单元的有机硅化合物R4e(R5O)fSiO(4-c-f)/2(III)其中R4可以是相同或不同的，并且表示氢原子，一价的、任选取代的、SiC-键合的烃基，R5可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或一价的、任选取代的烃基，e是0、1、2或3，和f是0、1、2或3，条件是e+f之和≤3，在所述有机硅化合物中，所有脂族基R4中的碳原子的平均数为小于3或大于6，并且在至少50％的所述有机硅化合物的全部式(III)单元中e+f之和为2。
基R的实例是烷基，例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丁基、正戊基、环戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基和正十八烷基。
取代的基R的实例是3，3，3-三氟正丙基、氰乙基、缩水甘油基氧丙基、聚亚烷基乙二醇丙基、氨丙基、氨乙基氨丙基、甲基丙烯酰基氧丙基。
优选基R包含具有1-18个碳原子的直链烷基，更优选甲基、正己基、正庚基、正辛基和正十二烷基，尤其是甲基、正己基、正庚基和正辛基。
本发明中使用的组分(A)优选包含不多于25摩尔％、更优选不多于10摩尔％的基R，在各种情况下以每个分子的基R总数为基础，每个基具有多于8个的碳原子。
基R1的实例是氢原子和烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基如正己基、庚基如正庚基、辛基如正辛基和异辛基，例如2，2，4-三甲基戊基、壬基如正壬基、癸基如正癸基、十二烷基如正十二烷基；烯基，例如乙烯基和烯丙基；环烷基，例如环戊基、环己基、环庚基和甲基环己基；芳基，例如苯基和萘基；烷芳基，例如邻-、间-、对-甲苯基、二甲苯基和乙基苯基；芳烷基，例如苄基、α-和β-苯乙基。
优选基R1包括氢原子，或任选取代的具有1-30个碳原子的烃基，更优选氢原子，或任选取代的具有1-4个碳原子的烃基，尤其是甲基或乙基。
优选b是0或1，更优选为0。
用作组分(A)的由式(I)的单元组成的有机硅化合物优选是支链或直链的有机聚硅氧烷。
在本发明的申请文件中，术语“有机聚硅氧烷”意旨包括聚合物的、低聚的和二聚的硅氧烷。
本发明中使用的组分(A)优选包括下式的基本上直链的有机聚硅氧烷R3Si-(O-SiR2)nO-SiR3(IV)，其中基R具有以上之一的定义，而定义为聚硅氧烷(IV)的聚合度、并因此而限定粘度的指数n的范围是1-10000，优选2-1000，更优选10-200，条件是在所述有机聚硅氧烷中，全部基R中的碳原子数平均起来为3-6。
虽然在式(IV)中没有指明，但是这些有机聚硅氧烷可以包含基于所有硅氧烷单元之和至多10摩尔％的其它硅氧烷单元，例如≡SiO1/2、-SiO3/2和SiO4/2单元。
在各种情况下以式(IV)中基R之和为基础，优选少于5摩尔％、特别是少于1摩尔％的基R定义为氢原子。
本发明关键之处在于，选择基R使得在式(I)、式(IV)和式(V)的单元中的这些基R中碳原子的平均数为3-6，优选3.5-5.5，更优选3.8-5.0。所述的基可以是一种类型的基，例如丁基或戊基，或可以是两种或多种不同基的混合物，例如甲基和辛基，或甲基、己基和十八烷基。
本发明中采用的特别优选的组分(A)包括下式的基本上直链的有机聚硅氧烷R’(CH3)2Si-(O-Si(CH3)R’)o-(O-Si(CH3)2)p-O-Si(CH3)2R’ (V)，其中o+p之和具有以上对于n的定义，而R’可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或具有1-18个碳原子的正烷基，条件是在所述有机聚硅氧烷中，所有SiC键合的基中的碳原子数平均起来为3-6。
本发明的组分(A)的实例是Oct-Me2Si-O-[SiMeOct-O]35-SiMe2-Oct(4.4)、Me3Si-O-[SiMe2-O-]10-[SiMeOct-O]50-SiMe3(3.8)、Me3Si-O-[SiMeHex-O]60-SiMe3(3.4)、Me3Si-O-[SiMeOct-O]60-SiMe3(4.3)、Me3Si-O-[SiMe2-O-]40-[SiMeDd-O]36-SiMe3(3.5)、Me3Si-O-[SiMe2-O-]40-[SiMeHex-O]20-[SiMeOd-O]20-SiMe3(3.6)、Me3Si-O-[SiMeHex-O]40-[SiMeOd-O]20-SiMe3(5.3)、Me3Si-O-[SiMeHex-O]40-[SiMeDd-O]20-SiMe3(4.3)，其中，Me是甲基，Hex是正己基，Oct是正辛基，Dd是十二烷基，Od是十八烷基，每个SiC键合的基的碳原子平均数为括号中所述的。
在各种情况下在25℃测量时，本发明的有机硅化合物(A)的粘度优选为10-1000000mPas，更优选50-50000mPas，尤其是500-5000mPas。
有机硅化合物(A)的制备可以采用迄今为止在有机硅化学中已知的任何需要的方法进行，例如通过相应硅烷的共水解。具体来说，式(V)的有机聚硅氧烷优选通过含有Si键合的氢的相应有机硅化合物与烯烃的氢化硅烷化反应来制备。在所述氢化硅烷化中，具有Si键合的氢的有机硅化合物(1)与相应的脂族不饱和化合物(2)，例如乙烯、丙烯、1-己烯、1-辛烯、1-十二烯、1-十六烯和1-十八烯，在促进Si键合的氢加成到脂族多重键上(氢化硅烷化)的催化剂存在下通过已知方法反应，所述催化剂例如铂系金属的金属，或铂系金属的金属的化合物或络合物。
在各种情形下，以100重量份组分(A)计，本发明的组合物包括量优选为0.1-30重量份、更优选1-15重量份的添加剂(B)。
本发明中采用的添加剂(B)可以独有地包含组分(B1)、独有地包含组分(B2)、或组分(B1)和组分(B2)的混合物，后者为优选。
组分(B1)优选包括粉状填料，更优选疏水性填料。
优选组分(B1)的BET表面积为20至1000m2/g，粒度为小于10μm，团聚体尺寸为小于100μm。
组分(B1)的实例是例如二氧化硅(硅石)、二氧化钛、氧化铝、金属皂类、石英粉、PTFE粉、脂肪酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、细碎分散的疏水性聚氨酯。
就组分(B1)而言，优选使用BET表面积为20-1000m2/g，粒度为小于10μm，团聚体尺寸为小于100μm的二氧化硅(硅石)、二氧化钛或氧化铝。
特别优选的组分(B1)是二氧化硅，尤其是BET表面积为50至800m2/g的那些。这些二氧化硅可以是热解法或沉淀法的二氧化硅。就组分(B1)而言，可以使用预处理过的二氧化硅，即，商购的疏水性二氧化硅，以及亲水性二氧化硅。可以在本发明中使用的商购的疏水性二氧化硅的实例是HDKH2000，其是热解法的、六甲基二硅氮烷处理过的、BET表面积为140m2/g的二氧化硅(可以商购自德国的Wacker-Chemie GmbH)，以及BET表面积为90m2/g的沉淀法的聚二甲基硅氧烷处理过的二氧化硅(可以按照名称“Sipernat D10”商购自德国的Degussa AG)。
如果疏水性二氧化硅用作组分(B1)，也可以在原位使亲水性二氧化硅疏水化，如果这样的话，则对于消泡剂配制物所要求的效果是有利的。存在很多已知的疏水化二氧化硅的方法。亲水性二氧化硅可以原位疏水化，例如在100-200℃的温度下通过加热所述二氧化硅在组分(A)、或者在(A)和(C)的混合物中的分散体多个小时。可以通过加入催化剂如KOH，以及加入疏水化剂，例如短链的OH封端的聚二甲基硅氧烷、硅烷或硅氮烷来促进该反应。该处理在使用商购的疏水性二氧化硅时也是可能的，并且可以有助于改进效果。
另一种可能性是使用原位疏水化处理过的二氧化硅与商购疏水性二氧化硅的组合。
基R2的实例是对基R1所指定的基。
优选的基R2包括具有1-30个碳原子的任选取代的烃基，更优选具有1-6个碳原子的烃基，尤其是甲基。
基R3的实例是对基R1所指定的基。
基R2优选包括氢原子，或具有1-4个碳原子的烃基，尤其是氢原子、甲基或乙基。
优选地，c的数值为3或0。
任选在本发明中使用的组分(B2)优选包括由式(II)的单元构成的有机硅树脂，对于所述树脂而言，树脂中少于30％、优选少于5％的单元的c+d之和为2。
特别优选的组分(B2)包括基本由R23SiO1/2(M)和SiO4/2(Q)单元构成的有机聚硅氧烷树脂，其中R2与以上所述的定义相同；这些树脂也被称为MQ树脂。M与Q单元的摩尔比优选为0.5-2.0，更优选为0.6-1.0。这些有机硅树脂可以另外包含至多10重量％的游离羟基或烷氧基。
优选这些有机聚硅氧烷树脂(B2)在25℃下的粘度为高于1000mPa，或者是固体。通过凝胶渗透色谱测定的这些树脂的重均分子量(相对于聚苯乙烯标准物)优选为200-200000g/mol，尤其是1000-20000g/mol。
组分(B2)包括商购的产品，或者可以通过硅化学中的普通方法制备，例如根据“Parsonage，J.R.；Kendrick，D.A.(Science of Materials and PolymersGroup，University of Greenwich，London，UK SE18 6PF)Spec.Publ.-R.Soc.Chem.166，98-106，1995”、US-A 2,676,182或EP-A 927 733制备。
根据本发明，所使用的添加剂(B)包括组分(B1)和组分(B2)的混合物，混合物中组分(B1)和组分(B2)的重量比优选为0.01-50，更优选0.1-7。
基R4的实例是对基R1所指定的实例。
优选的基R4包括氢原子，或具有1-30个碳原子的任选取代的烃基，更优选具有1-4个碳原子的烃基，尤其是甲基。
基R5的实例是对基R1所指定的实例。
优选的基R5包括氢原子，或具有1-30个碳原子的任选取代的烃基，更优选氢原子，或具有1-4个碳原子的烃基，尤其是甲基或乙基。
e的数值优选是1、2或3。
f的数值优选是0或1。
任选使用的有机聚硅氧烷(C)粘度优选为25℃下10-1000000mm2/s。
根据本发明任选使用的组分(C)的实例是不同于组分(A)或组分(B2)的基本上所有的有机硅化合物，例如甲基聚硅氧烷，例如在25℃下粘度为100-1000000mPs的聚二甲基硅氧烷。这些聚二甲基硅氧烷可以由于引入R4SiO3/2或SiO4/2单元至多最大量为所有单元的5％而产生支链。这些支链的或部分交联的硅氧烷由此具有了粘弹性性能。
任选使用的组分(C)优选包括基本上直链的包含式(III)的单元的有机聚硅氧烷，更优选聚二甲基硅氧烷，其可以用硅烷醇基团，和/或烷氧基基团，和/或三甲基甲硅烷氧基封端，或含有烷氧基基团的硅氧烷、或含有聚醚基团的硅氧烷。这种聚醚改性的聚硅氧烷是已知的，并描述在例如EP-A1076073中。
可以用作组分(C)的另一种优选的化合物组是含有通式(III)的单元的有机硅化合物，其中R4是甲基，R5是具有至少6个碳原子的直链和/或支链的烃基，f平均值为0.005-0.5，e+f之和的平均值为1.9-2.1。这类产品可以例如通过碱催化的硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷与具有多于6个碳原子的脂族醇的缩合反应得到，所述聚二甲基硅氧烷在25℃的粘度为50-50000mPas，所述脂族醇例如异三癸醇、正辛醇、硬脂醇、4-乙基十六醇或二十醇。
如果本发明的组合物包括组分(C)，则所涉及的量优选为在各种情况下基于100重量份组分(A)的1-900重量份，更优选2-100重量份，尤其是2-10重量份。
组分(C)包括商购的产品，或可以通过有机硅化学中常用的方法制备。
除了组分(A)、(B)以及使用时的(C)，本发明的组合物可以包括例如迄今为止用于消泡剂配制物中的所有其它物质，例如不溶于水的有机化合物(D)。
术语“不溶于水”应当理解为就本发明而言，在25℃、101.325hPa的压力下在水中的溶解度为不多于3重量％。
任选使用的组分(D)优选包括在环境气氛的压力下，即在900-1100hPa下沸点高于100℃的不溶于水的有机化合物，尤其是选自以下的化合物矿物油、天然油、异链烷烃、聚异丁烯、通过含氧方法合成醇的残余物、低分子量合成羧酸的酯、脂肪酸酯如硬脂酸辛酯和棕榈酸十二酯、例如脂肪醇、低分子量醇的醚、邻苯二甲酸酯、磷酸酯及石蜡。
本发明的组合物包含不溶于水的有机化合物(D)，其量为在各种情况下基于100重量份组分(A)、(B)以及使用时的(C)的总重量的0-1000重量份，更优选0-100重量份。
在本发明方法中使用的组分在各种情况下可以包括一种这样的组分，或者至少两种各自单独组分的混合物。
本发明的组合物优选为包含以下组分的组合物(A)至少一种式(IV)的有机硅化合物，(B)至少一种选自以下的添加剂(B1)填料粒子，和/或(B2)由式(II)的单元构成的有机聚硅氧烷树脂，(C)包含式(III)的单元的有机硅化合物，以及任选(D)不溶于水的有机化合物。
本发明的组合物更优选是由以下组分构成的组合物(A)100重量份的式(IV)的有机硅化合物，(B)0.1-30重量份的选自以下的添加剂(B1)填料粒子，和/或(B2)由式(II)的单元构成的有机聚硅氧烷树脂，(C)包含式(III)的单元的有机硅化合物，以及任选(D)不溶于水的有机化合物。
本发明的组合物优选是粘稠的、清澈至不透明的、无色至褐色的液体。
优选本发明组合物在各种情形下25℃时粘度为100-2000000mPas，特别优选为500-50000mPas，尤其是1000-10000mPas。
本发明的组合物可以是溶液、分散体或粉末。
本发明的组合物可以通过已知的方法制备，例如通过利用采用胶体磨、溶解器或转子-定子均化器中的高剪切力来混合所有的组分。这种混合操作可以在减压下进行，以便防止带入例如在高度分散的填料中存在的空气。随后，如果需要，可以原位疏水化所述填料。
本发明的组合物是乳液时，可以使用本领域技术人员已知的用于制备有机硅乳液的所有乳化剂，例如阴离子、阳离子或非离子的乳化剂。优选的是使用乳化剂混合物，在此情况下应当至少有一种非离子乳化剂，例如脱水山梨糖醇脂肪酸酯、乙氧基化的脱水山梨糖醇脂肪酸酯、乙氧基化的脂肪酸酯、具有10-20个碳原子的乙氧基化的直链或支链的醇、和/或甘油酯。另外，可以添加已知为增稠剂的化合物，例如聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、纤维素醚如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素、天然树胶如黄原胶、和聚氨酯，以及本领域技术人员已知的防腐剂和其它常规辅剂。
本发明乳液的连续相优选是水。但是，也可以制备以下乳液形式的本发明的乳液，其中所述连续相通过组分(A)、(B)以及使用时的(C)或通过组分(D)形成。所述体系也可以是多重乳液。
制备有机硅乳液的方法是已知的。通常所述制备是通过简单搅拌所有成分在一起而进行的，其中如果合适的化，随后使用喷射分散器、转子-定子均化器、胶体磨、或高压均质器来均化系统。
优选本发明的组合物包括乳液、水包油型乳液，其含有5-50重量％的组分(A)至(D)，1-20重量％的乳化剂和增稠剂，以及30-94重量％的水。
本发明的组合物也可以配制成自由流动的粉末。这些在本申请中是优选的，例如用于粉末洗涤剂应用中。这些粉末的制备从组分(A)、(B)、使用时的(C)以及使用时的组分(D)开始进行，根据的是本领域技术人员已知的方法，例如通过喷雾干燥或团聚造粒，以及使用本领域技术人员已知的辅剂。
本发明的粉末包含优选2-20重量％的组分(A)-(D)。使用的载体的实例包括沸石、硫酸钠、纤维素衍生物、脲和糖。本发明粉末其它可能的成分包括例如石蜡，或者有机化合物，如EP-A 887097和EP-A 1060778中所描述的。
本发明进一步提供包含本发明组合物的洗涤剂和清洁产品。
本发明的组合物可以用于基于迄今为止已经使用的有机硅化合物的组合物中。尤其是可以将其用作消泡剂。
本发明另外提供使介质消泡和/或防止其中产生泡沫的方法，其包括将本发明的组合物与所述介质混合。
令人惊奇地发现，本发明的组合物在组分(A)中SiC键合的脂族基包含一定平均数的碳原子时效果最佳，而单个SiC键合的基的大小不具有特别的影响，或者说特别长链的烷基有利。
将本发明组合物加入发泡介质中可以直接进行，可以溶解在合适的溶剂如甲苯、二甲苯、甲基乙基酮或叔丁醇中，作为粉末或作为乳液。获得要求的消泡剂效果所需的量取决于例如介质的性质、温度以及产生的湍流。
优选本发明的组合物添加到发泡介质中的量为0.1重量ppm-1重量％，尤其是1-100重量ppm。
本发明的方法在温度为-10-+150℃、优选5-100℃的温度下，在环境气氛的压力即在900-1100hPa下进行。本发明的方法也可以在较高或较低的压力下进行，例如在3000-4000hPa或1-10hPa的压力下进行。
本发明的消泡剂组合物可以在除去破坏性泡沫的任何情况下使用。这种情况是例如在非水体系，如焦油蒸馏或在石油加工中的情况。本发明的消泡剂组合物特别适合于控制水性表面活性剂体系的泡沫，及其用于洗涤剂和清洁产品中，以及在废水厂、织物染色过程、天然气的洗气、聚合物分散中控制泡沫，还可以用于对纤维素生产中得到的水性介质消泡。
本发明的组合物具有的优点在于，作为消泡剂，它们可以容易地处理，并且其特点在于，在低添加量时在多种不同的介质中具有长期的高效果。从经济和环境的观点看，这是极为有利的。
本发明组合物的优点是，它们也可以被用于应当使用的介质中，例如作为清漆或粘合剂。
本发明的方法的优点是其易于实现，并且是高度经济的。
具体实施例方式
在以下的实施例中，所有的份数和百分数都是基于重量，除非另外指出。除非另有指示，以下所述实施例是在环境气氛压力下，即在约1000hPa以及在室温，即在约20℃下进行，或者在当反应物在室温下混合，没有另外加热或冷却时的温度下进行。实施例中引用的所有粘度值都是在指在温度为25℃时。
以下文本使用缩略语Me表示甲基，Oct表示正辛基，Dd表示十二烷基，Hd表示十六烷基，Hex表示正己基。
消泡剂效果的测试1.消泡指数AFI在根据DE-A 25 51 260的设备中，使用两个反向旋转的搅拌器对200ml浓度为4重量％的烷基磺酸钠(Mersolat)水溶液发泡1分钟，其中所述溶液含有10mg待考察的消泡剂(在10倍量甲基乙基酮中的溶液)。随后记录泡沫的坍塌。将泡沫高度对时间的图的面积用于计算消泡指数。该指数越低，消泡剂越有效。
2.搅拌测试测试A)用搅拌器以1000转/分钟的转速使含有1重量％的无消泡剂洗涤粉的300ml溶液起泡5分钟。随后加入100μl 10重量％浓度的消泡剂在甲基乙基酮中的溶液，持续搅拌25分钟以上。在全时间内记录泡沫高度。
作为对所述效果的量度，计算2-3分钟后相对于无消泡剂的泡沫高度的平均泡沫高度。所得数值越低，消泡剂效果就越好。
测试B)如测试A)中进行，但是使用以名称Marlipal NE 4商购自汉堡SASOL Deutschland GmbH的非离子型清洁产品替代洗涤粉末。
3.使用粉末洗涤剂的洗衣机测试将0.1g消泡剂加入100g不含消泡剂的洗涤粉末中。然后将所述洗涤粉末与3500g干净的棉质洗涤物一同加入滚筒式洗衣机(Miele NovotronicW918型，没有模糊逻辑控制)中。接下来开始洗涤程序，在55分钟的时间段内记录泡沫的高度。通过所述时间段来确定泡沫得分(0表示没有测量到泡沫，至6为过多的泡沫)。所述得分数值越低，消泡剂在所述时间段内总体上越有效。
4.使用液体洗涤剂的洗衣机测试将0.03g消泡剂加入180g不含消泡剂的液体洗涤剂中。然后将所述洗涤剂与3500g干净的棉质洗涤物一同加入滚筒式洗衣机(Miele NovotronicW918型，没有模糊逻辑控制)中。接下来开始洗涤程序(40℃)，在55分钟的时间段内记录泡沫的高度。通过所述时间段来确定泡沫得分(0表示没有测量到泡沫，至6为过多的泡沫)。所述得分数值越低，消泡剂在所述时间段内总体上越有效。
有机硅化合物A1-A5与CA1和CA3的制备A1单个的单元无规分布在分子中的式Me3Si-O-[MeHSi-O-]47[SiMe2-O]13-SiMe3的62g聚硅氧烷与100g辛烯在0.5g铂催化剂(Karstedt铂-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷络合物，铂的含量为1重量％)反应，反应温度为60-80℃。从反应混合物除掉挥发物，得到粘度为572mPas的183g清澈的油状物。通过29Si NMR分析，该油状物的结构为Me3Si-O-[MeHSi-O-]1-[MeOctSi-O-]46[SiMe2-O]13-SiMe3。
A2式Me3Si-O-[MeHSi-O-]60-SiMe3的65g聚硅氧烷与101g正己烯在0.5g铂催化剂(Karstedt铂-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷络合物，铂的含量为1重量％)存在下反应，反应温度为60-80℃。过滤反应混合物并除掉挥发物，得到粘度为572mPas的149g清澈的油状物。通过29Si NMR分析，该油状物的结构为Me3Si-O-[SiMeHex-O]60-SiMe3。
类似的过程被用来制备以下的有机硅化合物A3Me3Si-O-[SiMeOct-O-]60-SiMe3(粘度906mPas)。
A4Me3Si-O-[SiMeDd-O-]30[SiMeOHex-O]30-SiMe3(粘度570mPas)，单个单元无规分布在分子中。
A5Me3Si-O-[SiMeDd-O-]30[SiMeOct-O]30-SiMe3(粘度570mPas)，单个单元无规分布在分子中。
CA1Me3Si-O-[SiMe2-O-]38[SiMeOct-O]40-SiMe3(粘度464mPas)，单个单元无规分布在分子中。
CA2Me3Si-O-[SiMeHd-O-]30[SiMeOct-O]30-SiMe3(粘度415mPas)，单个单元无规分布在分子中；和CA3Me3Si-O-[SiMeDd-O-]60-SiMe3(粘度966mPas)，该有机硅化合物对应于EP-A 578424中的聚有机硅氧烷2。
实施例1-5将90份表3中描述的有机硅化合物、5份BET表面积为400m2/g、以HDKT40的名称商购自Wacker-Chemie GmbH的气相法二氧化硅、5份在室温下为固体，并且(通过29Si NMR和IR分析)由40mol％的(CH3)3SiO1/2、50mol％的SiO4/2、8mol％的C2H5OSiO3/2和2mol％的HOSiO3/2单元构成、重均摩尔分子量为7900g/mol(基于聚苯乙烯标准物)的有机硅树脂用溶解器混合，在1500ppm的KOH(以在甲醇中20％浓度的溶液的形式)存在下，将混合物在150℃下加热4小时，冷却后，再次用溶解器中均化。在所有的情形下，得到了具有表1中所示粘度的消泡剂配制物。
对以此方式得到的组合物进行消泡指数AFI、搅拌测试以及洗衣机测试的考察。这些测试的结果总结在表1中。
实施例6将90份上述有机硅化合物A3和10份在室温下为固体，并且是(通过29Si NMR和IR分析)由40mol％的(CH3)3SiO1/2、50mol％的SiO4/2、8mol％的C2H5OSiO3/2和2mol％的HOSiO3/2单元构成、重均摩尔分子量为7900g/mol(基于聚苯乙烯标准物)的有机硅树脂用溶解器混合，在1500ppm的KOH(以在甲醇中20％浓度的溶液的形式)存在下将混合物于150℃加热4小时，冷却后，再次用溶解器均化。得到了具有表1中所示粘度的消泡剂配制物。
对以此方式得到的组合物进行消泡指数AFI、搅拌测试以及洗衣机测试的考察。这些测试的结果总结在表1中。
比较例1(C1)通过混合2.5份的缩合产物与5份有机硅树脂的50％浓度的甲苯溶液来制备消泡剂基准物，所述缩合产物粘度为180mPas，是通过辛基十二醇与硅烷醇基封端、粘度为40mPas的聚二甲基硅氧烷制备的，所述有机硅树脂包含40mol％的三甲基甲硅烷氧基和60mol％的SiO4/2基团，然后除掉挥发成分。
将89.3重量份粘度在25℃时为1000mPas的三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷(商购自德国的Wacker-Chemie GmbH，名称为“Siliconl AK5000”)、5重量份以上描述的消泡剂基准物、5份BET表面积为300m2/g的亲水性热解法二氧化硅(商购自德国的Wacker-Chemie GmbH，名称为HDKT30)以及0.7重量份甲醇KOH的混合物于150℃加热2小时。得到了粘度为25600mPas的消泡剂。
对由此方法得到的组合物考察消泡指数AFI、搅拌测试以及洗衣机测试。这些测试的结果汇总在表1中。
比较例2(C2)通过使378g粘度在25℃时为1000mPas的三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷(商购自德国的Wacker-Chemie GmbH，名称为“Siliconl AK1000”)与180g由硅烷醇基封端、粘度在25℃为10000mPas的聚二甲基硅氧烷(商购自德国的Wacker-Chemie GmbH，名称为“Polymer FD 10”)、以及18g硅酸乙酯(商购自德国的Wacker-Chemie GmbH，名称为“SILIKAT TES40”)在0.3g KOH存在下、于140℃加热而反应来制备支链的聚有机硅氧烷。随后将BET表面积为200m2/g的30g亲水性热解法二氧化硅(商购自德国的Wacker-Chemie GmbH，名称为HDKN20)与30g由硅烷醇基团封端、粘度为40mPas的聚二甲基硅氧烷加入，并将混合物于180℃下加热另外4小时，然后在50hPa下除掉挥发性成分。得到了粘稠的、无色的、粘度为68640mPas的消泡剂配制物。
对由此方法得到的组合物考察消泡指数AFI、搅拌测试以及洗衣机测试。这些测试的结果汇总在表1中。
比较例3-5(C3-C5)重复实施例1-5中所述的方法，除了用有机硅化合物CA1-CA3替代所述的有机硅化合物A。
考察由此方法得到的组合物的消泡指数AFI、搅拌测试以及洗衣机测试。这些测试的结果汇总在表1中。
表1

洗衣机测试1)采用粉状洗涤剂，2)采用液体洗涤剂；根据对比试验C1-C5，洗涤液在洗衣机测试过程中溢流出来。就搅拌试验和洗衣机试验中的长期作用而言，实施例1-6的消泡剂表现出优异的结果。
实施例7将粘度为1108mPas的86份Me3Si-O-[SiMeOct-O]60-SiMe3(连接到硅上的基平均含有3.6个碳原子)、4份BET表面积为200m2/g的气相法二氧化硅(商购自德国的Wacker-Chemie GmbH，名称为HDKN20)、以及在室温下为固体，并且(通过29Si NMR和IR分析)是由40mol％的(CH3)3SiO1/2、50mol％的SiO4/2、8mol％的C2H5OSiO3/2和2mol％的HOSiO3/2单元构成、重均摩尔分子量为7900g/mol(基于聚苯乙烯标准物)的4份有机硅树脂，以及具有式CH3(CH2)19-O-的α，ω-端烷氧基、粘度为100mPas的6份聚二甲基硅氧烷在1500ppm的KOH存在于150℃加热4小时。
得到了100份粘度为8200mPas的消泡剂配制物。将此100份配制物在60℃下与30份脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(以“Span 60”商购自Uniqema D-Emmerich)及20份聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(以“Tween 60”商购自Uniqema D-Emmerich)混合，用500份水同步稀释混合物。将该混合物再与2份聚丙烯酸(以“Carbopol 934”商购自BF Goodrich D-Neuss)掺混，混合所述组分，并另外加入345份水和3份基于异噻唑啉酮的防腐剂(以“Acticide MV”商购自Thor-Chemie，D-Speyer)。随后在100bar下使用高压均化器均化乳液，并用浓度为10％的NaOH调节pH至6-7。
得到的消泡剂乳液可极为出色地用于消泡聚合物的水分散体。这些聚合物分散体在用于乳化漆时没有表现出任何的流动缺陷。
实施例8将单个单元可能无规分散在分子中的84份Me3Si-O-[MeOctSi-O-]47[SiMe2-O]13-SiMe3(连接到硅上的基平均含有3.6个碳原子，粘度为572mPas)、3份BET表面积为300m2/g的气相法二氧化硅(商购自德国的Wacker-Chemie GmbH，名称为HDKT30)及5份在室温下为固体，并且(通过29SiNMR和IR分析)是由40mol％的(CH3)3SiO1/2、50mol％的SiO4/2、8mol％的C2H5OSiO3/2和2mol％的HOSiO3/2单元构成、且重均摩尔分子量为7900g/mol(基于聚苯乙烯标准物)的4份有机硅树脂在1500ppm的KOH存在下于150℃加热4小时。随后加入5份用聚二甲基硅氧烷预处理过的、BET表面积为90m2/g，并且平均粒度为5μm的二氧化硅(以SIPERNATD10商购自德国的Degussa AG)，混合物用溶解器盘(dissolver disk)均化。得到的消泡剂粘度为4080mPas.
将35ml 2％的丙烯酸、甲基丙烯酰基硬脂酸酯及季戊四醇二烯丙基醚(摩尔比100∶2∶0.3)的高分子量共聚物(中和后的粘度为17500mm2/s)的溶液加入玻璃烧杯中，使用桨式搅拌器强烈混合，将10g上述消泡剂配制物缓慢加入，以便在10分钟的搅拌后在聚合物溶液中存在有所述消泡剂配制物的乳液。在连续搅拌下，将88.5g轻质纯碱加入该乳液中，随后在真空和继续搅拌下脱出水分，其后将BET表面积为200m2/g的0.5g亲水性二氧化硅(以HDKN20商购自Wacker-Chemie GmbH)混入。得到了白色的自由流动的粉末。该粉末成功地用于防止粉状洗涤剂中的泡沫，或用于防止粉状农作物保护浓缩物中的泡沫。
权利要求
1.一种组合物，其包含(A)至少一种由下式的单元组成的有机硅化合物Ra(R1O)bSiO(4-a-b)/2(I)其中R可以是相同或不同的，并且表示氢原子，一价的、任选取代的、SiC-键合的脂族烃基，R1可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或一价的、任选取代的烃基，a是0、1、2或3，b是0、1、2或3，条件是a+b之和≤3，在所述有机硅化合物中，所有基R中的碳原子数平均起来为3-6，并且在至少50％的所述有机硅化合物的全部式(I)单元中a+b之和为2，以及(B)至少一种选自以下的添加剂(B1)填料粒子，和/或(B2)由下式的单元构成的有机聚硅氧烷树脂R2c(R3O)dSiO(4-c-d)/2(II)其中R2可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或一价的、任选取代的、SiC-键合的烃基，R3可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或一价的、任选取代的烃基，c是0、1、2或3，和d是0、1、2或3，条件是c+d之和≤3，并且在少于50％的所述有机聚硅氧烷树脂的全部式(II)单元中c+d之和为2，以及任选(C)具有下式的单元的有机硅化合物R4e(R5O)fSiO(4-e-f)/2(III)其中R4可以是相同或不同的，并且表示氢原子，一价的、任选取代的、SiC-键合的烃基，R5可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或一价的、任选取代的烃基，e是0、1、2或3，和f是0、1、2或3，条件是e+f之和≤3，在所述有机硅化合物中，所有脂族基R4中的碳原子的平均数为小于3或大于6，并且在至少50％的所述有机硅化合物的全部式(III)单元中e+f之和为2。
2.权利要求1的组合物，其特征在于组分(A)包含下式的基本上直链的有机聚硅氧烷R3Si-(O-SiR2)nO-SiR3(IV)，其中基R具有以上之一的定义，而定义为聚硅氧烷(IV)的聚合度、并因此而限定粘度的指数n的范围是1-10000，优选2-1000，更优选10-200，条件是在所述有机聚硅氧烷中，全部基R中的碳原子数平均起来为3-6。
3.权利要求1或2的组合物，其特征在于组分(A)包含下式的基本上直链的有机聚硅氧烷R’(CH3)2Si-(O-Si(CH3)R’)o-(O-Si(CH3)2)p-O-Si(CH3)2R’ (V)，其中o+p之和具有以上对于n的定义，R’可以是相同或不同的，并且表示氢原子，或具有1-18个碳原子的正烷基，条件是在所述有机聚硅氧烷中，全部SiC键合的基中的碳原子数平均起来为3-6。
4.权利要求1-3之一的组合物，其特征在于添加剂(B)的存在量为基于100重量份组分(A)的0.1-30重量份。
5.权利要求1-4之一的组合物，其特征在于添加剂(B)包含组分(B1)和组分(B2)的混合物。
6.权利要求1-5之一的组合物，其特征在于它是包括以下组分的那些组合物的一种(A)至少一种式(IV)的有机硅化合物，(B)至少一种选自以下的添加剂(B1)填料粒子，和/或(B2)由式(II)的单元构成的有机聚硅氧烷树脂，任选(C)包含式(III)的单元的有机硅化合物，和任选(D)不溶于水的有机化合物。
7.一种包含权利要求1-6之一的组合物的洗涤剂。
8.一种使介质消泡和/或防止其中产生泡沫的方法，其特征在于将权利要求1-6之一的组合物与所述介质混合。
9.权利要求8的方法，其特征在于所述组合物以0.1重量ppm-1重量％的量加入发泡介质中。
全文摘要
本发明涉及包括具有直接与硅连接、并提供有限定数量碳原子的基团的有机硅化合物的组合物。本发明还涉及制备所述化合物的方法以及其作为消泡剂的用途。
文档编号B01D19/04GK101048212SQ200580036439
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月13日 优先权日2004年10月26日
发明者霍尔格·罗特舍克, 理查德·贝克尔 申请人:瓦克化学股份公司