硅酮消泡剂组合物及用于通过调整ζ电势分布宽度生产硅酮消泡剂组合物的方法转让专利

申请号 : CN201980049266.6

文献号 : CN112512658B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 大野哲五十岚宪二

申请人 : 瓦克化学股份公司

摘要 :

一种通过预先添加到起泡液体中来消泡类型的硅酮消泡剂组合物,其特征在于包括含有硅酮作为主要组分的油和二氧化硅的复合颗粒组,并且特征在于复合颗粒组的ζ电势分布宽度根据起泡液体来设定,使得复合颗粒组中的任何复合颗粒到达构成由起泡液体形成的泡沫的周围膜的内表面,从而能够实现泡沫抑制和泡沫破裂。

权利要求 :

1.一种硅酮消泡剂组合物,类型为通过预先添加到起泡液体中消泡,所述硅酮消泡剂组合物包含含有硅酮作为主要组分的油和二氧化硅的复合颗粒组,其中设定所述复合颗粒组的ζ电势分布宽度,其特征在于,通过激光多普勒电泳方法测量,pH为7的水性分散液的所述硅酮消泡剂组合物的复合颗粒的ζ电势累积相对频率分布示出在10%的积分值与90%的积分值之间的差为6mV至

60mV,

其中所述水性分散液是硅酮消泡剂组合物水性分散体,用水稀释或浓缩所述水性分散液使得复合颗粒浓度为10ppm至50,000ppm。

2.一种用于生产硅酮消泡剂组合物的方法,所述硅酮消泡剂组合物的类型为通过预先添加到起泡液体中消泡,包括:

根据起泡液体的类型为油组分和二氧化硅组分中的每一种选择类型和/或量的阶段;

混合所选择的油组分和二氧化硅组分以制备硅酮消泡剂组合物的阶段,所述硅酮消泡剂组合物包括含有硅酮作为主要组分的油和二氧化硅的复合颗粒组;

获得所产生的硅酮消泡剂组合物的样品并测量所述复合颗粒组的ζ电势分布宽度的阶段;以及

重复选择阶段和/或调节阶段、以及测量阶段,直到所测量的ζ电势分布宽度变为设定的阈值或更大值,其特征在于,

通过激光多普勒电泳方法测量,pH为7的水性分散液的所述硅酮消泡剂组合物的复合颗粒的ζ电势累积相对频率分布示出在10%的积分值与90%的积分值之间的差为6mV至

60mV,

其中所述水性分散液是硅酮消泡剂组合物水性分散体,用水稀释或浓缩所述水性分散液使得复合颗粒浓度为10ppm至50,000ppm。

3.根据权利要求2所述的用于生产硅酮消泡剂组合物的方法,其中,当所述硅酮消泡剂组合物呈复合物形式时,在所述硅酮消泡剂组合物处于水分散体状态时测量所述ζ电势,并且当所述组合物呈乳液形式时,通过在乳液生产期间以预定剪切速度剪切制备所述硅酮消泡剂组合物,并且以乳液的形式测量所述硅酮消泡剂组合物的ζ电势。

4.根据权利要求2或3所述的用于生产硅酮消泡剂组合物的方法,其中将所述ζ电势分布宽度设定为预定值或更小,使得先前添加到所述起泡液体中的所述硅酮消泡剂组合物在所述起泡液体中保持在分散状态,并且所述硅酮消泡剂组合物的复合颗粒保持在分散状态。

5.根据权利要求3所述的用于生产硅酮消泡剂组合物的方法,其中在所述调节阶段,根据在所述选择阶段选择的含有硅酮作为主要组分的油组分和二氧化硅组分的类型和/或量选择所述剪切速度。

6.根据权利要求2或3所述的用于生产硅酮消泡剂组合物的方法,其中测量所述ζ电势分布宽度的阶段包括使待取样的所述硅酮消泡剂组合物具有预定固体浓度的阶段。

7.根据权利要求3所述的用于生产硅酮消泡剂组合物的方法,其中根据所述选择阶段中设定的硅酮量/二氧化硅量设定制备阶段中的所述预定剪切速度。

说明书 :

硅酮消泡剂组合物及用于通过调整ζ电势分布宽度生产硅酮

消泡剂组合物的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及其中设定了ζ电势(zeta potential,ζ电位)的分布宽度的硅酮消泡剂组合物,并且更具体地涉及对各种类型的泡沫具有优异的消泡特性的硅酮消泡剂组合物以
及用于生产该硅酮消泡剂组合物的方法。

背景技术

[0002] 消泡剂广泛用于起泡相关的过程如化学、食品、石油、纱线制造、纺织和制药工业中。
[0003] 硅酮具有低表面张力,并且因此潜在地拥有消泡能力。此外,已知二氧化硅拥有泡沫破裂作用。因此,广泛使用含有硅酮和二氧化硅两者的消泡剂。基于硅酮的消泡剂被分成
七种类型,它们是油、复合物、溶液、乳液、自乳化剂、粉末和固体。复合物型消泡剂在消泡剂
工业中有时被称为油复合物。然而,在本发明中,以硅酮油为主要组分的油和二氧化硅的混
合物以及其中一些组分通过化学反应结合的产品被称为复合物(compound)。
[0004] 存在两种类型的消泡剂。一种是预先添加到起泡液体中类型的消泡剂。另一种是在起泡液体起泡之后使用的类型的消泡剂。在这两种消泡剂中,预先添加到起泡液体中类
型的消泡剂处于主流。这种类型的消泡剂进一步被分成两种类型。一种是通过预先将聚醚
改性的硅酮等溶解在起泡液体中或者将矿物油等倒入起泡液体中以在液体表面上形成油
膜来降低起泡液体的界面张力来抑制泡沫(即,防止泡沫的形成或者将泡沫的形成抑制到
最低限度)。在这种情况下,需要使用大量的消泡剂。此外,大量消泡剂的使用改变了起泡液
体的质量,导致排水的环境负荷增加。另一种主要是预先将硅酮和二氧化硅的复合颗粒添
加到起泡液体中,以引起硅酮的界面张力降低功能和二氧化硅的泡沫破裂效果,并且当形
成泡沫时表现出泡沫破裂作用。虽然泡沫抑制作用估计也会发挥作用,但效果尚未得到充
分证明。由于这种类型的消泡剂所需的使用量小,并且起泡液体的质量几乎不变,因此这种
类型的消泡剂的使用是最常见的。另一方面,要用于已经形成泡沫的起泡液体中类型的消
泡剂是通过喷洒等方式应用。在这种情况下,泡沫通过物理作用或界面张力降低作用而破
裂。在这种情况下,可以在一些情况下使泡沫暂时有效地破裂,但是通常未表现出消泡持久
性和泡沫抑制作用。
[0005] 因此,预先将复合颗粒添加到起泡液体中类型的消泡剂是最常见的,并且主要通过泡沫破裂作用进行消泡。
[0006] 对于用作消泡剂,复合颗粒需要存在于泡沫膜附近。为了显著增强水中的分散性,消泡剂最有效的形式是乳液。因此,最广泛使用乳液型硅酮消泡剂。也广泛使用作为呈固态
的复合物的消泡剂,因为它可以快速地分散在起泡液体中。
[0007] 消泡剂的消泡性能通常取决于起泡液体。在一些情况下,消泡性能对于某种起泡液体是极好的,而对于另一种起泡液体是不够的。因此,作为消泡剂组合物的常规消泡剂仅
根据基于个别消泡情况的经验规则来设计。此外,当开发用于单个起泡液体的消泡剂时,在
每种情况下都需要获得单个起泡液体。此外,消泡剂的开发在很大程度上是基于过去的经
验或工程师的反复试验(trial and error)。因此,在一些情况下,开发周期延长以及人力
和成本损失增加是有问题的。由于相同消泡剂组合物的消泡性能经常因生产方法、条件和
批次的细微差异而变化,因此通常不会表现出预期作为消泡剂的性能。
[0008] 主要使用的硅酮消泡剂属于预先添加到起泡液体中的类型并且包括硅酮和二氧化硅的复合颗粒,也拥有泡沫抑制作用。然而,泡沫抑制作用是不够的。因此,导致起泡,并
且使泡沫破裂。因此,为了表现出稳定的消泡性能而进行的反复试验是困难的。
[0009] 为了解决这些问题,需要建立一种用于从理论上和定量地设计、评价和生产消泡剂的方法,该消泡剂对于各种类型的泡沫广泛且稳定地表现出消泡特性。此外,需要一种对
各种类型的泡沫广泛且稳定地表现出消泡特性的消泡剂。
[0010] 作为对此的对策,例如,非专利文献1提出了所谓的罗斯理论(Ross Theory),即基于递减方向为正的前提,当消泡剂侵入泡沫膜时的界面自由能变化(E)和膨胀时的界面自
由能变化(S)都为负时发生泡沫破裂。
[0011] 然而,E、S>0是当消泡剂进入泡沫膜时的排列和当在泡沫膜上膨胀时的排列作为平衡状态是否理想的决定,并且不会估计出它发生在什么时间尺度上。因此,即使消泡剂被
设计成满足罗斯理论的条件,侵入和膨胀也可能需要很长时间并且消泡剂可能不可用作实
用的消泡剂。此外,当从基本相同的原料中选择特定的原料时,不能仅通过罗斯理论获得选
择的指导方针,因为原料具有相同的界面张力和表面张力。
[0012] 此外,非专利文献2提出了针孔效应,即当疏水性粉状颗粒吸附稳定泡沫膜的表面活性剂时发生泡沫破裂,并且因此泡沫去稳定而破裂。针孔效应是在许多含二氧化硅的硅
酮消泡剂中指出的理论。此外,经验上认为,许多含二氧化硅的消泡剂引起所谓的针状效
应,其中二氧化硅的尖端在物理上使泡沫破裂。
[0013] 然而,并未讨论疏水性粉状颗粒(诸如二氧化硅)到达泡沫膜处或存在于泡沫膜附近需要什么样的必要条件。也就是说,除非针孔效应或针状效应的有效表现的条件被阐明,
否则无法发现与消泡性能的实际关系。
[0014] 此外,非专利文献3公开了这样的机制,即消泡剂破坏泡沫膜的两个表面以具有桥结构,并且此后两个表面由于水的反弹而短路,这导致泡沫破裂。此外,非专利文献4公开了
这样的机制,即桥结构在泡沫膜内部的方向上被拉伸,并且消泡剂部分变薄,使得泡沫去稳
定,这导致泡沫破裂。在这些模型中,通过消泡剂形成桥结构被认为是泡沫破裂的第一步。
[0015] 然而,由于没有阐明加速各种类型泡沫的桥结构形成的设计因素,因此这些模型无助于消泡剂的设计。
[0016] 此外,非专利文献5公开了在泡沫膜的表面上用吸附分子诸如表面活性剂产生的双电层用于将泡沫膜的厚度保持在某个值或更大,并且吸附分子被消泡剂所取代,使得通
过双电层的排斥的稳定机制崩溃,这增加了泡沫破裂的可能性。
[0017] 然而,尽管消泡剂的泡沫破裂作用通常发生在1μm或更大厚度的泡沫膜上,但已知,直到泡沫膜变得薄至约20nm时,两个泡沫膜内壁之间的双电层的排斥才产生。这表明当
设计消泡剂时,不需要考虑双电层的排斥。
[0018] 因此,根据如专利文献1中所公开的最常见的硅酮消泡剂组合物,该硅酮消泡剂组合物属于预先添加到起泡液体中的类型并且含有硅酮和二氧化硅的复合颗粒,仅通过上述
消泡理论不能获得关于硅酮消泡剂组合物的化学组成和生产的具体和定量指标,以获得每
个生产配方和生产批次的某一消泡性能。
[0019] 因此,只能通过获得目标起泡液体并通过反复试验基于经验找到化学组成和生产方法的最佳条件来开发这种类型的消泡剂。此外,在生产中,批次之间的消泡性能的再现性
是不够的。控制方法一直以来都是定性目测,并且没有发现基于定量指标的控制方法。
[0020] 在专利文献2中,本申请人提到了在包括通过与无机颗粒基团的低级聚集体(如煅制二氧化硅颗粒)的非化学结合而形成的高级聚集体的水性分散体中、以及在通过向这样
的水性分散体中添加油而获得的水包油皮克尔林(Pickering)乳液中复合颗粒之间的状态
变化。本申请人还指出,为评价水性分散体的稳定性和均匀性而测量的ζ电势可以用作稳定
性和均匀性的指标。然而,这仅仅表明较窄的ζ电势分布宽度实现了良好的稳定性和均匀
性,并且没有展示出对消泡性能的影响。而且,稳定的乳液不一定具有窄的ζ电势分布宽度。
[0021] ζ电势有时也用于改善纤维处理和涂膜稳定性的目的。然而,这是为了促进物质的吸附。
[0022] 如上所述,既不存在通过ζ电势用于评价消泡剂的消泡性能的指标,也不存在表明这种指标的现有技术。
[0023] 因此,先前添加用于消泡的类型的常规硅酮消泡剂不具有独立于所用硅酮组分和二氧化硅的类型或起泡液体的类型来测量一般消泡性能的指标。因此,还没有用于表示消
泡性能的方法,该消泡性能对于每个生产配方和产品批次是恒定的并且具有良好的再现
性。因此,无法消除重复的关于化学组成和工艺的反复试验。
[0024] 此外,还没有用于控制初始消泡性能和消泡持久性、控制消泡性能和分散体稳定性以及控制泡沫抑制和泡沫破裂的指标。
[0025] 引用列表
[0026] 非专利文献
[0027] 非专利文献1:J.Phys.Chem.,54(3),429(1950)
[0028] 非专利文献2:Ind.Eng.Chem.Fundam.,16(4),472(1977)
[0029] 非专利文献3:Int.J.Mineral Process.,9,1(1982)
[0030] 非专利文献4:Langmuir,15(24),8514(1999)
[0031] 非专利文献5:Journal of Oleo Science,42(10),762(1993)
[0032] 专利文献
[0033] 专利文献1:PCT专利申请公开号2008‑529778的日文翻译
[0034] 专利文献2:日本专利号6344878

发明内容

[0035] 技术问题
[0036] 本发明是鉴于上述情况而做出的,并且本发明的一个目的是提供一种预先添加到给定起泡液体中的类型的硅酮消泡剂组合物,该硅酮消泡剂组合物能够确保消泡剂在起泡
液体中的分散性以及通过泡沫抑制和泡沫破裂发挥消泡特性而确保消泡持久性。
[0037] 本发明是鉴于上述情况而做出的,并且本发明的一个目的是提供用于生产预先添加到给定起泡液体中的类型的硅酮消泡剂组合物的方法,该硅酮消泡剂组合物能够确保消
泡剂在起泡液体中的分散性以及通过泡沫抑制和泡沫破裂发挥消泡特性而确保消泡持久
性,由此根据起泡液体稳定地且可再现地生产硅酮消泡剂组合物。
[0038] 问题的解决方案
[0039] 传统技术均没有公开解决上述问题的硅酮消泡剂组合物以及生产该硅酮消泡剂组合物的方法。
[0040] 为了实现上述目的,本发明人进行了深入研究,并发现其中硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势分布宽度等于或大于根据起泡液体设定的阈值的硅酮消泡剂组合物对于各
种类型的泡沫均具有优异的消泡性能。
[0041] 本发明的硅酮消泡剂组合物是通过预先添加到起泡液体中而消泡的类型的硅酮消泡剂组合物。该硅酮消泡剂组合物的特征在于包括含有硅酮作为主要组分的油和二氧化
硅的复合颗粒组(group),并且特征在于该复合颗粒组的ζ电势分布宽度根据起泡液体来设
定,使得复合颗粒组中的任何复合颗粒均到达构成由起泡液体形成的泡沫的周围膜的内表
面,使得能够实现泡沫抑制和泡沫破裂。
[0042] 根据本发明的用于生产硅酮消泡剂组合物的方法是用于生产通过预先添加到起泡液体中而消泡的类型的硅酮消泡剂组合物的方法。该方法的特征在于包括:根据起泡液
体的类型为油组分和二氧化硅组分中的每一种选择类型和/或量的阶段;混合所选择的油
组分和二氧化硅组分以制备硅酮消泡剂组合物的阶段,该硅酮消泡剂组合物包括含有硅酮
作为主要组分的油和二氧化硅的复合颗粒组;获得所产生的硅酮消泡剂组合物的样品并测
量复合颗粒组的ζ电势分布宽度的阶段;以及重复选择阶段和/或调节阶段以及测量阶段,
直到所测量的ζ电势分布宽度变为根据起泡液体设定的阈值或更大值,使得消泡剂到达构
成由起泡液体形成的泡沫的周围膜的内表面,使得能够实现泡沫抑制和泡沫破裂。
[0043] 发明的操作
[0044] 根据本发明的硅酮消泡剂组合物,关于属于预先添加到给定起泡液体中类型的消泡剂的消泡持久性,就消泡剂的复合颗粒组的分散性而言,复合颗粒组的ζ电势分布宽度优
选较窄。另一方面,泡沫经历消泡的条件根据起泡液体的类型和从泡沫形成开始到完成的
过渡状态而变化。当在开始形成泡沫时确保复合颗粒组在起泡液体中的分散性时,复合颗
粒组的一些复合颗粒可能存在于泡沫内部。此外,复合颗粒组的ζ电势分布宽度根据起泡液
体来设定,使得复合颗粒到达泡沫的周围膜的内表面,从而能够通过由于泡沫膜界面张力
降低而发生的泡沫抑制和由于针孔效应或针状效应而发生的泡沫破裂两者来消泡。
[0045] 应注意的是,泡沫抑制是指以下消泡作用:主要是其中主要由于泡沫内表面的界面张力被起泡液体中的复合颗粒降低的事实而不形成泡沫或不可能形成泡沫的作用。也就
是说,它表示其中根本不产生泡沫的作用,或者其中已经产生泡沫但不可能新产生泡沫的
作用。而且,泡沫破裂表示以下消泡作用:主要是其中已经产生的泡沫主要由于复合颗粒的
针孔效应或针状效应而破裂的作用。
[0046] 而且,消泡特性和消泡性能具有广泛的含义,其涵盖泡沫抑制和泡沫破裂两者。除非另有说明,有利的消泡特性表示初始消泡特性和消泡持久性中的每一个都不低于至少在
消泡部位可接受的水平。
[0047] 用于生产根据本发明的硅酮消泡剂组合物的方法是用于生产预先添加到给定起泡液体中的类型的消泡剂的方法,包括:根据起泡液体的类型为油组分和二氧化硅组分中
的每一种选择类型和/或量的阶段;混合所选择的油组分和二氧化硅组分以制备硅酮消泡
剂组合物的阶段,该硅酮消泡剂组合物包括含有硅酮作为主要组分的油和二氧化硅的复合
颗粒组;以及获得所产生的硅酮消泡剂组合物的样品并测量复合颗粒组的ζ电势分布宽度
的阶段,其中所测量的ζ电势分布宽度是根据起泡液体设定的阈值或更大值,用于确保消泡
剂在起泡液体中的分散性,使得消泡剂到达构成由起泡液体形成的泡沫的周围膜的内表
面,以能够实现泡沫抑制和泡沫破裂,并且根据起泡液体消泡性能能够以良好的再现性稳
定地发挥。
[0048] 此外,通过重复选择阶段和/或调节阶段以及测量阶段直到所测量的ζ电势分布宽度变为根据起泡液体设定的阈值或更大值来减少用于根据起泡液体生产具有所需性能的
消泡剂的反复试验。

具体实施方式

[0049] 下面将描述本发明的硅酮消泡剂组合物以及用于生产该硅酮消泡剂组合物的方法的细节。
[0050] 本发明涉及通过添加到起泡液体中消泡的呈复合物形式的情况和在复合物乳化后通过添加到起泡液体中消泡的情况两者。下面将描述针对这两种情况实施本发明的实施
方案。
[0051] 本发明的硅酮消泡剂组合物是由含有硅酮作为主要组分的油和二氧化硅构成的复合物或通过乳化该复合物所获得的乳液。将呈复合物形式的硅酮消泡剂组合物直接添加
到起泡液体中,或者酌情制备成水性分散液并且然后添加到起泡液体中。将呈乳液形式的
硅酮消泡剂组合物按原样或在酌情用水稀释之后添加到起泡液体中。
[0052] 硅酮是具有由通式(1)表示的平均组成式(average composition formula)的有机聚硅氧烷。化学结构可以是直链或支链的,但必须是油性的。
[0053] R1aSiO(4‑a)/2  (1)
[0054] 在式(1)中,R1在分子中可以相同或不同,并且是具有1至25个碳原子的经取代或未经取代的饱和或不饱和的单价烃基团、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳香
族基团、羟基基团、具有1至6个碳原子的烷氧基基团、或氢原子基团。
[0055] 上述有机基团的具体实例可以包括烷基基团如甲基基团、乙基基团、丙基基团、异丙基基团、丁基基团、叔丁基基团、戊基基团、新戊基基团、己基基团、2‑乙基己基基团、庚基
基团、辛基基团、壬基基团、癸基基团和十二烷基基团;环烷基基团如环戊基基团、环己基基
团和环庚基基团;芳基基团如苯基基团、甲苯基基团、二甲苯基基团、联苯基基团和萘基基
团;芳烷基基团如苄基基团、苯乙基基团、苯丙基基团和甲基苄基基团;由‑CH2‑CH2‑CH2‑
N2、‑CH2‑CH2‑CH2‑NH(CH3)、‑CH2‑CH2‑CH2‑N(CH3)2、‑CH2‑CH2‑NH‑CH2‑CH2‑NH2、‑CH2‑CH2‑CH2‑
NH(CH3)、‑CH2‑CH2‑CH2‑NH‑CH2‑CH2‑NH2、‑CH2‑CH2‑CH2‑NH‑CH2‑CH2‑N(CH3)2、‑CH2‑CH2‑CH2‑
NH‑CH2‑CH2‑NH(CH2CH3)、‑CH2‑CH2‑CH2‑NH‑CH2‑CH2‑N(CH2CH3)2和‑CH2‑CH2‑CH2‑NH‑CH2‑CH2‑
NH(环‑C6H11)表示的含氮烃基;以及其中烃基基团中的部分或全部氢原子被卤素原子、氰基
基团等取代的经取代的烃基如氯甲基基团、2‑溴乙基基团、3,3,3‑三氟丙基基团、3‑氯丙基
基团、氯苯基基团、二溴苯基基团、四氯苯基基团、二氟苯基基团、β‑氰基乙基基团、γ‑氰基
丙基基团和β‑氰基丙基基团。特别优选的有机基团是甲基基团、‑CH2‑CH2‑CH2‑NH‑CH2‑CH2‑
NH2基团和苯基基团。
[0056] a是与硅氧烷键的顺序相关的数值,并且a为2.0表示直链有机聚硅氧烷。a是满足1.9≤a≤2.2的正数,以及优选地1.95≤a≤2.15。当a为小于1.9时,有机聚硅氧烷的粘度变
得太低。因此,可能在起泡液体中发生硅酮组分和二氧化硅组分的分离,使得消泡持久性变
差。当a超过2.2时,泡沫膜的界面张力降低作用不足,使得初始消泡特性变差并且不合适。
[0057] 有机聚硅氧烷可以含有单一组分或者含有两种或更多种组分的混合物。
[0058] 有机聚硅氧烷在25℃下的粘度优选地为1至2,000,000mPa·s。粘度更优选地在1至100,000mPa·s的范围内,以及特别优选地为1至50,000mPa·s。当粘度低于1mPa·s或超
过2,000,000mPa·s时,呈复合物形式的硅酮消泡剂组合物不能稳定地分散在起泡液体中。
在乳液的情况下,乳化是困难的,并且不能获得稳定的乳液。
[0059] 只要满足上述条件,有机聚硅氧烷可以具有任何结构。从容易获得性、经济效率和化学稳定性的观点来看,有机聚硅氧烷结构中80mol%或更多、特别是90mol%或更多的总
1
R优选地是甲基基团。
[0060] 作为在本发明的硅酮消泡剂组合物中使用的油,硅酮是主要组分,但是除了硅酮之外还可以使用有机油的混合物。可以使用任何类型的油,只要油表现出流动性并且与硅
酮相容。举例说明了各种矿物油、合成油、植物油等。根据起泡液体的使用领域选择最佳类
型的油。例如,在食品领域,使用对人体具有很小影响的植物油。可以组合使用一种或两种
或更多种类型的有机油。
[0061] 硅酮和有机油的使用比率不受限制,并且优选的是硅酮的比率为按质量计50%或更多。如果其为小于按质量计50%,则不能充分获得通过硅酮降低界面张力的效果。
[0062] 在本发明的硅酮消泡剂组合物中,二氧化硅是主要组分。由于二氧化硅需要与含有硅酮作为主要组分的油一起作为复合颗粒分散在起泡液体中,因此二氧化硅需要呈颗粒
形式。
[0063] 二氧化硅颗粒是通过合成方法生产的二氧化硅的颗粒,并且不包括基于矿物的二氧化硅如硅藻土或结晶石英。通过合成方法生产的二氧化硅的实例可以包括通过干法生产
的细粉如煅制二氧化硅、热解二氧化硅、熔融二氧化硅等,以及通过湿法生产的沉淀二氧化
硅或胶体二氧化硅。这些对于本领域技术人员而言是已知的。在这些中,优选使用热解二氧
化硅、沉淀二氧化硅或胶体二氧化硅。这些可以单独使用或者以两种或更多种类型的组合
使用。本发明中使用的二氧化硅颗粒可以是其中在表面上保留有硅烷醇基团的亲水性二氧
化硅,或者是其中表面上的硅烷醇基团被硅烷基化(silylate,甲硅烷基化)的疏水性二氧
化硅。可以通过已知的用氢化有机硅如甲基三氯硅烷、烷氧基硅烷如二甲基二烷氧基硅烷、
硅氮烷或低分子量的甲基聚硅氧烷处理亲水性二氧化硅的方法来生产疏水性二氧化硅。
[0064] 二氧化硅颗粒需要是颗粒状的,而不是聚集的。另外,二氧化硅颗粒可以处于初级聚集体的状态(其中初级颗粒是聚集的),或者处于次级聚集体的状态(其中初级聚集体是
进一步聚集的)。
[0065] 在本发明中,当由含有硅酮作为主要组分的油和二氧化硅构成的复合物或通过乳化该复合物获得的乳液用作预先添加到起泡液体中的类型的消泡剂时,关注由本发明的硅
酮消泡剂组合物的油和二氧化硅构成的复合颗粒的ζ电势作为显示良好消泡性能的指标。
[0066] ζ电势是指与液体中的分散体一起移动的液体表面(滑动表面)上的电势,并且通常用作分散体的电荷状态的指标。例如,当两个分散颗粒各自具有相同符号的ζ电子和足够
大的绝对值时,由于静电排斥而防止碰撞,并且因此它们不会聚集。近年来,有人试图将ζ电
势的概念扩展到板和纤维。例如,当作为未处理媒介(agent)的金属板和分散体具有相同或
不同符号的ζ电势和小的绝对值时,该分散体可能吸附到未处理媒介上。
[0067] ζ电势已被用作可以在一定程度上指示二氧化硅在二氧化硅水性分散体中的分散稳定性的指标。已经说过,水性分散液的ζ电势分布宽度越窄,分散稳定性越好。据认为,ζ电
势的窄分布宽度意味着许多二氧化硅颗粒的存在,每个都表现出相同的符号和相似的电
势,并且二氧化硅颗粒不太可能聚集,从而导致良好的分散稳定性。
[0068] 以这种方式,ζ电势已经被用作颗粒在颗粒水性分散体中的稳定性和聚集特性的指标。在本发明中,显著发现ζ电势也可以被用作复合颗粒的消泡性能的指标。
[0069] 根据本发明的硅酮消泡剂组合物的复合颗粒组存在于泡沫膜的界面时发生消泡的机理可以通过罗斯理论等来解释。也就是说,通过由硅酮引起的泡沫膜的界面张力降低
和由二氧化硅颗粒引起的针孔效应或针状效应来实现消泡。然而,实现硅酮消泡剂的复合
颗粒接近泡沫膜界面的状态的要求尚未阐明。
[0070] 当根据本发明的硅酮消泡剂组合物的复合颗粒组分散在水中或起泡液体中时,在复合颗粒的表面上产生由化学组成和/或形态的差异决定的各种电势。电势的变化(包括符
号的差异)发生在一个复合颗粒内以及复合颗粒之间。而且,这种情况会随着时间而变化。
在不同的复合颗粒之间,具有不同符号的电势的点相互吸引。具有相同符号的点在一些情
况下相互排斥,但它们也可以彼此接近到在其他情况下不相互排斥的这样的程度。颗粒总
是通过对流和布朗运动(Brownian motion)来移动。此外,颗粒内部的粘度很高,但仍属于
流体范畴。因此,化学结构也总是在移动。因此,电势的分布总是在复合颗粒内部和复合颗
粒之间变化。因此,吸引部分和分离部分两者都存在于复合颗粒之间,并且总是在变化。
[0071] 所以,当根据本发明的硅酮消泡剂组合物的复合颗粒组分散在水中或起泡液体中时,作为复合颗粒组确保了稳定性,同时一些复合颗粒具有通道,在通道中其可以潜在地接
近另一种复合颗粒或另一种物质。
[0072] 另一方面,起泡液体中单个气泡内部界面处的电势在每个位置都是不均匀的。而且,在从泡沫形成开始到完成的过渡状态情况下,电势在每个位置的分布也随着时间而时
刻变化。为了在此类情况下有效地发挥根据本发明的硅酮消泡剂组合物的复合颗粒的消泡
作用,需要在开始形成泡沫时确保复合颗粒组在起泡液体中的分散性,使得复合颗粒组的
一些复合颗粒可能存在于泡沫内部,并且硅酮消泡剂组合物的复合颗粒到达构成由起泡液
体形成的泡沫的周围膜的内表面。
[0073] 可能存在根据本发明的硅酮消泡剂组合物的复合颗粒组和构成由起泡液体形成的泡沫的周围膜能够通过电势作用彼此接近的点。如果复合颗粒组的一些复合颗粒的通道
中的电势与构成泡沫的周围膜的内表面上的一些点的电势之间的关系被优化,则复合颗粒
可以到达周围膜的内表面,以能够通过由硅酮引起的泡沫膜的界面张力降低和/或由二氧
化硅颗粒引起的针孔效应或针状效应来消泡。因此,当硅酮消泡剂组合物的复合颗粒具有
引起这种优化的各种潜在通道时,则增加表现出消泡作用的可能性。
[0074] 将从ζ电势的角度描述上述关系。也就是说,泡沫周围膜的内表面上的ζ电势的条件根据起泡液体的类型和从泡沫形成开始到完成的过渡状态而变化。
[0075] 在本发明中,发现在这种情况下通过加宽硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势分布宽度,消泡效果得到有效增强。这是因为用于发挥消泡效果的最佳点出现在泡沫周围膜
内表面状态变化和复合颗粒表面状态变化的某处。
[0076] 由于泡沫内表面上电势的符号和分布状态根据要进行消泡的起泡液体的类型和泡沫的状态而变化,因此消泡效果应该用具有最合适和最常用的ζ电势和ζ电势分布的复合
颗粒来最大化。然而,在本发明中,发现当代替由于上述情况,复合颗粒的ζ电势分布宽度较
宽时,可以增强消泡效果。然而,为了对给定起泡液体施加给定的消泡效果,复合颗粒中的ζ
电势的下限的阈值优选被单独且具体地设定。
[0077] 存在以下可能性:不仅硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势分布宽度,而且该分布的形状和峰高也可能对消泡性能有影响,但是目前还不知道。目前,估计当假设ζ电势分布
峰的整个区域中的峰尾的两端分别为0%和100%时,将10%的点和90%的点的宽度定义为
分布宽度是有效的。ζ电势分布宽度被认为足以使某一存在可能性或更大可能性的消泡的
通道存在。
[0078] 此外,当ζ电势分布的峰值被分成两个或更多个时,估计其不适合作为本发明中要处理的ζ电势分布宽度的目标。据估计,当峰值为1时,ζ电势分布宽度对消泡性能的影响更
相关。注意,当峰有肩时,峰被定义为一个峰。
[0079] 硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势分布宽度越大,起泡液体中的分散稳定性越低。在本发明中,可以通过设定ζ电势分布宽度的固定上限值来确保复合颗粒在起泡液体中
的分散稳定性。
[0080] 在由硅酮和二氧化硅制成的复合颗粒(复合颗粒被预先放入起泡液体中)的常规消泡剂中,分散稳定性不一定足够,并且分散稳定性通常因制造配方或批次而变化。另一方
面,由于本发明的硅酮消泡剂组合物的复合颗粒组确保了分散稳定性,除了泡沫破裂特性
之外,泡沫抑制特性也可以充分且稳定地表现出来。如上所述,由于泡沫抑制特性和泡沫破
裂特性的功能都可以表现出来,因此初始消泡特性和消泡持久性都可以表现出来。
[0081] 然而,由于与从起泡液体外部引入消泡剂的类型的消泡剂相比消泡剂的分散稳定性被认为更重要,因此消泡持久性比初始消泡特性更具特征。
[0082] 为了掌握本发明的硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势,在复合物形式的情况下,通过酌情使用表面活性剂等将该复合物分散在水中来测量ζ电势,并且在乳液形式的情况
下,通过酌情用水等稀释该乳液来测量ζ电势。在每种方法中,通过模拟其中复合颗粒分散
在起泡液体中的状态来测量ζ电势。
[0083] 硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势分布宽度由颗粒内和/或在复合颗粒的颗粒之间的组成和形态异质性决定。随着组成异质性和形态异质性中的每个增加,复合颗粒的ζ
电势分布宽度增加。组分和形态异质性越大,ζ电势分布宽度越宽。
[0084] 为了加宽复合颗粒的ζ电势分布宽度,下面将描述用于增加组成异质性和形态异质性的具体方法。
[0085] 在硅酮消泡剂组合物中,采用不仅使用油而且还使用二氧化硅(即采用二氧化硅颗粒)的复合颗粒加宽了ζ电势分布宽度。此外,多种类型和形式的含有硅酮作为主要组分
的油和二氧化硅扩大了ζ电势分布宽度。
[0086] 用于增加组成异质性的具体方法可以包括以下几种。
[0087] 所使用的二氧化硅颗粒类型的数量越多,组成异质性越大并且ζ电势分布宽度越宽。所使用的硅酮组分类型的数量越多,组成异质性越大并且ζ电势分布宽度越宽。当有机
油与硅酮组分组合使用作为油时,组成异质性变大并且ζ电势分布宽度变宽。此外,有机油
的类型的数量越多,组成异质性越大并且ζ电势分布宽度越宽。
[0088] 用于增加形态异质性的具体方法可以包括以下几种。二氧化硅颗粒与油的质量比越大,一个复合颗粒内和复合颗粒之间的形态异质性越大并且ζ电势分布宽度越宽。所使用
的二氧化硅颗粒类型的数量越多,一个复合颗粒内和复合颗粒之间的形态异质性越大并且
ζ电势分布宽度越宽。
[0089] 当硅酮消泡剂组合物呈乳液形式时,乳液制造期间的剪切速度越低,一个复合颗粒内和复合颗粒之间的形态异质性越大并且ζ电势分布宽度越宽。
[0090] 在硅酮消泡剂组合物的复合颗粒被预先分散在起泡液体中的情况下,为了获得目标初始消泡特性,ζ电势分布宽度根据起泡液体来设定。更具体地,使ζ电势分布宽度为根据
起泡液体的类型、所溶解的物质如离子物质的类型和浓度、液体特性、泡沫的特性等设定的
阈值或更大值。组合物被设计成使得ζ电势分布宽度变为预定阈值或更大值,并且优化制造
条件等使复合颗粒的形态异质性达到期望的状态。
[0091] 当硅酮消泡剂组合物呈乳液形式时,在生产过程中提供检查ζ电势分布宽度的阶段。当ζ电势分布宽度小于预定阈值时,进行返工,使得剪切速度和其他过程因素被优化,并
且重复检查和返工直到ζ电势分布宽度变为预定阈值或更大值,由此可以可靠地获得目标
初始消泡特性。
[0092] 到目前为止,在这个行业中,较宽的ζ电势分布宽度是优选的,并且还没有控制分布宽度的办法。
[0093] 尽管控制ζ电势分布宽度的有效性不限于消泡剂,但是因为泡沫膜的电势是不均匀的,控制分布宽度对于消泡剂而言是最优选的,并且控制对于过渡状态是特别有效。
[0094] 另一方面,关于消泡持久性,需要保持硅酮消泡剂复合颗粒的稳定性和分散性,并且还需要应付泡沫膜内表面的电势随时间变化的变化。出于这个目的,需要使复合颗粒具
有各种表面电势,即具有宽的ζ电势分布宽度。也就是说,由于ζ电势分布宽度较宽,因此一
旦脱离消泡性能复合颗粒就被再次使用,由此获得消泡持久性。因此,硅酮消泡剂宽的ζ电
势分布宽度改善了初始消泡性能和消泡持久性性能两者。
[0095] 硅酮消泡剂组合物中分散颗粒宽的ζ电势分布宽度增加了初始消泡特性和消泡持久性。然而,在硅酮消泡剂组合物呈乳液形式的情况下复合颗粒在起泡液体中的分散稳定
性以及复合颗粒在乳液中的分散稳定性随着复合颗粒的ζ电势分布宽度的增加而降低。这
是因为ζ电势分布宽度越宽,在复合颗粒之间吸引(即聚集)的机会越大。
[0096] 由于泡沫膜在起泡液体中的电势随着时间而变化,因此使用硅酮消泡剂组合物的复合颗粒的各种通道是重要的。出于这个目的,复合颗粒在起泡液体中的稳定分散是必须
的。因此,为了实现初始消泡特性和消泡持久性两者,需要根据该目的设定ζ电势分布宽度
的预定上限值。
[0097] 当硅酮消泡剂组合物呈乳液形式时,由于上述原因,当确保作为乳液的稳定性时,需要设定ζ电势分布宽度的预定上限值。类似地,同样在复合颗粒在起泡液体中的分散稳定
性被视为重要的情况下,优选设定ζ电势分布宽度的预定上限值。
[0098] 在用于加宽上述硅酮消泡剂复合颗粒的ζ电势分布宽度的组成异质性和形态异质性中,对于主要有助于形态异质性的二氧化硅颗粒,硅酮消泡剂组合物中二氧化硅与油的
质量比越大,初始消泡特性越高。然而,在实现初始消泡特性和消泡持久性两者的情况下,
或者在确保乳液颗粒的分散稳定性的情况下,考虑到与复合颗粒的ζ电势的平衡,需要为二
氧化硅与油的质量比提供预定上限值。
[0099] 在本发明中,待进行消泡的泡沫的条件根据从起泡液体中开始形成泡沫到完成的过渡状态而变化。当在开始形成泡沫时确保复合颗粒组在起泡液体中的分散性时,复合颗
粒组的一些复合颗粒可能存在于泡沫内部。此外,复合颗粒组的ζ电势分布宽度根据起泡液
体来设定,使得复合颗粒到达泡沫周围膜的内表面,以能够通过由于泡沫膜的界面张力降
低而发生的泡沫抑制和由于针孔效应或针状效应而发生的泡沫破裂两者来消泡。
[0100] 在过渡状态下,确定ζ电势分布宽度可能根据时间和空间条件(组成异质性或形态异质性是否占主导地位)而不同。还可以推测,组成异质性或形态异质性的普遍存在影响消
泡主要是通过泡沫抑制还是通过泡沫破裂来实现的。出于这个原因,可以通过选择性使用
两个因素(例如,硅酮消泡剂组合物中二氧化硅的量的比率和生产乳液时的剪切速度)在一
定程度上控制硅酮消泡剂组合物在泡沫抑制和泡沫破裂之间的作用。
[0101] 据信,除了复合物或乳液之外的任何形式的硅酮消泡剂都将由于在起泡液体中的类似行为而改善消泡性能。因此,颗粒的ζ电势之间的关系在理论上应该成立。然而,这些消
泡剂难以产生用于测量ζ电势的水分散体状态。因此,在本发明中,硅酮消泡剂组合物旨在
限于复合物或乳液形式。
[0102] 现在将描述用于开发根据本发明的硅酮消泡剂组合物的程序。
[0103] 1.根据使用用途和起泡液体类型,确认硅酮油粘度的限制和可以使用的有机油的类型。
[0104] 2.检查化学组分,其中硅酮油、二氧化硅和有机油各自类型的数量尽可能增加,并且二氧化硅的量也尽可能增加。(使复合颗粒的ζ电势尽可能宽)
[0105] 3.当消泡剂组合物呈乳液形式时,检查生产方法,其中在乳液生产期间的剪切速度尽可能降低。(使复合颗粒的ζ电势尽可能宽)
[0106] 4.根据使用用途和目的,优化条件2和3,以平衡所需的初始消泡特性、消泡持久性和分散稳定性。
[0107] 现在将描述用于生产通过上述开发程序所开发的硅酮消泡剂组合物的程序。
[0108] 该程序包括:根据起泡液体的类型为油组分和二氧化硅组分中的每一种选择类型和/或量的阶段;混合所选择的油组分和二氧化硅组分以制备硅酮消泡剂组合物的阶段,硅
酮消泡剂组合物包括油和二氧化硅的复合颗粒;获得所产生的硅酮消泡剂组合物的样品并
测量复合颗粒的ζ电势分布宽度的阶段;以及重复选择阶段和/或调节阶段以及测量阶段,
直到所测量的ζ电势分布宽度变为根据起泡液体设定的阈值或更大值,使得消泡剂抑制从
由起泡液体形开始成起泡到完成的过渡状态中的泡沫形成。
[0109] 当硅酮消泡剂组合物呈复合物形式时,在硅酮消泡剂组合物处于水分散状态时测量ζ电势。当组合物呈乳液形式时,通过在乳液生产期间以预定的剪切速度剪切制备硅酮消
泡剂组合物,并测量其呈乳液形式的ζ电势。
[0110] 例如,捏合机如框式混合器、捏合机、压力捏合机、双轴捏和基底或强力混合器可以用于将油和二氧化硅捏和成复合物。通过获取时间和温度来选择适当的条件,使得当形
成复合颗粒时,在一个颗粒内和在颗粒之间出现足够的组成异质性和形态异质性。任选地,
可以选择其中在油与二氧化硅之间形成化学键的方法。
[0111] 二氧化硅与油的质量比是影响复合颗粒的ζ电势分布宽度的一个因素。质量比的优选范围取决于起泡液体的类型和目标消泡性能,但是优选的是,二氧化硅相对于100质量
份油的量(质量份)为0.5质量份或更多且40质量份或更少。如果其小于0.5质量份,则ζ电势
分布宽度不够宽,并且不能获得足够的消泡性能。当量超过40质量份时,难以实现初始消泡
特性和消泡持久性两者,并且当消泡剂呈乳液形式时,会出现作为乳液的稳定性降低(例
如,颗粒沉淀)的问题。更优选地,量在1质量份或更多且30质量份或更少的范围内。
[0112] 当硅酮消泡剂组合物呈乳液形式时,100质量份乳液中油的优选含量在1质量份或更多且90质量份或更少的范围内。如果其小于1质量份,则不能获得足够的乳化精度,并且
产率也降低。如果其超过90质量份,水性乳液的粘度变高,使得处理特性变差。更优选地,含
量在2质量份或更多且70质量份或更少的范围内。
[0113] 可以使用已知的方法使上述复合物形成为乳液。乳液可以是使用聚氧乙烯烯烃改性的有机聚硅氧烷作为乳化剂的自乳化乳液,或者可以是使用非离子型表面活性剂作为乳
化剂的普通乳液。当使用阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂时,由这些离子型表面活
性剂包裹的消泡剂组合物表面上的电荷变得均匀,使得不能获得如本发明中那样具有宽分
布宽度的ζ电势,并且仅对于一些泡沫表现出强的消泡性能。因此,为了实现本发明,使用非
离子型表面活性剂是非常优选的。
[0114] 当将聚氧乙烯烯烃改性的有机聚硅氧烷用于生产自乳化消泡剂组合物时,在100质量份乳液中,聚氧乙烯烯烃改性的有机聚硅氧烷的量优选为1质量份或更多且30质量份
或更少。如果其小于1质量份,则不能充分进行乳化,并且如果其超过30质量份,则这样的量
的聚氧乙烯烯烃改性的有机聚硅氧烷无助于加宽ζ电势分布宽度。更优选地,量为2质量份
或更多且20质量份或更少。
[0115] 当使用非离子型表面活性剂形成普通乳液时,在100质量份的乳液中,使用非离子型表面活性剂的量优选为1质量份或更多且30质量份或更少。如果其小于1质量份,则不能
充分进行乳化,并且如果其超过30质量份,则这样的量的非离子型表面活性剂无助于加宽ζ
电势分布宽度。更优选地,量为2质量份或更多且20质量份或更少。
[0116] 聚氧乙烯烯烃改性的有机聚硅氧烷或非离子型表面活性剂可以单独使用或者以两种或更多种类型的组合使用,并且在100质量份的乳液中,总含量优选为1质量份或更多
且50质量份或更少。如果其小于1质量份,则不能充分进行乳化,并且如果其超过50质量份,
则这样的量的这些复合物无助于加宽ζ电势分布宽度。更优选地,量为2质量份或更多且30
质量份或更少。
[0117] 用于生产本发明呈乳液形式的硅酮消泡剂组合物的方法没有特别限制,只要其在上述方法内即可,并且呈乳液形式的硅酮消泡剂组合物可以通过已知的方法生产。例如,可
以通过使用适合于生产乳液的普通混合器(如均化器、胶体磨、均质混合器、高速定子转子
搅拌器等)混合和乳化上述组分来生产呈乳液形式的硅酮消泡剂组合物。
[0118] 在生产乳液时施加到复合物颗粒上的剪切速度优选为5,000s‑1或更多且100,‑1 ‑1
000s 或更少。如果剪切速度小于5,000s ,则乳液颗粒的分散稳定性变差,并且颗粒可能
‑1
沉降或消泡持久性可能不足。此外,如果剪切速度超过100,000s ,则复合颗粒内和/或复合
颗粒之间的组成特征和/或形态特征的变化变得过小,使得ζ电势分布宽度变窄,并且不能
‑1 ‑1
获得令人满意的消泡性能。更优选地,剪切速度为7,000s 或更多且50,000s 或更少。
[0119] 本发明呈乳液形式的硅酮消泡剂组合物可以含有不损害本发明目的的量的聚氧烯烃烷基醚(如聚氧乙烯十三烷基醚、聚氧乙烯十六烷基醚和聚氧乙烯十八烷基醚)、非离
子型表面活性剂(如聚氧乙烯硬化蓖麻油和聚氧乙烯山梨糖醇酐酸酯(polyoxyethylene 
sorbitan acid ester))、以及离子型表面活性剂(如月桂酰谷氨酸钠和二月桂酰胺谷氨酰
胺赖氨酸钠)。
[0120] 在100质量份的乳液中,表面活性剂的量优选为50质量份或更少,更优选为30质量份或更少。
[0121] 如果表面活性剂的量超过50质量份,则表面活性剂对环境产生不利影响,并且二氧化硅颗粒的聚集力降低,从而损害产品的存储稳定性和稀释时的处理特性。
[0122] 本发明呈乳液形式的硅酮消泡剂组合物可以含有不损害本发明目的的量的水杨酸、苯甲酸钠、脱氢醋酸钠、山梨酸钾、苯氧乙醇、对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸丁酯作
为防腐剂。此外,可以向本发明的组合物中添加其他添加剂,只要它们不违背本发明的精神
即可。例如,可以添加pH调节剂、着色剂、抗氧化剂、除臭剂、交联剂、各种催化剂、乳液稳定
剂、各种有机溶剂、螯合剂等。
[0123] 本发明呈乳液形式的硅酮消泡剂组合物中使用的水的类型没有特别限制,并且优选使用离子交换水。优选使用pH值在2至12范围内、更优选在4至10范围内的离子交换水。
[0124] 本发明呈乳液形式的硅酮消泡剂组合物中乳液颗粒的粒度优选在0.1μm或更大且1000μm或更小的范围内。如果其为0.1μm或更小,则不能表现出足够的消泡性能,并且如果
其超过1000μm,则会出现如颗粒沉淀特性的问题。0.5μm或更大且500μm或更小μm的范围是
更优选的。在本发明中,可以通过例如由Beckman Coulter,Inc.制造的粒度分布测量装置
N4Plus来测量平均粒度。
[0125] 如上所述,在本发明呈乳液形式的硅酮消泡剂组合物中,可以通过含有硅酮作为主要组分的油和二氧化硅颗粒及通过其生产方法稳定地控制粒度,由此可以缩小粒度的分
散。因此,增强了存储稳定性和在应用开发时的稳定性。
[0126] 根据本发明的硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势表现出类似的消泡性能和稳定性趋势,如通过任何方法或设备所测量的。然而,关于在ζ电势的测量中复合颗粒在水性分
散液中的浓度,存在可以获得适当值的范围。复合颗粒在水性分散液中的浓度优选为10ppm
或更大且50,000ppm(5%)或更少。如果浓度小于10ppm或超过50,000ppm(5%),则可能无法
得出适当的值。因此,如果硅酮消泡剂组合物呈乳液形式,则将其用水稀释或浓缩以实现优
选的复合颗粒浓度。在复合物形式的情况下,其以优选的浓度分散在水中。根据需要,酌情
使用表面活性剂等将其分散。
[0127] 用于测量ζ电势的水性分散液的pH也影响ζ电势的测量结果。当预先知道气泡液体的pH时,可以根据pH测量ζ电势。当将它们在相同的pH下进行比较时,ζ电势的比较才是有意
义的。
[0128] 根据本发明的硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势的优选分布宽度可以根据起泡液体的类型、所需的消泡性能等在绝对值上变化,但是最通常地,分布宽度具有以下优选范
围。也就是说,在所测量的ζ电势的累积相对频率分布中,当待测量的水性分散液的pH为7
时,使用激光多普勒电泳方法,优选的是在10%的积分值与90%的积分值之间的差为6mV或
更大且60mV或更少。如果其为小于6mV,则初始消泡特性不足。如果其超过60mV,则变得难以
实现初始消泡特性和消泡持久性两者,并且当消泡剂呈乳液形式时,颗粒的分散稳定性降
低。更优选地,差为10mV或更大且40mV或更少。
[0129] 如上所述,根据使用用途,硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势分布宽度的设定可以选择性地采用初始消泡特性是否被认为重要、初始消泡特性和消泡持久性两者是否被认
为重要、或者乳液作为产品的稳定性是否被认为重要的情况。例如,这些优先级可以根据泡
沫的高度公差和容纳起泡液体的容器的形状而变化。作为使用用途的实例,当废液积累在
窄而深的池中并且废液频繁地被交换并且泡沫容易溢出时,初始消泡特性被认为是重要
的。当因为使用了宽而浅的池泡沫几乎不溢出时,并且当泡沫被长时间保留时,需要初始消
泡特性和消泡持久性两者。
[0130] 此外,根据使用用途,在一定程度上也可以选择性地采用是主要引起泡沫抑制还是主要引起泡沫破裂。这是因为在上述组成异质性与形态异质性之间的平衡是根据使用用
途设定的。例如,在即使很少的泡沫积聚也是很麻烦的使用用途中,可以增加组成异质性的
贡献以便导致主要发生泡沫抑制,而在泡沫积聚本身可能发生但是可能在增长的某一阶段
破裂并且不再进一步增长的使用用途中,可以增加形态异质性的贡献。
[0131] 本发明的硅酮消泡剂组合物及其生产方法在所有涉及起泡的过程中(如在化学、食品、石油、纱线制造、纺织和制药工业中)有效地发挥作用。在对反复试验依赖性大的消泡
剂的产品开发和产品制造中,可以通过本发明预测消泡性能,并且可以提供具有高的、稳定
的消泡性能的消泡剂以及生产这样的消泡剂的方法。
[0132] 此外,根据使用用途和目的,可以预期本发明的硅酮消泡剂组合物能够实现初始消泡特性与消泡持久性之间的平衡、以及消泡性能与分散稳定性之间的平衡。此外,根据使
用用途和目的,可以预期本发明的硅酮消泡剂组合物能够控制主要引起泡沫抑制和泡沫破
裂中的哪一种。
[0133] [实施例]
[0134] 现在将通过举例的方式来描述本发明。应当注意,本发明不受这些实施例的限制。实施例和对比例中的ζ电势测量方法、消泡性能评价方法和分散稳定性评价如下进行。
[0135] 在性能评价测试中,具有甚至部分失败结果的产品被描述为对比例。
[0136] 使用表面活性剂进行分散以制备水性分散原液。设定剪切速度。
[0137] <用于测量ζ电势的方法>
[0138] 为了测量硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势,制备了水性分散液,其中在用离子交换水稀释两次的中性磷酸盐缓冲溶液中复合颗粒的浓度被设定为落入10至100ppm的范
‑1
围内。当硅酮消泡剂组合物呈复合物形式时,其通过使用表面活性剂以20,000s 的剪切速
度分散来制备,并且当呈乳液形式时,其通过用水稀释或浓缩使得复合颗粒的浓度落入预
定范围内来制备。在任一情况下,将水性分散液的pH调节至7。
[0139] 使用Malvern纳米ZS90机器通过激光多普勒电泳来测量ζ电势。在25℃下进行测量。
[0140] 在ζ电势的累积相对频率分布中,将10%的积分值与90%的积分值的差用作ζ电势分布宽度。
[0141] <分散稳定性评价方法>
[0142] 在评价硅酮消泡剂组合物复合颗粒的分散稳定性时,制备了水性分散液,其中将复合颗粒在离子交换水中的浓度设定为1质量%。当硅酮消泡剂组合物呈复合物形式时,酌
情使用表面活性剂如聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯来分散复合颗粒。当硅酮消泡剂组合物
呈乳液形式时,通过用水稀释组合物或浓缩组合物以使复合颗粒的浓度落入预定范围内来
制备乳液。
[0143] 将制备好的30g水性分散液放入50ml的螺旋瓶中,并且在25℃下储存1个月之后确认乳状物(creaming)和沉淀的存在。
[0144] 评价标准;
[0145] A:确认没有乳状物和没有沉淀,B:确认有轻微乳状物和沉淀,C:确认有乳状物和沉淀
[0146] 等级A和B被认为是合格产品。
[0147] <消泡性能评价方法>
[0148] 通过向离子交换水中添加1.5质量%的起泡液体并进一步添加硅酮消泡剂组合物来制备测试起泡液体。此时,将测试起泡液体中复合颗粒的浓度调节至100ppm。当硅酮消泡
剂组合物呈复合物形式时,酌情使用表面活性剂将其分散。
[0149] 将100ml这种测试起泡液体置于500ml直径为50mm带刻度的量筒中,并且使用Kinoshita玻璃球过滤器504G‑1通过空气泵以1.5L/min的流速供给空气以产生泡沫。记录
在开始供给空气后10秒的泡沫体积,并评价初始消泡特性。
[0150] 作为起泡液体,制备分别包括烷基醚硫酸盐作为起泡液体1和聚氧乙烯烷基醚作为起泡液体2的两种类型的起泡液体,并对其进行评价。
[0151] 初始消泡特性的评价标准;以五级作为评价标准对10秒后的泡沫体积进行评级。至少“3”的评价等级应被认为是合格产品。
[0152] 5:少于10ml,4:10ml或更多且少于100ml,3:100ml或更多且少于200ml,2:200ml或更多且少于300ml,1:300ml或更多
[0153] 在评价消泡持久性时,在评价初始消泡特性之后,在相同状态下在相同条件下继续供给空气20分钟,并且记录在20分钟的时间点的泡沫体积,并通过如上所描述的相同评
价方法评价消泡性能。
[0154] 消泡持久性的评价标准;以五级作为评价标准对20分钟后的泡沫体积进行评级。至少“3”的评价等级应被认为是合格产品。
[0155] 5:少于50ml,4:50ml或更多且少于200ml,3:200ml或更多且少于300ml,2:300ml或更多且泡沫留在量筒内,1:泡沫从量筒溢出。
[0156] 对于消泡性能的总体评价,初始消泡特性和消泡持久性两者均合格的情况应被视为合格产品。
[0157] <实施例1>
[0158] 在下面的描述中,除非另有说明,否则“份”是基于质量。而且,单元%表示所有硅氧烷中相应硅氧烷单元与硅氧烷总数的比率。
[0159] 使用盘式溶解器紧密地混合100份包括99.2%(CH3)2SiO2/2单元和0.8%(CH3)3SiO1/2单元的聚二甲基硅氧烷(称为硅酮油A)(其中0.03%的所有聚二甲基硅氧烷单元具
2
有硅原子改性的乙氧基基团)和5.0份的BET表面积为200m/g的亲水性煅制二氧化硅(称为
二氧化硅1)。将此混合物在150℃下加热4小时以制备复合物。
[0160] 此复合物的ζ电势分布宽度为18mV。
[0161] 分散稳定性的评价为“A”。
[0162] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为45ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,10秒后的体积为40ml。因此,评
价为“4”。
[0163] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为95ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为85ml。因此,评价为“4”。
[0164] 表1示出了作为复合物类型的硅酮消泡剂组合物的化学组成、ζ电势分布宽度的测量结果、分散稳定性和消泡特性结果。
[0165] 接下来,通过适当地使用聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯分散上述复合物制备乳‑1
液。剪切速度为120,000s 。所产生的乳液的ζ电势分布宽度为5.5mV。
[0166] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒。此时测量的泡沫体积为220ml。因此,评价为“2”,是不合格的。
[0167] 然后,将剪切速度改变为20,000s‑1,并且进行返工。
[0168] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为17mV。
[0169] 分散稳定性的评价为“A”。
[0170] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒。此时测量的泡沫体积为40ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,10秒后的体积为35ml。因此,评价为“4”。
[0171] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为90ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为80ml。因此,评价为“4”。
[0172] 表2示出了作为乳液类型的硅酮消泡剂组合物的化学组成、ζ电势分布宽度的测量结果、分散稳定性和消泡特性结果。应注意,剪切速度是在最终返工期间的剪切速度,并且
在最终返工之后获得了分散稳定性和消泡特性的评价结果。
[0173] <实施例2>
[0174] 除了使用50质量份的硅酮油A和50质量份的包括99.7%(CH3)2SiO2/2单元和0.3%(CH3)3SiO1/2单元的聚二甲基硅氧烷(称为硅酮油B)(其中0.03%的所有聚二甲基硅氧烷单
元具有硅原子改性的乙氧基基团)代替实施例1中的100质量份的硅酮油A之外,以与实施例
1相同的方式生产复合物。
[0175] 此复合物的ζ电势分布宽度为19mV。
[0176] 分散稳定性的评价为“A”。
[0177] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且此时测量的泡沫体积为20ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,10秒后的体积为9ml。因此,评价为“5”。
[0178] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为85ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为70ml。因此,评价为“4”。
[0179] 接下来,使用上述复合物以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0180] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为18mV。
[0181] 分散稳定性的评价为“A”。
[0182] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒。此时测量的泡沫体积为20ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,10秒后的体积为15ml。因此,评价为“4”。
[0183] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为70ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为65ml。因此,评价为“4”。
[0184] <实施例3>
[0185] 除了使用70质量份的硅酮油A和30质量份的异构烷烃作为矿物油代替实施例1中的100质量份的硅酮油A之外,以与实施例1相同的方式生产复合物。
[0186] 此复合物的ζ电势分布宽度为39mV。
[0187] 分散稳定性的评价为“A”。
[0188] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为12ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,10秒后的体积为5ml。因此,评价为
“5”。
[0189] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为55ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为52ml。因此,评价为“4”。
[0190] 接下来,使用上述复合物以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0191] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为37mV。
[0192] 分散稳定性的评价为“A”。
[0193] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且在此时测量的泡沫体积为13ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,10秒后的体积为12ml。因此,评价为
“4”。
[0194] 在评价消泡持久性中,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为54ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为51ml。因此,评价为“4”。
[0195] <实施例4>
[0196] 除了使用2.5质量份的二氧化硅1和2.5质量份的BET表面积为300m2/g的亲水性煅制二氧化硅(称为二氧化硅2)代替实施例1中的5.0质量份的二氧化硅1之外,以与实施例1
相同的方式生产复合物。
[0197] 此复合物的ζ电势分布宽度为37mV。
[0198] 分散稳定性的评价为“A”。
[0199] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为9ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为8ml。因此,评价为
“5”。
[0200] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为48ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为42ml。因此,评价为“5”。
[0201] 接下来,使用上述复合物以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0202] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为35mV。
[0203] 分散稳定性的评价为“A”。
[0204] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且此时测量的泡沫体积为9ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为7ml。因此,评价为“5”。
[0205] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为49ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为43ml。因此,评价为“5”。
[0206] <实施例5>
[0207] 除了使用50质量份的硅酮油A和50质量份的硅酮油B代替实施例1中的100质量份的硅酮油A,以及使用2.5质量份的二氧化硅1和2.5质量份的二氧化硅2代替实施例1中的
5.0质量份的二氧化硅1之外,以与实施例1相同的方式生产复合物。
[0208] 此复合物的ζ电势分布宽度为39mV。
[0209] 分散稳定性的评价为“A”。
[0210] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为9ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为8ml。因此,评价为
“5”。
[0211] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为55ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为52ml。因此,评价为“4”。
[0212] 接下来,使用上述复合物以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0213] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为37mV。
[0214] 分散稳定性的评价为“A”。
[0215] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且在此时测量的泡沫体积为8ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为8ml。因此,评价为“5”。
[0216] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为54ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为53ml。因此,评价为“4”。
[0217] <实施例6>
[0218] 除了使用1.0质量份的量的二氧化硅1代替实施例1中的5.0质量份之外,以与实施例1相同的方式生产复合物。
[0219] 此复合物的ζ电势分布宽度为7mV。
[0220] 分散稳定性的评价为“A”。
[0221] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为160ml。因此,评价为“3”。在起泡液体2中,10秒后的体积为155ml。因此,
评价为“3”。
[0222] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为270ml。因此,评价为“3”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为260ml。因此,评价为“3”。
[0223] 接下来,使用上述复合物以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0224] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为7mV。
[0225] 分散稳定性的评价为“A”。
[0226] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且此时测量的泡沫体积为155ml。因此,评价为“3”。在起泡液体2中,10秒后的体积为150ml。因此,评价为“3”。
[0227] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为245ml。因此,评价为“3”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为240ml。因此,评价为“3”。
[0228] <实施例7>
[0229] 除了使用30质量份的量的二氧化硅1代替实施例1中的5.0质量份之外,以与实施例1相同的方式生产复合物。
[0230] 此复合物的ζ电势分布宽度为55mV。
[0231] 分散稳定性的评价为“B”。
[0232] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为5ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为4ml。因此,评价为
“5”。
[0233] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为30ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为25ml。因此,评价为“5”。
[0234] 接下来,使用上述复合物以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0235] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为6mV。
[0236] 分散稳定性的评价为“B”。
[0237] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且此时测量的泡沫体积为5ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为3ml。因此,评价为“5”。
[0238] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为30ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为28ml。因此,评价为“5”。
[0239] <实施例8>
[0240] 使用实施例1中生产的复合物,以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终‑1
返工时的剪切速度设定为7,000s 。
[0241] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为25mV。
[0242] 分散稳定性的评价为“A”。
[0243] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且此时测量的泡沫体积为9ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为8ml。因此,评价为“5”。
[0244] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为75ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为60ml。因此,评价为“4”。
[0245] <实施例9>
[0246] 使用实施例1中生产的复合物,以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终‑1
返工时的剪切速度设定为50,000s 。
[0247] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为12mV。
[0248] 分散稳定性的评价为“A”。
[0249] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且此时测量的泡沫体积为130ml。因此,评价为“3”。在起泡液体2中,10秒后的体积为115ml。因此,评价为
“3”。
[0250] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为185ml。因此,评价为“4”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为180ml。因此,评价为“4”。
[0251] <对比例1>
[0252] 除了使用0.2质量份的量的二氧化硅1代替实施例1中的5.0质量份之外,以与实施例1相同的方式生产复合物。
[0253] 此复合物的ζ电势分布宽度为5mV。
[0254] 分散稳定性的评价为“A”。
[0255] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为310ml。因此,评价为“1”。在起泡液体2中,10秒后的体积为180ml。因此,评
价为“3”。
[0256] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫溢出了量筒。因此,评价为“1”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为320ml。因此,评价为“2”。
[0257] 接下来,使用上述复合物以与实施例18相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0258] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为5mV。
[0259] 分散稳定性的评价为“A”。
[0260] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且在此时测量的泡沫体积为305ml。因此,评价为“1”。在起泡液体2中,10秒后的体积为175ml。因此,评价为
“3”。
[0261] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫溢出了量筒。因此,评价为“1”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为325ml。因此,评价为“2”。
[0262] 因此,在呈复合物形式和呈乳液形式的两种消泡剂组合物中,初始消泡特性和消泡持久性对于起泡液体1而言都是不合格的。
[0263] 此外,在呈复合物形式和呈乳液形式的两种消泡剂组合物中,对于起泡液体2而言初始消泡特性是合格的,但是消泡持久性是不合格的。
[0264] <对比例2>
[0265] 除了使用50质量份的量的二氧化硅1代替实施例1中的5.0质量份之外,以与实施例1相同的方式生产复合物。
[0266] 此复合物的ζ电势分布宽度为70mV。
[0267] 分散稳定性的评价为“C”。
[0268] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为7ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为6ml。因此,评价
为“5”。
[0269] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫溢出了量筒。因此,评价为“1”。在起泡液体2中,20分钟后泡沫溢出了量筒。因此,评价为“1”。
[0270] 接下来,使用上述复合物以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0271] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为67mV。
[0272] 分散稳定性的评价为“C”。
[0273] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且在此时测量的泡沫体积为7ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为7ml。因此,评价为“5”。
[0274] 在评价消泡持久性中,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫溢出了量筒。因此,评价为“1”。在起泡液体2中,20分钟后泡沫溢出了量筒。因此,评价为“1”。
[0275] 因此,在呈复合物形式和呈乳液形式的两种消泡剂组合物中,对于起泡液体1和起泡液体2两者而言,初始消泡特性是合格的,但是消泡持久性是不合格的。
[0276] <对比例3>
[0277] 除了使用35质量份的硅酮油A、35质量份的硅酮油B和30质量份的异构烷烃作为矿物油代替实施例1中的100质量份的硅酮油A之外,以与实施例1相同的方式生产复合物。
[0278] 此复合物的ζ电势分布宽度为65mV。
[0279] 分散稳定性的评价为“C”。
[0280] 在评价初始消泡特性时,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并测量泡沫的体积。所测量的体积为9ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为8ml。因此,评价为
“5”。
[0281] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为330ml。因此,评价为“2”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为315ml。因此,评价为“2”。
[0282] 接下来,使用上述复合物以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终返工‑1
时的剪切速度设定为20,000s 。
[0283] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为64mV。
[0284] 分散稳定性的评价为“C”。
[0285] 在评价初始消泡特性中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且在此时测量的泡沫体积为9ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为8ml。因此,评价为“5”。
[0286] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为325ml。因此,评价为“2”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为310ml。因此,评价为“2”。
[0287] 因此,在呈复合物形式和呈乳液形式的两种消泡剂组合物中,对于起泡液体1和起泡液体2两者而言,初始消泡特性是合格的,但是消泡持久性是不合格的。
[0288] <对比例4>
[0289] 使用实施例1中生产的复合物,以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终‑1
返工时的剪切速度设定为3,000s 。
[0290] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为55mV。
[0291] 分散稳定性的评价为“C”。
[0292] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且此时测量的泡沫体积为9ml。因此,评价为“5”。在起泡液体2中,10秒后的体积为8ml。因此,评价为“5”。
[0293] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫溢出了量筒。因此,评价为“1”。在起泡液体2中,20分钟后的泡沫体积为290ml。因此,评价为“3”。
[0294] 因此,对于起泡液体1而言,初始消泡特性是合格的,但是消泡持久性是不合格的。对于起泡液体2而言,初始消泡特性和消泡持久性两者都是合格的。
[0295] <对比例5>
[0296] 使用实施例1中生产的复合物,以与实施例1相同的方式生产乳液。然后,将在最终‑1
返工时的剪切速度设定为150,000s 。
[0297] 所产生的乳液的ζ电势分布宽度为6mV。
[0298] 分散稳定性的评价为“A”。
[0299] 在初始消泡特性的评价中,向起泡液体1中供给空气持续10秒,并且此时测量的泡沫体积为210ml。因此,评价为“2”。在起泡液体2中,10秒后的体积为195ml。因此,评价为
“3”。
[0300] 在评价消泡持久性时,在起泡液体1中,经过20分钟后的泡沫体积为305ml。因此,评价为“2”。在起泡液体2中,20分钟后的体积为275ml。因此,评价为“3”。
[0301] 因此,对于起泡液体1而言,初始消泡特性和消泡持久性两者都是不合格的。对于起泡液体2而言,初始消泡特性和消泡持久性两者都是合格的。
[0302]
[0303]
[0304] 从表1和表2中的实施例和对比例清楚的是,随着油和/或二氧化硅的类型的数量越多,硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势分布宽度趋于更宽。此外,随着二氧化硅相对于
油的质量%越大,ζ电势分布宽度变得越宽。此外,随着乳液生产时剪切速度越小,ζ电势分
布宽度变得越宽。
[0305] 在ζ电势为5mV的对比例1中,消泡性的综合评价在起泡液体1和起泡液体2中均是不合格的。在ζ电势为6mV的对比例5中,尽管消泡特性的综合评价在起泡液体1中是不合格
的,但在起泡液体2中是合格的。因此,在ζ电势为7mV的实施例6中,消泡特性的综合评价在
起泡液体1和起泡液体2中均是合格的。
[0306] 因此,已经发现,硅酮消泡剂组合物复合颗粒的ζ电势分布宽度的阈值下限对于起泡液体1而言存在于6mV与7mV之间,并且对于起泡液体2而言存在于5mV与6mV之间。
[0307] 类似地,从实施例7、对比例4和对比例3的结果已经发现,ζ电势分布宽度的阈值上限对于起泡液体1而言存在于54mV与55mV之间,并且对于起泡液体2而言存在于55mV与64mV
之间。
[0308] 因此,示出了根据所用起泡液体的ζ电势分布宽度的合适范围的差异。
[0309] 然而,当ζ电势分布宽度超过50mV时,消泡持久性趋于降低,并且复合颗粒的分散稳定性也降低。
[0310] 工业实用性
[0311] 本发明的硅酮消泡剂组合物及其生产方法在所有涉及起泡的过程中(如在化学、食品、石油、纱线制造、纺织和制药工业中)有效地发挥作用。在对反复试验依赖性大的消泡
剂的产品开发和产品制造中,可以通过本发明预测消泡性能,并且可以提供具有高的、稳定
的消泡性能的消泡剂以及生产这样的消泡剂的方法。此外,预期根据使用用途和目的可以
调节初始消泡特性与消泡持久性之间的平衡、以及消泡性能与分散稳定性之间的平衡。此
外,根据使用用途和目的,可以预期本发明的硅酮消泡剂组合物能够控制主要引起泡沫抑
制和泡沫破裂中的哪一种。