DE1067003B

DE1067003B - Schaumverhindernde Emulsion

Info

Publication number: DE1067003B
Application number: DENDAT1067003D
Authority: DE
Inventors: Albany N. Y. Myer Michael Solomon (V. St. A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1955-09-22
Publication date: 1959-10-15
Also published as: GB794405A; FR1161126A; BE551109A; US2829112A

Description

JU J

BÜNDESREPÜBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

INTERNATIONALE KL.

PATENTAMT

T /I BOIj₅ d

AUSLEGESCHRIFT 1067 003

G 20495 IVa/12 g

ANMELDE T AG₁ 7. SEPTEMBER 1956

BEKANNTMACHUNG DERANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 15. O KTO B E B 1959

Gegenstand der Erfindung ist eine insbesondere zur Schaumbekämpfung geeignete Silikoiiemulsion, die im wesentlichen aus folgenden gewichtsmäßig angegebenen Bestandteilen besteht: (1) 20 bis 40 Teile eines Methylpolysiloxans einer Viskosität von 20 bis 125 cP und einem durchschnittlichen Gehalt von etwa 1,95 bis 2,25 Methylgruppen je Siliziumatom, (2) 0,5 bis 5°/o feinverteilter Kieselsäure, (3) 4 bis 8 Teile eines Monaesters von Polyäthylenglycol und Stearinsäure der Formel

Il

HO(CH₂CH₂-O)_x-CH₂CHgO-C-C₁₇H₃₅

wobei χ eine ganze Zahl größer als 1 ist, (4) 6 bis 10 Teile eines Monostcaratesters von Sorbit der Formel

Schaumverhindernde Emulsion

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht, München 2, Sendlinger Str. 55,
und Dr. R. Schmidt, Oppenau (Renchtal), Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. September 1955

CH₁SOH(CHOH)₄Ch₂O-C-C₁₇H₈₆

und (5) 40 bis 65 Teile Wasser.

Die Verwendung von Organopolysiloxanflüssigkeiten zur Scliaumvcrhinderung in wäßrigen Systemen ist bekannt. Ein Beispiel einer solchen Schaumbekämpfungsemulsion ist beschrieben in der USA.-Patentschrift 2 595 928, die eine Schaumbekämpfungsemulsion aus einem Methylpolysiloxan einer Viskosität von wenigstens 200 cP, feinverteilter Kieselsäure, Wasser, Glycerylmonostearat und als Emulsionsmittel ein Polyoxyäthylenstearat oder Propylenglycolmonolaurat betrifft.

Es wurde jedoch festgestellt, daß das Glycerylmonostearat, welches gemäß der Patentschrift zur Erzielung der schaumhindernden Wirkung notwendig ist, die Anwendung von Konservierungsmitteln verbietet, die in kosmetischen und pharmazeutischen Präparaten benutzt werden. Wenn nämlich die beschriebene Emulsion zum Verhüten des Schäumens in Systemen angewandt wird, bei denen kosmetische und pharmazeutische, Konservierungsmittel enthaltende Präparate verarbeitet werden, so ergibt sich, daß die Konservierungswirkung durch die Gegenwart des GIycerylmonostearats im Endprodukt gehemmt wird. Außerdem erfordern die Emulsionen Merhylpolysiloxanflüssigkeiten von Viskositäten, die wenigstens 200 cP bei 25° C betragen, und im allgemeinen solche, die überhaupt kaum fließen und daher in ihrer Viskosität noch erheblich oberhalb des in der Patentschrift angegebenen Mindestwertes von 200 cP liegen. Schließlich stellen die schaumverhindernden Emulsionen nach der genannten Patentschrift im wesentlichen ein Wasser-in-öl-System dar. Dieses verteilt sich nicht, wenn es zu einem wäßrigen System zuao

Myer Michael Solomon, Albany, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

gegeben wird. Die Emulsion muß daher langsam und

sorgfältig durch weiteren Wasserzusatz verdünnt werden, bevor sie in einem wäßrigen System angewendet werden kann, um die Phasenumkehr zu bewirken, d. h. die Emulsion umzukehren. Es hat sich herausgestellt, daß eine entsprechende Verdünnung

und einwandfreie Einverleibung in ein wäßriges System unerwünscht lange Zeitdauern in Anspruch nimmt, da es notwendig ist, für homogene Verteilung sowohl in dem Verdünnungswasser, als auch in dem wäßrigen System zu sorgen.

Es wurde nun gefunden, daß eine schaumhemtnende Emulsion, die das Schäumen wäßriger Systeme verhindert, hergestellt werden kann aus der besonderen Mischung der oben angegebenen Bestandteile. So ist es möglich, trotz der Auslassung des Glycerylmono-

stearats ein Produkt zu erzielen mit schaumhindernden Eigenschaften, gleichwertig den in der USA.-Patentschrift beschriebenen, wobei eine geringere Menge des Methylpolysiloxans erforderlich ist als die nach der Patentschrift anzuwendende. Außerdem kann die

schaumhindernde Emulsion lc^b(bi,in ein wäßriges System als solches eingeführt, uiüiy darin verteilt werden ohne vorherige VerJenitufag, )»nd diese Verteilung erfordert eine verhall^sril&eijj^kurze Zeit, gewöhnlich einfaches Zusammeui der Bestand-

teile. So wurde also der bisher zusätzlich notwendige Schritt des Verdünnens ausgeschaltet und infolge der Abwesenheit des Glycerylmonostearats der unerwünschte Einfluß auf die Wirkung von Konservierungsmitteln in Arzneimitteln und kosmetischen

Präparaten vermieden. Außerdem ist es möglich, leichter zugängliche Methvlpolysiloxane geringerer Viskosität zu verwenden, als es bisher bei den Zusammensetzungen aus der genannten Patentschrift der Fall war.

Beide Stearatester müssen in der Emulsion in dem angegebenen Verhältnis (4 bis 8 Teile des einen und 6 bis 10 Teile des anderen Esters) enthalten sein. AVenm man nur eines der Stearate zur Bereitung der Emulsion anzuwenden versucht, so tritt nur eine geringe oder gar keine Emulsionsbildung ein; und wenn überhaupt eine Emulsion entstanden ist, so ist sie von sehr mangelhafter Beständigkeit und setzt nach verhältnismäßig kurzer Zeit ab. Außerdem wird, wenn nur eines der beiden Stearate als Emulgierungsmittel verwendet wird, eine ungenügende schaum verhindernde Wirkung erreicht.

An sich ist es bekannt, daß Fettsäure-Ester mit einer stärkeren Anhäufung an OH-Gru.ppen im Molekül gegenüber Fettsäuremonoglyzerinestern Vorteile hinsichtlich der Emulgierwirkung bieten.

Die zur Ausführung der Erfindung verwendeten Organopolysiloxane sind flüssige, benzollösliche Methylpolysiloxane einer Viskosität zwischen 20 und 125 cP und enthalten vorzugsweise gegen 1,95 bis 2,25 Methylgruppen auf jedes Siliziumatom. Methylpolysiloxane dieser Art und Verfahren zu ihrer Herstellung sind besonders beschrieben in der USA.-Patentschrift 2 469 890.

Die organopolysiloxanhaltige Schaumbekämpfungsmischungmuß zwischen 0.5 und 5°/» feinverteilte Kieselsäure enthalten, z. B in Form eines Kieselsäureaerogels, eines Kieselsäureschaumes (hergestellt z. B. durch Verbrennen flüchtiger Siliziumverbindungen, wie Siliziumtetrachlorid, Trichlorsilan, Äthylorthosilikat und Methylorthosilikat), gefällte Kieselsäuren usw. Solche feinvertcilten Kieselsäuren sind in der Technik bekannt und z. B. in der USA.-Patentschrift 2 541 137 beschrieben.

Die besonderen Emulgatoren, die bei der erfindungsgemäßen Herstellung der schaumbekämpfenden Mittel verwendet werden, stellen in der Technik gebräuchliche Produkte dar. Da;s Polyoxyäthylenstearat kann erhalten werden durch Ztigabe von 20 Mol Äthylenoxyd zu 1 Mol Stearinsäure. Beide Ester liefern bei Anwendung in den oben angegebenen Konzentrationen stabile Emulsionen, die lange Zeit bei normalen Temperaturen haltbar sind. Sie lassen sich leicht mit Wasser verdünnen, wenn sie gebraucht werden. Gewichtsmäßige Konzentrationen von 2 bis 10°/» Methylpolysiloxan in der Gesamtgewichtsmenge des Wassers sind ohne Schwierigkeiten herzustellen.

Ein Verfahren zur Bereitung der Emulsion besteht darin, das Silikafüllmittel mit dem Methylpolysiloxan zu benetzen und dann die Emulgierungsmittel zu der aus Füllmittel und dem Siloxan bestehenden Mischung in einer Colloidmühle oder in einem Mischgefäß zuzusetzen; dann wird in Wasser bis zur Bildung einer homogenen Mischung eingerührt und die Gesamtmenge der Bestandteile durch eine Colloidmühle oder ein Homogenisierungsgerät geschickt, bis eine feinverteiltc, beständige Emulsion entstanden ist.

Die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung eignen sich für den Zweck der Entschäumung eines wäßrigen Systems, wie es für Frostscbutzzwecke benutzt wird, und insbesondere zur Herstellung von Erzeugnissen auf dem Nahrungsmittelgebiet sowie für pharmazeutische und kosmetische Präparate. Die hier beschriebene schaumhindernde Emulsion findet auch für die Schaumbekämpfung anderer wäßriger Systeme mit großem Vorteil Anwendung, so z. B. für das Entschäumen von Latex bei der Herstellung der verschiedensten Artikel durch Tauchen. Die Anwesenheit der schaumbckämpfenden Emulsion verhindert die Bildung kleiner Locher in dem durch Tauchen hergestellten elastischen Erzeugnis.

Ausführungsbeispiel
Ein Methylpolysiloxan der Formel
^{xo r}CH,

(CH₃

SiO-

CH,

-Si(CH

3/3

wobei η eine, ganze Zahl größer als 1 ist ( z. B. von 3 bis 25 oder mehr) einer Viskosität von etwa 100 cP bei 25° C, wurde mit einer feinverteilten Kieselsäure derart vermischt, daß die Kieselsäure durch das Mcthylpolysiloxan benetzt wurde. Anschließend wurden die beiden obenerwähnten Emulgatoren, insbesondere der Monostearinsäureester von Polyäthylenglyco) und der Monostearinsäureestcr von Sorbitol, innig in dem benetzten Füllmittel verteilt. Die so gewonnene Mi-

^a5 schung von Bestandteilen wtirde dann gründlich mit Wasser benetzt, bis eine homogene Mischung erzielt war, und diese wurde dann durch eine Colloidmühle geschickt, bis eine feinverteilte beständige Emulsion entstanden war. Das Verhältnis der angewendeten Bestandteile war folgendes:

Wasser 54,2 Teile

Methylpolysiloxan 30 Teile

Monostearinsäureester

von Polyäthylenglycol 6 Teile

Monostearinsäureester

von Sorbitol 8,3 Teile

Silikaaerogel 1,5 Teile

Die oben angegebene Emulsion, die 30 Gewichtsprozent Methylpolysiloxan enthielt, wurde dann auf ihre schaumhindernde Fähigkeit wie folgt geprüft: 100 ecm einer Neopren-Latex-AVasser-Emulsion wurden in eine Halbliterflasche eingefüllt. Der Latex wurde auf 60 bis 65° C unter gleichzeitigem Anlegen eines Vakuums an die öffnung der Flasche erhitzt. Die schaumhindernde Emulsion wurde zu dem aufgeschäumten Latex in einer solchen Menge zugegeben, daß in einem Falle 0,01 ecm und in einem anderen Falle 0,001 ecm der schaumhindernden Emulsion verwendet wurden. In beiden Fällen fiel der Latexschaum vollständig zusammen und verschwand bei Einführung und Verteilung der schaumhindernden Emulsion. Die Mengen der Emulsion, die zum Entschäumen des Latexschaumes verwendet wurden, betragen, ein Zehntel bis ein Hundertstel derjenigen Menge, die für das Entschäumen von 100 ecm derselben Latexmischung gebraucht werden, wenn dazu die schaumhindernde Emulsion aus der erwähnten USA.-Patentsohrift verwendet wird.

_

Claims

Patentansprüche:

1. Schaumhindernde Emulsion, insbesondere zur Anwendung auf ein wäßriges System, aus einem Methylpolysiloxan, feinverteilter Kieselsäure, Wasser und einem Emulgator, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion folgende gewichtsmäßig angeführte Bestandteile enthält: (1) 20 bis 40 Teile Methylpolysiloxan einer Viskosität von 20 bis 125 cP bei 25° C und eines Verhältnisses von etwa 1,95 bis 2,25 Methylgruppen je Siliziumatom,

5 6

(2) 0,5 bis 5 Teile feinverteilter Kieselsäure, (3) Kieselsäure in Form von Silikaaerogel, von in

40 bis 65 Teile Wasser, (4) 4 bis 8 Teile des Mono- Rauchform gewonnenen Kieselsäuren oder von ge-

stearinsäureesters von Polyäthylenglycol und (5) fällten Kieselsäuren angewandt wird.

6 bis 10 Teile des Monostearinsäureesters von

Sorbit. 5 In Betracht gezogene Druckschriften:

2. Schaumhindernde Emulsion nach Anspruch 1, Deutsche Patentschrift Nr. 623 482;

dadurch gekennzeichnet, daß die feinverteilte USA.-Patentschriften Nr. 2 375 007, 2 595 928.