WO2012095393A1 - Öl-in-wasser-emulsionen - Google Patents

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WO2012095393A1
WO2012095393A1 PCT/EP2012/050252 EP2012050252W WO2012095393A1 WO 2012095393 A1 WO2012095393 A1 WO 2012095393A1 EP 2012050252 W EP2012050252 W EP 2012050252W WO 2012095393 A1 WO2012095393 A1 WO 2012095393A1
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acid
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Wolfgang Gaschler
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BASF SE
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/02Foam dispersion or prevention
    • B01D19/04Foam dispersion or prevention by addition of chemical substances
    • B01D19/0404Foam dispersion or prevention by addition of chemical substances characterised by the nature of the chemical substance
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06Paper forming aids
    • D21H21/12Defoamers

Definitions

  • the invention relates to oil-in-water emulsions based on fatty alcohols and their use as defoamers or deaerators for aqueous compositions.
  • foam-forming aqueous compositions are detergent-containing compositions, saponin-containing compositions, wastewater in sewage treatment plants, protein-containing compositions such as soybean extracts, and in particular pulp suspensions, e.g. As wood pulp and / or pulp-containing suspensions, such as those used in particular in the paper industry for the production of paper, cardboard or cardboard.
  • the foam-forming aqueous compositions are used in their processing and z. T. already in their preparation so-called defoamers and / or deaerators that suppress the undesirable foaming even at low concentrations, reduce the content of trapped air or destroy already formed foam.
  • defoamers are often aqueous compositions based on oil-in-water dispersions or emulsions whose oil phase at least one hydrophobic substance, such as mineral oils, silicone oils, polyalkylene oxides, their esters with fatty acids and their ethers containing long-chain alcohols, native fats and / or oils, waxes, ester waxes or long-chain alcohols.
  • hydrophobic substance such as mineral oils, silicone oils, polyalkylene oxides, their esters with fatty acids and their ethers containing long-chain alcohols, native fats and / or oils, waxes, ester waxes or long-chain alcohols.
  • EP-A 149812 From US 4,950,420 defoaming agents for the paper industry are known, the 10 to 90 wt .-% of a surface-active polyether, such as polyalkoxylated glycerol or polyalkoxylated sorbitol, and 10 to 90 wt .-% of a fatty acid ester of polyhydric alcohols, such as mono- and diesters of Polyethylene glycol or polypropylene glycol, included.
  • a surface-active polyether such as polyalkoxylated glycerol or polyalkoxylated sorbitol
  • a fatty acid ester of polyhydric alcohols such as mono- and diesters of Polyethylene glycol or polypropylene glycol
  • EP-A 531713 and WO 94/08091 describe defoamers for the paper industry based on oil-in-water emulsions whose oil phases contain alcohols, fatty acid esters, distillation residues, hydrocarbons in combination with polyglycerol esters.
  • DE 2157033 describes defoamers based on aqueous emulsions containing C12-C22 alkanols and / or C12-C22 fatty acid esters of dihydric to trihydric alcohols and paraffin oil or C12-C22 fatty acids.
  • the effectiveness of a defoamer is often measured by its ability to suppress foaming on a liquid surface.
  • Defoamers which are also able to act as deaerators, are described less frequently in the prior art.
  • the known defoamers can with respect to the venting effect, especially at temperatures below 50 ° C, z. B. in the range of 20 to ⁇ 50 ° C often to be desired.
  • the object of the present invention is to provide compositions which have both high activity as defoamers and as deaerators for aqueous compositions, in particular for aqueous paper stock suspensions.
  • oil-in-water emulsions whose oil phase consists of at least 95% by weight of the following constituents: a) 50 to 80 wt .-%, in particular 55 to 75 wt .-% and especially 60 to 70% by weight, based on the total weight of the oil phase, of at least one alkanol having at least 16 C-atoms, in particular 16 to 20 C atoms, wherein the proportion of alkanols having 16 to 18 carbon atoms at least 80 wt .-%, in particular at least 90 wt%, especially at least 95 wt .-% or at least 99% based on the total amount of component A, b ) 1 to 10 wt .-%, in particular 2 to 8 wt%, especially 3 to 6 wt .-%, based on the total weight of the oil phase, of at least one further component B, the esters of Ci2-C36-alkanecarboxylic acids with polyglycerol and Esters
  • Component A consists mainly of substantially unbranched alkanols having at least 16, in particular 16 to 20 carbon atoms, d. H. saturated alcohols having at least 16, in particular 16 to 20 C atoms, in which the proportion of alcohols having 16 to 18 C atoms at least 80 wt .-%, especially at least 90 wt%, especially at least 95 wt .-% or at least 99% , based on the total amount of component A, and which are at least 80%, in particular at least 90% and especially at least 95% linear.
  • Such linear alkanols can be described by the following formula:
  • alkanols in particular linear alkanols having 16 to 18 C atoms, in particular 16 or 18 C atoms, is at least 80% by weight, in particular at least 90% by weight, especially at least 95% by weight, or according to the invention at least 99% by weight, based on the total weight of component A.
  • suitable alcohols as component A are palmityl alcohol (cetyl alcohol), 1-heptadecanol, stearyl alcohol, arachial alcohol (n-eicosanol), behen alcohol and mixtures thereof.
  • the component A is at least 80%, in particular at least 90% and especially at least 95% of palmityl alcohol, stearyl alcohol or mixtures thereof.
  • component A contains less than 20 wt .-%, based on the component A, alcohols having more than 18 carbon atoms.
  • the component A contains less than 10 wt .-%, in particular less than 5 wt .-%, especially less than 1 wt .-% or less than 0.5 wt .-%, based on the component A, alcohols with more as 18 carbon atoms.
  • palmityl or stearyl alcohol or a mixture of these alcohols is used as component A, while component A is free (less than 0.5% by weight, based on component A) of alcohols having more than 18 carbon atoms.
  • the proportion of component A in the oil phase according to the invention is 50 to
  • 80 wt .-% preferably at 55 to 75 wt .-%, in particular at 60 to 70 wt .-% based on the total weight of the oil phase.
  • Component B is selected from esters of alkanecarboxylic acids with polyglycerol, esters of alkanecarboxylic acids with alkanols and mixtures thereof.
  • esters of alkanecarboxylic acids with polyglycerol is meant a polyglycerol esterified with at least one fatty acid containing 12 to 36, especially 16 to 30, especially 18 to 24, carbon atoms.
  • the fatty acids considered for the esterification of polyglycerol may be both saturated fatty acids and unsaturated fatty acids and mixtures thereof.
  • Suitable fatty acids for the esterification of the polyglycerol mixtures are preferably selected from saturated fatty acids having 12 to 36, in particular 16 to 30, especially 18 to 24, carbon atoms. Examples of suitable saturated fatty acids are lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachic acid, behenic acid and montan wax acid.
  • Suitable unsaturated fatty acids are oleic acid, hexadecenoic acids, elaidic acid, eicosenoic acids and docosenoic acids, such as erucic acid or brassidic acid, and polyunsaturated acids, such as octadecenedioic acids and octatrienoic acids, such as linoleic acid and linolenic acid, and mixtures of said saturated and unsaturated carboxylic acids.
  • the polyglycerol is esterified with saturated carboxylic acids having 18 to 24 carbon atoms, which are selected in particular from palmitic acid, stearic acid and behenic acid and mixtures thereof.
  • the polyglycerol ester is a behenic acid esterified polyglycerol.
  • the degree of esterification of the polyglycerol esters is generally from 20 to 100%, preferably from 60 to 100%, based on the number of hydroxyl functions in the polyglycerol.
  • Preferred polyglycerol esters are, in particular, those which are obtainable by esterification of polyglycerol mixtures which comprise 15 to 40% by weight of diglycerol, 30 to 55% by weight of triglycerol and 10 to 25% by weight of tetraglycerol, in each case based on the total amount of polyglycerol, contain, wherein the total amount of di-, tri- and tetraglycerol at least 60 wt .-%, in particular at least 80 wt .-% makes up.
  • mixtures of the following composition are used for the esterification:
  • polyglycerol esters are those which are obtainable by esterification of one of the polyglycerol mixtures described above with at least one saturated carboxylic acid having 18 to 24 carbon atoms, the carboxylic acid being selected in particular from palmitic acid, stearic acid and behenic acid and mixtures thereof ,
  • compositions according to the invention are those polyglycerol esters which are obtainable by esterification of behenic acid with a polyglycerol mixture which comprises from 0 to 10% by weight of glycerol, 15 to 40% by weight of diglycerol, 30 to 55% by weight.
  • Triglycerin 10 to 25 wt .-% tetraglycerol, 0 to 15 wt .-% pentaglycerol, 0 to 10 wt .-% hexaglycerol and 0 to 5 wt .-% higher-condensed polyglycerols.
  • the polyglycerol mixtures used for the esterification are, for example, by alkaline-catalyzed condensation of glycerol at elevated temperatures (cf., for example, fats, soaps, paints, Volume 88, No. 3, pages 101 to 106 (1986)) or according to the DE A 3842692 accessible by reaction of glycerol with epichlorohydrin in the presence of acidic catalysts at elevated temperatures.
  • elevated temperatures cf., for example, fats, soaps, paints, Volume 88, No. 3, pages 101 to 106 (1986)
  • DE A 3842692 accessible by reaction of glycerol with epichlorohydrin in the presence of acidic catalysts at elevated temperatures.
  • the mixing However, conditions are also obtainable by the pure polyglycerol, z. As diglycerol, triglycerol and tetraglycerol mixed together.
  • EP 531713 and WO 94/08091. are typically prepared by esterification of polyglycerol, in particular by esterification of the polyglycerol mixtures described above, with the desired fatty acid or mixture of fatty acids or their ester-forming derivatives, eg. B. their Ci-C4-alkyl esters, prepared by methods known per se.
  • the reaction is generally carried out in the presence of an acidic esterification catalyst such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, citric acid, phosphorous acid, phosphoric acid, hypophosphorous acid or basic catalysts such as sodium methoxide or potassium tert-butoxide.
  • an acidic esterification catalyst such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, citric acid, phosphorous acid, phosphoric acid, hypophosphorous acid or basic catalysts such as sodium methoxide or potassium tert-butoxide.
  • esters of C 12 -C 36 -alkanecarboxylic acids with C 12 -C 36 -alkanols come into consideration.
  • This refers to substances which are obtainable by esterification of at least one, preferably saturated, mono- to dihydric, preferably monohydric, alkanecarboxylic acid having 12 to 36, in particular 16 to 30, especially 18 to 24 C-atoms with a Ci2-C36-alkanol
  • the alkanols suitable for the esterification are preferably saturated, linear and mono- to divalent, in particular monovalent. They have 12 to 36, especially 16 to 30, especially 18 to 24 carbon atoms. It is also possible to use mixtures of alkanoic acid alkyl esters.
  • alkanoic acid alkyl esters are palmitic acid palmitate esters, stearic acid stearyl esters, arachic acid arachyl esters, behenate behenate and lignoceric acid lignoceryl ester.
  • Preferred esters of C 12 -C 36 -alkanecarboxylic acids with C 12 -C 36 -alkanols are behenyl behenate and stearyl stearate and mixtures thereof.
  • component B comprises at least one of the previously described esters of alkanecarboxylic acids with polyglycerol (hereinafter also referred to as polyglycerol ester), in particular at least one of the polyglycerol esters given as preferred or particularly preferred.
  • component B comprises at least one of the above-described polyglycerol esters obtainable by esterification of the above-described polyglycerol with at least one saturated carboxylic acid having 18 to 24 carbon atoms, the carboxylic acid being in particular palmitic acid, stearic acid and behenic acid and whose mixtures are selected.
  • component B comprises at least one of the above-described polyglycerol esters obtained by esterification of behenic acid with a polyglycene mixture consisting of 0 to 10% by weight of glycerol, 15 to 40% by weight of diglycerol, 30 to 55 wt .-% triglycerol, 10 to 25 wt .-% tetraglycerol, 0 to 15 wt .-% pentaglycerine, 0 to 10 wt .-% hexaglycerol and 0 to 5 wt .-% higher-condensed polyglycerol rinen available.
  • the component B is at least one of the above-described polyglycerol esters obtained by esterification of behenic acid with a polyglycene mixture consisting of 0 to 10% by weight of glycerol, 15 to 40% by weight of diglycerol, 30 to 55 wt .-% triglycerol, 10 to 25
  • component B 80 wt .-%, in particular at least 90 wt .-%, especially at least 95% by weight, based on the total weight of component B, or exclusively from at least one of the polyglycerol esters described above, in particular at least one of as preferred or particularly preferably indicated polyglycerol esters.
  • the component B is at least 80 wt .-%, in particular at least 90 wt .-%, especially at least 95 wt .-%, based on the total weight of component B, or exclusively of at least one of the above described polyglycerol ester which is obtainable by esterification of the polyglycerol described above with at least one saturated carboxylic acid having 18 to 24 carbon atoms, wherein the carboxylic acid is selected in particular from palmitic acid, stearic acid and behenic acid and mixtures thereof.
  • the component B is at least 80 wt .-%, in particular at least 90 wt .-%, especially at least 95 wt .-%, based on the total weight of component B, or exclusively of at least one of the above polyglycerol ester described by esterification of behenic acid with a polyglycerol mixture consisting of 0 to 10 wt .-% glycerol, 15 to 40 wt .-% diglycerol, 30 to 55 wt .-% triglycerol, 10 to 25 wt .-% tetraglycerol, 0 to 15 wt .-% pentaglycerol, 0 to 10 wt .-% hexaglycerol and 0 to 5 wt .-% higher-condensed polyglycerols is available.
  • the proportion of component B in the oil phase is from 1 to 10% by weight, preferably from 2 to 8% by weight, in particular from 3 to 6% by weight, based on the total weight of the oil phase.
  • the component C contained in the oil-in-water emulsions according to the invention is one or more organic substances which are liquid at 50 ° C. and 1013 mbar, at normal pressure a boiling point above 200 ° C., eg. B. in the range of 200 to 400 ° C, in particular of at least 250 ° C, and which are substantially insoluble in water at 25 ° C and 1013 mbar, ie a solubility in water of less than 0.1 g / l have.
  • Suitable substances are hydrocarbons and triglycerides of fatty acids, in particular those having 12 to 22 carbon atoms.
  • the component C is preferably at least 80 wt .-%, in particular 90 wt .-%, especially 95 wt .-%, based on the total weight of the component C, of one or more hydrocarbons, which in particular non-aromatic, ie aliphatic or cycloaliphatic, and have a boiling point of at least 200 ° C, preferably at least 250 ° C, z. B. in the range of 200 to 400 ° C or 250 to 400 ° C at 1, 013 bar, such as liquid paraffins, white oils, soft paraffins or other commercial mineral oils.
  • the proportion of component C in the oil phase according to the invention is 10 to 49 wt .-%, preferably 20 to 40, in particular 25 to 35 wt .-%, based on the total weight of the oil phase.
  • the emulsions according to the invention advantageously comprise at least one surface-active substance.
  • the emulsions of the invention contain the at least one surfactant usually in an amount of 0.1 to 10 wt .-%, in particular in an amount of 0.5 to 5 wt .-%, based on the oil phase.
  • any substances known for stabilizing hydrophobic particles or droplets in aqueous systems are suitable, eg. As anionic, cationic, amphoteric and / or nonionic emulsifiers and water-soluble ionic and nonionic polymers, preferably ionic amphiphilic copolymers having cationic or anionic groups and their molecular weight, in contrast to the emulsifiers usually above 1000 daltons.
  • anionic, cationic, amphoteric and / or nonionic emulsifiers and water-soluble ionic and nonionic polymers preferably ionic amphiphilic copolymers having cationic or anionic groups and their molecular weight, in contrast to the emulsifiers usually above 1000 daltons.
  • Surface-active substances are well known to the skilled person, for. From Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5 ed. Vol. A9, pp. 297-339. Examples of suitable anionic emulsifiers are:
  • Salts in particular sodium and ammonium salts of higher fatty acids
  • Salts especially the sodium and ammonium salts sulfated
  • C6-C22-alkylphenols such as nonylphenol or octylphenol
  • salts in particular the sodium and ammonium salts of C4-C22-alkylarylsulfonates, salts, in particular the sodium and ammonium salts of sulfonates of
  • Salts in particular the sodium and ammonium salts of sulfonated C 8 -C 22 -alkyldiphenyloxides, in particular of bis-sulfonated C 8 -C 22 -alkyldiphenyloxides, such as bis-sulfonated dodecyldiphenyloxide,
  • Salts in particular the sodium and ammonium salts of naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensates or naphthalenesulfonic acid-formaldehyde-urea condensates,
  • nonionic emulsifiers examples include: alkoxylated C 6 -C 22 -alkylphenols having a degree of ethoxylation of preferably in the range from 5 to 50,
  • ethoxylated unsaturated oils such as reaction products of castor oil with 30 to
  • aliphatic alcohols having usually 12 to 20 carbon atoms, for.
  • fatty alcohols polyhydric alcohols, amines and carboxylic acids.
  • the emulsions according to the invention preferably contain at least one emulsifier, in particular at least one anionic emulsifier in an amount of from 0.1 to 10% by weight, in particular in an amount of from 0.5 to 5% by weight, based on the oil phase.
  • the emulsions according to the invention comprise at least one anionic emulsifier selected from among the salts, in particular the sodium and ammonium salts, sulfated ethoxylation products of C6-C22-alkylphenols.
  • Examples of surface-active anionic polymers are homopolymers of acrylic acid, homopolymers of methacrylic acid, copolymers of acrylic acid and methacrylic acid in any molar ratio, copolymers of acrylic acid and maleic acid in any molar ratio, copolymers of
  • Methacrylic acid and maleic acid polyvinyl sulfonic acid, polyacrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, copolymers of acrylic acid and acrylamide or methacrylamide, copolymers of methacrylic acid and acrylamide or
  • Methacrylamide, or the alkali metal and ammonium salts of said polymers having molecular weights of, for example, 1500 to 300,000.
  • Preferred anionic surface active polymers are amphiphilic, acid group-containing copolymers containing (a) hydrophobic monoethylenically unsaturated monomers and
  • hydrophobic monoethylenically unsaturated monomers are: styrene, methylstyrene, ethylstyrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, C 2 - to cis-olefins, esters of monoethylenically unsaturated C 3 - to Cs-carboxylic acids and monohydric alcohols, vinyl alkyl ethers, vinyl esters or mixtures thereof.
  • Isobutene, diisobutene, styrene and acrylic esters such as ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate and sec-butyl acrylate are preferably used from this group of monomers.
  • Examples of monomers (b) are: acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, vinylsulfonic acid, 2-acrylamidomethylpropanesulfonic acid, acrylamido-propane-3-sulfonic acid, 3-sulfopropyl acrylate,
  • the molecular weight of the amphiphilic copolymers is generally from 1000 to 100,000 and is preferably in the range from 1500 to 10,000.
  • the acid numbers of the anionic amphiphilic copolymers are generally 50 to 500, preferably 150 to 350 mg KOH / g of polymer.
  • Further suitable surface-active polymers for stabilizing the compositions according to the invention are:
  • Graft polymers of from 5 to 40 parts by weight of N-vinylformamide per 100 parts by weight of a polyalkylene glycol having a molecular weight of from 500 to 10,000,
  • graft polymers of N-vinylformamide on polyalkylene glycols are described, for example, in WO-A-96/34903.
  • the grafted vinylformamide units may optionally be up to 10% hydrolyzed.
  • the proportion of grafted vinylformamide units is preferably from 20 to 40% by weight, based on polyalkylene glycol.
  • Polyethylene glycols having molecular weights of 2,000 to 10,000 are preferably used.
  • Zwitterionic polyalkylenepolyamines and zwitterionic polyethyleneimines are known, for example, from EP-B 1 12592. Such compounds are obtainable, for example, by first treating a polyalkylenepolyamine or polyethylenimine alkoxylated, z. B. with ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide and the alkoxylation products then quaternized, z. B. with methyl bromide or dimethyl sulfate, and the quaternized, alkoxylated products then sulfated with chlorosulfonic acid or sulfur trioxide.
  • the molar mass of the zwitterionic polyalkylenepolyamines is, for example, from 1000 to 9000, preferably from 1500 to 7500.
  • the zwitterionic polyethyleneimines preferably have molecular weights in the range from 2000 to 1700 daltons.
  • compositions of the invention contain at least one anionic surfactant.
  • anionic surfactant This is preferably selected from the above-mentioned anionic emulsifiers, the above-mentioned acid group-bearing, water-soluble polymers and mixtures thereof.
  • the emulsions according to the invention contain 0.05 to 8% by weight, in particular 0.1 to 5% by weight, based on the oil phase, of at least one acid-group-containing, water-soluble homo- or copolymer, preferably a salt thereof, and optionally at least one anionic emulsifier.
  • the emulsifiers are preferably also used in an amount of 0.05 to 5 wt .-%, based on the total weight of the oil phase.
  • Particularly advantageous are those emulsions containing at least one anionic emulsifier and at least one of the above-mentioned acid group-bearing, water-soluble polymers.
  • the emulsions according to the invention may contain finely divided, practically water-insoluble, inert solids with particle-sized (weight-average particle diameter) of less than 20 ⁇ m, preferably in the range of 0.1 to 10 ⁇ m.
  • the emulsion according to the invention contains these further inert solids in an amount of, for example, from 0.1 to 50% by weight, preferably from 1 to 35% by weight, based on the weight of the oil phase of the oil-in-water emulsions.
  • Suitable inert solids are especially inorganic solids such.
  • the inert inorganic solids may also be hydrophobic, z.
  • these inert solids are solid at a temperature of 100 ° C.
  • the emulsions contain no finely divided, practically water-insoluble, inert solids other than components A, B and C.
  • the solids content of the oil-in-water emulsion according to the invention is generally in a range from 10 to 50 wt .-%, in particular 15 to 45 wt .-%, especially 20 to 40 wt .-%, based on the total weight of oil-in-water emulsion.
  • the emulsions according to the invention contain one or more thickeners for adjusting the viscosity required for the particular application. In principle, all thickeners known for thickening of oil-in-water systems can be used.
  • thickeners such as polysaccharides, carrageenates, tragacanth, alginates, starch, caseinates, modified organic polymers such as carboxymethylcellulose, synthetic thickeners such as polyacrylic acids, polyvinyl alcohol, polyethylene glycols, polyacrylamides and in particular copolymers of acrylamide with ethylenically unsaturated carboxylic acids, in particular with acrylic acid, and optionally with comonomers.
  • synthetic thickeners such as polyacrylic acids, polyvinyl alcohol, polyethylene glycols, polyacrylamides and in particular copolymers of acrylamide with ethylenically unsaturated carboxylic acids, in particular with acrylic acid, and optionally with comonomers.
  • thickeners are described in EP-A 149 812, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
  • Other suitable thickeners are in the review article by Warren. Shapiro, Oil-in Water-Emulsions, Cosmetics & Toiletries, Vol. 97
  • associative thickeners are so-called associative thickeners, for.
  • hydrophobically modified polyurethanes hydrophobically modified cellulose ethers that build up high molecular weight network structures according to the principle of hydrophobic interaction in the aqueous phase.
  • Associative thickeners are known in the art, for. B. J. Bielemann, Additives for Coatings, Wiley-VCH Weinheim 2000 and commercially available, for. B. under the names RHOPLEX ® and PRIMAL ® TT 935 Fa. Rohm & Haas, USA.
  • the emulsions contain no thickener.
  • emulsions according to the invention often contain for preservation even commercial biocides, eg. B.
  • the oil phase is usually emulsified in the aqueous phase.
  • a melt of the components A, B and C of the oil phase is usually incorporated into an aqueous phase which optionally contains one or more surface-active substances, ie emulsify.
  • the incorporation or emulsification is usually carried out at temperatures above the
  • Melting point of the oil phase, z. At temperatures in the range of 55 to 100 ° C.
  • the incorporation is done in a conventional manner for the preparation of emulsions by devices such.
  • B. dispersants are used in which the components of the emulsion are subjected to a high shear rate.
  • the emulsification of the oil phase is carried out in the aqueous phase preferably in the presence of surfactants.
  • Emulsifying the oil phase in the aqueous phase gives oil-in-water emulsions. These usually have a viscosity in the range from 300 to 3000 mPas (determined according to Brookfield at 25 ° C., eg with spindle 4 at 20 revolutions per minute) immediately after production.
  • the average particle size (weight average droplet diameter) of the oil-in-water emulsion is usually below 25 ⁇ , preferably in the range of 0.1 to 15 ⁇ , in particular 0.5 to 10 ⁇ , determined by means of light scattering at 20 ° C.
  • the oil-in-water emulsions according to the invention can be used as defoamers and / or deaerators for foam control or deaeration of aqueous media, for example in the food industry, the starch industry, in sewage treatment plants or in the paper industry. Preferred is their use as downhole solutions and in the paper industry, particularly in pulp cooking, pulp washing, pulp milling, papermaking, and pigment dispersion for papermaking.
  • the oil-in-water emulsions of the invention are used in the paper industry as deaerators of stock suspensions. Particularly preferred is the use as a breather of the headbox in papermaking.
  • the oil-in-water emulsions are generally used in amounts of 0.01 to 2 parts by weight per 100 parts by weight of the foam-forming aqueous liquid, preferably in amounts of 0.02 to 1 wt. Parts per 100 parts by weight of the foam-forming liquid, in particular in amounts of 0.05 to 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of the foam-forming liquid used.
  • the advantages of the emulsions according to the invention come in particular at temperatures in the range of 20 to 50 ° C to bear.
  • the average particle size (weight-average particle diameter dso) of the water-emulsified particles of the oil phase was determined using a Coulter counter from Beckmann.
  • the viscosity was determined using a Brookfield Type RVT, Viscosity 4 spindle at 20 revolutions per minute at 25 ° C.
  • the solids content was determined by weighing the samples after storage in a drying oven at 1 10 ° C to constant weight.
  • the average air content was determined by pumping in a container of transparent plastic 10 l each of a foam-developing stock suspension 0.1% (groundwood) for 5 minutes. The amount of air formed in the stock suspension was then measured by means of an air-measuring device (eg based on impedance methods such as the Sonica device from Conrex or on the basis of sound velocity measurements such as the Sonatrac from Cidra). To assess the effectiveness of a deaerator, the average air content was given 5 minutes after the addition of the deaerator. Pumping the paper suspension in the absence of a defoamer for 5 minutes, we obtain an average air content of 4 vol .-%.
  • an air-measuring device eg based on impedance methods such as the Sonica device from Conrex or on the basis of sound velocity measurements such as the Sonatrac from Cidra.
  • the Ci6 / is fatty alcohol used in the following as component A consists of
  • Cis-alcohol and 1 wt .-% of a linear C2o-alcohol The melting range of this mixture is 51 to 52 ° C.
  • the C2o + alcohol used as component A in the comparative examples consisted of 3% by weight of a linear cis-alcohol, 45% by weight of a linear C2o-alcohol, 25% by weight of a linear C22-alcohol, 15% by weight. % of a linear C24 alcohol and 12% by weight of higher alcohols.
  • the melting range of this mixture was 45 ° C to 54 ° C.
  • the polyglycerol ester used as component B was prepared by esterification of a Polyglyceringemisches consisting of 27% diglycerol, 44% triglycerol, 19% tetra-glycerol and 10% higher condensed polyglycerols with behenic acid. The degree of esterification was 60%.
  • the hydrocarbon (paraffin) used as component C has a melting point of 38 ° C.
  • Example 1 The components of the oil phase were first heated to a temperature of 1 10 ° C and then incorporated by means of a dispersing agent in the heated to 80 ° C aqueous phase.
  • the oil phase had the following composition, based on the total weight of the emulsion:
  • the physical properties and the deaerating effect of this emulsion are given in Table 2.
  • the examples and comparative examples given in Table 1 were prepared in an analogous manner. The amounts are wt .-%, based on the total weight of the emulsion.
  • the composition of the water phase corresponded in all examples to the water phase of Example 1.
  • the physical properties and the deaerating effect of this emulsion are given in Table 2.
  • Table 2 physical properties and deaerating effect of the antifoaming agents average particle viscosity solids content air content [%] size [ ⁇ ] [mPa-s] [%] 30 ° C 40 ° C

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Abstract

Die Erfindung betrifft Öl-in-Wasser-Emulsionen auf Basis von Fettalkoholen und deren Verwendung als Entschäumer oder Entlüfter für wässrige Zusammensetzungen. Derartige Öl-in-Wasser-Emulsionen bestehen zu wenigstens 95 Gew.-% aus den folgenden Bestandteilen: a) 50 bis 80 Gew.-%, insbesondere 55 bis 75 Gew.-% und speziell 60 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase, wenigstens eines Alkanols mit wenigstens 16 C-Atomen, insbesondere mit 16 bis 20 C-Atomen, wobei der Anteil an Alkanolen mit 16 bis 18 C-Atomen wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere 90 Gew%, speziell 95 Gew.-% oder wenigstens 99 % bezogen auf die Gesamtmenge der Komponente A ausmacht, b) 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 2 bis 8 Gew-%, speziell 3 bis 6 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase, wenigstens einer weiteren Komponente B, die unter Estern von C12-C36-Alkancarbonsäuren mit Polyglycerin und Estern von C12-C36-Alkancarbonsäuren mit C12-C36-Alkanolen sowie deren Gemischen ausgewählt ist, c)10 bis 49 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, speziell 25 bis 35 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase, wenigstens einer weiteren Komponente C, welche ausgewählt ist unter organischen Substanzen, die bei 50 °C und 1013 mbar flüssig sind, bei Normaldruck einen Siedepunkt oberhalb 200 °C aufweisen sowie bei 25 °C und 1013 mbar eine Löslichkeit in Wasser von weniger als 0,1 g/l aufweisen.

Description

ÖI-in-Wasser-Emulsionen
Beschreibung Die Erfindung betrifft ÖI-in-Wasser-Emulsionen auf Basis von Fettalkoholen und deren Verwendung als Entschäumer oder Entlüfter für wässrige Zusammensetzungen.
In zahlreichen industriellen Prozessen müssen wässrige Lösungen und Suspensionen gehandhabt werden, die aufgrund ihrer Inhaltsstoffe zur Schaumbildung neigen. Diese Schaumbildung erschwert die Prozessführung und muss daher möglichst gering gehalten oder gar vermieden werden. Beispiele für schaumbildende wässrige Zusammensetzungen sind Detergenzien enthaltende Zusammensetzungen, Saponin enthaltende Zusammensetzungen, Abwasser in Kläranlagen, Protein enthaltende Zusammensetzungen wie Sojabohnenextrakte und insbesondere Papierstoffsuspensionen, z. B. Holzschliff- und/oder Zellstoff-haltige Suspensionen, wie sie insbesondere in der Papierindustrie zur Herstellung von Papier, Pappe oder Karton eingesetzt werden.
Neben der Bildung von Schaum, welcher aus koaleszierenden Luftblasen permanent nachgebildet wird, erweist sich auch die in diesen Systemen eingeschlossene Luft, die in feindisperser, stabiler Form vorliegt, als problematisch. Die Verringerung des Luftgehaltes dieser Systeme ist daher ebenfalls von besonderer Bedeutung.
Aus diesen Gründen setzt man den schaumbildenden wässhgen Zusammensetzungen bei ihrer Verarbeitung und z. T. bereits bei ihrer Herstellung so genannte Entschäumer und/oder Entlüfter zu, die bereits bei geringen Einsatzkonzentrationen die unerwünschte Schaumbildung unterdrücken, den Gehalt eingeschlossener Luft verringern oder bereits entstandenen Schaum zerstören.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Entschäumern handelt es sich häufig um wässrige Zusammensetzungen auf der Basis von ÖI-in-Wasser-Dispersionen bzw. Emulsionen, deren Ölphase wenigstens eine hydrophobe Substanz, beispielsweise Mineralöle, Silikonöle, Polyalkylenoxide, deren Ester mit Fettsäuren und deren Ether mit langkettigen Alkoholen, native Fette und/oder Öle, Wachse, Esterwachse oder langkettige Alkohole enthält. Verschiedentlich wurde auch über die Verwendung von Destillationsrückständen, die bei der Herstellung von langkettigen Alkoholen nach dem Zieglerverfahren oder bei der Oxosynthese anfallen, berichtet (siehe z. B.
EP-A 149812). Aus der US 4,950,420 sind Entschäumer für die Papierindustrie bekannt, die 10 bis 90 Gew.-% eines oberflächenaktiven Polyethers, wie polyalkoxyliertes Glycerin oder polyalkoxylierten Sorbit, und 10 bis 90 Gew.-% eines Fettsäureesters von mehrwertigen Alkoholen, wie Mono- und Diester von Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol, enthalten.
Die EP-A 531713 und WO 94/08091 beschreiben Entschäumer für die Papierindustrie auf Basis von ÖI-in-Wasser-Emulsionen, deren Ölphasen Alkohole, Fettsäureester, Destillationsrückstände, Kohlenwasserstoffe in Kombination mit Polyglycerinestern enthalten.
Die DE 2157033 beschreibt Entschäumer auf Basis wässriger Emulsionen, die C12-C22- Alkanole und/oder Ci2-C22-Fettsäureester zwei- bis dreiwertiger Alkohole und Parafinöl bzw. Ci2-C22-Fettsäuren enthalten.
Joshi et al. stellen in Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 263 (2005) 239-249 fest, dass die Wirksamkeit eines Entschäumers auf Fettalkohol-Basis von seinem Aggregatzustand abhängt. Die Wirksamkeit ist am höchsten, wenn dieser teilweise geschmolzen ist. Daraus ergibt sich in der Fachwelt die Forderung Gemische von Fettsäurealkoholen einzusetzen, die als Gemische einen breiteren Schmelzbereich als Reinsubstanzen aufweisen.
Im Stand der Technik wird die Wirksamkeit eines Entschäumers häufig daran gemessen, wie hoch seine Fähigkeit ist, Schaumbildung an einer Flüssigkeitsoberfläche zu unterdrücken. Gerade in der Papierherstellung ist es aber auch von Bedeutung, den Luftgehalt in den bei der Papierherstellung anfallenden wässrigen Flüssigkeiten, vor allem in den Papierstoffsuspensionen, zu senken. Entschäumer, die ebenfalls in der Lage sind als Entlüfter zu wirken, werden im Stand der Technik seltener beschrieben. Die bekannten Entschäumer lassen bezüglich der entlüftenden Wirkung, insbesondere bei Temperaturen unterhalb 50 °C, z. B. im Bereich von 20 bis < 50 °C häufig zu wünschen übrig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Zusammensetzungen, die sowohl eine hohe Wirksamkeit als Entschäumer als auch als Entlüfter für wässrige Zusammensetzungen, insbesondere für wässrige Papierstoffsuspensionen, aufweisen.
Diese und weitere Aufgaben werden durch ÖI-in-Wasser-Emulsionen gelöst, deren Ölphase zu wenigstens 95 Gew.-% aus den folgenden Bestandteilen besteht: a) 50 bis 80 Gew.-%, insbesondere 55 bis 75 Gew.-% und speziell 60 bis 70 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase, wenigstens eines Alkanols mit wenigstens 16 C-Atomen, insbesondere mit 16 bis 20 C-Atomen, wobei der Anteil an Alkanolen mit 16 bis 18 C-Atomen wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere wenigstens 90 Gew%, speziell wenigstens 95 Gew.-% oder wenigstens 99 % bezogen auf die Gesamtmenge der Komponente A ausmacht, b) 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 2 bis 8 Gew-%, speziell 3 bis 6 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase, wenigstens einer weiteren Komponente B, die unter Estern von Ci2-C36-Alkancarbonsäuren mit Polyglycerin und Estern von Ci2-C36-Alkancarbonsäuren mit Ci2-C36-Alkanolen sowie deren Gemischen ausgewählt ist, c) 10 bis 49 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, speziell 25 bis 35 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase, wenigstens einer weiteren Komponente C, welche ausgewählt ist unter organischen Substanzen, die bei 50 °C und 1013 mbar flüssig sind, bei Normaldruck einen Siedepunkt oberhalb 200 °C aufweisen sowie bei 25 °C und 1013 mbar eine Löslichkeit in Wasser von weni- ger als 0,1 g/l aufweisen.
Komponente A besteht vor allem aus im Wesentlichen unverzweigten Alkanolen mit wenigstens 16, insbesondere 16 bis 20 C-Atomen, d. h. gesättigten Alkoholen mit wenigstens 16, insbesondere 16 bis 20 C-Atomen, worin der Anteil an Alkoholen mit 16 bis 18 C-Atomen wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere wenigstens 90 Gew%, speziell wenigstens 95 Gew.-% oder wenigstens 99 %, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponente A, ausmacht und die zu wenigstens 80%, insbesondere wenigstens 90 % und speziell wenigstens 95 % linear sind. Derartige linearen Alkanole können durch die folgende Formel beschrieben werden:
H-(CH2)n-OH worin n für eine ganze Zahl von wenigstens 16 und insbesondere im Bereich von 16 bis 20 steht. Der Anteil an Alkanolen, insbesondere linearen Alkanolen mit 16 bis 18 C-Atomen, insbesondere mit 16 oder 18 C-Atomen beträgt erfindungsgemäß wenigs- tens 80 Gew.-%, insbesondere wenigstens 90 Gew.-%, speziell wenigstens 95 Gew-% oder wenigstens 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente A. Beispiele für als Komponente A geeignete Alkohole sind Palmitylalkohol (Cetylalkohol), 1 -Heptadecanol, Stearylalkohol, Arachinalkohol (n-Eicosanol), Behenalkohol und deren Gemische. Bevorzugt besteht die Komponente A zu wenigstens 80 %, insbesondere wenigstens 90 % und speziell wenigstens 95 % aus Palmitylalkohol, Stearylalkohol oder deren Gemischen.
Erfindungsgemäß enthält die Komponente A weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf die Komponente A, Alkohole mit mehr als 18 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise enthält die Komponente A weniger als 10 Gew.-%, insbesondere weniger als 5 Gew.-%, speziell weniger als 1 Gew.-% oder weniger als 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Komponente A, Alkohole mit mehr als 18 Kohlenstoffatomen. In einer ebenso bevorzugten Ausführungsform wird als Komponente A Palmityl- oder Stearylalkohol oder ein Gemisch dieser Alkohole eingesetzt, während die Komponente A frei (weniger als 0,5 Gew.-% bezogen auf die Komponente A) von Alkoholen mit mehr als 18 Kohlenstoffatomen ist. Der Anteil der Komponente A an der Ölphase liegt erfindungsgemäß bei 50 bis
80 Gew.-%, bevorzugt bei 55 bis 75 Gew.-%, insbesondere bei 60 bis 70 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase.
Die Komponente B ist unter Estern von Alkancarbonsäuren mit Polyglycerin, Estern von Alkancarbonsäuren mit Alkanolen und deren Mischungen ausgewählt.
Unter Estern von Alkancarbonsäuren mit Polyglycerin versteht man ein mit mindestens einer Fettsäure, die 12 bis 36, insbesondere 16 bis 30, speziell 18 bis 24 C-Atome aufweist, verestertes Polyglycerin. Bei den für die Veresterung des Polyglycerins in Be- tracht kommenden Fettsäuren kann es sich sowohl um gesättigte Fettsäuren als auch um ungesättigte Fettsäuren und deren Gemische handeln. Für die Veresterung der Polyglycerinmischungen geeignete Fettsäuren sind vorzugsweise unter gesättigten Fettsäuren mit 12 bis 36, insbesondere 16 bis 30, speziell 18 bis 24 C-Atome ausgewählt. Beispiele für geeignete gesättigte Fettsäuren sind Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure und Montanwachssäure. Beispiele für geeignete ungesättigte Fettsäuren sind Ölsäure, Hexadecensäuren, Elaidin- säure, Eicosensäuren und Docosensäuren wie Erucasäure oder Brassidinsäure sowie mehrfach ungesättigte Säuren, wie Octadecendiensäuren und Octatriensäuren, wie Linolsäure und Linolensäure sowie Mischungen der genannten gesättigten und unge- sättigten Carbonsäuren. Bevorzugt ist das Polyglycerin mit gesättigten Carbonsäuren mit 18 bis 24 C-Atomen verestert, die insbesondere unter Palmitinsäure, Stearinsäure und Behensäure und deren Gemischen ausgewählt sind. In einer speziellen Ausführungsform handelt es sich bei dem Polyglycerinester um ein mit Behensäure verestertes Polyglycerin. Der Veresterungsgrad der Polyglycerinester beträgt in der Regel 20 bis 100 %, vorzugsweise 60 bis 100 %, bezogen auf die Anzahl an Hydroxylfunktionen im Polyglyce- rin.
Bevorzugte Polyglycerinester sind insbesondere solche, die durch Veresterung von Polyglycerinmischungen erhältlich sind, welche 15 bis 40 Gew.-% Diglycerin, 30 bis 55 Gew.-% Triglycerin und 10 bis 25 Gew.-% Tetraglycerin, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge des Polyglycerins, enthalten, wobei die Gesamtmenge an Di-, Tri- und Tetraglycerin wenigstens 60 Gew.-%, insbesondere wenigstens 80 Gew.-% ausmacht. Insbesondere werden zur Veresterung Gemische der folgenden Zusammensetzung eingesetzt:
0 bis 10 Gew.-% Glycerin,
15 bis 40 Gew.-% Diglycerin,
30 bis 55 Gew.-% Triglycerin,
10 bis 25 Gew.-% Tetraglycerin,
0 bis 15 Gew.-% Pentaglycerin,
0 bis 10 Gew.-% Hexaglycerin und
0 bis 5 Gew.-% höherkondensierten Polyglycerinen.
Insbesondere handelt es sich bei den Polyglycerinestern um solche, die durch Veresterung eines der vorstehend beschriebenen Polyglycerinmischungen mit wenigstens einer gesättigten Carbonsäure mit 18 bis 24 C-Atomen erhältlich sind, wobei die Carbon- säure insbesondere unter Palmitinsäure, Stearinsäure und Behensäure und deren Gemischen ausgewählt ist.
In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind solche Polyglycerinester besonders bevorzugten, die durch Veresterung von Behensäure mit einer Polyglycerinmi- schung erhältlich sind, welche aus 0 bis 10 Gew.-% Glycerin, 15 bis 40 Gew.-% Diglycerin, 30 bis 55 Gew.-% Triglycerin, 10 bis 25 Gew.-% Tetraglycerin, 0 bis 15 Gew.-% Pentaglycerin, 0 bis 10 Gew.-% Hexaglycerin und 0 bis 5 Gew.-% höherkondensierten Polyglycerinen besteht. Die zur Veresterung eingesetzten Polyglycerinmischungen sind beispielsweise durch alkalisch katalysierte Kondensation von Glycerin bei erhöhten Temperaturen (vgl. z. B. Fette, Seifen, Anstrichmittel, 88. Jahrgang, Nr. 3, Seiten 101 bis 106 (1986)) oder gemäß der DE-A 3842692 durch Umsetzung von Glycerin mit Epichlorhydrin in Gegenwart von sauren Katalysatoren bei erhöhten Temperaturen zugänglich. Die Mischun- gen sind aber auch dadurch erhältlich, dass man die reinen Polyglycerinkomponenten, z. B. Diglycerin, Triglycerin und Tetraglycerin miteinander mischt.
Die mit Alkancarbonsäuren veresterten Polyglycerine sind bekannt, z. B. aus
EP 531713 und WO 94/08091 . Sie werden typischerweise durch Verestern von Polyglycerin, insbesondere durch Verestern der zuvor beschriebenen Polyglycerinmischun- gen, mit der gewünschten Fettsäure oder Mischung von Fettsäuren oder deren esterbildenden Derivaten, z. B. deren Ci-C4-Alkylester, nach an sich bekannten Verfahren hergestellt. Hierbei arbeitet man in der Regel in Gegenwart eines sauren Vereste- rungskatalysators wie Schwefelsäure, p-Toluolsulfonsäure, Zitronensäure, phosphoriger Säure, Phosphorsäure, hypophosphoriger Säure oder basischer Katalysatoren, wie Natriummethylat oder Kalium-tert.-butylat.
Als Komponente B kommen weiterhin Ester von Ci2-C36-Alkancarbonsäuren mit Ci2-C36-Alkanolen in Betracht. Darunter versteht man Substanzen, die durch Veresterung von wenigstens einer, vorzugsweise gesättigten, ein- bis zweiwertigen, vorzugsweise einwertigen, Alkancarbonsäure mit 12 bis 36, insbesondere 16 bis 30, speziell 18 bis 24 C-Atomen mit einem Ci2-C36-Alkanol erhältlich sind. Die zur Veresterung geeigneten Alkanole sind bevorzugt gesättigt, linear und ein- bis zweiwertig, insbesondere einwertig. Sie weisen 12 bis 36, insbesondere 16 bis 30, speziell 18 bis 24 C-Atome auf. Es können auch Mischungen von Alkansäurealkylestern eingesetzt werden. Geeignete Beispiele für Alkansäurealkylester sind Palmitinsäurepalmitylester, Stearinsäu- restearylester, Arachinsäurearachylester, Behensäurebehenylester und Lignocerinsäu- relignocerylester. Bevorzugte Ester von Ci2-C36-Alkancarbonsäuren mit C12-C36- Alkanolen sind Behensäurebehenylester und Stearinsäurestearylester und deren Gemische.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Komponente B wenigstens einen der zuvor beschriebenen Ester von Alkancarbonsäuren mit Polyglycerin (im Folgenden auch als Polyglycerinester bezeichnet), insbesondere wenigstens einen der als bevorzugt oder besonders bevorzugt angegebenen Polyglycerinester. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Komponente B wenigstens einen der zuvor beschriebenen Polyglycerinester, der durch Veresterung des zuvor beschriebenen Polyglycerins mit wenigstens einer gesättigten Carbonsäure mit 18 bis 24 C-Atomen erhältlich ist, wobei die Carbonsäure insbesondere unter Palmitinsäure, Stearinsäure und Behen- säure und deren Gemischen ausgewählt ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Komponente B wenigstens einen der zuvor beschriebenen Polyglycerinester, der durch Veresterung von Behensäure mit einer Polyglycennmischung bestehend aus 0 bis 10 Gew.-% Glycerin, 15 bis 40 Gew.-% Diglycerin, 30 bis 55 Gew.-% Triglycerin, 10 bis 25 Gew.-% Tetraglycerin, 0 bis 15 Gew.-% Pentaglyce- rin, 0 bis 10 Gew.-% Hexaglycerin und 0 bis 5 Gew.-% höherkondensierten Polyglyce- rinen erhältlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Komponente B zu wenigstens
80 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 90 Gew.-%, speziell zu wenigstens 95 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente B, oder ausschließlich aus wenigstens einem der zuvor beschriebenen Polyglycerinester, insbesondere wenigstens einem der als bevorzugt oder besonders bevorzugt angegebenen Polyglycerinester. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Komponente B zu wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 90 Gew.-%, speziell zu wenigstens 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente B, oder ausschließlich aus wenigstens einem der zuvor beschriebenen Polyglycerinester, der durch Veresterung des zuvor beschriebenen Polyglycerins mit wenigstens einer gesättigten Carbon- säure mit 18 bis 24 C-Atomen erhältlich ist, wobei die Carbonsäure insbesondere unter Palmitinsäure, Stearinsäure und Behensäure und deren Gemischen ausgewählt ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Komponente B zu wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 90 Gew.-%, speziell zu wenigstens 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente B, oder ausschließlich aus wenigstens einem der zuvor beschriebenen Polyglycerinester, der durch Veresterung von Behensäure mit einer Polyglycerinmischung bestehend aus 0 bis 10 Gew.-% Glycerin, 15 bis 40 Gew.-% Diglycerin, 30 bis 55 Gew.-% Triglycerin, 10 bis 25 Gew.-% Tetraglycerin, 0 bis 15 Gew.-% Pentaglycerin, 0 bis 10 Gew.-% Hexaglycerin und 0 bis 5 Gew.-% höherkondensierten Polyglycerinen erhältlich ist.
Der Anteil der Komponente B an der Ölphase liegt erfindungsgemäß bei 1 bis 10 Gew.- %, bevorzugt bei 2 bis 8 Gew.-%, insbesondere bei 3 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase. Bei der in den erfindungsgemäßen ÖI-in-Wasser-Emulsionen enthaltenen Komponente C handelt es sich um eine oder mehrere organische Substanzen, die bei 50 °C und 1013 mbar flüssig sind, bei Normaldruck einen Siedepunkt oberhalb 200 °C, z. B. im Bereich von 200 bis 400 °C, insbesondere von wenigstens 250 °C, aufweisen und die bei 25 °C und 1013 mbar in Wasser im Wesentlichen unlöslich sind, d. h. eine Löslich- keit in Wasser von weniger als 0,1 g/l aufweisen. Geeignete Substanzen sind Kohlenwasserstoffe und Triglyceride von Fettsäuren, insbesondere solchen mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen. Die Komponente C besteht vorzugsweise zu wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere 90 Gew.-%, speziell 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente C, aus einem oder mehreren Kohlenwasserstoffen, welche insbesondere nichtaromatisch, d. h. aliphatisch oder cycloaliphatisch, sind und einen Siedepunkt von wenigstens 200 °C, bevorzugt wenigstens 250 °C, z. B. im Bereich von 200 bis 400 °C oder 250 bis 400 °C bei 1 ,013 bar aufweisen, wie beispielsweise Flüssigparaffine, Weißöle, Weichparaffine oder sonstige handelsübliche Mineralöle.
Der Anteil der Komponente C an der Ölphase liegt erfindungsgemäß bei 10 bis 49 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 40, insbesondere 25 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase. Zur Stabilisierung der Ölphase in der wässrigen Emulsion enthalten die erfindungsgemäßen Emulsionen vorteilhafterweise wenigstens eine oberflächenaktive Substanz. Die erfindungsgemäßen Emulsionen enthalten die wenigstens eine oberflächenaktive Substanz in der Regel in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% insbesondere in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Ölphase.
Als oberflächenaktive Substanzen sind grundsätzlich alle zur Stabilisierung von hydrophoben Teilchen oder Tröpfchen in wässrigen Systemen bekannten Substanzen geeignet, z. B. anionische, kationische, amphotere und/oder nichtionische Emulgatoren sowie wasserlösliche ionische und nichtionische Polymere, vorzugsweise ionisch amphiphile Copolymere, die kationische oder anionische Gruppen aufweisen und deren Molekulargewicht im Unterschied zu den Emulgatoren in der Regel oberhalb 1000 Dalton liegt. Oberflächenaktive Substanzen sind dem Fachmann hinreichend bekannt, z. B. aus Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5 ed. Vol. A9, S. 297-339. Beispiele für geeignete anionische Emulgatoren sind:
Salze, insbesondere Natrium- und Ammoniumsalze höherer Fettsäuren,
Salze, insbesondere die Natrium- und Ammoniumsalze sulfatierter
Ethoxylierungsprodukte von C6-C22-Alkylphenolen wie Nonylphenol oder Octylphenol, Salze, insbesondere die Natrium- und Ammoniumsalze von C4-C22-Alkylarylsulfonaten, Salze, insbesondere die Natrium- und Ammoniumsalze von Sulfonaten des
Naphthalins,
Salze, insbesondere die Natrium- und Ammoniumsalze von sulfonierten C8-C22- Alkyldiphenyloxiden, insbesondere von bis-sulfonierten C8-C22-Alkyldiphenyloxiden wie bis-sulfoniertes Dodecyldiphenyloxid,
Salze, insbesondere die Natrium- und Ammoniumsalze von Naphthalinsulfonsäure- Formaldehyd-Kondensaten oder Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Harnstoff- kondensaten,
sowie Salze, insbesondere die Natrium- und Ammoniumsalze von Di-C4-C2o-Alkyl- Sulfosuccinaten;
Beispiele für geeignete nichtionische Emulgatoren sind: alkoxylierte C6-C22-Alkylphenole mit einem Ethoxylierungsgrad von vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50,
ethoxylierte ungesättigte Öle wie Reaktionsprodukte von Ricinusöl mit 30 bis
40 Moläquivalenten Ethylenoxid, und
Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an aliphatische Alkohole mit in der Regel 12 bis 20 C-Atomen, z. B. an Fettalkohole, an mehrwertige Alkohole, an Amine sowie an Carbonsäuren.
Die erfindungsgemäßen Emulsionen enthalten vorzugsweise wenigstens einen Emul- gator, insbesondere wenigstens einen anionischen Emulgator in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% insbesondere in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Ölphase. In einer speziellen Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Emulsionen wenigstens einen unter den Salzen, insbesondere den Natrium- und Ammoniumsalzen, sulfatierter Ethoxylierungsprodukte von C6-C22-Alkylphenolen ausgewählten anionischen Emulgator.
Beispiele für oberflächenaktive anionische Polymerisate sind Homopolymerisate der Acrylsäure, Homopolymerisate der Methacrylsäure, Copolymerisate aus Acrylsäure und Methacrylsäure in jedem beliebigen Molverhältnis, Copolymerisate aus Acrylsäure und Maleinsäure in jedem beliebigen Molverhältnis, Copolymerisate aus
Methacrylsäure und Maleinsäure, Polyvinylsulfonsäure, Polyacrylamido-2-methyl- propansulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Copolymerisate aus Acrylsäure und Acrylamid oder Methacrylamid, Copolymerisate aus Methacrylsäure und Acrylamid oder
Methacrylamid, oder die Alkalimetall- und Ammoniumsalze der genannten Polymeren mit Molmassen von beispielsweise 1500 bis 300 000.
Bevorzugte anionische oberflächenaktive Polymere sind amphiphile, Säuregruppen enthaltende Copolymerisate, die (a) hydrophobe monoethylenisch ungesättigte Monomere und
(b) monoethylenisch ungesättigte Carbonsäuren, monoethylenisch ungesättigte Sul- fonsäuren, monoethylenisch ungesättigte Phosphonsäuren oder deren Mischungen, sowie gegebenenfalls davon verschiedene Monomere (c) einpolymerisiert enthalten, sowie die Salze, insbesondere die Natrium- und die Ammoniumsalze derartiger Copolymerisate. Beispiele für hydrophobe monoethylenisch ungesättigte Monomere sind: Styrol, Methylstyrol, Ethylstyrol, Acrylnitril, Methacrylnitril, C2- bis Cis-Olefine, Ester aus monoethylenisch ungesättigten C3- bis Cs-Carbonsäuren und einwertigen Alkoholen, Vinylalkylether, Vinylester oder deren Mischungen. Aus dieser Gruppe von Monomeren verwendet man vorzugsweise Isobuten, Diisobuten, Styrol und Acrylsäureester wie Ethylacrylat, Isopropylacrylat, n-Butylacrylat und sec.-Butylacrylat.
Beispiele für Monomere (b) sind: Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure, Vinylsulfonsäure, 2-Acrylamidomethyl- propansulfonsäure, Acrylamido-propan-3-sulfonsäure, 3-Sulfopropylacrylat,
3-Sulfopropylmethacrylat, Styrolsulfonsäure, Vinylphosphonsäure oder deren Mischungen, wobei Acrylsäure, Methacrylsäure und Maleinsäure sowie ihr Anhydrid bevorzugt sind. Die Molmasse der amphiphilen Copolymerisate beträgt in der Regel 1000 bis 100 000 und liegt vorzugsweise in dem Bereich von 1500 bis 10 000. Die Säurezahlen der anionischen amphiphilen Copolymerisate betragen in der Regel 50 bis 500, vorzugsweise 150 bis 350 mg KOH/g Polymer. Als oberflächenaktive Polymere zur Stabilisierung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kommen außerdem in Betracht:
• Pfropfpolymerisate von 5 bis 40 Gew.-Teilen N-Vinylformamid auf 100 Gew.- Teilen eines Polyalkylenglykols mit einer Molmasse von 500 bis 10 000,
· zwitterionische Polyalkylenpolyamine,
• zwitterionische Polyethylenimine,
• zwitterionische Polyetherpolyamine oder
• zwitterionische vernetzte Polyalkylenpolyamine. Pfropfpolymerisate von N-Vinylformamid auf Polyalkylenglykolen werden beispielsweise in der WO-A-96/34903 beschrieben. Die aufgepfropften Vinylformamideinheiten können gegebenenfalls bis zu 10 % hydrolysiert sein. Der Anteil an aufgepfropften Vinylformamideinheiten beträgt vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf Polyalky- lenglykol. Vorzugsweise verwendet man Polyethylenglykole mit Molmassen von 2000 bis 10 000.
Zwitterionische Polyalkylenpolyamine und zwitterionische Polyethylenimine sind beispielsweise aus der EP-B 1 12592 bekannt. Solche Verbindungen sind beispielsweise dadurch erhältlich, dass man ein Polyalkylenpolyamin oder Polyethylenimin zunächst alkoxyliert, z. B. mit Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid und die Alkoxylie- rungsprodukte anschließend quaternisiert, z. B. mit Methylbromid oder Dimethylsulfat, und die quaternierten, alkoxylierten Produkte dann mit Chlorsulfonsäure oder Schwefeltrioxid sulfatiert. Die Molmasse der zwitterionischen Polyalkylenpolyamine beträgt beispielsweise 1000 bis 9000 vorzugsweise 1500 bis 7500. Die zwitterionischen Polye- thylenimine haben vorzugsweise Molmassen im Bereich von 2000 bis 1700 Dalton.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen wenigstens eine anionische oberflächenaktive Substanz. Diese ist vorzugsweise ausgewählt unter den vorstehend genannten anionischen Emulgatoren, den vorstehend genannten Säuregruppen-tragenden, wasserlöslichen Polymeren und deren Mischungen.
Für die Stabilität der erfindungsgemäßen Emulsionen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sie 0,05 bis 8 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Ölphase, wenigstens eines Säuregruppen-aufweisenden, wasserlöslichen Homo- oder Copolymerisats, vorzugsweise eines Salzes davon, und gegebenenfalls wenigstens einen anionischen Emulgator enthalten. Die Emulgatoren werden bevorzugt ebenfalls in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase eingesetzt. Vorteilhaft sind insbesondere solche Emulsionen, die wenigstens einen anionischen Emulgator und wenigstens eines der vorstehend genannten Säuregruppen-tragenden, wasserlöslichen Polymere enthalten.
Die erfindungsgemäßen Emulsionen können neben der Ölphase als weiteren dispersen Bestandteil feinteilige, praktisch wasserunlösliche, inerte Feststoffe mit Teilchen- großen (gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser) unterhalb 20 μιτι, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 μιτι enthalten. Sofern erwünscht, enthält die erfindungsgemäße Emulsion diese weiteren interten Feststoffe in einer Menge von beispielsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Ölphase der ÖI-in-Wasser-Emulsionen. Geeignete inerte Feststoffe sind vor allem anorganische Feststoffe wie z. B. Kaolin, Kreide, Bentonit, Talkum, Bariumsulfat, Siliziumdioxid, Zeo- lithe, aber auch organische Feststoffe wie Harnstoff-Formaldehyd-Pigmente, Melamin- Formaldehyd-Pigmente und mikrokristalline Cellulose, wobei die inerten anorganischen Feststoffe auch hydrophobiert sein können, z. B. durch Behandlung mit Trialkylsilylha- logeniden. Im Unterschied zu der Ölphase sind diese interten Feststoffe bei einer Temperatur von 100°C fest. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Emulsionen keine von den Komponenten A, B und C verschiedenen feintei- ligen, praktisch wasserunlöslichen, inerten Feststoffe. Der Feststoffgehalt der erfindungsgemäßen ÖI-in-Wasser-Emulsion liegt in der Regel in einem Bereich von 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 bis 45 Gew.-%, speziell 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der ÖI-in-Wasser-Emulsion. Häufig enthalten die erfindungsgemäßen Emulsionen zur Einstellung der für die jeweilige Anwendung erforderlichen Viskosität einen oder mehrere Verdicker. Grundsätzlich sind alle zur Verdickung von Öl-in-Wasser-Systemen bekannten Verdicker einsetzbar. Hierzu zählen natürliche Verdicker wie Polysaccharide, Carragenate, Tragant, Alginate, Stärke, Caseinate, modifizierte organische Polymere wie Carboxymethylcellulose, syn- thetische Verdicker wie Polyacrylsäuren, Polyvinylalkohol, Polyethylenglycole, Polyacrylamide sowie insbesondere Copolymere des Acrylamids mit ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, insbesondere mit Acrylsäure, und gegebenenfalls mit Comonome- ren. Diese Verdicker sind in der EP-A 149 812 beschrieben, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird. Weitere geeignete Verdicker sind in dem Übersichtsar- tikel von Warren. B. Shapiro, Oil-in Water-Emulsions, Cosmetics & Toiletries, Vol. 97, 1982, 27-33 genannt. Besonders bevorzugt sind auch sogenannte Assoziativverdicker, z. B. hydrophob modifizierte Polyurethane, hydrophob modifizierte Celluloseether, die nach dem Prinzip der hydrophoben Wechselwirkung in wässriger Phase hochmolekulare Netzwerkstrukturen aufbauen. Assoziativverdicker sind dem Fachmann bekannt, z. B. aus J. Bielemann, Additives for Coatings, Wiley-VCH Weinheim 2000 und im Handel erhältlich, z. B. unter den Bezeichnungen RHOPLEX® und PRIMAL® TT 935 der Fa. Rohm & Haas, USA. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Emulsionen keinen Verdicker. Ferner enthalten die erfindungsgemäßen Emulsionen häufig zur Haltbarmachung noch handelsübliche Biozide, z. B. Formaldehyd, Isothiazolinon-Verbindungen wie die von der Arch Chemicals unter der Bezeichnung PROXEL® vertriebenen Produkte und die von Thor Chemie GmbH unter der Bezeichnung ACTICIDE® vertriebenen Produkte. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsion wird in der Regel die Ölphase in der wässrigen Phase emulgiert. Hierzu wird man in der Regel eine Schmelze der Komponenten A, B und C der Ölphase in eine wässrige Phase, die gegebenenfalls ein oder mehrere oberflächenaktive Substanzen enthält, einarbeiten, d. h. emulgieren. Das Einarbeiten bzw. Emulgieren erfolgt in der Regel bei Temperaturen oberhalb des
Schmelzpunktes der Ölphase, z. B. bei Temperaturen im Bereich von 55 bis 100 °C. Das Einarbeiten geschieht in an sich bekannter Weise zur Herstellung von Emulsionen, indem man Vorrichtungen wie z. B. Dispergatoren verwendet, in denen die Komponenten der Emulsion einem starken Schergefälle unterworfen werden. Um besonders stabile ÖI-in-Wasser-Emulsionen zu erhalten, führt man die Emulgierung der Ölphase in der wässrigen Phase vorzugsweise in Gegenwart von oberflächenaktiven Stoffen durch.
Durch das Emulgieren der Ölphase in der wässrigen Phase erhält man Öl-in-Wasser- Emulsionen. Diese weisen in der Regel unmittelbar nach der Herstellung eine Viskosität in dem Bereich von 300 bis 3000 mPa-s auf (bestimmt nach Brookfield bei 25 °C, z. B. mit Spindel 4 bei 20 Umdrehungen pro Minute).
Die mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel des Tröpfchendurchmessers) der Öl-in- Wasser-Emulsion liegt in der Regel unterhalb 25 μιτι, vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 15 μιτι, insbesondere 0,5 bis 10 μιτι, bestimmt mittels Lichtstreuung bei 20 °C.
Die erfindungsgemäßen ÖI-in-Wasser-Emulsionen können als Entschäumer und/oder Entlüfter zur Schaumbekämpfung bzw. Entlüftung von wässrigen Medien beispielswei- se in der Nahrungsmittelindustrie, der Stärkeindustrie, in Kläranlagen oder in der Papierindustrie eingesetzt werden. Bevorzugt ist ihre Verwendung als Bohrlochlösung und in der Papierindustrie, insbesondere bei der Zellstoffkochung, der Zellstoffwäsche, der Mahlung von Papierstoff, der Papierherstellung und der Dispergierung von Pigmenten für die Papierherstellung. Speziell werden die erfindungsgemäßen Öl-in-Wasser- Emulsionen in der Papierindustrie als Entlüfter von Papierstoffsuspensionen eingesetzt. Besonders bevorzugt ist dabei der Einsatz als Entlüfter des Stoffauflaufs in der Papierherstellung.
Als Entschäumer oder Entlüfter werden die ÖI-in-Wasser-Emulsionen in der Regel in Mengen von 0,01 bis 2 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der schaumbildenden wässrigen Flüssigkeit, bevorzugt in Mengen von 0,02 bis 1 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der schaumbildenden Flüssigkeit, insbesondere in Mengen von 0,05 bis 0,5 Gew.- Teilen pro 100 Gew.-Teile der schaumbildenden Flüssigkeit eingesetzt. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Emulsionen kommen insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 50 °C zum Tragen.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern und sind nicht einschränkend zu verstehen.
Physikochemische Untersuchungsmethoden Der mittlere Teilchengröße (gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser dso) der in Wasser emulgierten Teilchen der Ölphase wurde mit Hilfe eines Coulter-Counters der Firma Beckmann bestimmt. Die Viskosität wurde mit einem Rotationsviskosimeter Brookfield Typ RVT, Spindel 4 bei 20 Umdrehungen pro Minute bei 25 °C bestimmt.
Der Feststoffgehalt wurde durch Rückwägung der Proben nach Lagerung in einem Trockenschrank bei 1 10 °C bis zur Gewichtskonstanz bestimmt.
Der durchschnittliche Luftgehalt wurde bestimmt, indem in einem Behälter aus einem durchsichtigen Kunststoff jeweils 10 I einer schaumentwickelnden Papierstoffsuspension 0,1 % (Holzschliff) 5 Minuten gepumpt wurden. Die in der Stoffsuspension gebildete Luftmenge wurde dann mit Hilfe eines Luftmessgerätes (z. B. auf Basis von Impedanz- Verfahren wie beim Sonica Gerät der Firma Conrex oder auf Basis von Schallgeschwindigkeitsmessungen wie beim Sonatrac der Firma Cidra) erfasst. Zur Beurteilung der Wirksamkeit eines Entlüfters wurde der durchschnittliche Luftgehalt 5 Minuten nach der Zugabe des Entlüfters angegeben. Pumpt man die Papiersuspension in Abwesenheit eines Entschäumers 5 Minuten um, so erhält man einen durchschnittlichen Luftgehalt von 4 Vol.-%. Durch die Zugabe von jeweils 5 mg/l eins wirksamen Entlüfters zu der Papierstoffsuspension wird dieser Wert deutlich reduziert, so dass er ein Maß für die Wirksamkeit eines Entlüfters darstellt. Die Temperatur der Papierstoffsuspension betrug je nach Prüfung 30 oder 40 °C, wobei die Temperatur während der 5-minütigen Prüfung auf +/- 1 °C konstant gehalten wurde. In dieser Terminologie ist der Entschäumer umso wirksamer, je kleiner der durchschnittliche Luftgehalt der Papierstoffsuspension ist. Bei den in den Beispielen angegebenen Teilen handelt es sich um Gew.-Teile.
Der im Folgenden als Komponente A verwendete Ci6/is-Fettalkohol besteht zu
32 Gew.-% aus einem linearen Ci6-Alkohol, zu 67 Gew.-% aus einem linearen
Cis-Alkohol und zu 1 Gew.-% aus einem linearen C2o-Alkohol. Der Schmelzbereich dieser Mischung liegt bei 51 bis 52 °C.
Der in den Vergleichsbeispielen als Komponente A eingesetzte C2o+-Alkohol bestand aus 3 Gew.-% eines linearen Cis-Alkohols, 45 Gew.-% eines linearen C2o-Alkohols, 25 Gew.-% eines linearen C22-Alkohols, 15 Gew.-% eines linearen C24-Alkohols und 12 Gew.-% höherer Alkohole. Der Schmelzbereich dieser Mischung lag bei 45 °C bis 54 °C.
Der als Komponente B verwendete Polyglycerinester wurde durch Veresterung eines Polyglyceringemisches bestehend aus 27 % Diglycerin, 44 % Triglycerin, 19 % Tetra- glycerin und 10 % höher kondensierten Polyglycerinen mit Behensäure hergestellt. Der Veresterungsgrad betrug 60 %.
Der als Komponente C verwendete Kohlenwasserstoff (Paraffin) weist einen Schmelz- punkt von 38 °C auf.
Als oberflächenaktive Substanzen dienten:
Natriumsalz des Schwefelsäurehalbesters von mit 25 Mol/Mol Ethylenoxid ethoxyliertes Isooctylphenol als anionischer Emulgator;
Anionisches Copolymer aus 70 Gew.-% Acrylamid und 30 Gew.-% Acrylsäure mit einem K-Wert von 270.
Beispiel 1 Die Komponenten der Ölphase wurden zunächst bis auf eine Temperatur von 1 10 °C erhitzt und dann mittels eines Dispergators in die auf 80 °C erwärmte wässrige Phase eingearbeitet.
Die Ölphase wies, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion die folgende Zu- sammensetzung auf:
• 20 Teile des Ci6/i8-Fettalkohols,
• 9 Teile Paraffin und
• 1 Teil Polyglycerinesters. Die Wasserphase bestand, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion aus:
• 68,3 Teile Wasser,
• 1 Teil des anionischen Emulgators,
• 0,5 Teile des anionischen Copolymerisats und
• 0,2 Teile Natronlauge.
Die physikalischen Eigenschaften und die entlüftende Wirkung dieser Emulsion sind in Tabelle 2 angegeben. Die in Tabelle 1 angegebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden in analoger Weise hergestellt. Die Mengenangaben sind Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion. Die Zusammensetzung der Wasserphase entsprach in allen Beispielen der Wasserphase des Beispiels 1. Die physikalischen Eigenschaften und die die entlüf- tende Wirkung dieser Emulsion sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 1 :
Figure imgf000017_0001
Tabelle 2: physikalische Eigenschaften und entlüftende Wirkung der Entschäumer mittlere TeilchenViskosität Feststoffgehalt Luftgehalt [%] größe [μιτι] [mPa-s] [%] 30 °C 40 °C
1 2,1 420 29,8 0,1 0,1
2 2,2 470 29,9 0,1 0,1
3 2,1 450 29,7 0,2 0,2
4 2,0 490 29,8 0,2 0,2
5 2,3 440 29,9 0,3 0,2
V1 2,2 390 29,7 0,8 1 ,0
V2 2,2 420 29,8 1 ,0 1 ,2
V3 2,6 360 29,8 0,5 0,4
V4 2,3 390 29,9 0,4 0,4

Claims

Patentansprüche
1 . ÖI-in-Wasser-Emulsion, in der die Ölphase zu wenigstens 95 Gew.-% aus den folgenden Bestandteilen besteht: a) 50 bis 80 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase wenigstens eines Alkanols mit wenigstens 16 C-Atomen als Komponente A, wobei der Anteil an Alkanolen mit 16 bis 18 C-Atomen wenigstens 80 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Komponente A ausmacht, b) 1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase wenigstens einer weiteren Komponente B, die unter Estern von Ci2-C36-Alkancarbon- säuren mit Polyglycerin und Estern von Ci2-C36-Alkancarbonsäuren mit
Ci2-C36-Alkanolen sowie deren Gemischen ausgewählt ist, c) 10 bis 49 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Ölphase wenigstens einer weiteren Komponente C, welche ausgewählt ist unter organischen Substanzen, die bei 50 °C und 1013 mbar flüssig sind, bei Normaldruck einen Siedepunkt oberhalb 200 °C aufweisen sowie bei 25 °C und 1013 mbar eine Löslichkeit in Wasser von weniger als 0,1 g/l aufweisen.
ÖI-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 1 , worin die Komponente A im Wesentlichen aus unverzweigten Alkanolen besteht.
ÖI-in-Wasser-Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 2, worin die Komponente A zu wenigstens 80 Gew-% aus wenigstens einem Alkanol besteht, das unter Palmitylalkohol und Stearylalkohol und deren Mischungen ausgewählt ist.
ÖI-in-Wasser-Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Komponente B zu wenigstens 80 Gew-% ausgewählt ist unter den Estern wenigstens einer Cis-C24-Alkancarbonsäure mit Polyglycerin.
ÖI-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 4, worin der Polyglycerinester durch Veresterung von Polyglycerin mit Behensäure erhalten wurde.
ÖI-in-Wasser-Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Bestandteil C zu wenigstens 80 Gew-% aus aliphatischen Kohlenwasserstoffölen besteht.
7. ÖI-in-Wasser-Emulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der der Feststoffgehalt der Emulsion in einem Bereich von 10 bis 50 % liegt.
8. ÖI-in-Wasser-Emulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren ge- wichtsmittlere Teilchengröße in einem Bereich von 0,5 bis 10 μιτι liegt.
9. Verwendung der ÖI-in-Wasser-Emulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Entschäumer oder Entlüfter in wässrigen Zusammensetzungen. 10. Verwendung der ÖI-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 9 als Entlüfter für wäss- rige Papierstoffsuspensionen.
1 1 . Verwendung der ÖI-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 10 als Entlüfter im Stoffauflauf der Papierherstellung.
12. Verwendung der ÖI-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 8 bis 1 1 bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 50 °C.
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