Organosiliciumverbindungen enthaltende Zusammensetzungen

Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen auf der Basis von Organosiliciumverbindungen und partikelförmigen Füllstoffen, die sich durch ausgewählte Kontaktwinkel auszeichnen, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung als Entschäumer.

In vielen flüssigen, insbesondere wässrigen Systemen, die als erwünschte oder auch unerwünschte Bestandteile oberflächenak- tive Verbindungen enthalten, können durch Schaumbildung Probleme auftreten, wenn diese Systeme in mehr oder weniger intensiven Kontakt mit gasförmigen Stoffen gebracht werden, beispielsweise beim Begasen von Abwässern, beim intensiven Rühren von Flüssigkeiten, bei Destillations-, Wasch- oder Färbeprozessen oder bei Abfüllvorgängen.

Die Bekämpfung dieses Schaumes kann auf mechanischem Wege oder durch den Zusatz von Entschäumern erfolgen. Dabei haben sich Entschäumer auf Siloxanbasis besonders bewährt. Entschäumer auf Basis von Siloxanen werden beispielsweise nach DE-AS 15 19 987 durch Erhitzen von hydrophiler Kieselsäure in Polydimethylsilo- xanen hergestellt. Durch Anwendung von basischen Katalysatoren kann die Wirksamkeit derartiger Entschäumer verbessert werden, wie etwa in DE-OS 17 69 940 offenbart. Eine Alternative ist die Verteilung von hydrophobierter Kieselsäure in einem Polydime- thylsiloxan, z.B. entsprechend DE-OS 29 25 722. Dabei ist es für die Wirksamkeit wesentlich, dass die Kieselsäure ausreichend hydrophobiert wurde und nicht mehr von Wasser benetzt wird, sondern nur von Wasser-Methanol-Mischungen, wenn diese mehr als 50% Methanol enthalten.

Die Notwendigkeit einer guten Hydrophobierung einer in Anti- schaummitteln eingesetzten Kieselsäure wird auch in EP-A 967252 betont. Die Bedeutung der Hydrophobie der Partikel für die Ent-

schäumerwirkung wird von Kobayashi (J. Colloid Interface Sei., 156(2), 294-8 1993) sowie Marinova et al . (Langmuir, 18(9), 3399-3403 2002) beschrieben.

Die bekannten Entschäumerformulierungen weisen jedoch in stark schäumenden tensidreichen Systemen nicht immer eine ausreichend lang anhaltende Wirksamkeit auf.

Gegenstand der Erfindung sind Zusammensetzungen enthaltend min- destens ein Trägeröl und mindestens einen partikelförmigen

Füllstoff mit der Maßgabe, dass der Kontaktwinkel des Trägeröles zum Füllstoff gemessen mit Wasser als umgebender Phase kleiner als 40°, bevorzugt kleiner 30°, besonders bevorzugt kleiner 20°, insbesondere 5° bis 15°, ist.

Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen um solche enthaltend

(A) mindestens eine Organosiliciumverbindung, ausgewählt aus (Al) Organopolysiloxanen aus Einheiten der Formel

R _a (R ¹ O) _b SiO ₍ 4-a-b)/2 (I),

worin

R gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom oder einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten, SiC- gebundenen Kohlenwasserstoffrest bedeutet,

R ¹ gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom oder einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest bedeutet, a 0, 1, 2 oder 3 ist, b 0, 1, 2 oder 3 ist,

mit der Maßgabe, dass die Summe a+b<_3 ist und in mindestens 50 % aller Einheiten der Formel (I) in der Organosiliciumverbin- dung (Al) die Summe a+b gleich 2 ist,

und

(A2) Organopolysiloxanharzen aus Einheiten der Formel

R ² _c (R ³ O) _d SiO(4-c-d)/2 :n)

worin

R ² gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom oder einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten, SiC-gebunde- nen Kohlenwasserstoffrest bedeutet, R ³ gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest bedeutet, c 0, 1, 2 oder 3 ist und d 0, 1, 2 oder 3 ist, mit der Maßgabe, dass die Summe c+d<_3 ist und in weniger als 50

% aller Einheiten der Formel (II) im Organopolysiloxanharz (A2) die Summe c+d gleich 2 ist, wobei Komponente (A) eine Viskosität bei 25°C von 5 bis

5 000 000 mm ² /s, bevorzugt 50 bis 50000 mm ² /s, aufweist, sowie

(B) mindestens einen partikelförmigen Füllstoff,

mit der Maßgabe, dass der Kontaktwinkel der Komponente (A) zur Komponente (B) gemessen mit Wasser als umgebender Phase kleiner als 40° ist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen von dem Begriff Or- ganopolysiloxane sowohl polymere, oligomere wie auch dimere Si- loxane mitumfasst werden.

Die Kontaktwinkelbestimmung ist bereits bekannt. Dabei wird der Kontaktwinkel θ einer fluiden Phase (2) auf einer festen Phase (3) mit einer zweiten fluiden Phase (1) als umgebender Phase gemessen (siehe Fig. 1 und Fig. 2) . Hierzu sei z.B. auf „Wetta- bility" edited by John C. Berg, Surfactant Series Band 49; Mar- cell Dekker Inc. 1993 ISBN 0-8247-9046-4, Kapitel 5 T. D. Blake: „Dynamic Contact Angels and Wetting Kinetics" insbesondere auf S. 252 1. Absatz und Abbildung Ib verwiesen.

Bevorzugt wird der Kontaktwinkel von Komponente (A) zu Kompo- nente (B), also der Winkel, den ein Tropfen der Komponente (A) auf der Oberfläche der Komponente (B) mit Wasser als umgebende Phase bildet, anhand von Pressungen bestimmt (Methode 1) . Dazu wird ein Edelstahlzylinder mit Komponente (B) gefüllt und mit einem Druck von mindestens 10 MPa, bevorzugt 50 bis 100 MPa, mit einem polierten Edelstahlstempel gepresst. Der so hergestellte tablettenförmige Pressung wird horizontal in ein mit Wasser gefülltes Gefäß gegeben. Auf einer horizontalen Oberfläche des Presslings wird dann ein Tropfen der Komponente (A) aufgebracht. Wenn Komponente (A) schwerer als Wasser ist, wird der Tropfen von oben auf die obere Fläche des Presslings aufgebracht (Fig. 1), wenn Komponente (A) leichter als Wasser ist, auf der unteren Fläche des Presslings (Fig. 2) . Der Winkel, den die am Dreiphasenpunkt angelegte Tangente an der Grenzfläche Tropfen/umgebende Phase zur Grenzfläche Tropfen/feste Phase bildet, wird in geeigneter Weise, insbesondere mit einem Goniometer, gemessen.

Die Messung des Kontaktwinkels von Komponente (A) zu Komponente (B) kann auch dadurch erfolgen, dass ein Tropfen der Komponente (A) auf eine chemisch mit Komponente (B) identische Oberfläche aufgebracht wird. Z.B. kann bei Verwendung von hochdisperser Kieselsäure (Siü2) als Komponente (B) eine Quarzglasoberfläche verwendet werden. Wenn die Oberfläche dieser Kieselsäure modifiziert wurde, ist die Messung an einer ebenso modifizierten Quarzglasoberfläche durchzuführen (Methode 2).

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten als Komponente (A) bevorzugt eine Mischung aus Siloxanen (Al) und (A2), wobei jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile (Al), besonders bevorzugt 0,1 bis 100 Gewichtsteile, insbesondere 1 bis 20 Gewichtsteile, (A2) verwendet werden.

Beispiele für Rest R sind Wasserstoffatom, Alkylreste, wie der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert . -Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert.-Pen- tylrest, Hexylreste, wie der n-Hexylrest, Heptylreste, wie der n-Heptylrest, Octylreste, wie der n-Octylrest, der iso-Octyl- rest und wie der 2, 2, 4-Trimethylpentylrest, Nonylreste, wie der n-Nonylrest, Decylreste, wie der n-Decylrest, Dodecylreste, wie der n-Dodecylrest ; Alkenylreste, wie der Vinyl- und der Allyl- rest; Cycloalkylreste, wie Norbornyl-, Cyclopentyl-, Cyclohe- xyl-, Cycloheptylreste und Methylcyclohexylreste; Arylreste, wie der Phenyl- und der Naphthylrest ; Alkarylreste, wie o-, m-, p-Tolylreste, Xylylreste und Ethylphenylreste; Aralkylreste, wie der Benzylrest, der CC- und der ß-Phenylethylrest und der 2- propenylphenylrest .

Vorzugsweise haben weniger als 5 %, insbesondere weniger als 1 %, aller Reste R in den Organopolysiloxanen (A) die Bedeutung von Wasserstoffatom.

Beispiele für substituierte Reste R sind 3, 3, 3-Trifluor-n-pro- pylrest, Cyanoethyl-, Glycidoxypropyl-, Polyalkylenglycolpro- pyl-, Aminopropyl-, Aminoethylaminopropyl-, Methacryloxypropyl- reste.

Bevorzugt handelt es sich bei Rest R um Wasserstoffatom oder gegebenenfalls mit Halogenatomen, Hydroxylgruppen, Polyether- gruppen, Mercaptogruppen, Acrylatgruppen, Methacrylatgruppen, Epoxygruppen, Cyanogruppen, Aminogruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Cyclo- alkylgruppen mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, um Phenylgruppen oder um Alkylarylgruppen, wie z.B. 2-Phenylpropylgruppen, ins- besondere um Methyl-, Ethyl-, Octyl-, Phenyl-, 2-Phenylpropyl- gruppen .

Beispiele für Rest R ¹ sind die als Rest R genannten Reste.

Bevorzugt handelt es sich bei Rest R ¹ um Wasserstoffatom oder gegebenenfalls mit Halogenatomen, Hydroxylgruppen, Polyether- gruppen, Mercaptogruppen, Acrylatgruppen, Methacrylatgruppen, Epoxygruppen, Cyanogruppen, Aminogruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, besonders be- vorzugt um Wasserstoffatom oder Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere um Methyl- oder Ethylres- te.

Bevorzugt ist b gleich 0 oder 1, besonders bevorzugt 0.

Bei Komponente (Al) handelt es sich bevorzugt um verzweigte o- der lineare Organopolysiloxane .

Bevorzugt handelt es sich bei der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente (Al) um im Wesentlichen lineare Organopolysiloxane der Formel

R ₃ Si- (0-SiR ₂ ) _n O-SiR ₃ (IV),

wobei Reste R eine der oben genannten Bedeutungen haben und Index n, der den Polymerisationsgrad des Polysiloxans (IV) und damit die Viskosität bestimmt, im Bereich von 1 bis 10 000, be- vorzugt im Bereich von 2 bis 1000, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 200, liegt.

Obwohl in Formel (IV) nicht angegeben, können diese Organopolysiloxane bis zu 10 Molprozent, bezogen auf die Summe aller Si- loxaneinheiten, andere Siloxaneinheiten, wie SiO _3/ 2- und Siθ4 _/ 2~ Einheiten, enthalten.

Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingesetzten Or- ganosiliciumverbindungen (Al) haben eine Viskosität von bevor- zugt 5 bis 5 000 000 mPas, besonders bevorzugt von 50 bis

50 000 mPas, insbesondere von 200 bis 15 000 mPas, jeweils gemessen bei 25°C.

Die Herstellung der Organosiliciumverbindungen (Al) kann nach beliebigen, in der siliciumorganischen Chemie bisher bekannten Methoden erfolgen, wie z.B. durch Cohydrolyse der entsprechenden Silane. Derartige Verfahren sind dem Fachmann bekannt.

Insbesondere Organopolysiloxane mit Alkylgruppen, die mehr als ein Kohlenstoffatom enthalten, oder mit Aralkylgruppen werden bekanntermaßen vorzugsweise durch Hydrosilylierungsreaktion der entsprechenden Si-gebundenen Wasserstoff enthaltenden Organosiliciumverbindungen mit Olefinen hergestellt. Bei der Hydrosily-

lierung werden Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenem Wasserstoff (1) mit den entsprechenden aliphatisch ungesättigten Verbindungen (2), wie z.B. Ethylen, Propylen, 1-Hexen, 1- Octen, 1-Dodecen, 1-Hexadecen und 1-Octadecen, in Gegenwart von die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Mehrfachbindung (Hydrosilylierung) fördernden Katalysatoren (3), wie z.B. Metalle aus der Gruppe der Platinmetalle oder um Verbindungen oder Komplexe aus der Gruppe der Platinmetalle, nach bekannten Verfahren umgesetzt.

Beispiele für Rest R ² in Komponente (A2) sind die für Rest R angegebenen Reste.

Bevorzugt handelt es sich bei Rest R ² um gegebenenfalls mit Ha- logenatomen, Hydroxylgruppen, Polyethergruppen, Mercaptogrup- pen, Acrylatgruppen, Methacrylatgruppen, Epoxygruppen, Cyano- gruppen, Aminogruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere um den Methylrest.

Beispiele für Rest R ³ sind die für den Rest R ¹ angegebenen Reste.

Bevorzugt handelt es sich bei Rest R ³ um Wasserstoffatom oder um Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere um Wasserstoffatom, Methyl- oder Ethylreste.

Bevorzugt ist der Wert für c gleich 3 oder 0.

Bevorzugt ist der Wert für d gleich 0 oder 1.

Bei der erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Komponente (A2) handelt es sich bevorzugt um Siliconharze, bei denen in weniger als 30 %, besonders bevorzugt in weniger als 5 %, aller Einheiten der Formel (II) im Harz die Summe c+d gleich 2 ist.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei Komponente (A2) um Or- ganopolysiloxanharze, die im Wesentlichen aus R ² 3Si0i _/ 2 (M) - und SiO _4/ 2 (Q) -Einheiten bestehen mit R ² gleich der obengenannten Bedeutung; diese Harze werden auch als MQ-Harze bezeichnet. Das molare Verhältnis von M- zu Q-Einheiten liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 2,0, besonders bevorzugt im Bereich von 0,6 bis 1,0. Diese Siliconharze können außerdem bis zu 10 Gew.-% freie Hydroxy- oder Alkoxygruppen enthalten.

Vorzugsweise haben diese Organopolysiloxanharze (A2) bei 25°C eine Viskosität größer 1000 mPas oder sind Feststoffe. Das mit Gelpermeationschromatografie bestimmte gewichtsmittlere Molekulargewicht (bezogen auf einen Polystyrolstandard) der Harze (A2) beträgt vorzugsweise 200 bis 200 000 g/mol, insbesondere 1000 bis 20 000 g/mol.

Komponente (A2) sind handelsübliche Produkte bzw. können nach in der Siliciumchemie gängigen Verfahren z.B. entsprechend „Parsonage, J. R.; Kendrick, D. A. (Science of Materials and Polymers Group, University of Greenwich, London, UK SE18 6PF) Spec. Publ. - R. Soc. Chem. 166, 98-106, 1995", US-A 2,676,182 oder EP-A 927 733 hergestellt werden.

Bei der Komponente (B) handelt es sich bevorzugt um pulverför- mige, vorzugsweise hydrophobe, Füllstoffe.

Beispiele für die Komponente (B) sind Siliciumdioxid (Kieselsäuren) , Titandioxid, Aluminiumoxid, Metallseifen, Quarzmehl,

PTFE-Pulver, Fettsäureamide z.B. Ethylenbisstearamid, fein verteilte hydrophobe Polyurethane, wobei Siliciumdioxid (Kieselsäuren) , Titandioxid und Aluminiumoxid bevorzugt sind.

Vorzugsweise weist Komponente (B) eine BET-Oberflache von 20 bis 1000 m ² /g, besonders bevorzugt von 50 bis 800 m ² /g, insbesondere von 80 bis 500 m ² /g, auf.

Vorzugsweise weist Komponente (B) eine Partikelgröße von weni- ger als 10 μm, besonders bevorzugt von 0,01 bis 5 μm, auf.

Vorzugsweise weist Komponente (B) eine Agglomeratgröße von weniger als 100 μm, besonders bevorzugt von 0,1 bis 10 μm, auf.

Besonders bevorzugt als Komponente (B) sind Kieselsäuren, insbesondere solche mit einer BET-Oberflache von 50 bis 800 m ² /g. Diese Kieselsäuren können pyrogene oder gefällte Kieselsäuren sein. Es sind als Komponente (B) sowohl vorbehandelte Kieselsäuren einsetzbar, also handelsübliche hydrophobe Kieselsäuren, als auch hydrophile Kieselsäuren. Beispiele für handelsübliche hydrophobe Kieselsäuren, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind eine pyrogene mit Hexamethyldisilazane behandelte Kieselsäure mit einer BET-Oberflache von 140 m ² /g (käuflich erhältlich unter der Marke HDK ^® H2000 bei der Wacker-Chemie GmbH, Deutschland) und eine gefällte mit Polydimethlsiloxan behandelte Kieselsäure mit einer BET-Oberflache von 90 m ² /g (käuflich erhältlich unter der Bezeichnung Sipernat® DlO bei der Degussa AG, Deutschland) .

Falls als Komponente (B) hydrophobe Kieselsäuren eingesetzt werden sollen, können hydrophile Kieselsäuren auch in situ hydrophobiert werden, wenn das für die gewünschte Wirksamkeit der Entschäumerformulierung vorteilhaft ist. Verfahren zur

Hydrophobierung von Kieselsäuren sind vielfach bekannt. Die in situ Hydrophobierung der hydrophilen Kieselsäure kann dabei z.B. durch mehrstündiges Erhitzen der in der Komponente (A) dispergierten Kieselsäure auf Temperaturen von 100 bis 200 ⁰ C erfolgen. Dabei kann die Reaktion durch den Zusatz von Katalysatoren, wie KOH, und von Hydrophobiermitteln, wie kurzkettigen OH-terminierten Polydimethylsiloxanen, Silanen oder Silazanen unterstützt werden. Diese Behandlung ist auch beim Einsatz von handelsüblichen hydrophoben Kieselsäuren möglich.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung einer Kombination von in situ hydrophobierten Kieselsäuren mit handelsüblichen hydrophoben Kieselsäuren.

Bevorzugt werden als Kieselsäure (B) oberflächenmodifizierte

Kieselsäuren, insbesondere mit Organosiliciumverbindungen modifizierte Kieselsäuren, eingesetzt.

Wesentlich bei der Auswahl der Komponente (B) in Abhängigkeit von der Komponente (A) ist jedoch, dass der Kontaktwinkel zu Komponente (A) kleiner als 40° ist.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten Komponente (B) in Mengen von bevorzugt 0,1 bis 30 Gewichtsteilen, beson- ders bevorzugt 1 bis 15 Gewichtsteilen, insbesondere 2 bis 10 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile (A).

Außer den Komponenten (A) und (B) können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen alle weiteren Stoffe enthalten, wie sie auch bisher in Entschäumerformulierungen verwendet worden sind, wie z.B. wasserunlösliche organische Verbindungen (C).

Unter dem Begriff „wasserunlöslich" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Loslichkeit in Wasser bei 25°C und einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also zwischen 900 und 1100 hPa, von maximal 3 Gewichtsprozent verstanden werden,

Bei der gegebenenfalls eingesetzten Komponente (C) handelt es sich vorzugsweise um wasserunlösliche organische Verbindungen mit einem Siedepunkt großer als 100 ⁰ C bei dem Druck der umgebenden Atmosphäre, also bei 900 bis 1100 hPa, insbesondere um solche, ausgewählt aus Mineralölen, nativen ölen, Isoparaffinen, Polyisobutylenen, Ruckstanden aus der Oxoalkoholsynthese, Estern niedermolekularer synthetischer Carbonsauren, Fettsaure- estern, wie z.B. Octylstearat, Dodecylpalmitat, Fettalkoholen, Ethern niedermolekularer Alkohole, Phthalaten, Estern der Phos- phorsaure und Wachsen.

Die erfindungsgemaßen Zusammensetzungen enthalten wasserunlösliche organische Verbindung (C) in Mengen von bevorzugt 0 bis 1000 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 0 bis 100 Gewichtstei- len, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile des Gesamtgewichts der Komponenten (A) und (B) .

Bei den erfindungsgemaß eingesetzten Komponenten kann es sich jeweils um eine Art einer solchen Komponente wie auch um ein Gemisch aus mindestens zwei Arten einer jeweiligen Komponente handeln .

Besonders bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemaßen Zusammensetzungen um solche, die Komponente (Al), Komponente (A2), Komponente (B) und gegebenenfalls Komponente (C) enthalten, wobei der Kontaktwinkel der Komponente (A) zur Komponente (B) gemessen mit Wasser als umgebender Phase kleiner als 40° ist.

Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen um solche, die 100 Gewichtsteile Komponente (Al), 1 bis 20 Gewichtsteile Komponente (A2), 1 bis 20 Gewichtsteile Komponente (B) und gegebenenfalls

0 bis 1000 Gewichtsteile wasserunlösliche organische Verbindung (C) enthalten, wobei der Kontaktwinkel der Komponente (A) zur Komponente (B) gemessen mit Wasser als umgebender Phase kleiner als 40° ist.

Insbesondere handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Zusam- mensetzungen um solche, die aus

100 Gewichtsteile Komponente (Al),

1 bis 20 Gewichtsteile Komponente (A2),

1 bis 20 Gewichtsteile hochdisperser Kieselsäure als Komponente

(B) und gegebenenfalls

(C) wasserunlöslicher organischer Verbindung bestehen, wobei der Kontaktwinkel der Komponente (A) zur Komponente (B) gemessen mit Wasser als umgebender Phase kleiner als 30° ist.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind bevorzugt viskose klare bis opake farblose bis bräunliche Flüssigkeiten.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben eine Viskosität von vorzugsweise 100 bis 10 000 000 mPas, besonders bevorzugt von 500 bis 50 000 mPas, insbesondere von 1 000 bis 10 000 mPas, jeweils bei 25°C.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können - falls erwünscht - zu Emulsionen oder Pulver weiterverarbeitet werden.

Das Herstellen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann nach bekannten Verfahren, wie z.B. durch Mischen aller Komponenten erfolgen, wie z.B. unter Anwendung von hohen Scherkräften in Kolloidmühlen, Dissolvern oder Rotor-Stator-Homogenisatoren. Dabei kann der Mischvorgang bei reduziertem Druck erfolgen, um das Einmischen von Luft, welche z.B. in hochdispersen Füllstoffen enthalten ist, zu verhindern. Im Anschluss kann bei Bedarf die in situ Hydrophobierung der Füllstoffe erfolgen.

Falls die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zu Emulsionen weiterverarbeitet werden sollen, können alle Emulgatoren einge- setzt werden, die dem Fachmann zur Herstellung von Siliconemulsionen bekannt sind, wie z.B. anionische, kationische oder nichtionogene Emulgatoren. Bevorzugt werden Emulgatormischungen eingesetzt, wobei mindestens ein nichtionogener Emulgator, wie beispielsweise Sorbitanfettsäureestern, ethoxylierten Sorbitan- fettsäureestern, ethoxylierten Fettsäuren, ethoxylierten linearen oder verzweigten Alkoholen mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen und/oder Glycerinestern, enthalten sein sollte. Weiterhin können als Verdicker bekannte Verbindungen, wie Polyacrylsäure, Polyacrylate, Celluloseether wie Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose, natürliche Gume wie Xanthan Gum und Polyurethane sowie Konservierungsmittel und andere übliche und dem Fachmann bekannte Zusätze zugesetzt werden.

Die kontinuierliche Phase der erfindungsgemäßen Emulsionen ist bevorzugt Wasser. Es können jedoch auch erfindungsgemäße Zusammensetzungen in Form von Emulsionen hergestellt werden, bei denen die kontinuierliche Phase durch die Komponenten (A) und (B)

gebildet oder durch Komponente (C) gebildet wird. Es kann sich dabei auch um multiple Emulsionen handeln.

Verfahren zur Herstellung von Siliconemulsionen sind bekannt. üblicherweise erfolgt die Herstellung durch einfaches Verrühren aller Bestandteile und ggf. anschließendes Homogenisieren mit Strahldispergatoren, Rotor-Stator-Homogenisatoren, Kolloidmuh- len oder Hochdruckhomogenisatoren.

Falls es sich bei der erfindungsgemaßen Zusammensetzung um E- mulsionen handelt, sind Ol in Wasser Emulsionen enthaltend 5 bis 50 Gew.-% Komponenten (A) bis (C), 1 bis 20 Gew.-% Emulga- toren und Verdicker und 30 bis 94 Gew.-% Wasser bevorzugt.

Die erfindungsgemaßen Zusammensetzungen können auch zu frei fließenden Pulvern formuliert werden. Diese sind z.B. bei der Anwendung in pulverformigen Waschmitteln bevorzugt. Die Herstellung dieser Pulver ausgehend von der Mischung der Komponenten (A) , (B) und gegebenenfalls (C) erfolgt nach dem Fachmann bekannten Verfahren, wie Sprühtrocknung oder Aufbaugranulation und mit dem Fachmann bekannten Zusätzen.

Die erfindungsgemaßen Pulver enthalten bevorzugt 2 bis 20 Ge- wichts-% Komponenten (A) bis (C) . Als Trager kommen z.B. Zeo- lithe, Natriumsulfat, Cellulosederivate, Harnstoff und Zucker zum Einsatz. Weitere Bestandteile der erfindungsgemaßen Pulver können z.B. Wachse sein oder organischen Polymere, wie sie z.B. in EP-A 887097 und EP-A 1060778 beschrieben sind.

Die erfindungsgemaßen Zusammensetzungen können überall eingesetzt werden, wo Zusammensetzungen auf der Basis von Organosi- liciumverbindungen auch bisher eingesetzt wurden. Insbesondere können sie als Entschäumer eingesetzt werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen .

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Entschäumen und/oder Schaumverhinderung von Medien, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung mit dem Medium vermischt wird.

Der Zusatz der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zu den schäumenden Medien kann direkt erfolgen, mit geeigneten Lösungsmitteln, wie Toluol, Xylol, Methylethylketon oder t-Butanol, vermischt, als Pulver oder als Emulsion. Die zur Erzielung der ge- wünschten Entschäumerwirkung notwendige Menge richtet sich z.B, nach der Art des Mediums, der Temperatur und der auftretenden Turbulenz .

Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Mengen von 0,1 Gew.-ppm bis 1 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 1 bis 100 Gew.-ppm, zum schäumenden Medium zugegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen von bevorzugt -10 bis +150 ⁰ C, besonders bevorzugt 5 bis 100 ⁰ C, und dem Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa 900 bis 1100 hPa, durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei höheren oder niedrigeren Drücken durchgeführt werden, wie etwa bei 3000 bis 4000 hPa oder 1 bis 10 hPa.

Die erfindungsgemäßen Entschäumerzusammensetzungen können überall dort eingesetzt werden, wo störender Schaum unterdrückt werden soll. Das ist z.B. in nichtwässrigen Systemen wie bei der Teerdestillation oder der Erdölverarbeitung der Fall. Ins-

besondere eignen sich die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zur Bekämpfung von Schaum in wässrigen Tensidsystemen, zur Anwendung in Wasch- und Reinigungsmitteln und zur Bekämpfung von Schaum in Abwasseranlagen. Desweiteren sind die erfindungsgemä- ßen Zusammensetzungen bei Textilfärbeverfahren, bei der Erdgaswäsche, in Polymerdispersionen und zum Entschäumen von bei der Zellstoffherstellung anfallenden wässrigen Medien einsetzbar.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben den Vorteil, dass sie als Entschäumer leicht handhabbar sind, und dass sie sich durch eine hohe, lang anhaltende Wirksamkeit in unterschiedlichsten Medien bei geringen Zusatzmengen auszeichnen. Das ist sowohl ökonomisch als auch ökologisch außerordentlich vorteilhaft.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Auswahl geeigneter Kombinationen von (A) und (B) zielsicher und einfach in der Durchführung ist. Aufwändige anwendungstechnische Tests an einer Vielzahl von denkbaren stofflichen Kombina- tionen sind nicht erforderlich. Somit ist das Verfahren sehr wirtschaftlich .

In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht. Sofern nicht anders angegeben, werden die folgenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also bei etwa 1000 hPa, und bei Raumtemperatur, also etwa 20 ⁰ C bzw. einer Temperatur, die sich beim Zusammengeben der Reaktanten bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Heizung oder Kühlung ein- stellt, durchgeführt. Alle in den Beispielen angeführten Viskositätsangaben sollen sich auf eine Temperatur von 25°C beziehen .

Messung der Kontaktwinkel (Fig. 1 und 2) Methode 1

In einen Edelstahlzylinder mit einem Durchmesser von 13 mm und einer Höhe von 40 mm werden 20 mm Komponente (B) gefüllt und mit einem Druck von 70 MPa mit einem polierten Edelstahlstempel gepresst. Der so hergestellte Pressung (3) wird horizontal in ein mit Wasser (Phase 1) gefülltes Glasgefäß gegeben. Auf einer horizontalen Oberfläche des Presslings wird dann ein Tropfen (Phase 2) der Komponente (A) mit einer Pasteurpipette aufge- bracht. Wenn Komponente (A) schwerer als Wasser (1) ist, wird der Tropfen (2) von oben auf die obere Fläche des Presslings (3) aufgebracht (Fig. 1), wenn Komponente (A) leichter als Wasser ist, auf der unteren Fläche des Presslings (Fig.2) . Der Winkel θ, den die am Dreiphasenpunkt angelegte Tangente an der Grenzfläche Tropfen/umgebende Phase zur Grenzfläche Tropfen/feste Phase bildet, wird mit einem Goniometer, gemessen. Der Vorgang wird mehrmals wiederholt und der Mittelwert und die Streuung (Standardabweichung) berechnet.

Methode 2

Die Messung des Kontaktwinkels von Komponente (A) zu Komponente (B) erfolgt an einer Quarzglasoberfläche, die analog zu Komponente (B) gegebenenfalls modifiziert wurde. Dazu wird eine Quarzglasscheibe horizontal in ein mit Wasser gefülltes Glasge- faß gegeben. Auf einer horizontalen Oberfläche der Quarzglasscheibe wird dann ein Tropfen der Komponente (A) mit einer Pasteurpipette aufgebracht. Wenn Komponente (A) schwerer als Wasser ist, wird der Tropfen von oben auf die obere Fläche aufgebracht, wenn Komponente (A) leichter als Wasser ist, auf der unteren Fläche. Der Winkel θ, den die am Dreiphasenpunkt angelegte Tangente an der Grenzfläche Tropfen/umgebende Phase zur Grenzfläche Tropfen/feste Phase bildet, wird mit einem Goniometer, gemessen.

Der Vorgang wird mehrmals wiederholt und der Mittelwert und die Streuung (Standardabweichung) berechnet.

Um zu zeigen, dass Methode 1 und Methode 2 innerhalb der Fehlergrenzen gleiche Ergebnisse bringen, wurde eine Kontaktwinkelmessung anhand eines Presslings aus einer pyrogenen Kieselsaure mit einer BET-Oberflache von 300 m ² /g (kauflieh erhaltlich bei der Wacker-Chemie GmbH, Deutschland unter der Bezeich- nung HDK® T30), hergestellt und der Kontaktwinkel eines öles mit einer Viskosität von 150 mm ² /s, das aus Methylphenylsilo- xan- und Dimethylsiloxaneinheiten besteht und mit Trimethylsil- oxygruppen terminiert ist, mit Wasser als umgebender Phase bestimmt. Zum Vergleich wurde die Messung mit einer Quarzglas- scheibe anstelle des Presslings durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1:

In den folgenden Beispielen wurden die Kontaktwinkel nach Methode 2 an Quarzglasplatten bestimmt, die auf genau die gleiche Weise behandelt wurden, wie die eingesetzten Kieselsauren.

Die Kontaktwinkel Quarzglas/Wasser als Maß für die Hydrophobie der Kieselsaure wurde in analoger Weise mit einem Wassertropfen (Phase 2) und Luft als umgebender Phase (Phase 1) bestimmt (Fig. 3) .

Prüfungen der Entschäumerwirksamkeit

1. Antischaumkennzahl AKZ In einer Vorrichtung entsprechend DE-A 25 51 260 werden 200 ml einer 4 Gew.-%igen wässrigen Lösung eines Natriumalkylsulfona- tes (Mersolat) , die 10 mg des zu untersuchenden Entschäumers (gelöst in der 10-fachen Menge an Methyl-Ethyl-Keton) enthält, 1 Minute mit zwei gegenläufigen Rührern aufgeschäumt. Anschlie- ßend wir der Schaumzerfall aufgezeichnet. Aus der Fläche der Auftragung Schaumhöhe gegen die Zeit wird die Antischaumkennzahl berechnet. Je niedriger diese Zahl ist, desto wirksamer ist der Entschäumer.

2. Rührtest

300 ml einer Lösung, die 1 Gew.-% eines entschäumerfreien Waschpulvers enthält, wurden 5 Minuten mit einem Rührer bei einer Geschwindigkeit von 1000 Umdrehungen/min aufgeschäumt. Anschließend wurden 100 μl einer 10 Gew.-%igen Lösung des Ent- schäumers in Methylethylketon zugegeben und das Rühren weitere 25 Minuten fortgesetzt. Während der gesamten Zeit wird die Schaumhöhe aufgezeichnet.

Als Maß für die Wirksamkeit wird die durchschnittliche Schaumhöhe bezogen auf die Schaumhöhe ohne Entschäumer nach 2-3 Minu- ten berechnet. Je niedriger dieser Wert ist, desto wirksamer ist der Entschäumer.

3. Test in der Waschmaschine mit einem pulverförmigen Waschmittel Zu 100 g des entschäumerfreien Waschpulvers wurden 0,1 g Entschäumer gegeben. Das Waschpulver wurde dann gemeinsam mit 3500 g sauberer Baumwollwäsche in eine Trommelwaschmaschine (Typ Miele Novotronik W918 ohne Fuzzy Logic) gegeben. Anschlie-

ßend wird das Waschprogramm gestartet und die Schaumhohe über einen Zeitraum von 55 Minuten aufgezeichnet. Aus den über den Gesamtzeitraum ermittelten Schaumnoten (0 kein Schaum messbar bis 6 überschäumen) wird die durchschnittliche Schaumnote be- stimmt. Je niedriger diese ist, desto wirksamer ist der Entschäumer über den gesamten Zeitraum.

Beispiel 1

85 Teile eines Siliconols (Al-I) mit einer Viskosität von 1000 mm ² /s, das aus Methylphenylsiloxan und Dimethylsiloxaneinheiten besteht und mit Trimethylsiloxygruppen terminiert ist, 5 Teile eines bei Raumtemperatur festen Siliconharzes (A2-1) aus Tri- methylsiloxy- und Siθ2~Einheiten im Molverhaltnis 0,61/1 mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 5728 g/mol (bezogen auf Polystyrolstandard) und einem Gehalt an Si-gebunden Hydroxylgruppen von 0,8 Gew.%, gelost in 5 Teilen eines Kohlenwasserstoffgemisches (C-I) mit einem Siedebereich von 235-270 ⁰ C (kauflich erhaltlich unter der Bezeichnung Exxsol D 100 S bei Staub & Co Nürnberg, Deutschland ) , 5 Teile einer pyrogenen Kieselsaure (B-I) mit einer BET-Oberflache von 400 m ² /g (kauflich erhaltlich bei der Wacker-Chemie GmbH, Deutschland unter der Bezeichnung HDK® T40) und 0,7 Teile einer 20 Gew.-%igen methanolischen KOH werden mit einem Dissolver vermischt und 4 Stunden auf 150 ⁰ C erhitzt. Es wurde ein Entschäumer mit einer Viskosität von 4800 mPas erhalten. Die so erhaltene Zusammensetzung wurde nun hinsichtlich der Antischaumkennzahl AKZ, des Ruhrtests und des Tests in der Waschmaschine überprüft. Zur Messung des Kontaktwinkels wird eine Quarzglasscheibe in die oben genannte Mischung aus (Al-I) und (A2-1) und dem Kata- lysator getaucht und ebenfalls 4 Sunden auf 150 ⁰ C erhitzt. Nach Abkühlen und Ablaufen (senkrechte Lagerung für 24 Stunden) des freien Siloxans wird das Glas in Wasser eingetaucht und ein

Tropfen der oben beschriebenen Mischung aus (Al-I) und (A2-1) auf die Oberfläche gegeben, um den Kontaktwinkel zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 2 zusammengefasst .

Beispiel 2

90 Teile eines Siliconöls (Al-2) der Formel Me ₃ Si-O-[SiMeOCt-O- !20-SiMe ₃ (Oct steht für einen Octylrest, Me für einen Methylrest) mit einer Viskosität von 221 mPas, 5 Teile eines bei Raumtemperatur festen Siliconharzes (A2-2) aus Trimethylsiloxy- und Siü2 -Einheiten im Molverhältnis 0,61/1 mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 5728 g/mol (bezogen auf Polystyrolstandard) und einem Gehalt an Si-gebunden Hydroxylgruppen von 0,8 Gew.%, 5 Teile einer pyrogenen Kieselsäure (B-2) mit einer BET- Oberflache von 300 m ² /g (käuflich erhältlich bei der Wacker- Chemie GmbH, Deutschland unter der Bezeichnung HDK® T30), und 0,7 Teile einer 20 Gew.-%igen methanolischen KOH werden mit einem Dissolver vermischt und 4 Stunden auf 150 ⁰ C erhitzt. Es wurde ein Entschäumer mit einer Viskosität von 1800 mPas erhalten. Die so erhaltene Zusammensetzung wurde nun hinsichtlich der Antischaumkennzahl AKZ, des Rührtests und des Tests in der Waschmaschine überprüft.

Zur Messung des Kontaktwinkels wird eine Quarzglasscheibe mit der oben genannten Mischung aus (Al-2) und (A2-2) und dem Katalysator ebenfalls 4 Stunden auf 150 ⁰ C erhitzt. Nach Abkühlen und Ablaufen (senkrechte Lagerung für 24 Stunden) des freien Siloxans wird das Glas in Wasser eingetaucht und ein Tropfen der oben beschriebenen Mischung aus (Al-2) und (A2-2) auf die Oberfläche gegeben, um den Kontaktwinkel zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 2 zusammengefasst .

Beispiel 3

90 Teile eines Polydimethylsiloxans (Al-3) mit einer Viskosität von 8000 mm ² /s, 5 Teile eines bei Raumtemperatur festen SiIi-

conharzes (A2-3) bestehend gemäß ²⁹ Si-NMR und IR-Analyse aus 90,7 mol-% CH ₃ SiO ₃₇₂ -, 4,3 mol-% C ₂ H ₅ O(CH ₃ )SiO _2Z2 -, 4 mol-% HO (CH ₃ ) SiO _2/2 - und 1 mol-% (CH ₃ ) ₂ Si0 _2/2 -Einheiten mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 10710 g/mol (bezogen auf Polysty- rolstandard) , 5 Teile einer pyrogenen Kieselsäure (B-3) mit einer BET-Oberflache von 400 m ² /g (käuflich erhältlich bei der Wacker-Chemie GmbH, Deutschland unter der Bezeichnung HDK® T40) und 0,7 Teile einer 20 Gew.-%igen methanolischen KOH werden mit einem Dissolver vermischt und 4 Stunden auf 150 ⁰ C erhitzt. Es wurde ein Entschäumer mit einer Viskosität von 6400 mPas erhalten. Die so erhaltene Zusammensetzung wurde nun hinsichtlich der Antischaumkennzahl AKZ, des Rührtests und des Tests in der Waschmaschine überprüft. Zur Messung des Kontaktwinkels wird eine Quarzglasscheibe mit der oben genannten Mischung aus (Al-3) und (A2-3) und dem Katalysator ebenfalls 4 Stunden auf 150 ⁰ C erhitzt. Nach Abkühlen und Ablaufen (senkrechte Lagerung für 24 Stunden) des freien Siloxans wird das Glas in Wasser eingetaucht und ein Tropfen der oben beschriebenen Mischung aus (Al-3) und (A2-3) auf die Oberfläche gegeben, um den Kontaktwinkel zu bestimmen.

Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 2 zusammengefasst .

Vergleichsbeispiel 1

95 Teile eines Siliconöls (Al-Vl) mit einer Viskosität von 1000 mm ² /s, das aus Methylphenylsiloxan und Dimethylsiloxaneinheiten besteht und mit Trimethylsiloxygruppen terminiert ist, 5 Teile einer pyrogenen Kieselsäure (B-Vl) mit einer BET-Oberflache von 400 m ² /g (käuflich erhältlich bei der Wacker-Chemie GmbH, Deutschland unter der Bezeichnung HDK® T40) und 0,7 Teile einer 20 Gew.-%igen methanolischen KOH werden mit einem Dissolver vermischt und 4 Stunden auf 150 ⁰ C erhitzt. Es wurde eine opake Mischung mit einer Viskosität von 30400 mPas erhalten. Die so erhaltene Zusammensetzung wurde nun hinsichtlich der Anti-

schaumkennzahl AKZ, des Rührtests und des Tests in der Waschmaschine überprüft.

Zur Messung des Kontaktwinkels wird eine Quarzglasscheibe mit dem oben genannten Polysiloxan (Al-Vl) und dem Katalysator e- benfalls 4 Stunden auf 150 ⁰ C erhitzt. Nach Abkühlen und Ablaufen (senkrechte Lagerung für 24 Stunden) des freien Siloxans wird das Glas in Wasser eingetaucht und ein Tropfen (Al-Vl) auf die Oberfläche gegeben, um den Kontaktwinkel zu bestimmen.

Vergleichsbeispiel 2

90 Teile eines Polydimethylsiloxans (A1-V2) mit einer Viskosität von 350 mm ² /s, 5 Teile eines bei Raumtemperatur festen Siliconharzes (A2-V2) aus Trimethylsiloxy- und SiC>2 -Einheiten im Molverhältnis 0,61/1 mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 5728 g/mol (bezogen auf Polystyrolstandard) und einem Gehalt an Silicium gebunden Hydroxylgruppen von 0,8 Gew.%, gelöst in 5 Teilen eines Kohlenwasserstoffgemisches (C-V2) mit einem Siedebereich von 235-270 ⁰ C (käuflich erhältlich unter der Bezeichnung Exxsol D 100 S bei Staub & Co Nürnberg, Deutschland) 5 Teile einer pyrogenen Kieselsäure (B-V2) mit einer BET-Ober- flache von 200 m ² /g (käuflich erhältlich bei der Wacker-Chemie GmbH, Deutschland unter der Bezeichnung HDK® N20) werden mit einem Dissolver vermischt. Es wurde ein Entschäumer mit einer Viskosität von 2556 mPas erhalten. Die so erhaltene Zusammen- setzung wurde nun hinsichtlich der Antischaumkennzahl AKZ, des Rührtests und des Tests in der Waschmaschine überprüft.

Zur Messung des Kontaktwinkels wird eine Quarzglasscheibe in Wasser eingetaucht und ein Tropfen der Mischung aus Al und A2 auf die Oberfläche gegeben, um den Kontaktwinkel zu bestimmen.

Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 2 zusammengefasst .

Tabelle 2

Bei den Vergleichversuchen Vl und V2 kam es sehr schnell zu einem überlaufen der Schaumflotte.

Es ist deutlich, dass obwohl in den Beispielen zum Teil ein praktisch gleicher Kontaktwinkel zu Wasser (also Hydrophobie) erreicht wurde, die erfindungsgemaßen Zusammensetzungen eine überlegene Wirksamkeit aufweisen.