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Schaumverhüter für wäßrige Systeme Schaumverhüter spielen in der
modernen Technik eine bedeutende, wenn auch meist verborgene Rolle. Sie sind insbesondere
dort von Bedeutung, wo entweder wäßrige Lösungen verarbeitet werden oder Wasser
als Transportflüssigkeit dient. Als Beispiele für den ersten Fall seien die Zucker-,
Stärke- und Eiweißfabrikation genannt, ferner die Herstellung von Klebstoffen auf
Basis synthetischer oder natürlicher Rohstoffe und die Herstellung wäßriger Kunststoffdispersionen
als Bindemittel, Beschichtungs-und Anstrichstoffe. Die Papier- und Zellstoffabrikation
sowie die Flotationsverfahren in der Mineralstoffgewinnung sind Beispiele für den
zweiten Fall, Nicht nur beim letzteren Prozeß, sondern auch bei der Abwasserklärung
überhaupt, ist die Einstellung eines optimal gedämpften Schaumniveaus von Wichtigkeit.
Dabei ist nicht die möglichst weitgehende Schaumdämpfung und auch nicht eine möglichst
starke Schaumentwicklung, sondern eine regelbare mittlere oder niedrigere Schaumbildung
erwünscht. Die auftretenden technischen Probleme lassen sich häufig Uberhaupt nur
durch Mitverwendung von Schaumverhütern, die bei entsprechender Dosierung auch als
Schaumregler wirken, lösen.
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Die technisch zur Verfügung stehenden Rohwasser, z.B. aus Fluß-Iäufen,
sind heute vielfach mit einem gewissen Tensidgelialt: vorbelastet,
so
daß bei ihrer Verwendung mit und ohne Zusatz von oberflächenaktiven Stoffen häufig
Schwankungen im Schaumvermögen auftreten. Die Mitverwendung von Schaumverhütern
in geregelter Dosierung gestattet dann die Einhaltung der gewünschten Bedingungeh.
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In der Technik werden bereits zahlreiche Schaumverhüter oder Scha-umregler
verwendet. Als Beispiel seien solche auf der Basis von LUsungsmitteln genannt, wie
aliphatische Alkohole, deren Destillationsvorläufe oder -rückstände (z.B. 2-Xthylhexanol,
Fettalkohole) oder solche auf der Basis organischer Esterverbindungen, wie die Phosphorsäureester
des n-Butanols und Isobutanols. Weiter sind partielle Fettsäureester von Polyalkoholen,
wie Monoglykol- und Mono- und Diglycerinester und veresterte oder auch unveresterte
Polyäther auf Basis von Xthylenoxid und/ oder Propylenoxid zu nennen. Schließlich
sind noch die paraffinischen Kohlenwasserstoffe und die freien Fettsäuren selbst
zu erwähnen.
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Die genannten Stoffe können für sich allein oder im Gemisch angewandt
werden. Nachteilig ist jedoch, daß bei der Abmischung häufig pastenfrmige oder sogar
feste Produkte entstehen, die nur in Form von wäßrigen Emulsionen anwendbar sind.
Die Aufbereitung solcher Pasten ist zeitraubend, da man Vorverdünnungen oder Stammemulsionen
herstellen muß. Man gibt daher im allgemeinen den tropfbaren flüssigen wasserfreien
Schaumverhütern den Vorzug.
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Es wurde nun gefunden, daß man besonders wirksame und leicht anwendbare
tropfbare, flüssige und wasserfrele Schaumverhüter rur wäßrige Systeme erhält, wenn
man Gemische von ungesättigten
und gesättigten oligomeren Paraffinen,
die bei der Athylenpolymerisation anfallen, verwendet.
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Von den Gemischen aus ungesättigten und gesättigten oligomeren Paraffinen,
im folgenden als Oligomerengemische bezeichnet, sind sowohl die bei Raumtemperatur
flüssigen wie auch die festen mit einem Erweichungspunkt bis zu circa 50°C geeignet.
Letztere werden in Form von flüssigen Mischungen mit den flüssigen Oligomerengemischen
verwendet. Für den erfindungsgemäßen Zweck sind Oligomerengemische mit 5 bis 50
Kohlenstoffatomen geeignet.
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Da Mischungen aus flüssigen und festen Oligomerengemischen besonders
wirksame Schaumverhütungsmittel sind, werden solche Mischungen bevorzugt verwendet.
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Die gemäß der vorliegeden Erfindung zu verwendenden Gemische aus ungesättigten
und gesättigten oligomeren Paraffinen können durch folgende Kennzahlen charakterisiert
werden: Säurezahl: 0,1 bis 50 Jodzahl: 5 bis 80 Veresterungszahl: 0,1 bis 50 OH-Zahl
5 bis 150 Erweichungspunkt : -30° bis circa +50°C Vorzugsweise werden die Oligomerengemische
im Gemisch mit anderen schaumverhütenden Stoffen verwendet. Der Gehalt an Oligomerengemisch
liegt zweckmäßig zwischen 10 und 60 Gew.%, bezogen auf die Mischung. Als weitere
schaumverhütende Stoffe können praktisch alle dafür bekannten Verbindungen bzw.
Verbindungsgemische verwendet
werden, wie aliphatische Alkohole,
deren Destillationsvorläufe oder -rückstände, Phosphorsäureester, partielle Fettsäureester
von Polyalkoholen oder veresterte oder auch unveresterte Polyäther auf der Basis
von Äthylenoxid und/oder Propylenoxid.
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Die Oligomerengemische werden als Nebenprodukte bei der Hochdruckpolymerisation
des Xthylens erhalten. Sie fallen als farblose bis gelblich gefärbte le bis Wachse
an.
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Die erfindungsgemäßen Schaumverhüter sind als dünnflüssige Öle oder
dlgemlsche leicht zu dosieren. Die Schaumverhfftungsmittel sind hellfarbig, geruchsarm
und physiologisch unbedenklich.
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Außerdem weisen sie eine hervorragende Verträglichkeit mit weiteren
schaumverhütenden Mitteln aus den anderen Stoffklassen auf.
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Die im folgenden genannten Teile und Prozentangaben beziehen sich
auf das Gewicht. Die Gewichtsteile verhalten sich zu den Raumteilen wie das Gramm
zum Kubikzentimeter.
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Beispiel 1 Eine Faserstoffsuspension der folgenden Zusammensetzung:
3,6 Teile Holzschliff, 2, 4 Teile ungebleichter Sulfitzellstoff, 0,3 Teile Farbstoff
Colour Index Nr. 15 510, 0,2 Teile Harzleim und 0,5 Teile Alaun
je
1000 Teile Wasser, schäume stark bei der Verarbeitung auf der Papiermaschine. Eine
Probe (10 000 Teile) der Suspension wurde auf einer Schaumprüfapparatur (beschrieben
in Das Papier 15 (1961) 295-301) einem Fünfminutentest unterworfen und ergab dabei
in 10 Versuchen einen Schaummittelwert von 1765 ~ 40 Raumteile Schaum. Derselbe
Versuch wurde anschließend wiederholt unter Zusatz von 0,01 Teilen, Je 100 Teilen
Faserstoff, eines erfindungsgemäßen Schaumverhüters bestehend aus: 50 % Oligomerengemisch,
30 % 2-Athylhexanol und 20 % Oxäthylat aus Butylphenol mit 4 Mol Äthylenoxid, wobei
ein Schaumwert von 1120 + 30 Raumteile erhalten wurde.
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Ein handelsüblicher Schaumverhüter, der aus 52 % aliphatischen Kohlenwasserstoffen,
5 % Stearinsäure, 18 % ölsäuremonoglycerid und 25 % Polyglykol aufgebaut ist, zeigte
bei derselben Prüfung einen Schaumwert von 1390 +- 60 Raumteile. Bei Austausch des
Oligomerengemischs gegen Wei#öl im obigen Ansatz wurden 1295 - 45 Raumteile Schaum
erhalten.
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Beispiel 2 Auf einer Papiermaschine wurde mittels Leimpresse eine
Oberflächenbehandlung mit einer Lösung aus 60 Teilen abgebauter Stärke und 20 Teilen
einer 40%igen wäßrigen Copolymerisatdispersion
aus Acrylsäure-isobutylester,
Styrol und Vinylimidazolium-methosulfat je 1000 Teile der wäßrigen Dispersion durchgeführt.
Die Lösung neigte stark zum SchFumen, das durch handelsübliche Schaumverhüter nur
unwesentlich unterdrückt werden konnte. Nach Zusatz von nur 2 Teilen der Lösung
eines erfindungsgemäßen Schaumverhüters bestehend aus 40 % Oligomerengemisch 40
% n-Butylphosphat und 20 % oxäthyliertem Ricinusöl zu 1000 Teilen der Dispersion
wurde der Schaum vollkommen beseitigt.
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Beispiel 3 In der Zellstoffwasch- und Sortieranlage einer Sulfitzellstofffabrik
entstanden Betriebsstörungen durch Schaumbildung. Der entstandene Schaum behinderte
den Wasserdurchfluß durch die Rundsiebe. Durch Anwendung von 0,05 %> bezogen
auf den Faserstoff, eines Schaumverhüters bestehend aus 40 % Stearinsäure und 60
% oxäthylierter Stearinsäure in Form einer 2%igen wäßrigen Stammemulsion, konnte
der Schaum unter Kontrolle gehalten werden.
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Die hohe Verdünnung der Stammemulsion bedingte Jedoch eine umständliche
Arbeitsweise, da relativ große Mengen Stammemulsion angesetzt werden mußten. Die
Verwendung hoherkonsentrierter Stammemulsionen war nicht möglich, da diese zu dickflüssig
waren.
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Durch Verwendung von 0,02 X, bezogen auf den FaserstoRf, einer
erfindungsgemäßen
Mischung bestehend aus 40 % Ollgomerengemlsch, 20 % Iso-Oktanoldestillationsrückstand,
5 % Stearinsäure und 35 % Tallöloxäthylat mit 8 Mol Xthylenoxld konnte die Schaumbildung
durch einfaches Zutropfen soweit gedämpft werden, daß die Anlage mit voller Leistung
zu fahren war.
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Beispiel 4 Bei der Herstellung von Eiweißleim durch Eindampfen der
Leimlösung im Kestnerverdampfer traten Betriebsstörungen auf, indem durch den gebildeten
Schaum Leimverluste auftraten. Durch Anwendung von nur 0,01 % Schaumverhüter gemäß
Beispiel 1, bezogen auf die Lösung, konnten die Störungen behoben werden.