Способ получения и применения композиций, контролирующих пенообразование

Способ получения и применения композиций, контролирующих пенообразование

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу получения композиций, контролирующих пенообразование, в особенности композиций, которые подходят для применения в водных средах, таких как производство бумаги и варка целлюлозы, окрашивание тканей, чернила, покрытия, краски, моющие средства, обработка сточных вод, промывка в скрубберах природного газа и металлообработка. В частности, изобретение относится к способу получения композиций, контролирующих пенообразование, которые включают силиконовые материалы, в частности разветвленные или сшитые силиконовые материалы. Изобретение также относится к композициям, контролирующим пенообразование, полученным таким образом, и к разным системам и способам обработки, таким как чернила, покрытия, краски, моющие средства, черный щелок и целлюлозно-бумажное производство, обработка сточных вод, окрашивание тканей, металлообработка и промывка в скрубберах природного газа, использующим такие композиции, контролирующие пенообразование.

Контролирующие пенообразование композиции для варки целлюлозы известны и используются уже некоторое время, а также описаны в ряде публикаций. Весьма важный тип таких композиций, контролирующих пенообразование, используемых при варке целлюлозы, основан на силиконовых материалах. Например, патент Великобритании 1296308, опубликованный в 1972, описывает антивспенивающие композиции для водных систем, которые включают нерастворимую в воде органическую жидкость, например минеральное масло, силоксановый полимер, наполнитель и ингредиент, которые сообщают наполнителю совместимость с силоксановым полимером. Заявлено, что композиции подходят для использования в целлюлозно-бумажной промышленности. В патенте США 6656975 описаны силиконовые композиции, которые включают дисперсионную фазу полярной органической жидкости, содержащей диспергированные в ней частицы силиконового антивспенивающего материала, инкапсулированного в органический инкапсулирующий материал с определенными характеристиками. Силиконовый антивспениватель обозначен как включающий полиорганосилоксановую жидкость и гидрофобный наполнитель, где полиорганосилоксановая жидкость представляет собой линейный, разветвленный или сшитый полидиорганосилоксан, содержащий силанол в количестве 0,01-0,05 мас.%. Силиконовая композиция использована для контроля пены в водной среде, например, в целлюлозно-бумажной промышленности. Известны агенты, контролирующие пенообразование, на основе силиконов, и описано, что агенты, использующие разветвленные полиорганосилоксановые жидкости, являются особенно подходящими для композиций моющих средств. Например, EP 0434060 описывает композицию силиконового антивспенивающего агента, включающую полидиорганосилоксан, диоксид кремния и от 1 до 200 частей по массе сшитого органополисилоксанового полимера, обнаруживающего текучесть, на 100 частей по массе объединенных полидиорганосилоксана и диоксида кремния. В патенте Великобритании 2257709 описан способ получения силиконового агента, контролирующего пенообразование, который включает стадии создания смеси полидиорганосилоксана с концевыми винильными группами, летучего, маловязкого органогидросилоксана, имеющего по меньшей мере 3 связанных с кремнием атома водорода, и растворителя; реакции указанной смеси в присутствии катализатора из благородного металла, чтобы получить разветвленный органополисилоксан, и добавления к смеси тонко раздробленного порошкообразного материала, имеющего поверхность, становящуюся гидрофобной при контакте с обрабатывающим агентом.

Таким образом, композиции, контролирующие пенообразование на основе силиконов или включающие силиконы, могут быть получены смешением по меньшей мере 2 жидких материалов, которые затем претерпевают химическую реакцию в жидкой фазе, которая, например, представляет собой реакцию типа конденсации или присоединения, такую как гидросилирование или силанол-силильную реакцию. Часто добавляют специальный материал, например наполнитель, что может быть осуществлено до или после реакции. Например, в EP 0217501 описана композиция, контролирующая пенообразование, включающая (A) жидкий силоксановый компонент и (B) тонко раздробленный наполнитель, имеющий поверхность, приобретшую гидрофобность, отличающаяся тем, что жидкий силоксановый компонент (A) имеет вязкость по меньшей мере 7·10^-3 м²/с при 25°C и получен смешением (1) 100 частей по массе полидиорганосилоксана, содержащего концевые триорганосилоксигруппы; (2) от 10 до 125 частей по массе полидиорганосилоксана, содержащего по меньшей мере одну терминальную силанольную группу и по меньшей мере 40 Si-атомов, и (3) от 0,5 до 10 частей по массе органополисилоксановой смолы, включающей R''₃SiO_1/2-звенья и SiO₂-звенья в соотношении от 0,5:1 до 1,2:1, и в которой R'' обозначает моновалентную углеводородную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, причем указанная смола имеет в среднем по меньшей мере одну связанную с кремнием гидроксильную группу на молекулу, и последующим нагреванием данной смеси.

EP 0270273 описывает реакцию смеси компонентов, включающей полиорганосилоксановую жидкость с по меньшей мере одной гидроксильной и/или углеводородоксигруппой, тонко раздробленный наполняющий материал и катализатор для промотирования реакции компонентов. EP0047630 A описывает композитный антивспенивающий агент, образованный смешением и реакцией органополисилоксанового масла и/или углеводородного масла; органогидрополисилоксана; тонко раздробленного диоксида кремния; и необязательно катализатора реакции связанных с кремнием атомов водорода со связанными с кремнием гидроксильными радикалами. EP 0254499 B описывает композицию силиконового противовспенивателя, полученную из разных полиорганосилоксановых компонентов, которые сначала смешивают и вводят в реакцию при нагревании. Наполнитель добавляют до или после реакции конденсации. Патент США 4741861 описывает композицию антивспенивателя на основе силиконов, включающую 3 вида диорганополисилоксанов, включающих один, содержащий на обоих концах молекулярной цепи терминальную винилдиорганосилильную группу, и один, содержащий на обоих концах молекулярной цепи терминальную диорганосилильную группу, имеющий связанный с кремнием атом водорода, порошок тонко раздробленного диоксида кремния и соединение платины в качестве катализатора. Увеличение молекулярной массы диорганополисилоксана, который выбран с относительно малой вязкостью и может быть эмульгирован в водной среде, как предполагают, имеет место после эмульгирования за счет реакции присоединения. EP 0516109 B1 описывает композиции силиконовых противовспенивателей, полученные нагреванием смеси компонентов, которые включают диметилполисилоксан с терминальными триметилсилоксигруппами, диметилполисилоксан с терминальными винилдиметилсилоксигруппами, диметилсилоксановый-метилгидросилоксановый сополимер, триметилсилоксисиликат, диоксид кремния в форме микрочастиц и платиновый катализатор.

Постоянно существует необходимость предоставить дополнительно улучшенные контролирующие пенообразование агенты для водных сред, таких как производство бумаги и целлюлозная промышленность, приложения по окрашиванию тканей и приложения по металлообработке, но в особенности для варки целлюлозы, такой как варка целлюлозы способом Kraft®. Предпочтительный способ получения подходящих композиций, контролирующих пенообразование, включающих разветвленный или сшитый полиорганосилоксановый материал, в котором диспергирован тонко раздробленный наполнитель, поверхность которого является гидрофобной, включает стадии

a) смешения (i) тонко раздробленного наполнителя, (ii) полиорганосилоксана, имеющего в среднем по меньшей мере два реакционно-способных заместителя, способных вступать в реакцию присоединения с компонентом (iii) гидросилированием, и (iii) полиорганосилоксана, имеющего по меньшей мере три реакционно-способных заместителя, способных вступать в реакцию присоединения с компонентом (ii) гидросилированием;

b) индуцирование реакции гидросилирования компонентов (ii) и (iii) в присутствии катализатора на основе переходного металла.

Неожиданно найдено, что, если способ получения агента, контролирующего пенообразование, который включает разветвленный, слабо, частично или полностью сшитый силикон, предпочтительно полиорганосилоксан, включает как добавление тонко раздробленного наполнителя перед образованием разветвленного или сшитого полиорганосилоксана, так и формирование по меньшей мере частично гелеобразной структуры или смеси разветвленного или сшитого полиорганосилоксана, к которой прилагаются сдвигающие силы, то могут быть получены улучшенные композиции, контролирующие пенообразование.

Соответственно, в одном из своих аспектов настоящее изобретение дает способ получения композиции, контролирующей пенообразование, включающей разветвленный или сшитый полиорганосилоксановый материал, в котором диспергирован тонко раздробленный наполнитель, поверхность которого является гидрофобной, который включает стадии

A) смешения перед стадией (B) (i) тонко раздробленного наполнителя, (ii) полиорганосилоксана, имеющего по меньшей мере два реакционно-способных заместителя, предпочтительно в среднем два реакционно-способных заместителя, способных вступать в реакцию присоединения с компонентом (iii) гидросилированием, и (iii) полиорганосилоксана, имеющего по меньшей мере три реакционно-способных заместителя, способных вступать в реакцию присоединения с компонентом (ii) гидросилированием;

B) индуцирование реакции гидросилирования компонентов (ii) и (iii) в присутствии катализатора на основе переходного металла, следующее за смешением стадии А,

где реакцию гидросилирования проводят до тех пор, пока реакционная смесь не превратится в гель по меньшей мере, частично, и сдвигающие силы прилагают к данной по меньшей мере частично превратившейся в гель смеси.

Тонко раздробленный наполнитель (i) для использования на стадии (A) способа изобретения представляет собой тонко раздробленный порошкообразный материал. Он может представлять собой любой из известных неорганических наполнителей, подходящих для составления композиций, контролирующих пенообразование. Такие наполнители описаны во многих заявках на патент и коммерчески доступны. Они включают пирогенные TiO₂, Al₂O₃, алюмосиликаты, оксид цинка, оксид магния, соли алифатических карбоновых кислот, полиэтиленовый парафин, продукты реакции изоцианатов с некоторыми материалами, например циклогексиламином, алкиламиды, например этилен- или метилен-бис-стеарамид, и SiO₂ с площадью поверхности, измеренной по BET, равной по меньшей мере 50 м²/г. Предпочтительные наполнители представляют собой наполнители на основе диоксида кремния, которые могут быть получены по любой из стандартных методик получения, например термическим разложением галогенида кремния, разложением и осаждением металлической соли кремниевой кислоты, например силиката натрия, и способом гелеобразования. Предпочтительно, чтобы диоксид кремния, использованный в способе по данному изобретению, представлял собой осажденный диоксид кремния или полученный способом гелеобразования диоксид кремния, наиболее предпочтительно осажденный диоксид кремния. Средний размер частиц данных наполнителей может изменяться в диапазоне от 0,1 до 20 мкм, но предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мкм.

Поверхность тонко раздробленных частиц наполнителя является гидрофобной, чтобы обеспечить композиции, контролирующей пенообразование, достаточную эффективность в водных системах. Когда они не являются по своей природе гидрофобными, частицам наполнителя необходимо придать гидрофобность, что может быть сделано либо до, либо после диспергирования частиц наполнителя на стадии (A) способа изобретения. Это может быть осуществлено обработкой частиц наполнителя обрабатывающими агентами, например жирными кислотами, реакционно-способными силанами или силоксанами, например стеариновой кислотой, диметилдихлорсиланом, триметилхлорсиланом, гексаметилдисилазаном, полидиметилсилоксанами с концевыми гидроксильными и концевыми метильными группами и силоксановыми смолами. Наполнители, которые уже обработаны такими соединениями, коммерчески доступны от многих компаний, например Sipernat® D10 от Degussa. Поверхности наполнителя, альтернативно, может быть придана гидрофобность in situ, то есть после того, как наполнитель диспергирован в жидком силоксановом компоненте. Это может быть осуществлено добавлением к жидкому силоксановому компоненту перед, в ходе или после диспергирования наполнителя, например, в ходе стадии (A) способа изобретения, подходящего количества обрабатывающего агента, например, описанного выше типа, и индуцированием протекания некоторой реакции, например, нагреванием смеси до температуры выше 40°С. Количество обрабатывающего агента, подлежащего использованию, будет зависеть, например, от природы агента и наполнителя и будет очевидно или может быть установлено специалистами в данной области. Следует использовать достаточное количество, чтобы придать наполнителю по меньшей мере ощутимую степень гидрофобности. Предпочтительно поверхности наполнителя придана гидрофобность перед диспергированием в смеси реагентов.

Для изобретения важно, чтобы тонко раздробленный наполнитель (i) был добавлен перед реакцией гидросилирования стадии (B). Позднее добавление не обеспечивает всех преимуществ в плане качества композиций, контролирующих пенообразование. Наполнитель (i) добавляют к агентам, контролирующим пенообразование, в количестве от примерно 1 до 15, предпочтительно от 2 до 5% по массе.

При производстве продуктов, таких как композиции, контролирующие пенообразование по изобретению, химической реакцией за счет текучих или жидких реагентов, обычно желают получить продукт или материал от низкой до средней вязкости. Если вязкость реакционной смеси становится слишком высокой (например, выше 60000 сСт), манипулирование материалом и/или его эмульгирование усложняется. Если материал превращается в гель, он может прилипать к производственному оборудованию, что приводит к утечке реагентов, потере производственного времени и уменьшению выпуска продукции, а также требует дополнительных времени и усилия для очистки оборудования. Это подтверждается, например, EP 0516109 B, где на страницах 3 и 4 указано, что необходимо ограничивать плотность сшивки и использовать реагенты низкой вязкости, в противном случае “превращение в гель становится существенным риском”. Заявитель неожиданно нашел, что реакционной смеси можно позволить превратиться в гель по меньшей мере частично, и она может быть восстановлена (например, разжижена или редиспергирована) приложением сдвигающих сил. Более того, полученные затем композиции имеют тенденцию показывать лучшие антивспенивающие свойства, чем композиции, которым не позволили превратиться в гель, независимо от их окончательной вязкости.

Реакционно-способные заместители компонентов (ii) и (iii) представляют собой связанные с кремнием атомы водорода и связанные с кремнием алифатические ненасыщенные углеводородные группы, где ненасыщенность существует между терминальными атомами углерода указанной группы. Неважно, имеются ли связанные с кремнием водородные группы или ненасыщенные группы в компоненте (ii) или в компоненте (iii) при условии, что одна группа находится преимущественно, предпочтительно единственно, в компоненте (ii), а другая находится преимущественно, предпочтительно единственно, в компоненте (iii).

Хотя компонент (ii) может включать некоторые разветвляющиеся или некоторые боковые силоксановые звенья на преимущественно линейной цепи, наиболее предпочтительно, чтобы компонент (ii) представлял собой линейный полиорганосилоксановый материал. Особенно предпочтительно, чтобы реакционно-способные заместители располагались на терминальных атомах кремния полиорганосилоксана. Хотя и можно отметить, что присутствие таких групп на разных атомах кремния в полимерной цепи, причем цепь могла бы быть циклической или линейной, также как предполагается, было бы действенным, однако известно, что такие материалы труднее получить, и их производство обычно является более дорогостоящим.

Что касается компонента (iii), не имеет решающего значения представляет ли он собой линейный, разветвленный, смолистый или циклический полиорганосилоксановый материал. Предпочтительно реакционно-способные группы отдалены друг от друга в полимере так, что они представляют собой заместители при разных атомах кремния, предпочтительно достаточно разнесены, чтобы обеспечить возможность легкого протекания реакции с рядом полиорганосилоксановых материалов компонента (ii).

Предпочтительно связанные с кремнием алифатические ненасыщенные углеводородные группы представляют собой алкенильные группы, предпочтительно винильные или аллильные группы, наиболее предпочтительно винильные группы. В описании, которое приведено ниже, будет использован вариант компонента (ii), имеющего алифатически ненасыщенные углеводородные группы в качестве заместителей, и компонента (iii), имеющего связанные с кремнием атомы водорода, однако следует понимать, что противоположная ситуация является равновозможной и эффективной, и описание следует истолковывать как включающее альтернативный вариант с соответственно применимыми к нему частностями.

Особенно предпочтительный компонент (ii), который пригоден на стадии (A) способа изобретения, представляет собой полидиорганосилоксан с концевыми винильными группами, имеющий общую формулу Vi-[Si(R₂)O]_n-Si(R₂)Vi, где R обозначает моновалентную органическую группу и Vi обозначает винильную группу. Органическая группа R представляет собой предпочтительно углеводородную группу, содержащую вплоть до 8 атомов углерода, более предпочтительно алкильную группу или арильную группу, например метил, этил, пропил, гексил или фенил. Особенно предпочтительно по меньшей мере 80% всех групп R представляют собой метильные группы, наиболее предпочтительно 100%. Значение n, которое обозначает целое число, является таким, что вязкость полидиорганосилоксана с концевыми винильными группами находится в диапазоне от 200 до 100000 мПа·с, более предпочтительно от 2000 до 55000 мПа·с, при температуре 25°C.

На стадии (A) способа по изобретению компонент (iii), представляющий собой полиорганосилоксан, имеющий связанные с кремнием атомы водорода, также иногда именуемый как полиорганогидросилоксан, может быть циклическим, линейным, разветвленным или смолистым или может представлять собой смесь, включающую два или более таких полиорганогидросилоксанов. Вязкость компонента (iii) такова, что она существенно ниже вязкости компонента (ii), предпочтительно не превышает 1000 мПа·с при 25°C. Подходящие циклические полиорганогидросилоксаны включают такие полиорганогидросилоксаны формулы (RR'SiO)_x, в которых R определен, как указано выше, и R' представляет собой группу R или атом водорода, при условии, что имеется по меньшей мере три атома кремния, которые имеют в качестве заместителя атом водорода, и x представляет собой целое число со значением от 3 до 10. Предпочтительно R представляет собой алкильный или арильный радикал, имеющий от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно метил, каждый R' представляет собой водород, и x представляет собой целое число от 3 до 5. Подходящие линейные полиорганогидросилоксаны для использования в качестве компонента (iii) включают такие полиорганогидросилоксаны общей формулы R'₃SiO(RR'SiO)_ySiR'₃, где R и R' определены, как указано выше, и y равен от 2 до 300, предпочтительно от 2 до 40, более предпочтительно от 3 до 25, при условии, что имеется по меньшей мере 3 связанных с кремнием атома водорода на молекулу. Смолистые или разветвленные полиорганогидросилоксановые материалы для использования в качестве компонента (iii) имеют трехмерную структуру и могут включать моновалентые (R'₃SiO_1/2)-звенья, дивалентные (R'₂SiO_2/2)-звенья, тривалентные (R'SiO_3/2)-звенья и/или тетравалентные (SiO_4/2)-звенья, где R' имеет то же значение, как определено выше, при условии, что имеется по меньшей мере 3 связанных с кремнием водородные группы на молекулу. Предпочтительные смолистые полиорганогидросилоксановые материалы для использования в качестве компонента (iii) имеют молекулярную массу не более 15000. Особенно предпочтительно компонент (iii) имеет от 3 до 10, наиболее предпочтительно от 3 до 5, связанных с кремнием атомов водорода на молекулу, причем каждый атом водорода представляет собой заместитель при различных атомах кремния.

Как указано выше, компоненты (ii) и (iii) могут содержать Si-H и предпочтительную Si-алкенилфункциональность соответственно, за исключением компонентов, специально описанных выше. В таком случае компонент (ii) может представлять собой полиорганогидросилоксан, предпочтительно полидиалкилсилоксан, имеющий терминальные группы Si-H, например полидиметилсилоксан, имеющий терминальные диметилгидросилоксановые звенья и вязкость при 25°C от 200 до 100000, предпочтительно от 2000 до 55000 мПа·с. Кроме того, компонент (iii) мог бы представлять собой, например, смолистый материал, имеющий монофункциональные звенья (R''₃SiO_1/2), дифункциональные звенья (R''₂SiO_2/2), трифункциональные звенья (R''₂SiO_3/2) и тетрафункциональные звенья (SiO_4/2), где R'' обозначает группу R или моновалентную ненасыщенную алифатическую углеводородную группу. Некоторые OH-группы могут также представлять собой заместители при некоторых атомах кремния. Особенно предпочтительный смолистый материал представлял бы собой винилзамещенную силоксановую смолу, имеющую главным образом монофункциональные и тетрафункциональные звенья, молекулярную массу примерно 5000 и в среднем от 3 до 5 винильных звеньев в качестве заместителей при разных атомах кремния.

Важно, чтобы соотношение компонентов (ii) и (iii) являлось тщательно подобранным так, чтобы реакция гидросилирования должным образом проводилась и контролировалась. Выбором правильного количества реакционно-способных групп каждого типа, плотность сшивки или ветвления может быть проконтролирована и задана. Кроме того, используя избыток одной функциональной группы, предпочтительно алифатически ненасыщенной углеводородной группы, можно проконтролировать количество непрореагировавших групп в конечном разветвленном или сшитом полиорганосилоксане. Это особенно важно, когда необходимо минимизировать присутствие непрореагировавших SiH-групп, например, по соображениям безопасности. Предпочтительно отношение числа SiH-групп к алифатически ненасыщенным Si-связанным углеводородным группам находится в диапазоне от 1/10 до 10/1, более предпочтительно, отношение будет составлять от 1/3 до 3/1, наиболее предпочтительно от 1/2 до 1/1.

В ходе стадии (B) компоненты (ii) и (iii) побуждают реагировать по реакции гидросилирования в присутствии катализатора на основе переходного металла. Катализатор на основе переходного металла для использования на стадии (B) способа изобретения катализирует реакцию гидросилирования и может быть выбран из множества катализаторов гидросилирования, известных в качестве промоторов реакции винилфункциональных радикалов со связанными с кремнием атомами водорода. Подходящие катализаторы на основе переходных металлов включают платино- и родийсодержащие соединения и комплексы. Платиновые катализаторы, такие как ацетилацетонат платины или платинохлористоводородная кислота, подходят для использования. Предпочтительным катализатором на основе переходного металла является комплекс платинохлористоводородной кислоты с дивинилтетраметилдисилоксаном, разведенный в полидиметилсилоксане, имеющем концевые диметилвинилсилоксигруппы, который может быть получен способами, описанными Willing в патенте США №3419593. Наиболее предпочтительно данная смесь содержит примерно 0,6 мас.% платины.

Можно включать катализатор на основе переходного металла в то же время, что и компоненты (i)-(iii), однако если это сделано, то предпочтителен способ приостановки активности катализатора до момента готовности к началу реакции. Такие варианты включают применение ингибитора, который обсужден ниже, и использование физического разобщения, такого как инкапсуляция, которое устраняется непосредственно перед пуском стадии (B) способа по изобретению. Альтернативно и более предпочтительно катализатор на основе переходного металла добавляют непосредственно перед пуском стадии (B) способа изобретения, что может быть проведено любым известным способом и потребует некоторого эффективного диспергирования катализатора в смесь. Особенно предпочтительно получать смесь стадии (A) и доводить ее до нужной температуры, чтобы позволить протекать реакции гидросилирования, и на данной стадии катализатор либо неразбавленный, либо в разведенной форме (например, в малой части компонента (ii) или (iii), предпочтительно в компоненте, содержащем алифатически ненасыщенные углеводородные заместители, или в малой части разбавителя или растворителя, обсуждаемого ниже) вводят и смешивают, чтобы создать хорошую дисперсию в смеси. Реакция протекала бы затем немедленно.

Катализаторы гидросилирования, которые подходят в качестве катализаторов на основе переходных металлов для использования на стадии (B) способа по изобретению, хорошо известны в данной области, и заинтересованный читатель отсылается к следующим патентам для ознакомления с подробными описаниями, касающимися их получения и использования: Speier, патент США №2823218; Willing, патент США №3419359; Kookootsedes, патент США №3445420; Polmanteer с соавт., патент США №3697473; Nitzsche, патент США №3814731; Chandra, патент США №3890359 и Sandford, патент США №4123604. Многие из катализаторов, известных в данной области, требуют нагревания реагентов для протекания реакции. Когда используют такие катализаторы, данное требование должно быть принято во внимание.

В простейших терминах реакция гидросилирования для создания разветвленного или сшитого полиорганосилоксана, использующая предпочтительные компоненты (ii) и (iii), который представляет собой трехмерную полимерную сеть, на стадии (B) способа настоящего изобретения может быть охарактеризована как

-SiCH=CH₂+HSi----------->-SiCH₂CH₂Si-

Реакция может быть проведена любым удобным способом, но авторы предпочитают смешивать полидиорганосилоксан, содержащий концевые винильные группы, полиорганогидросилоксан, необязательно растворитель или разбавитель, и доводить данную перемешанную смесь до требуемой реакционной температуры, во время чего добавляют катализатор на основе переходного металла, чтобы начать реакцию. Реакция гидросилирования может протекать при окружающей температуре, но предпочтительно ее проводят при температуре от 30 до 100°C, более предпочтительно при примерно 70°C.

Предпочтительно, если компонент (ii) представляет собой полиорганосилоксан, содержащий алифатически ненасыщенные углеводородные группы, например полидиорганосилоксан с концевыми винильными группами, он включен в раствор реагентов в количестве вплоть до 98%, предпочтительно в количестве от 80 до 92% по массе в расчете на массу компонентов (i), (ii) и (iii), смешанных на стадии (A). В расчете на ту же массу тонко раздробленный наполнитель (i) был бы введен в количестве в диапазоне от 2 до 15% по массе, и количество компонента (iii) находилось бы в диапазоне от 0,1 до 5% по массе в расчете на суммарную массу компонентов (i), (ii) и (iii). Оптимальное количество будет определяться в некоторой степени выбором других ингредиентов, желаемой степенью сшивки и окончательной вязкостью целевой композиции, контролирующей пенообразование, и может потребоваться некоторый рутинный эксперимент для оптимизации комбинации. Следовательно, особенно полезно тщательно подобрать количество таких компонентов. Присутствие необязательных ингредиентов может, конечно, повлиять на абсолютные количества и относительные количества каждого из данных использованных ингредиентов.

Концентрации катализатора на основе переходного металла и необязательного ингибитора, подлежащих использованию в настоящем изобретении, могут быть определены рутинным экспериментированием. Типично, эффективное количество катализатора должно находиться в таком диапазоне, чтобы обеспечить от 0,1 до 1000 частей на миллион (ppm) фактического металла (например, платины) по массе в расчете на массу компонентов (ii) и (iii), объединенных в смесь, использованную на стадии (B) способа по настоящему изобретению. В качестве примера, когда использованы предпочтительная каталитическая смесь (то есть комплекс платинохлористоводородной кислоты с дивинилтетраметилдисилоксаном, содержащий примерно 0,6% по массе платины) и ингибитор (то есть бис(2-метокси-1-метилэтил)малеат), отношение по массе ингибитора к каталитической смеси, изменяющееся от нуля до примерно 0,6, обеспечивает подходяще широкий диапазон ингибирования, которое является адекватным в большинстве практических условий производства.

Разветвленный или сшитый полиорганосилоксан, полученный на стадии (B) способа по настоящему изобретению, имеет трехмерную сеть и предпочтительно является таким, что конечная контролирующая пенообразование композиция имеет вязкость от 20000 до 100000 мПа·с, измеренную при 25°C, более предпочтительно от 40000 до 75000 мПа·с. В целях композиций, контролирующих пенообразование по настоящему изобретению, сам разветвленный или сшитый полиорганосилоксан мог бы иметь вязкость от 20000 до нескольких миллионов мПа·с при 25°C. Предпочтительно плотность сшивки конечного полиорганосилоксана является, насколько это возможно, высокой, поскольку это обеспечивает лучшие рабочие характеристики в применениях, контролирующих пенообразование. Чтобы манипулировать данными материалами, количество растворителя или разбавителя должно быть подобрано так, чтобы конечная вязкость композиции, контролирующей пенообразование, имела желаемые значения.

На стадии (A) способа по изобретению необязательно включать удлинители цепи. Они представляют собой материалы, сходные с компонентом (ii), и особенно с предпочтительным типом компонента (ii), представляющего собой по существу линейный полиорганосилоксановый материал, где активная группа присутствует при терминальных атомах кремния силоксана. Данные материалы будут играть роль, принимая участие в реакции гидросилирования, но их эффект заключается в разнесении в пространстве участков, в которых конечный полиорганосилоксан является разветвленным. Следовательно, предполагается, что реакционно-способная группа удлинителя цепи представляет собой ту же самую реакционно-способную группу компонента (iii). Примеры подходящих удлинителей цепи представляли бы собой α,ω-дивинилполидиметилсилоксан, если компонент (iii) использует алифатически ненасыщенные углеводородные реакционно-способные группы.

На стадии (A) способа по изобретению необязательно, но предпочтительно, использован растворитель или разбавитель, который предпочтительно представляет собой полидиорганосилоксан. Подходящие полидиорганосилоксановые растворители или разбавители представляют собой по существу линейные или циклические полимеры, хотя их смеси также могут быть использованы, в которых связанные с кремнием заместители представляют собой группы R, как определено выше. Наиболее предпочтительно по меньшей мере 80% всех связанных с кремнием заместителей представляют собой алкильные группы, предпочтительно метильные группы. Наиболее предпочтительные растворители или разбавители включают полидиметилсилоксаны с концевыми триметилсилоксигруппами, имеющие вязкость от 500 до 12500 мПа·с, более предпочтительно от 500 до 5000 мПа·с, измеренную при 25°C. Растворители или разбавители присутствуют главным образом, чтобы солюбилизировать разветвленный или сшитый полиорганосилоксан, полученный на стадии (B) способа по изобретению, что особенно полезно для высоковязких разветвленных или сшитых полидиорганосилоксанов.

Количество растворителя или разбавителя, которое может быть использовано, может широко варьировать, и предпочтительно, чтобы большие количества растворителя или разбавителя были использованы, где сам разветвленный или сшитый полиорганосилоксан имеет высокую вязкость. Количества использованных растворителя или разбавителя могли бы достигать 90% по массе в расчете на суммарную рецептуру композиции, контролирующей пенообразование, но предпочтительно применяют от 50 до 80%. Наиболее подходящим способом определения количества и типа, включая вязкость, использованных растворителя или разбавителя является метод проб и ошибок, основанный на желаемой вязкости конечной композиции, контролирующей пенообразование. Последняя может широко варьироваться и часто определяется приложением, в котором надлежит использовать композицию, но предпочтительно она находится в диапазоне от 20000 до 100000 мПа·с при 25°C, более предпочтительно от 40000 до 75000 мПа·с.

Когда катализаторы на основе переходных металлов, такие как платиновые катализаторы, использованы на стадии (B) способа по изобретению, может потребоваться ингибитор, чтобы улучшить срок хранения исходных материалов или чтобы контролировать вязкостно-временной профиль конечных композиций, контролирующих пенообразование. Данные ингибиторы также известны в данной области и включают этиленненасыщенные изоцианураты, такие как триалкилизоцианурат, диалкилацетилендикарбоксилаты, алкилмалеаты, диаллилмалеат, фосфин, фосфиты, аминоалкилсиланы, сульфоксиды, производные акрилонитрила и ацетиленовые спирты, такие как 2-метил-3-бутин-2-ол и другие. Конкретные предпочтительно использованные ингибиторы представляют собой диэтилфумарат, бис(2-метокси-1-метилен)малеат, бис(2-метокси-1-метилэтил)малеат и 1-этинил-1-циклогексанол. Все данные материалы хорошо известны в данной области и представляют собой коммерчески доступные продукты. Количество ингибитора, которое могло бы быть использовано в композиции, контролирующей пенообразование, может варьировать от 0,001 до 2% по массе в расчете на суммарную массу композиции, контролирующей пенообразование, но более предпочтительно находилось бы в диапазоне от 0,005 до 0,5% по массе. Выбор подходящих ингибиторов также будет зависеть от конечного применения агента, контролирующего пенообразование, поскольку некоторые из названных ингибиторов неприемлемы для пищевых применений.

По завершении стадии (B) способа по изобретению возможно использовать агент, контролирующий пенообразование, в любой подходящей форме, включающей неразбавленный компонент в том виде, как он получен на стадии (B), в разбавленной форме, в форме дисперсии, в форме эмульсии или в форме гранулы. Неразбавленная композиция, контролирующая пенообразование, часто представляет собой относительно вязкую жидкость. По меньшей мере частичное гелеобразование реакционной смеси произойдет в ходе стадии (B). Гелеобразный материал является студенистым по физическому состоянию, промежуточным между твердым и жидким состоянием, обычно текучим под давлением, но не свободно текучим при атмосферном давлении. Когда материал не является достаточно текучим и представляет собой материал, такой как полученный после по меньшей мере частичного гелеобразования, необходимо прикладывать сдвигающие усилия, например, посредством тщательного перемешивания или пропуская материал через гомогенизатор или другой смеситель, чтобы улучшить его текучесть. Улучшения текучести можно достичь диспергированием, редиспергированием или разжижением материала, применяя сдвигающие силы. Это может быть сделано перед использованием неразбавленного материала или перед дальнейшим манипулированием, чтобы предоставить его в виде другой подходящей формы, такой как эмульсия. Определенная степень текучести композиций, контролирующих пенообразование по изобретению, важна для того, чтобы композиции, контролирующие пенообразование, работали эффективно в жидкой или содержащей жидкость среде.

Для большинства приложений предпочтительно, чтобы композиция, контролирующая пенообразование, являлась эмульгированной, п