Verfahren zur Verminderung der Schaumbildung in Lösungen, die nichtionogene oberflächenaktive Verbindungen enthalten Es ist bekannt, dass nichtionogene oberflächen aktive Stoffe erheblich weniger zum Schäumen nei gen als anionaktive oberflächenaktive Verbindungen. Für viele technische Verfahren, bei denen eine Schaumbildung unerwünscht ist, sind jedoch selbst die nichtionogenen oberflächenaktiven Stoffe nur schwer oder gar nicht einzusetzen, da die Schaument wicklung in wässriger Lösung insbesondere bei starker Badbewegung noch immer zu stark ist.
Man hat daher schon versucht, als Antischaum mittel einwertige insbesondere verzweigte Alkohole, wie z. B. tertiäre Amylalkohole oder Octylalkohole, zu verwenden, die sich auch in anderen Fällen als geeignet erwiesen haben. Im vorliegenden Fall sind jedoch die Ergebnisse hiermit unbefriedigend.
Es wurde nun gefunden, dass überraschenderweise Alkohole mit einer Kettenlänge von mindestens 18 Kohlenstoffatomen eine spezifische Antischaum wirkung gegenüber nichtionogenen oberflächenaktiven Stoffen besitzen. Zur Verminderung der Schaumbil dung in Lösungen, die nichtionogene oberflächen aktive Verbindungen enthalten, sind sowohl gesättigte als auch ungesättigte Alkohole, die mindestens 18 Kohlenstoffatome enthalten, geeignet.
Als derartige Alkohole sind beispielsweise zu nennen: Stearyl- alkohol, Nonadecylalkohol, Arachylalkohol, Henei- cosylalkohol, Behenalkohol, Elaidylalkohol, Eicosenyl- alkohol, Erucylalkohol sowie Oleylalkohol. Letzterer hat sich in vielen Fällen als besonders geeignetes Anti schaummittel erwiesen.
Die Antischaummittel können den Lösungen, welche die nichtionogenen oberflächenaktiven Stoffe enthal ten, in üblicher Weise in gelöstem Zustand oder in Emulsionsform zugefügt werden. Als Lösungsmittel kommen dabei insbesondere in Frage: Methylalkohol, Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Glykol, Äthylglykol, Diäthylglykol und ähnliche Verbindungen.
Die Konzentration dieser Lösungen kann in erheb lichen Grenzen schwanken und liegt zweckmässiger weise zwischen 5 und 50 %. Die das Antischaum mittel enthaltenden Lösungen werden zweckmässiger weise den Lösungen, welche die nichtionogenen ober flächenaktiven Verbindungen enthalten, bei Beginn der Schaumbildung zugefügt.
In manchen Fällen ist es auch zweckmässig, den Lösungen, welche das Antischaummittel enthalten, geringe Mengen eines nichtionogenen Emulgators zu zusetzen. Man kann aber auch, was in manchen Fällen erwünscht sein kann, die Antischaummittel in den nichtionogenen oberflächenaktiven Verbindungen lösen (meistens unter Erwärmen) und dieses Gemisch entweder allein verwenden oder es den Komponenten, welche zusammen mit den nichtionogenen ober flächenaktiven Verbindungen Anwendung finden sollen, zusetzen.
Bei den Komponenten, welche zu sammen mit den nichtionogenen oberflächenaktiven Verbindungen verwendet werden, kann es sich um alkalische, neutrale oder saure Stoffe handeln. Neben Laugen und Säuren - hier vorzugsweise Phosphor säure - kommen dabei als Zusätze insbesondere Salze, wie Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat, Na triumbikarbonat, Alkaliphosphate, Alkalisalze von anhydrischen Phosphaten wie Hexametaphosphat, Pyrophosphate, Tripolyphosphate, weiterhin Natrium- bisulfat, Natriumsulfat und ähnliche Verbindungen in Frage.
Die nichtionogenen Netzmittel können, um nur die wichtigsten Anwendungsformen aufzuführen, beispielsweise in alkalischen Metallentfettungsmitteln, sauren Metallbehandlungsmitteln, Flaschenreinigungs- und Geschirrspülmitteln, Textilbehandlungsmitteln sowie elektrolytischen Bädern Anwendung finden. Die Menge an Antischaummittel, welche zur Er zeugung eines hinreichenden Effektes erforderlich ist, beträgt etwa 0,05 bis 0,5 Gew.-Teile bezogen auf 1 Gew.-Teil Netzmittel.
Da die nichtionogenen ober flächenaktiven Verbindungen im allgemeinen in 0,05 bis 2%igen Lösungen angewandt werden, verringert sich die erforderliche Menge Antischaummittel be zogen auf die jeweilige Lösung in entsprechender Weise.
Die Wirksamkeit der einwertigen Alkohole mit mindestens 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere des Oleylalkohols im Vergleich mit anderen niederen Alkoholen oder Antischaummitteln ist aus den in den nachstehenden Tabellen angeführten Vergleichsver suchen ersichtlich. Es wurden dabei verschiedene nichtionogene oberflächenaktive Verbindungen, die jeweils als Netzmittel angegeben sind, verwendet.
Bei den in den Tabellen 1 bis 4 angeführten Versuchen wurde jeweils bei 80 (in Tabelle 4 bei 60 ) eine 1 %ige Lösung eines alkalischen Mittels folgender Zusammensetzung gespritzt: 75 Teile Wasserglas 10 Teile Natriumtripolyphosphat 15 Teile Soda 1,5 Teile Netzmittel 0,5 Teile Antischaummittel In den Tabellen ist die Höhe des Schaums jeweils nach einer bestimmten Zeitdauer bei Zusatz von ver schiedenen Antischaummitteln bzw. auch ohne Anti schaummittel angegeben. Um leicht reproduzierbare Werte zu erhalten, wurden alle Versuche in einer Spritzmaschine von 10 Liter Fassungsvermögen durchgeführt. Die Lösung wurde dabei in Glasbehälter (Flaschen) gespritzt, aus der sie leicht in einen Sam- melbehälter zurückfliessen konnte.
Die Differenz zwi schen der Höhe der Lösung im Sammelbehälter im Ruhezustand und ohne Schaum und dem Rand des Behälters (etwa 55 mm) wurde in 30 Einheiten ein geteilt. Mit Hilfe einer Pumpe wurde bei der Durch führung der Versuche die Lösung jeweils wieder aus dem Behälter der Spritzeinrichtung zugeführt und so ein beliebig langes kontinuierliches Spritzen ermög licht. Die Versuche wurden dann abgebrochen, wenn der Schaum den Rand des Behälters, also die Einheit 30 erreicht hatte. Bei der Beurteilung der Schaum höhe ist zu berücksichtigen, dass erhebliche Mengen Flüssigkeit in den Schaum gehen und die Lösung im Behälter sich entsprechend verringert.
Es ist also zum Erreichen des Behälterrandes eine grössere Schaummenge erforderlich als der Differenz der Lö sung im Ruhezustand und dem Volumen bis zum Behälterrand entspricht.
Bei den Versuchen in Tabellen 1-3 wurde das Antischaummittel von vornherein dem Netzmittel zu gesetzt, während beim Versuch 4 eine 5 %ige (10 cm3) alkoholische Lösung auf die Badoberfläche bei Beginn des Spritzens gegeben wurde.
In den Tabellen 5 und 6 sind die Ergebnisse wiedergegeben, die mit einer Lösung erhalten wurden, die lediglich 0,015 % Netzmittel und 0,05 11/a Anti schaummittel enthielten. Es wurde dabei bei ver schiedenen Temperaturen gespritzt, die jeweils ange geben sind. Das Spritzen erfolgte bei dem Versuch 2 mit einer Düse, während bei den übrigen Versuchen 4 Düsen verwendet wurden.
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<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Lfd. <SEP> Antischaummittel <SEP> Höhe <SEP> Lösung <SEP> -f- <SEP> Schaum <SEP> nach <SEP> Minuten <SEP> Anzahl <SEP> Minuten
<tb> Nr. <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 120 <SEP> bis <SEP> Stand <SEP> 30
<tb> 1 <SEP> ohne <SEP> 30 <SEP> 3
<tb> 2 <SEP> Octylalkohol <SEP> 30 <SEP> 1
<tb> 3 <SEP> Dodecylalkohol <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 30 <SEP> 30
<tb> 4 <SEP> Tetradecylalkohol <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 100
<tb> 5 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 18 <SEP> 30 <SEP> 8
<tb> mit <SEP> 2 <SEP> ÄO-Gruppen
<tb> 7 <SEP> Paraffinöl <SEP> 12 <SEP> 16 <SEP> 25 <SEP> 28 <SEP> 30 <SEP> 80 Als Netzmittel wurde verwendet ein technisches Alkylamin (Kohlenstoffzahl C12-C18 mit etwa 10-12 Äthylenoxydgruppen pro
Molekül.
EMI0002.0009
<I>Tabelle <SEP> 2</I>
<tb> Lfd. <SEP> Antischaummittel <SEP> Höhe <SEP> Lösung <SEP> -f- <SEP> Schaum <SEP> nach <SEP> Minuten <SEP> Anzahl <SEP> Minuten
<tb> Nr. <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 120 <SEP> bis <SEP> Stand <SEP> 30
<tb> 1 <SEP> ohne <SEP> 30 <SEP> 3
<tb> 2 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> Stearylalkohol <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> 14 <SEP> 17 <SEP> 22 <SEP> 30 <SEP> 120
<tb> mit <SEP> 2 <SEP> Ä0 Es wurde das gleiche Netzmittel wie bei den Versuchen in Tabelle 1 verwendet.
EMI0003.0000
Tabelle <SEP> 3
<tb> Lfd. <SEP> Höhe <SEP> Lösung <SEP> -h <SEP> Schaum <SEP> nach <SEP> Minuten <SEP> Anzahl <SEP> Minuten
<tb> Nr. <SEP> Antischaummittel <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 120 <SEP> bis <SEP> Stand <SEP> 30
<tb> 1 <SEP> ohne <SEP> 30 <SEP> 2,5
<tb> 2 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 7 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> - Als Netzmittel wurde ein Octylphenol mit etwa 8-10 Äthylenoxydgruppen pro Molekül verwendet.
EMI0003.0001
<I>Tabelle <SEP> 4</I>
<tb> Lfd. <SEP> Antischaummittel <SEP> Höhe <SEP> Lösung <SEP> -I- <SEP> Schaum <SEP> nach <SEP> Minuten <SEP> Anzahl <SEP> Minuten
<tb> Nr. <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 120 <SEP> bis <SEP> Stand <SEP> 30
<tb> 1 <SEP> ohne <SEP> 2
<tb> 2 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> in <SEP> Äthanol
<tb> 3 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> - Es wurde ein Netzmittel ähnlicher Zusammensetzung wie bei den Versuchen in Tabelle 3 verwendet.
EMI0003.0003
<I>Tabelle <SEP> 5</I>
<tb> Lfd. <SEP> Höhe <SEP> Lösung <SEP> und <SEP> Schaum
<tb> . <SEP> Temperatur <SEP> Anzahl <SEP> Minuten <SEP> Anzahl <SEP> Minuten
<tb> Nr.
<SEP> Antischaummittel <SEP> C <SEP> nach <SEP> Minuten <SEP> bis <SEP> Stand <SEP> 30
<tb> 5 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 90
<tb> 1 <SEP> ohne <SEP> 70 <SEP> 30 <SEP> 4
<tb> 2 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 60 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 1,10-Dioxydekan <SEP> 80 <SEP> 15 <SEP> 26 <SEP> 30 <SEP> 15
<tb> 70 <SEP> 30 <SEP> 5
<tb> 60 <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 4
<tb> 4 <SEP> Octadekanon <SEP> 80 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 15
<tb> 70 <SEP> 12 <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 20
<tb> 60 <SEP> 7 <SEP> 14 <SEP> 22 <SEP> 30 <SEP> 18
<tb> 5 <SEP> sek. <SEP> Alkohol- <SEP> 80 <SEP> 15 <SEP> 30 <SEP> 10
<tb> gemisch <SEP> C10-C16 <SEP> 70 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 8
<tb> 60 <SEP> 30 <SEP> 5 Es wurde das gleiche Netzmittel wie bei den Versuchen in Tabelle 3 verwendet.
EMI0003.0004
<I>Tabelle <SEP> 6</I>
<tb> Nr. <SEP> Antischaummittel <SEP> Temperatur <SEP> Höhe <SEP> Lösung <SEP> und <SEP> Schaum <SEP> Anzahl <SEP> Minuten
<tb> nach <SEP> minuten
<tb> Lfd. <SEP> <SEP> C <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> bis <SEP> Stand <SEP> 30
<tb> 1 <SEP> ohne <SEP> 70 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 9
<tb> 2 <SEP> Oleylalkohol <SEP> 70 <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> 7 Als Netzmittel wurde ein Octylphenol mit 8-10Äthylenoxydgruppen pro Molekül in 0,1 %iger Phos phorsäurelösung angewendet. Verwendet man andere bekannte nichtionogene oberflächenaktive Stoffe, wie z. B. Äthylenoxydanla gerungsprodukte an Fettsäuren oder Fettalkoholen, so gelangt man zu ähnlichen Ergebnissen.