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PATENTANSPRUCH 1
Netz- und Schaumdämpfungsmittel auf der Basis von anionischen Tensiden, dadurch gekennzeichnet, dass es, bezogen auf das Mittel, 2-50 Gewichtsprozent eines anionischen Tensides als Komponente (1) der Formel
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in freier oder Salzform, worin R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 8-22 Kohlenstoffatomen oder ein cycloaliphatischer oder aliphatisch-aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 10-22 Kohlenstoffatomen, R1 Wasserstoff oder Methyl, A -0- oder
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der nach Abspaltung einer OH Gruppe erhaltene Rest einer anorganischen, mehrbasischen, Sauerstoff enthaltenden Säure, der Säurerest einer mehrbasischen Carbonsäure oder ein Carboxyalkylrest und m eine Zahl von 1-20 ist,
6-50 Gewichtsprozent eines in Wasser schwerlöslichen Umsetzungsproduktes aus einer gesättigten Dicarbonsäure mit 3-10 Kohlenstoffatomen und 1,2-Propylenoxyd oder Polypropylenglykolen, eines in Wasser schwerlöslichen Umsetzungsproduktes aus einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure mit 10-18 Kohlenstoffatomen und 1,2 Propylenoxyd oder Polypropylenglykolen, eines in Wasser schwerlöslichen Umsetzungsproduktes aus einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure mit 10-18 Kohlenstoffatomen, einem 3-6wertigen Alkohol und 1,2-Propylenoxyd oder eines in Wasser schwerlöslichen Umsetzungsproduktes aus einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure mit 10-18 Kohlenstoffatomen, einem Alkylendiamin oder einem Polyalkylenpolyamin und 1,2-Propylenoxyd als Komponente (2) und 2-92 Gewichtsprozent Wasser als Komponente (4) enthält.
UNTERANSPRÜCHE
1. Mittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich bis zu 30 Gewichtsprozent Siliconöl als Komponente (3) enthält.
2. Mittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es 10-50 Gewichtsprozent der Komponente (1), 10-50 Gewichtsprozent der Komponente (2) und
2-80 Gewichtsprozent Wasser, jeweils bezogen auf das Mittel, enthält
3. Mittel nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es bis 30 Gewichtsprozent Siliconöl als Komponente (3) enthält.
4. Mittel nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es 10-20 Gewichtsprozent der Komponente (1), 15-30 Gewichtsprozent der Komponente (2),
1-10 Gewichtsprozent der Komponente (3) und 4s75 Gewichtsprozent Wasser, jeweils bezogen auf das Mittel, enthält.
5. Mittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (2) ein Umsetzungsprodukt aus Adipinsäure oder Sebazinsäure und 1,2-Propylenoxyd oder Polypropylenglykolen ist.
6. Mittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (2) ein Umsetzungsprodukt einer Fettsäure mit 10-18 Kohlenstoffatomen, Äthylendiamin oder einem Polyalkylenpolyamin der Formel H2NL(CH2CH2NH)0#CH2CH2NH2, worin n 1, 2 oder 3 ist und 1,2-Propylenoxyd ist.
7. Mittel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (3) ein Organopolysiloxan ist, das gegebenenfalls mit Hydroxyl an den Enden blockiert ist.
8. Mittel nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (3) ein Alkylpolysiloxan ist, das bei 250 C eine Viskosität von mindestens 0,7 Centipoise aufweist.
PATENTANSPRUCH II
Verwendung des Netz- und Schaumdämpfungsmittels nach Patentanspruch I zum Entschäumen von wässrigen Systemen ausserhalb der Textilindustrie.
UNTERANSPRÜCHE
9. Verwendung nach Patentanspruch II zum Entschäumen von Papierfasersuspensionen bei der Papierherstellung und von Papierstreichmassen bei der Papierausrüstung.
10. Verwendung nach Patentanspruch II zum Entschäumen von Streichfarben.
11. Verwendung nach Patentanspruch II zum Entschäumen von Abwässern.
Gegenstand des Hauptpatentes Nr. 604 813 sind Netzund Schaumdämpfungsmittel auf der Basis von anionischen Tensiden, dadurch gekennzeichnet, dass sie, bezogen auf das Mittel, 2-50 Gewichtsprozent eines anionischen Tensides als Komponente (1) der Formel
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in freier oder in Salzform, worin R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 822 Kohlenstoffatomen oder ein cycloaliphatischer oder aliphatisch-aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 10-22 Kohlenstoffatomen, R1 Wasserstoff oder Methyl A -0- oder
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der nach Abspaltung einer OH Gruppe erhaltene Rest eines anorganischen, mehrbasischen.
Sauerstoff enthaltenden Säure, der Säurerest einer mehrbasischen Carbonsäure oder ein Carboxylalkylrest und m eine Zahl von 1-20 ist, 6-50 Gewichtsprozent der Komponente (2) und/oder (3), wobei die Komponente (2) ein wasserunlösliches oder in Wasser schwerlösliches Umsetzungsprodukt mit einem Molekulargewicht von 20007000 aus (a) einem 1-6wertigen aliphatischen Alkohol mit 1-6 Kohlenstoffatomen, einem Monoalkyl- oder Monoalkylol-monoamin, einem Alkylendiamin oder einem Polyalkylenpolyamin und (a2) einem niedermolekularen aliphatischen Monoepoxyd oder einem Gemisch solcher Monoepoxyde und die Komponente (3) ein wasserunlöslicher aliphatischer Monoalkohol mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen oder dessen in Wasser schwerlösliches Alkylenoxydaddukt,
oder ein Gemisch solcher Monoalkohole oder ein in Wasser schwerlösliches Alkylphenol-Alkenyloxydaddukt ist, und 20-92 Gewichtsprozent Wasser als Komponente (5) enthält.
Diese Mittel können bis zu 30 Gewichtsprozent Siliconöl als Komponente (4) enthalten. Es wurde nun gefunden. dass man anstelle der wasserunlöslichen aliphatischen Monoalkohole mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen, deren Alkylenoxydaddukten oder von Alkylphenol-Alkylenoxydaddukten weitere Umsetzungsprodukte als hydrotrope Komponenten in den Netz- und Schaumdämpfungsmitteln einsetzen kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Netz- und Schaumdämpfungsmittel auf der Basis von anionischen Tensiden, dadurch gekennzeichnet, dass es, bezogen auf das Mittel, 2-50 Gewichtsprozent eines anionischen Tensides als Komponente (1) der Formel
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in freier oder in Salzform, worin R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 8-22 Kohlenstoffatomen oder ein cycloaliphatischer oder aliphatisch-aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 10-22 Kohlenstoffatomen, R1 Wasserstoff oder Methyl, A -0- oder
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der nach Abspaltung einer OH
Gruppe erhaltene Rest einer anorganischen, mehrbasischen,
Sauerstoff enthaltenden Säure, der Säurerest einer mehrba sischen Carbonsäure oder ein Carboxyalkylrest und m eine
Zahl von 1-20 ist,
6-50 Gewichtsprozent eines in Wasser schwerlöslichen Umsetzungsproduktes aus einer gesättigten
Dicarbonsäure mit 3-10 Kohlenstoffatomen und 1,2-Propy lenoxyd oder Polypropylenglykolen, eines in Wasser schwer löslichen Umsetzungsproduktes aus einer gesättigten oder un gesättigten Fettsäure mit 10-18 Kohlenstoffatomen und 1,2
Propylenoxyd oder Polypropylenglykolen, eines in Wasser schwerlöslichen Umsetzungsproduktes aus einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure mit 10-18 Kohlenstoffatomen, einem 3-6wertigen Alkohol und 1,2-Propylenoxyd oder eines in Wasser schwerlöslichen Umsetzungsproduktes aus einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure mit 10-18 Kohlenstoffatomen, einem Alkylendiamin oder einem Polyalkylenpolyamin und 1,2-Propylenoxyd als Komponente (2) und
2-92 Gewichtsprozent Wasser als Komponente (4) enthält.
Diese Netz- und Schaumdämpfungsmittel können bis zu 30 Gewichtsprozent Siliconöl als Komponente (3) enthalten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner die Verwendung der Netz- und Schaumdämpfungsmittel zum Entschäumen wässriger Systeme ausserhalb der Textilindustrie, insbesondere zum Entschäumen von Papierfasersuspensionen, wie sie bei der Papierherstellung anfallen, von Papierstreichmassen oder von Streichfarben, ferner von Abwässern (Abwasserreinigungsverfahren) in den dafür vorgesehenen Kläranlagen.
Bezüglich der Komponente (1) der erfindungsgemässen Mittel wird auf die Ausführungen im Hauptpatent verwiesen.
Als Komponente (2) sind Umsetzungsprodukte aus einer gesättigten Dicarbonsäure mit 3-10, insbesondere 6-10 Kohlenstoffatomen und 1,2-Propylenoxyd oder Polypropylenglykolen geeignet. Als Dicarbonsäuren kommen z. B. Malon-, Bernstein-. Glutar-, Adipin-. Pimelin-, Kork-, Azelain- oder Sebazinsäure in Betracht. Bevorzugt sind Adipin- und Sebazinsäure. Die Zahl der 1,2-Propylenoxyd-Einheiten in den Umsetzungsprodukten kann etwa 2-40 betragen. Eingesetzt werden können schliesslich auch Umsetzungsprodukte aus Fettsäuren mit 10-18 Kohlenstoffatomen und 1,2-Propylenoxyd oder Polypropylenglykolen. Die Fettsäuren können gesättigt oder ungesättigt sein, wie z. B. die Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin- oder Stearinsäure, oder die Decen-, Dodecen-, Tetradecen-, Hexadecen-, Öl-, Linol-, Linolen- oder Rizinolsäure.
Die Anzahl der 1,2-Propylenoxyd-Einheiten in diesen Estern kann etwa gleich gross sein wie bei den vorgenannten Umsetzungsprodukten.
Weitere Umsetzungsprodukte, die als Komponente (2) geeignet sind, werden aus den vorgenannten Fettsäuren mit 10-18 Kohlenstoffatomen, 3- 6wertigen Alkoholen, Äthylendiamin oder Polyalkylenpolyaminen und 1,2-Propylenoxyd erhalten.
Die 3-6wertigen Alkohole enthalten vorzugsweise 3-6 Kohlenstoffatome und sind insbesondere Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit und Sorbit. Die Polyalkylenpolyamine können durch die Formel (2) H2N(CH2CH2NH)#CH2CH2NH2 dargestellt werden, worin n 1, 2 oder 3 ist.
Als Alkylendiamin kommt insbesondere Äthylendiamin in Frage.
Beispielsweise erwähnt seien das Umsetzungsprodukt aus Laurylsorbit und 1,2-Propylenoxyd (Molekulargewicht 2500) und das Umsetzungsprodukt aus dem Polyaminoamid der Formel (3) C1 1H23CONHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2 (Laurinsäure/Triäthylentetramin) und 1,2-Propylenoxyd (Molekulargewicht 2600).
Alle als Komponente (2) genannten Verbindungen und Umsetzungsprodukte sind entweder bekannt, teilweise im Han del erhältlich oder nach bekannten, dem Fachmann geläufigen Methoden herstellbar.
Die Siliconöle der Komponente (3) werden in den erfindungsgemässen Mitteln insbesondere dann eingesetzt, wenn eine ausgesprochen schaumdämpfende Wirkung angestrebt wird. Durch Siliconöle kann aber auch die Netzwirkung der eingesetzten Mittel weiter verbessert werden. Die Siliconöle können in Mengen bis zu 30, z. B. 1-30, insbesondere bis zu 20, gegebenenfalls auch nur bis zu 10 Gewichtsprozent. bezogen auf das Mittel, vorhanden sein. Unter Siliconölen sind Organopolysiloxane (gegebenenfalls mit Hydroxyl an den Enden blockiert) wie beispielsweise Polydimethylsiloxane, Polymethylphenylsiloxane und Polymethylwasserstoffsiloxane mit mittleren Molekulargewichten von etwa 1000-100 000, vorzugsweise von 5000-40 000, zu verstehen. Insbesondere kommen Alkylpolysiloxane, die bei 25 C eine Viskosität von mindestens 0,7 Centipoise aufweisen, in Betracht.
Der Alkylrest kann 1-6 Kohlenstoffatome enthalten. Bevorzugt sind beispielsweise die Methylsiloxane, die bei 25 0C eine Viskosität von 50-15 000, vorzugsweise von etwa 100 bis 1000 Centipoise besitzen. In Betracht kommende Methylpolysiloxane können durch die Formel
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wiedergegeben werden, worin R für Methyl oder Methoxy steht und x eine ganze Zahl grösser als 1, z. B. eine solche im Werte von 50-1200 oder mehr, bedeutet. Es handelt sich in der Regel um bekannte Handelsprodukte, die neben dem Siliconöl gegebenenfalls noch übliche Zusätze, wie z. B. kolloidale Kieselsäure oder Emulgatoren auf Polyäthylenglykolbasis enthalten können. Beispiele für solche Siliconöle sind Siliconöl SAG 1000 (Union Carbide), Siliconöl DB 100 und MSA (Dow Corning) und Siliconöl SH (Wacker Chemie).
Bevorzugt sind die höhermolekularen Siliconöle.
Man setzt sie vorzugsweise in verhältnismässig kleinen Mengen ein, um z. B. Eigeneffekte der Siliconöle (Hydrophobie) zu vermeiden.
Die erfindungsgemässen Netz- und Schaumdämpfungsmittel können durch einfaches Verrühren der genannten Komponenten (1)-(3) bei Temperaturen von 15-80 C, insbesondere bei Temperaturen von 15-30 C, in Wasser als Kom ponente (4) als homogene, vorzugsweise klare Mischungen erhalten werden, die bei Raumtemperatur sehr gut lagerstabil sind. Insbesondere enthalten die Mittel
10-50 Gewichtsprozent der Komponente (1), 10-50 Gewichtspro nt der Komponente (2), Q30 Gewichtsproz nt der Komponente (3) und
2-80 Gewichtsprozent Wasser, jeweils bezogen auf das
Mittel.
Ganz besonders geeignet sind ferner Mittel, die
10-20 Gewichtsprozent der Komponente (1),
15-30 Gewichtsprozent der Komponente (2),
1-10 Gewichtsprozent der Komponente (3) und 40-75 GewichtsprozentWasser enthalten.
Je nach Menge und Art der verwendeten Komponenten sind die Netz- und Schaumdämpfungsmittel in der angegebenen wässrigen Form schwach bis stark viskos. Mit Wasser können sie gemischt werden, wobei man sofort klare, homogene Zubereitungen erhält. Die Netz- und Schaumdämpfungsmittel können in sauren oder alkalischen Zubereitungen (pH-Wert-Bereich etwa 1-12) sowie in einem weiteren Temperaturbereich, z. B. 20#1400 C, verwendet werden, ohne ihre Wirkung zu verlieren. Für die praktische Anwendung kann man sie unverdünnt oder nach Verdünnung mit Wasser einsetzen, wobei etwa 0,001-20 g/l der Mittel genügen; Applikationsbäder zur Textilbehandlung können etwa 0,1-10 g/l, insbesondere 0,5-5 g/l, enthalten. Mittel, die Siliconöle enthalten und damit insbesondere zur Schaumdämpfung bzw.
zur Vermeidung von Schäumen eingesetzt werden, z. B. bei der Abwasserreinigung, werden im allgemeinen in Mengen von 0,001-1 g/l, vorzugsweise von 0,001-0,1 g/l eingesetzt.
Die Einsatzmenge richtet sich auch nach den im Abwasser bzw. den anderen wässrigen Systemen vorhandenen Tensiden.
Die Netz- und Schaumdämpfungsmittel können gegebenenfalls auch ohne die Komponente (4) (Wasser) hergestellt werden. Man erhält konzentrierte Zubereitungen mit einem Gesamtfestkörpergehalt von etwa 25-75 %. Diese Konzentrate können die Komponente (1) in einer Menge von etwa 25-70 Gewichtsprozent, die Komponente (2) in einer Menge von 25-70 Gewichtsprozent und die Komponente (3) in einer Menge von 0-30 Gewichtsprozent enthalten.
Die Netz- und Schaumdämpfungsmittel können nun bei den verschiedensten Verfahren verwendet werden, in denen wässrige oder wasserhaltige Zubereitungen eingesetzt werden, die leicht zum Schäumen neigen, wie z. B. bei Färbe- und Ausrüstverfahren (Veredelungsverfahren) von Textilmeterialien, bei Verfahren zur Papierherstellung (Papierfasersuspensionen) und Papierausrüstung, insbesondere beim Leimen von Papier mit wässrigen Harzzubereitungen oder bei der Oberflächenbehandlung von Papier (Papierstreichmachen) oder bei Verfahren zum Entschäumen von Abwässern; kommunale oder gewerbliche Abwässer haben neben den mitgeschleppten oder gelösten Verunreinigungen meist auch den Nachteil, dass sie stark schäumen. Dies kann die Aufarbeitung in den Kläranlagen stören und z. B. das Einbringen von Luft in biologische Kläranlagen erschweren.
Es ist deshalb von Vorteil, solchen Abwässern schaumdämpfende Mittel zuzusetzen. Um mit sehr geringen Mengen solcher Schaumdämpfungsmittel auszukommen, und anderseits die Wirksamkeit der Kläranlage nicht herabzusetzen, muss ein solches Schaumdämpfungsmittel sehr stabil und möglichst indifferent sein. Die beschriebenen Netz- und Schaumdämpfungsmittel erfüllen diese Bedingungen in hervorragender Weise.
Weitere Verwendungsmöglichkeiten ergeben sich als schaumdämpfende Zusätze beim Waschen in Haushaltswaschmaschinen oder bei der Herstellung von nicht-schäumenden Streichfarbenzubereitungen.
Werden die genannten Mittel in Färbe- und Ausrüstverfahren für Textilmaterialien eingesetzt, so wird eine gute Schaumdämpfung erreicht, auch wenn andere leicht schäumende Hilfsmittel (Tenside) mitverwendet werden. Eine andere Wirkung der genannten Mittel beruht auf der Fähigkeit, wässrige Systeme praktisch vollkommen zu entlüften, d. h.
Lufteinschlüsse in den Applikationsbädern und auf oder in den Substraten zu vermeiden. Durch eine solche Entlüftung wird z. B. eine Fleckenbildung auf gefärbten Substraten weitgehend ausgeschlossen.
Aufgrund ihrer guten hydrotropen Eigenschaften sind die Netz- und Schaumdämpfungsmittel besonders bei der Applikation wasserunlöslicher oder in Wasser schwerlöslicher Substanzen (Farbstoffe, Veredlungsmittel) geeignet, da diese in eine feinverteilte Form gebracht werden können, ohne dass zusätzliche, gegebenenfalls grosse Mengen Lösungsmittel erforderlich sind. Die Ausrüstverfahren können so bedeutend billiger durchgeführt werden.
In den nachfolgenden Beispielen sind die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente. Die folgenden Umsetzungsprodukte bzw. Verbindungen sind Beispiele für die Komponenten (1) und (2).
Anionische Tenside [Komponente (1)j: Al Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 2 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p-tert. Nonylphenol; A2 Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 3 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Tridecylalkohol; A3 Natriumsalz des sauren Maleinsäureesters des Anlagerungsproduktes von 2 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p-Nonylphenol; A4 Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 3 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p-Butylphenol; As Ammoniumsalz des sauren Phosphorsäureesters des Anlagerungsproduktes von 2 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p-Nonylphenol; A6 Natriumsalz des Carboxymethyläthers des Anlagerungsproduktes von 4 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p-Octylphenol; A, Natriumsalz des Disulfobernsteinsäureesters des Anlagerungsproduktes von 4 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol n-Octylphenol;
; A8 Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters von Kokosfettsäurediglykol; Ag Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 1 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Stearylalkohol; Alo Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 9 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p-Nonylphenol; All Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 6 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p-Nonylphenol; A12 Natriumsalz des Monosulfobernsteinsäureesters des Anlagerungsproduktes von 2 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p Nonylphenol; A13 Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 1 Mol Propylenoxyd und 1 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Nonylphenol;
; A14 Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 10 Mol Propylenoxyd und 10 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Nonylphenol; Als Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 6 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Dodecylphenol; A16 Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 6 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Pentadecylphenol; A1, Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Tributylphenol; Als Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 3 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol eines langkettigen, primären Alkohols (durchschnittliche Kohlenstoffzahl 20-22); A19 Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 2 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Hydroabietylalkohol;
; A20 Ammoniumsalz des sauren Schwefelsäureesters des Anlagerungsproduktes von 2 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Octylphenol.
Komponente (2): Bl Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Polypropylenglykol (Molekulargewicht 2000) und 1 Mol Ölsäure; B2 Umsetzungsprodukt aus 2 Mol Polypropylenglykol (Molekulargewicht 1000) und 1 Mol Adipinsäure; B3 Umsetzungsprodukt aus 1,2-Propylenoxyd und 1 Mol Laurylsorbitanester (Molekulargewicht 2500); B4 Umsetzungsprodukt aus 1,2-Propylenoxyd und 1 Mol eines Polyaminoamids der Formel C11 H23CONHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2 (Molekulargewicht 2600).
Beispiel 1
In einem Rührgefäss werden 13 Teile des Umsetzungsproduktes B2 und zwei Teile Siliconöl bei Raumtemperatur mit einem Rührer gleichmässig vermischt. Dann gibt man unter ständigem Rühren 24 Teile des Tensides A1 (40 %ige wässrige Zubereitung) hinzu und anschliessend 61 Teile auf 70 C erwärmtes Wasser. Nach der gleichmässigen Verteilung wird noch bis zur Abkühlung auf Zimmertemperatur weitergerührt.
Man erhält ein schaumfreies, stabiles Netzmittel. Anstelle des Tensids A1 kann man auch die übrigen genannten Tenside einsetzen.
Anstelle des Umsetzungsproduktes B2 kann man auch die Umsetzungsprodukte B1 oder B3 einsetzen, wobei man ebenfalls schaumfreie und stabile Netzmittel erhält.
Die Schaumbildung bzw. Schaumdämpfung wird mit Hilfe eines Schaumtests festgestellt. Dazu werden verdünnte wässrige Zubereitungen der beschriebenen Mittel hergestellt, 1 Minute lang geschüttelt und dann die Schaumhöhe in mm, jeweils 1 bzw. 5 Minuten nach Beendigung des Schüttelns gemessen.
Produkt g/l Schaumhöhe in mm nach 1 Min. nach 5 Min.
Vergleichstensid (sulfo- 1 205 205 niertes Umsetzungsprodukt aus o-Phenylendiamin, Stearinsäure und Benzylchlorid Vergleichstensid + 1 Präparat gemäss Beispiel 1 2 50 0 Präparatgemäss Beispiel 1 2 0 0
Beispiel 2
Man verfährt wie in Beispiel 1 und setzt die folgenden Komponenten ein:
46 Teile des Tensides Al (40 %ige wässrige Zubereitung)
20 Teile des Anlagerungsproduktes B4
34 Teile Wasser.
Man erhält ein schaumarmes, stabiles Netzmittel. Nach dem Schaumtest gemäss Beispiel 1 ergibt sich bei einem Einsatz von 1 g des schaumarmen Netzmittels pro Liter nach 1 Minute eine Schaumhöhe von 120 mm; nach 5 Minuten ist die Schaumhöhe auf 65 mm abgesunken.
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PATENT CLAIM 1
Wetting and foam suppressants based on anionic surfactants, characterized in that it contains, based on the agent, 2-50 percent by weight of an anionic surfactant as component (1) of the formula
EMI1.1
in free or salt form, wherein R is an aliphatic hydrocarbon radical with 8-22 carbon atoms or a cycloaliphatic or aliphatic-aromatic hydrocarbon radical with 10-22 carbon atoms, R1 is hydrogen or methyl, A -0- or
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the residue of an inorganic, polybasic, oxygen-containing acid obtained after splitting off an OH group, the acid residue of a polybasic carboxylic acid or a carboxyalkyl residue and m is a number from 1-20,
6-50 percent by weight of a reaction product, which is sparingly soluble in water, of a saturated dicarboxylic acid with 3-10 carbon atoms and 1,2-propylene oxide or polypropylene glycols, of a reaction product, which is sparingly soluble in water, of a saturated or unsaturated fatty acid with 10-18 carbon atoms and 1,2 propylene oxide or polypropylene glycols , a sparingly water-soluble reaction product of a saturated or unsaturated fatty acid with 10-18 carbon atoms, a 3-6hydric alcohol and 1,2-propylene oxide or a sparingly water-soluble reaction product of a saturated or unsaturated fatty acid with 10-18 carbon atoms, an alkylenediamine or contains a polyalkylene polyamine and 1,2-propylene oxide as component (2) and 2-92 percent by weight of water as component (4).
SUBCLAIMS
1. Agent according to claim I, characterized in that it additionally contains up to 30 percent by weight of silicone oil as component (3).
2. Agent according to claim I, characterized in that it contains 10-50 percent by weight of component (1), 10-50 percent by weight of component (2) and
2-80 percent by weight of water, based on the agent
3. Agent according to dependent claim 2, characterized in that it contains up to 30 percent by weight of silicone oil as component (3).
4. Agent according to claim I and dependent claim 1, characterized in that it contains 10-20 percent by weight of component (1), 15-30 percent by weight of component (2),
1-10 percent by weight of component (3) and 4775 percent by weight of water, each based on the agent.
5. Agent according to claim I, characterized in that component (2) is a reaction product of adipic acid or sebacic acid and 1,2-propylene oxide or polypropylene glycols.
6. Agent according to claim I, characterized in that component (2) is a reaction product of a fatty acid with 10-18 carbon atoms, ethylenediamine or a polyalkylene polyamine of the formula H2NL (CH2CH2NH) 0 # CH2CH2NH2, where n is 1, 2 or 3 and 1 , 2-propylene oxide is.
7. Agent according to dependent claim 1, characterized in that component (3) is an organopolysiloxane, which is optionally blocked at the ends with hydroxyl.
8. Agent according to dependent claim 7, characterized in that component (3) is an alkylpolysiloxane which has a viscosity of at least 0.7 centipoise at 250.degree.
PATENT CLAIM II
Use of the wetting agent and foam suppressant according to claim I for defoaming aqueous systems outside the textile industry.
SUBCLAIMS
9. Use according to claim II for defoaming paper fiber suspensions in paper manufacture and paper coating slips in paper finishing.
10. Use according to claim II for defoaming coating colors.
11. Use according to patent claim II for defoaming waste water.
Main patent No. 604 813 relates to wetting agents and foam suppressants based on anionic surfactants, characterized in that they contain, based on the agent, 2-50 percent by weight of an anionic surfactant as component (1) of the formula
EMI1.3
in free or salt form, in which R is an aliphatic hydrocarbon radical with 822 carbon atoms or a cycloaliphatic or aliphatic-aromatic hydrocarbon radical with 10-22 carbon atoms, R1 is hydrogen or methyl A -0- or
EMI1.4
the residue of an inorganic, polybasic one obtained after splitting off an OH group.
Oxygen-containing acid, the acid radical of a polybasic carboxylic acid or a carboxylalkyl radical and m is a number from 1-20, 6-50 percent by weight of component (2) and / or (3), component (2) being insoluble or sparingly soluble in water Reaction product with a molecular weight of 20007000 from (a) a 1-6 hydric aliphatic alcohol with 1-6 carbon atoms, a monoalkyl or monoalkylol monoamine, an alkylenediamine or a polyalkylenepolyamine and (a2) a low molecular weight aliphatic monoepoxide or a mixture of such monoepoxides and the Component (3) a water-insoluble aliphatic monoalcohol with at least 8 carbon atoms or its alkylene oxide adduct, which is sparingly soluble in water,
or a mixture of such monoalcohols or an alkylphenol-alkenyl oxide adduct which is sparingly soluble in water, and contains 20-92 percent by weight of water as component (5).
These agents can contain up to 30 percent by weight of silicone oil as component (4). It has now been found. that instead of the water-insoluble aliphatic monoalcohols with at least 8 carbon atoms, their alkylene oxide adducts or of alkylphenol-alkylene oxide adducts, further reaction products can be used as hydrotropic components in the wetting and foam suppressants.
The present invention therefore provides a wetting agent and foam suppressant based on anionic surfactants, characterized in that it contains, based on the agent, 2-50 percent by weight of an anionic surfactant as component (1) of the formula
EMI2.1
in free or salt form, in which R is an aliphatic hydrocarbon radical with 8-22 carbon atoms or a cycloaliphatic or aliphatic-aromatic hydrocarbon radical with 10-22 carbon atoms, R1 is hydrogen or methyl, A -0- or
EMI2.2
after splitting off an OH
Group obtained residue of an inorganic, polybasic,
Oxygen-containing acid, the acid radical of a polybasic carboxylic acid or a carboxyalkyl radical and m one
Number from 1-20 is
6-50 percent by weight of a poorly water-soluble reaction product from a saturated
Dicarboxylic acid with 3-10 carbon atoms and 1,2-propylene oxide or polypropylene glycols, a sparingly water-soluble reaction product of a saturated or unsaturated fatty acid with 10-18 carbon atoms and 1.2
Propylene oxide or polypropylene glycols, a reaction product that is sparingly soluble in water from a saturated or unsaturated fatty acid with 10-18 carbon atoms, a 3-6hydric alcohol and 1,2-propylene oxide or a reaction product that is sparingly soluble in water from a saturated or unsaturated fatty acid with 10-18 carbon atoms, an alkylenediamine or a polyalkylenepolyamine and 1,2-propylene oxide as component (2) and
Contains 2-92 percent by weight of water as component (4).
These wetting and foam suppressants can contain up to 30 percent by weight of silicone oil as component (3).
The present invention also relates to the use of the wetting agents and foam suppressants for defoaming aqueous systems outside the textile industry, in particular for defoaming paper fiber suspensions such as those obtained in paper manufacture, paper coating slips or coating colors, and also waste water (waste water treatment processes) in the designated areas Sewage treatment plants.
With regard to component (1) of the agents according to the invention, reference is made to the statements in the main patent.
Reaction products of a saturated dicarboxylic acid having 3-10, in particular 6-10, carbon atoms and 1,2-propylene oxide or polypropylene glycols are suitable as component (2). As dicarboxylic acids such. B. Malon, amber. Glutaric, adipic. Pimelic, corkic, azelaic or sebacic acid into consideration. Adipic and sebacic acid are preferred. The number of 1,2-propylene oxide units in the reaction products can be about 2-40. Finally, reaction products of fatty acids with 10-18 carbon atoms and 1,2-propylene oxide or polypropylene glycols can also be used. The fatty acids can be saturated or unsaturated, such as. B. capric, lauric, myristic, palmitic or stearic acid, or decenic, dodecenic, tetradecenic, hexadecenic, oleic, linoleic, linolenic or ricinoleic acid.
The number of 1,2-propylene oxide units in these esters can be approximately the same as in the abovementioned reaction products.
Further reaction products which are suitable as component (2) are obtained from the aforementioned fatty acids having 10-18 carbon atoms, 3-6hydric alcohols, ethylene diamine or polyalkylene polyamines and 1,2-propylene oxide.
The 3-6 hydric alcohols preferably contain 3-6 carbon atoms and are in particular glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol and sorbitol. The polyalkylene polyamines can be represented by the formula (2) H2N (CH2CH2NH) # CH2CH2NH2, where n is 1, 2, or 3.
Ethylenediamine is particularly suitable as alkylenediamine.
Examples include the reaction product of lauryl sorbitol and 1,2-propylene oxide (molecular weight 2500) and the reaction product of the polyaminoamide of the formula (3) C1 1H23CONHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2 (lauric acid / triethylenetetramine) and 1,2-propylene oxide (molecular weight 2600).
All of the compounds and reaction products mentioned as component (2) are either known, some of them are commercially available or can be prepared by known methods with which the person skilled in the art is familiar.
The silicone oils of component (3) are used in the agents according to the invention in particular when a pronounced foam-suppressing effect is sought. The wetting effect of the agents used can also be further improved by silicone oils. The silicone oils can be used in amounts up to 30, e.g. B. 1-30, in particular up to 20, optionally only up to 10 percent by weight. based on the means. Silicone oils are to be understood as meaning organopolysiloxanes (optionally blocked at the ends with hydroxyl) such as, for example, polydimethylsiloxanes, polymethylphenylsiloxanes and polymethylhydrogensiloxanes with average molecular weights of about 1000-100,000, preferably 5000-40,000. In particular, alkylpolysiloxanes which have a viscosity of at least 0.7 centipoise at 25 ° C. are suitable.
The alkyl radical can contain 1-6 carbon atoms. For example, the methylsiloxanes, which have a viscosity of 50-15,000, preferably about 100 to 1,000 centipoise at 25 ° C., are preferred. Suitable methylpolysiloxanes can be represented by the formula
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are reproduced, where R is methyl or methoxy and x is an integer greater than 1, z. B. means a value of 50-1200 or more. As a rule, they are known commercial products which, in addition to the silicone oil, may contain customary additives such as. B. may contain colloidal silica or emulsifiers based on polyethylene glycol. Examples of such silicone oils are silicone oil SAG 1000 (Union Carbide), silicone oil DB 100 and MSA (Dow Corning) and silicone oil SH (Wacker Chemie).
The higher molecular weight silicone oils are preferred.
They are preferably used in relatively small amounts to make z. B. To avoid inherent effects of silicone oils (hydrophobicity).
The inventive wetting and foam suppressants can by simply stirring the components (1) - (3) mentioned at temperatures of 15-80 ° C., in particular at temperatures of 15-30 ° C., in water as component (4) as homogeneous, preferably clear Mixtures are obtained which are very stable in storage at room temperature. In particular, the funds contain
10-50 percent by weight of component (1), 10-50 percent by weight of component (2), Q30 percent by weight of component (3) and
2-80 percent by weight of water, each based on the
Medium.
Very particularly suitable are also means that
10-20 percent by weight of component (1),
15-30 percent by weight of component (2),
1-10 percent by weight of component (3) and 40-75 percent by weight of water.
Depending on the amount and type of components used, the wetting and foam suppressants are weak to highly viscous in the specified aqueous form. They can be mixed with water to immediately obtain clear, homogeneous preparations. The wetting and foam suppressants can be used in acidic or alkaline preparations (pH range about 1-12) and in a wider temperature range, e.g. B. 20 # 1400 C, can be used without losing their effectiveness. For practical use, they can be used undiluted or after dilution with water, about 0.001-20 g / l of the agent being sufficient; Application baths for textile treatment can contain about 0.1-10 g / l, in particular 0.5-5 g / l. Agents that contain silicone oils and thus in particular for foam suppression or
be used to avoid foaming, e.g. B. in wastewater treatment, are generally used in amounts of 0.001-1 g / l, preferably 0.001-0.1 g / l.
The amount used also depends on the surfactants present in the wastewater or the other aqueous systems.
The wetting and foam suppressants can optionally also be prepared without component (4) (water). Concentrated preparations are obtained with a total solids content of about 25-75%. These concentrates can contain component (1) in an amount of about 25-70 percent by weight, component (2) in an amount of 25-70 percent by weight and component (3) in an amount of 0-30 percent by weight.
The wetting and foam suppressants can now be used in a wide variety of processes in which aqueous or water-based preparations are used that tend to foam easily, such. B. in dyeing and finishing processes (finishing processes) of textile yard materials, in processes for paper production (paper fiber suspensions) and paper finishing, in particular when gluing paper with aqueous resin preparations or in the surface treatment of paper (paper coating) or in processes for defoaming waste water; Municipal or commercial wastewater usually has the disadvantage, in addition to the impurities that are carried along or dissolved, that it foams heavily. This can disrupt the work-up in the sewage treatment plants and z. B. make the introduction of air into biological sewage treatment plants more difficult.
It is therefore advantageous to add foam-suppressing agents to such wastewater. In order to make do with very small amounts of such foam suppressants and, on the other hand, not to reduce the effectiveness of the sewage treatment plant, such a foam suppressant must be very stable and as indifferent as possible. The described wetting agents and foam suppressants meet these requirements in an excellent manner.
Further possible uses arise as foam-suppressing additives when washing in household washing machines or in the production of non-foaming coating color preparations.
If the agents mentioned are used in dyeing and finishing processes for textile materials, good foam suppression is achieved even if other slightly foaming auxiliaries (surfactants) are also used. Another effect of the agents mentioned is based on the ability to virtually completely deaerate aqueous systems, i.e. H.
Avoid air inclusions in the application baths and on or in the substrates. Such a vent z. B. staining on colored substrates is largely excluded.
Due to their good hydrotropic properties, the wetting and foam suppressants are particularly suitable for the application of water-insoluble or poorly water-soluble substances (dyes, finishing agents), as these can be brought into a finely divided form without the need for additional, possibly large amounts of solvent. The finishing processes can thus be carried out much cheaper.
In the following examples, parts are parts by weight and percentages are percentages by weight. The following reaction products or compounds are examples of components (1) and (2).
Anionic surfactants [component (1) j: Al ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 2 mol of ethylene oxide with 1 mol of p-tert. Nonylphenol; A2 the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 3 moles of ethylene oxide and 1 mole of tridecyl alcohol; A3 sodium salt of the acidic maleic acid ester of the adduct of 2 mol of ethylene oxide with 1 mol of p-nonylphenol; A4 the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 3 moles of ethylene oxide with 1 mole of p-butylphenol; As the ammonium salt of the acid phosphoric acid ester of the adduct of 2 moles of ethylene oxide with 1 mole of p-nonylphenol; A6 the sodium salt of carboxymethyl ether of the adduct of 4 moles of ethylene oxide and 1 mole of p-octylphenol; A, the sodium salt of the disulfosuccinic acid ester of the adduct of 4 moles of ethylene oxide with 1 mole of n-octylphenol;
; A8 ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of coconut fatty acid diglycol; Ag the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 1 mol of ethylene oxide with 1 mol of stearyl alcohol; Alo ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 9 mol of ethylene oxide with 1 mol of p-nonylphenol; All the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 6 moles of ethylene oxide with 1 mole of p-nonylphenol; A12 the sodium salt of the monosulfosuccinic acid ester of the adduct of 2 moles of ethylene oxide with 1 mole of p nonylphenol; A13 the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 1 mol of propylene oxide and 1 mol of ethylene oxide with 1 mol of nonylphenol;
; A14 ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 10 moles of propylene oxide and 10 moles of ethylene oxide with 1 mole of nonylphenol; As the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 6 moles of ethylene oxide with 1 mole of dodecylphenol; A16 the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 6 moles of ethylene oxide and 1 mole of pentadecylphenol; A1, the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 5 moles of ethylene oxide with 1 mole of tributylphenol; As the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 3 moles of ethylene oxide with 1 mole of a long-chain, primary alcohol (average carbon number 20-22); A19 the ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 2 moles of ethylene oxide with 1 mole of hydroabietyl alcohol;
; A20 The ammonium salt of the acid sulfuric acid ester of the adduct of 2 moles of ethylene oxide and 1 mole of octylphenol.
Component (2): B1 reaction product of 1 mol of polypropylene glycol (molecular weight 2000) and 1 mol of oleic acid; B2 reaction product of 2 mol of polypropylene glycol (molecular weight 1000) and 1 mol of adipic acid; B3 reaction product of 1,2-propylene oxide and 1 mol of lauryl sorbitan ester (molecular weight 2500); B4 Reaction product of 1,2-propylene oxide and 1 mol of a polyaminoamide of the formula C11 H23CONHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2 (molecular weight 2600).
example 1
In a stirred vessel, 13 parts of the reaction product B2 and two parts of silicone oil are mixed evenly with a stirrer at room temperature. Then 24 parts of surfactant A1 (40% aqueous preparation) are added with constant stirring, followed by 61 parts of water heated to 70.degree. After even distribution, stirring is continued until it has cooled to room temperature.
A foam-free, stable wetting agent is obtained. Instead of the surfactant A1, it is also possible to use the other surfactants mentioned.
Instead of the reaction product B2, it is also possible to use the reaction products B1 or B3, which likewise results in foam-free and stable wetting agents.
The foam formation or foam damping is determined with the aid of a foam test. For this purpose, dilute aqueous preparations of the agents described are produced, shaken for 1 minute and then the foam height in mm is measured 1 or 5 minutes after shaking has ended.
Product g / l foam height in mm after 1 min. After 5 min.
Comparative surfactant (sulfo 1 205 205 nated reaction product of o-phenylenediamine, stearic acid and benzyl chloride Comparative surfactant + 1 preparation according to example 1 2 50 0 preparation according to example 1 2 0 0
Example 2
Proceed as in example 1 and use the following components:
46 parts of the surfactant Al (40% aqueous preparation)
20 parts of the addition product B4
34 parts of water.
A stable, low-foam wetting agent is obtained. According to the foam test according to Example 1, when 1 g of the low-foam wetting agent is used per liter, a foam height of 120 mm results after 1 minute; after 5 minutes the foam height has dropped to 65 mm.