CS264704B1 - Zmáčadlo so znfženou penivosfou účinné v éirokom rozmedzí pH - Google Patents

Description

264704 2

Vynález sa týká zmáčadla so zníženou penivosťou, ktoré je účinné v širokom rozmedzí pHa majúee teplotu tuhnutia pod 0 °C, vhodného najma pre použitie v zušlechťovacích procesochv textilnom priemysle. V súčasnej době je len velmi málo odvětvi národného hospodárstva, kde sa nepouživajútenzidy - látky, ktoré v důsledku svojej špecifickej štruktúry ulahčujú a urýchlujú niektoréfyzikálně a chemické deje na fázovom rozhraní. Tenzidy sa používajú v geologickom prieskume,pri ťažbe a spracovaní ropy a rúd, v kovospracujúcom priemysle, v stavebnictve, v celulózovo-papiernickom priemysle, pri výrobě usní a kožušln, vo farmácii a kozmetike, pri výrobě aspracovaní plastických hmůt, v textilnom priemysle, v polnohospodárstve, v potravinárskompriemysle, ako aj v prostriedkoch bytovéj chémie. Charakteristickou vlastnosťou tenzidov je,že sú povrchovoaktívne, adsorbujú sa v roztoku na fázovom rozhraní, čím vzniká povrchovýfilm. Torná za následok zníŽenie povrchového napStia daného roztoku, oproti povrchovému na-patiu rozpúšťadla. V technickej praxi majú často povrchové javy rozhodujúcu úlohu v určitom technologickomprocese. Sú to napr. operácie: adsorbcia, flokulácia, vytváranie disperzil, suspenzi!, emul-zi!, pien, zmáčanie, pranie, čistenie, mazanie, solubilizácia, heterogenná katalýza a mnohédalšie. Podlá Specifického působenia pri určitéj technologickéj operácii sa příslušné tenzidyoznačujú ako dispergátory, solubilizátory, emulgátory, peniče, zmáčadlá, detergenty a pod. Důležitou skupinou tenzidov sú zmáčadlá, ktoré sa používajú v mnohých zušlechťovacíchprocesoch, kde sa pracuje vo vodnom prostředí. Pod zmáčanlm sa všeobecne rozumie vytváranienového fázového rozhrania tuhej a kvapalnej fázy na mieste původného fázového rozhrania tuheja plynnej fázy. Ide o zložitý jav, ktorý závisí od mnohých faktorov, z ktorých rozhodujúcesú najmS: povrchové napatie kvapaliny, charakter fyzikálnej a chemlckej štruktúry povrchutuhej fázy, difúzia, adhézia, teplota, koncentrácia tenzidu a pod.

Zmáčadlá sa okrem textilného priemyslu, ktorý je ich najv8čším spotrebitelom, používajúaj v strojárenstve (napr. pri galvanickom pokovovaní), v chemickom priemysle (pri výroběprostriedkov na ochranu rastlín), pri výrobě usní a kožušín (napr. pri namáčaní), ako ajv dalších odvetviach.

Doteraz bolo vyvinutých vela zlúčenín, ktoré majú zmáčacie vlastnosti. Zo syntetickýchtenzidov k najstarším patřil olej na tureckú červeň (alkalická sol čiastočne sulfátovanéhoricínového oleja). Vývoj pokračoval k dalším zmáčadlám aniónového typu, sulfátovaným esteromkyseliny ricínovej, sulfátovaným amidom a sulfonamidom nenasýtených mastných kyselin. Ďalejsem patria sulfátované produkty primárných, ako aj sekundárných mastných alkoholov, ako ajalkalické soli alkylnaftalénsulfokyselín. Velmi dobrú zmáčaciu účinnosť majú alkylsulfoesterykyseliny jantárovej s alkylovým reťazcom, ktorý obsahuje 6-8 atómov uhlíka.

Uvedené tenzidy patria do skupiny aniónových tenzidov. Majú velmi dobrú zmáčaciu účin-nosť, majú však aj niektoré negativné vlastnosti ako je vysoká penivost, v niektorých prípa-doch zlá znášanlivost s inými zložkami zušlachťovacích kúpelov, připadne horšia stálosťnajma v alkalickom prostředí. Z týchto důvodov sa čoraz viac používajú neiónové tenzidy,vačšinou na báze reakčných produktov alkylénoxidov s vyššími mastnými alkoholmi, alkylfe-nolmi, alkanolamidmi a pod. Majú o niečo nižšiu zmáčaciu účinnosť, majú však lepšiu znášanli-vosť a vo všeobecnosti nižšiu penivosť ako aniónové tenzidy. Z konkrétných príkladov možno uviesť zmáčadlo podlá NSR pat. prihl. 2 030 131, ktoré jereakčným produktom C1Q až C14 alkoholu s oxiránom, málo pěnivé zmáčadlá podlá NSR pat. 2126 918a jap. pat. 74 127 951 na báze reakčných produktov vyšších alkoholov resp. alkylfenolovs alkylénoxidmi a styrénoxidom. Nepeniace zmáčadlo pre pranie resp. farbenie textilii podláNSR pat. 2 213 383 je reakčný produkt 5 až 8 mólov oxiránu s 1 mólom C^4 až diólu. Z dal-ších produktov s podobnými vlastnosťami možno uviesť oxyalkylované alkanolamidy vyšších mast-ných kyselin podlá ZSSR A. O. 427 002. Vysokú zmáčaciu účinnost pri vělmi nízkéj penivosti 3 264704 má zmáčací prostriedok na báze esterov alkylpolyglykoléterov s parafínmonokarbónovými kyseli- nami podlá ČSSR A. O. 193 967. V súčasnej době sa od zmáčacieho prostriedku pre textilný priemysel vyžadujú okrem dob-ré j zmáčacej účinnosti a nízkej penivosti aj dalšie vlastnosti, najma stálost a dobrá rozpustnost v alkalických aj kyslých roztokoch a tiež vysoká účinnost v širokom rozmedzí pH a v ne-poslednom radě dobrá manipulovatelnosť. Pri koncipovaní moderného univerzálneho zmáčadla sanajčastejšie používajú aniónové a neiónové tenzidy, případné ich zmesi. Zmáčadlo s vysokouúčinnosťou, nízkou penivosťou a stálostou voči alkáliám pri vyššej teplote podlá ČSSR A. O.190 937 je založené na báze sulfátovaných odpadových produktov z výroby 2-etylhexanolu. Z neiónových produktov možno uviesť zmáčadlo podlá Europ. pat. appl. 51 878 (Union CarbideCorp.) na báze oxyalkylovaných alkoholov, ako aj tenzid podlá Europ. pat. appl. 36 550 (BASFA. G.), ktorého účinnou zložkou je adukt mastného alkoholu s oxiránom, polyoxyetylénový re-tazec má ukončený propylénoxidom, resp. tenzid podlá USA pat. 3 539 518, v ktorom je polyoxy-etylénový retazec alkylpolyglykoléteru ukončený acylovou skupinou.

Nedostatkom uvádzaných látok je to, že majú poměrně vysokú penivosť, resp. ich zmáčaciaúčinnost v alkalických kúpeloch je nízká. Zmáčadlá na báze aniónových tenzidov, najmS 2-etyl-hexylsulfonjantaránu aj napriek tomu, že sú považované za najúčinnejšie zmáčadlá majú v neut-rálnom prostředí vysokú penivosť a v alkalickom prostředí sa už pri koncentrácii 10 g.l”^

NaOH rozkládájú a nedajú sa použit.

Uvedené nedostatky v tejto oblasti do značnéj miery odstraňuje zmáčadlo so zníženoupenivosťou, účinné v širokom rozmedzí pH vyznačené tým, že obsahuje 60 až 94,9 % hmot. tenzi-dovej zložky pozostávajúcej zo 40 až 80 % hmot. tenzidu vzorca:

R-O(C2H4O)nH a z 20 až 60 % hmot. tenzidu vzorca:

R-°<C2H40»nÍC3H60,mH 5 až 30 % hmot. diolu a/alebo triolu s mol. hmotnosťou 76 až 94 g.mol-''' a 0,1 až 20 % hmot.vody, pričom: R znamená alkyl a/alebo alkylaryl o počte atómov uhlíka v alkylovom reťazci 8 až 16n znamená celé číslo 5 až 15 m znamená celé číslo 3 až 18

Zmáčadlo možno podlá potřeby riediť vodou, organickými rozpúštadlami alebo kombinovats inými tenzidmi bez rozdielu iónovosti. Zmáčadlo upravené diólom a/alebo triólom má nižšiuteplotu tuhnutia, takže nie sú problémy pri jeho dávkování a príprave pracovných roztokovani v zimnom období. Z uvedených dfivodov je využitie tohto zmáčadla v prevádzkovej praxivýhodné z hladiska nižšej spotřeby tepelnej energie. Ako diól a/alebo triol sa osvědčil 1,2--propylénglykol a glycerín. Monoetylénglykol a dietylénglykol sa nedoporučuje pre ich toxickévlastnosti. Nižšie polyetylénglykoly tiež nie sú vhodné pre nižší efekt zníženia teplotytuhnutia. Výhodou zmáčadla so zníženou penivosťou, účinného v širokom rozmedzí pH podlá vynálezuje najmS nízká penivosť, dobrá rozpustnost vo vodě a stálost v neutrálnych, alkalických ajkyslých roztokoch, ako aj vysoká zmáčacia účinnost nielen v neutrálnych ale aj v kyslýcha alkalických roztokoch. Pod pojmom široké rozmedzie pH rozumieme pH od hodnoty 1 až 13.Výhodou je súčasné dosiahnutie synergického efektu kombináciou jednotlivých zložiek tenzidov,priaznivo ovplyvňujúce aplikačně vlastnosti. Tento jav, ako aj dalšie výhody 3Ú zřejmé z prí-kladov. 264704 4 Příklad 1

Homogenizáciou pri 60 °C připravila sa zmes tenzidov pozostávajúca z 50 % hmot. nonyl-fenolu s 10 mólmi oxiránu a 50 % hmot. nonylfenolu s 10 mólmi oxiránu, na ktorý bolo Sálejnaviazané 12 mólov metyloxiránu. Vzniklý koncentrát sa upravil s 30 í hmot. 1,2-propyléngly-kolu a 10 % hmot. vody na obsah účinných látok 60 % hmot.

Zmáčacia účinnost sa stanovila v destilovanéj vodě a vo vodě obsahujúcej 30 g.l-'' NaOHpodlá ON 66 6129. Meral sa čas zmáčania bavlněných krúžkov pri konc. zmáčadla 1 g.l Čímnižší čas zmáčania, tým je vyššia zmáčacia účinnost. Penivost sa stanovila pri 20 °C a konc.přípravku 1 g.l-''' metodou opísanou v ČSSR A. O. 208 350. Penivost roztoku bola 125 %, časzmáčania v destilovanej vodě bol 16,5 sek. a v roztoku NaOH o konc. 30 g.l bol 142,3 sek. V kyslom prostředí o konc. 4,5 g.l-'' 98 %-nej kyseliny sírovej bol čas zmáčania 21,0 sek.Teplota tuhnutia bola mínus 15 °C. Pre porovnanie 2-etylhexylsulfojantarán sodný mal za týchtopodmienok penivost 274 %, čas zmáčania v destilovanej vodě 17,1 sek. a v NaOH o konc. 30 g.l 'stratil účinnost zmáčadla, nakolko nastal jeho rozklad. Příklad 2 Připravili sa zmesi z nasledovných základných zložiek tenzidov: A - nonylfenol s 10 mólmi oxiránu B - nonylfenol s 10 mólmi oxiránu plus 12 mólov metyloxiránu C - nonylfenol s 10 mólmi oxiránu plus 15 mólov metyloxiránu zmes číslo tenzid (% hmot.) penivost (%) čas zmáčania v sek., poměr časovzmáčaniav NaOH o konc.30 g.l-1teoretické//namerané A B c koncv h20 . 1 g.l v NaOH o konc. 30 g.l-1 namera- né teore- tické 1 100 - 178 22,3 33,8 33,8 1,0 2 90 10 - 146 - 38,1 99,0 2,6 3 80 20 - 140 18,0 26,5 164,0 6,2 4 70 30 - 135 - 30,4 229,0 7,5 5 50 50 - 125 16,5 142,0 360,0 2,5 6 20 80 - 93 17,0 352,0 555,0 1,6 7 - 100 - 17 22,0 686,3 686,3 1,0 8 100 - - 178 22,3 33,8 33,8 1,0 9 90 - 10 155 - 38,2 138,2 3,6 10 80 - 20 141 20,7 30,1 242,7 8,0 11 70 - 30 134 - 32,9 347,1 10,2 12 50 - 50 114 19,5 39,4 556,0 14,1 13 20 - 80 80 39,6 385,0 869,4 2,2 14 - - 100 8 75,9 1078,3 1078,3 1,0 Z příkladu 2 je vidiet, že zmiešaním zložky A so zložkou B, , potažné C penivost pribúda- ním zložky B a C klesá, čas zmáčania v destilovanej vodě je okrem zmesi č. 13 lepšia, akou základných zložiek a čas zmáčania v silné alkalickom prostředí v NaOH o konc. 30 g.l 1 (pH = 12,6) je lepšia, ako teoretická hodnota. Maximálny synergický efekt sa prejaví pri po-měre zložky A 70 až 80 % hmot. a 20 až 30 % hmot. zložky Bav druhom případe pri pomere 50 až 80 % hmot. zložky A a 50 až 20 % hmot. zložky C. Příklad 3 Připravená bola zmes tenzidov pozostávajúca zo 40 % hmot. nonylfenolu s 9 mólmi oxiránu

Claims (1)

1. 5 264704 a zo 60 % hmot. mastného alkoholu o počte atómov uhlíka 12 až 15 s 10 mólmi oxiránu a 7 mólmi metyloxiránu. 90 % hmot. zmesi koncentrátu tenzidov bolo upravené s 5 % hmot., 1,2-propylén- glykolu a 5 * hmot. vody. Takto připravené zmáčadlo málo podlá podmienok uvedených v příklade 1 penivost 125,0 %, čas zmáčania vo vodě 31,9 sek. a v NaOH o konc. 30 g.l-1 41,0 sek. Teplota tuhnutia bóla mínus 5 °C. Příklad 4 Připravená bola zmes tenzidov pozostávajúca z 80 % hmot. mastného alkoholu o počte atómovuhlíka 12 až 15 s 10 mólmi oxiránu a 7 mólmi metyloxiránu a 20 % hmot. nonylfenolu s 9 mólmioxiránu. 80 % hmot. koncentrátu sa upravilo s 19,9 % hmot. 1,2 propylénglykolu a 0,1 % hmot.vody. Takto připravené zmáčadlo málo podlá podmienok uvedených v příklade 1 penivosť 145,0 %,čas zmáčania vo vodě 17,8 sek. a v NaOH o konc. 30 g.l-^ 44,2 sek. Teplota tuhnutia bola mínus 12 °C. Příklad 5 Připravená bola zmes tenzidov pozostávajúca z 50 % hmot. oktylfenolu s 15 mólmi oxiránus 50 % hmot. nonylfenolu s 15 mólmi oxiránu a 18 mólmi metyloxiránu. 70 % hmot. koncentrátusa upravilo s 29,5 % hmot. dipropylénglykolu a 0,5 % hmot. vody. Takto připravené zmáčadlomálo podlá podmienok uvedených v příklade 1 penivost 117,0 %, čas zmáčania vo vodě 23,7 sek.a v NaOH o konc. 30 g.l 1 31,5 sek. Teplota tuhnutia bola mínus 12 °C. Príklad6 Připravená bola zmes tenzidov pozostávajúca zo 70 % hmot. mastného alkoholu s počtomatómov uhlíka 13 až 15 s 10 mólmi oxiránu a 30 % hmot. mastného alkoholu s počtom atómovuhlíka 13 až 15 s 10 mólmi oxiránu a 7 mólmi metyloxiránu. 60 % hmot. koncentrátu sa upravilos 20 % hmot. zmesi glykolov pozostávajúcej z 1 dielu 1,2 propylénglykolu a jedného dieludipropylénglykolu a s 20 % hmot. vody. Takto připravené zmáčadlo málo podlá podmienok uvede-ných v příklade 1 penivost 148,0 %, čas zmáčania vo vodě 37,8 sek. a v NaOH o konc. 30 g.l-^53,8 sek. Teplota tuhnutia bolá mínus 13 °C. Příklad 7 Připravená bola zmes tenzidov pozostávajúca zo 60 % hmot. nonylfenolu s 5 mólmi oxiránua 40 % hmot. nonylfenolu s 9 mólmi oxiránu a 3 mólmi metyloxiránu. 94,9 % hmot. koncentrátubolo upravené s 5 % hmot. glycerínu a 0,1 % hmot. vody. Takto připravené zmáčadlo málo podlápodmienok uvedených v příklade 1 penivosť 32,0 %, čas zmáčania vo vodě 126,9 sek. a v NaOHo konc. 30 g.l 329,2 sek. Teplota tuhnutia bola mínus 5 °C. Přiklad 8 Připravené bolo zmáčadlo podlá příkladu 3, lenže namiesto mastného alkoholu o počteatómov uhlíka 12 až 15 bol použitý mastný alkohol o počte atómov uhlíka 12 až 18. Hodnotypenivosti, času zmáčania a teploty tuhnutia bolí na rovnakej úrovni ako v příklade 3. PREDMET VYNALEZU Zmáčadlo so zníženou penivosťou účinné v širokom rozmedzí pH vyznačené tým, že obsahuje 60 až 94,9 % hmot. tenzidovej zložky pozostávajúcej zo 40 až 80 % hmot. tenzidu vzorca: R-O(C2H4O)nH 264704 6 a z 20 až 60 % hmot. tenzidu vzorca: R-°<C2H4O’n<C3H6°»mH 5 až 30 % mol. diólu a/alebo triolu s mol. hmotnosťou 76 až 94 g.mol-'1' a 0,1 až 20 % hmotvody, pričom R znamená alkyl a/alebo alkylaryl o počte atómov uhlíka v alkylovom reťazci 8 až 16n znamená celé číslo 5 až 15m znamená celé číslo 3 až 18.