DD292145A5

DD292145A5 - Nichtionogenes netzmittel fuer schwernetzbare staeube

Info

Publication number: DD292145A5
Application number: DD88315559A
Authority: DD
Inventors: Hans-Joachim Richter; Bernd Koch; Michael Meerbote; Hans Lehmann
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1991-07-25

Abstract

Netzmittel fuer schwernetzbare Staeube, wie z. B. Kohlenstaub, welches neben einem Alkylenoxid-Addukt der Formel{Netzmittel, Kohlenstaub; schwernetzbare Staeube; Alkylenoxid-Addukt; Phthalsaeure; Phthalsaeureester; Calciumchlorid-Loesung}

Description

(IV) C-O-(C₃H₆0)_n-(C_A0)_p-H

worin (m + n) eine Zahl von 1 bis 10 und (o + p) eine Zahl von 1 bis 10 ist,

C) 1 % bis 8%, bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels, eines Alkylenoxid-Adduktes der Formel V

HO-(C₂H₄O)C-(C₃H₆GV(C₂H₄O)S-H (V)

worin r eine Zahl von 0 bis 5 und (q + s) eine Zahl von 1 bis 4 ist,

D) 0,5% bis 2,5%, bezogen auf das Gewicht des nichtionogenon Netzmittels, eines Dialkylethers der Formel Vl

R-O-R (Vl)

worin R für einen Alkylrest der Kettenlänge C₇, C₈ oder C₉ steht,

E) 0,5% bis 5%, bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels, eines Alkohols der Formel VII

R-OH (VII)

worin R für einen Alkylrest der Kettenlänge C₇, C₈ oder C₀ steht und

F) 2,5 bis 5%, bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels, einer Säure der Formel Viii

besteht,

2. Nichtionogenes Netzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponenten A₁D und E solche Verbindungen bevorzugt sind, in denen R für einen 2-Ethylhexylrest steht.

3. Nichtionogenes Netzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A solche Alkylenoxid-Addukte bevorzugt sind, in denen χ für eine Zahl von 2,5 bis 3,5 und y für eine Zahl von 2 bis 3 steht.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein nichtionogenes Netzmittel für schwemetzbare Stäube, wie z. B. Kohlenstaub.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt ist (M.SCHICK, „Nonionic Surfactants", Marcol Decker Inc., New York 1967), daß Anlagerungsprodukte des Oxypropylens und Oxyethylens an Verbindungen mit mindestens einem aktiven Wasserstoffatom Netzmittel sind. Die DE-PS 2448388 beschreibt durch Mikroorganismen abbaubare Netzmittel dsr allgemeinen Formel I:

RO-(CH₂CHO)X-(CH₂Ch₂CVH (I)

R'

in der R ein geradkettiger Alkylrost mit einer mittleren Kohlenstoff anzahl von etwa 6 bis 10, R' ein geradkettiger Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, χ eine Zahl von etwa 1 bis β und y eine Zahl von etwa 4 bis 15 ist. In der DE-PS 3431156 werden biologisch abbaubare Detergens- und Spülmittelzusammensetzung der Formel II:

RO-(CH₂CHO).-(CH₂CH₂O)_b-H (H)

CH₃

in der R eine lineere oder im wesentlichen lineare Alkylgruppe mit 6-10 Kohlenstoffatomen ist, a einen Mittelwert von 4,5 bis 9 hat und b einen Mittelwert von 2 bis 9 hat, beschrieben.

Nichtionogene Tenside, die einen chemischen Aufbau gemäß Formel I bzw. Il haben, sind gute Netzmittel für Spülmittelformulierungen, haben jedoch den Nachteil, daß sie Kohlenstaub völlig unzureichend netzen (Netzzei'.cn größer

Die DD-PS 250541 beschreibt eine wenig staubbildende Partikularzusammensetzung, nach der Farbstoffe mit oxethylierten Nonylphenolen vom Ethoxylierungsgrad 3-20 gegen Staubbildung stabilisiert werden, Diese Produkte sind zum Benetzen schwernetzbarer Stäube ebenfalls kaum wirksam (Netzzeiten größer 30 min).

Verfahren zur Herstellung von staubbindenden Mitteln und Pasten, bzw. staubbindenden Mitteln und Pasten, die besonders zur Bindung von Kohlenstaub ausgelegt sind, werden in den DE-PS 1492 297,1492458,2114927,3 300848 und in den US-PS 3928222, 3954662 und 4067818 offenbart. Die Patentschriften beschreiben mehr oder weniger alkalihaltige Erdalkalihydroxid/Erdalkalichlorid-Mischungen mit teilweisen Zusätzen an unterschiedlichsten Netzmitteln, wie z. B. Nonylphenolpoly(oxyethylen)-Addukten, Alkylpoly(oxyethylen)-Ethern mit Alkylkettenlängen zwischen C₇ bis C₃₀ und Dialkylsulfosuccinaten. Hervorgehoben wird das Kohlenstaubbindevermögen dieser Mittel und Pasten, über die Netzwirkung gegenüber schwerbenetzbaren Stäuben ist nichts bekannt gemacht worden. Eine Verbesserung der Netzwirkung üblicher Netzmittel soll nach der DE-PS 2702186 durch Kombination von ethoxylierten Stickstoffbasen mit Hydrotropen, wie Alkyl-oxylensulfonsäuren erzielt werden. Nachteilig ist, daß diese Kombinationen nur bei Salzkonzentrationen zwischen 500 bis 5000ppm wirksam sind.

In der US-PS 4425252 wird ein Netzmittel auf der Basis eines Nonylphenolpoly(oxyalkylen)-Adduktes mit einem Ethoxylierungsgrad von 10, dem Natriumsalz der Dodecylbenzensulfonsaure, Isopropanol, Diethylenglykolmonobutylether und Wasser beschrieben. Die erreichten Netzzeiten für 50mg Kohlenstaub sind für eine optimale Rezeptur mit 3,9min angegeben, wobei das Netzmittel in d°st. Wasser mit 440ppm Ca²⁺-lonenzusatz gelöst wurde. Für diese geringe Kohlenstaubmenge ist die erreichte Netzzeit zu lang und die Hartwasserverträglichkeit mit 440 ppm nicht befriedigend.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Materialaufwand für die Bindung von schwernetzbaren Stäuben in Wasser und Salzlösungen zu verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für schwernetzbare Stäube, wie Kohlenstäube ein nichtionogenes Netzmittel zu entwickeln, das auch in Gegenwart von Salzlösungen wirksam ist, wenig schäumt und Untersinkzeiten unter 400s ermöglicht, wenn 0,6- bis 0,9%ige Netzmittellösungen in 25 bis 35%ige Salzlösungen zum Einsatz kommen. Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein nichtionogenes Netzmittel, im wesentlichen bestehend aus

A) 77 % bis 95% (bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels) eines Alkylenoxid-Adduktes der Formel III

R-O-(C₃H₆O)_x-(C₂H₄O)_y,-H (III)

worin R für einen Alkylrest der Kettenlänge C₇, C₈ oder C₉-steht, χ eine Zahl von 1 bis 4 und y eine Zahl von 1,5 bis 5 ist.

B) 0,5% bis 2,5% (bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels) eines Alkylenoxid-Adduktes der Formel IV

JU

JU-(C H 0)_m-(C₂H₄0)_o-H

worin (m + n) eine Zahl von 1 bis 10 und (o + p) eine Zahl von 1 bis 10 ist,

C) 1 % bis 8% (bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels) eines Alkylenoxid-Adduktes der Formel V

HO-(C₂H₄0)_q-(C3H₆0)r(C₂H₄b),-H (V)

worin r eine Zahl von 0 bis 5 und (q + s) eine Zahl von 1 bis 4 ist,

D) 0,5% bis 2,5% (bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels) eines Dialkylethers der Formel Vl

R-O-R (Vl)

worin R für einen Alkylrest der Kettenlänge C₇, C₈ oder C₉ steht,

E) 0,5% bis 5% (bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels) eines Alkohols der Formel VII

R-OH (VII)

worin R für einen Alkylrest der Kettenlänge C₇, C₈ oder C₉ steht und

F) 2,5% bis 5% (bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels) einer Säure der Formel VIII

(VIII)

Die neuen Formulierungen besitzen ein sehr gutes Netzvermögen gegenüber schwernetzbaren Stäuben, wie z. B, Kohlenstaub, wobei die Wirkung auch gegenüber dem guten Netzer nach Formel III weiter verbessert ist. Nonylphenolpoly(oxyethylen)-Ether mit ejjiem Ethoxylierungsgrad von 8-10 und Dioctylsulfosuccinat, die als gute Netzmittel bekannt sind, haben ein Tauchnetzvermögen TNV₁₀₀ von 0,2g/l bzw. 0,75g/l, benetzen aber Kohlenstaub nur unzureichend. Die vorgeschlagenen Netzmittel hauen eine TNV₁Oo größer 0,8g/l, benetzen Kohlenstaub jedoch etwa 35mal schneller. Wesentlich ist, daß als Komponenten A, D und E solche Verbindungen der Formeln III, Vl und VII verwendet werden, in denen R für einen hinsichtlich der Kettenlängenverteilung einheitlich zusammengesetzten Alkylrest steht. Leitet sich R von einem Alkoholgemisch, wie es für native oder synthetische Tensidalkohole typisch ist, ab, so verschlechtert sich das Netzvermögen gegenüber schwernetzbaren Stäuben wesentlich

Vorteilhaft für die Anwendung der neuen Netzmittel ist, daß sie auch in Calciurnchlorid-Lösungun eingesetzt werden können, die einen Salzgehalt bis zu 43% aufweisen. Die Anwendung der Netzmittel wird wesentlich u'üdurcl ι erleichtert, daß die Gemische in wäßriger Lösung kaum zur Schaumbildung neigen bzw. die gebildeten Schäume :ehr instabi' sind.

Das Netzvermögen erreicht optimale Werte, wenn als Komponenten A, D und E solci,? Verbindungen der Formeln III, Vl und VII eingesetzt werden, in denen R für einen 2-Ethylhexylrest steht und als Komponente Asolche Alkylenoxidaddukte der Formel III, in denen χ für eine Zahl von 2,5 bis 3,5 steht, γ für eine Zahl von 2-3 steht und das Verhältnis x:y so gewählt wurde, daß die Alkylenoxidaddukte in Wasser, welches auch Alkali- oder Erdalkalihalogenide enthalten kann, löslich bzw. emulsoid löslich

Ausführungsbeispiele

Die Beurteilung des Netzverhaltens erfolgte indirekt durch Messung der Zeit, die 0,5g Kohlenstaub der Körnung <0,07mm benötigen, um nach dem Aufwerfen auf eine Lösung aus Wasser, Calciumchlorid und Netzmittel vollständig unterzusinken (Untersinkzeit). Das Verhältnis von Kohlenstaub zu Netzlösung betrug 1:33.

Tabelle 1

Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung

Netzmittel-	SaIz-	Untersink
konz.	konz.	zeit
Ma.-%	Ma.-%	S

Netzmittel

1.88,5%A (R = 2-Ethylhexyl;x = 2,6;y = 1,9) 0,6 20 40

0,5%B (m + n = 3;o+ ρ = 2) 3%C (r = 3;q + s = 2) 2%D (R = 2-Ethylhexyl) 2%E (R = 2-Ethylhexyl) 4% F

2.88,5%A (R = 2-Ethylhexyl;χ = 2,6;y = 1,9) 0,9 35 340

0,5%B (m +η = 3;ο+ p = 2) 3%C (r = 3;q + s = 2) 2%D (R = 2-Ethylhexyl) 2%E (R = 2-Ethylhexyl) 4% F

	* Netzmittel-	SaIz-	Untersink
	konz.	konz.	zeit
Netzmittel	Ma.-%	Ma.-%	S

3. 90,5%A (R = 2-Ethylhexyl;χ = 2,5;y = 2,0) 0,5%B (m + n = 3;o + p = 2) 2%C (r = 4;q + s = 3) 1%D (R = 2-Ethylhexyl) 1%E (R = 2-Ethylhexyl) 5% F

0,6

20

4. 90,5% A (R = 2-Ethylhexyl; χ 0,5%B (m + n = 3;o + p = 2 2%C (r = 4;q + s = 3) 1 %D (R = 2-Ethylhexyl) 1%E (R = 2-Ethylhexyl) 5% F

2,5; y = 2,0)

0,9

35

330

Tabelle 2 Beispiele für Netzmittel der Formel III

	Netzmittel-	Salzkonz.	Untersink-	45
	konz.	zeit
Netzmittel	Ma.-%	Ma.-%	S	400
5. 100%A (R = 2-Ethylhexyl;χ = 2,2;y = 2,1)	0,6	20
0%B-F
6. 100%A (R = 2-Ethylhexyl;x = 2,2;y = 2,0)	0,9	35
0%B-F			Untersink
Tabelle 3			zeit
Beispiele zum Stand der Technik			S
	Netzmittel-	Salz	>1800
	konz.	konz.	>1800
Netzmittel	Ma.-%	Ma.-%	>7600
7. Nonylphenolethoxylat (Molzahl EO = 9,8)	0,6	20	400
8. Na-Dioctylsulfosuccinat	0,6	20
9. Na-Dioctylsulfosuccinat	0,9	35	>1800
10. Alkylenoxid-Addukt der Formel I	0,6	20
(R = C₆-C₁₀JX = ^y = 2,0)			860
11. Alkylenoxid-Addukt der Formel I	0,9	35
(R = C₆-C₁₀; X = 2,5; y = 2,0)			>1800
12. Alkylenoxid-Addukt der Formel I	0,6	20
(R = 2-Ethylhexyl; χ = 6,1; y = 7)			>6000
13. Alkylenoxid-Addukt der Formel I	0,9	35
(R = 2-Ethylhexyl; χ - 6,1; y = 7,8)			>7 600
14. Alkylenoxid-Addukt der Formel I	0,6	20
(R = 2-Ethylhexyl; χ = 21; y = 22)
15. Na-SaIzder Butylnaphthalensulfonsäure	0,6	20

Claims

1. Nichtionogenes Netzmittel für schwemetzbare Stäube, wie z. B. Kohlenstaub, gekennzeichnetdadurch, daß das nichtionogene Netzmittel nus

A) 77% bis 96%, bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels, eines Alkylenoxid-Adduktes der Formel III

R-O-(C₃H₆O)_x-(C₂H4O)_y-H (III)

worin R für einen Alkylrest der Kettenlänge C₇, C₈ oder C₉ steht, χ eine Zahl von 1 bis 4 und y eine Zahl von 1,5 bis 5 ist,

B) 0,5% bis 2,5%, bezogen auf das Gewicht des nichtionogenen Netzmittels, eines Alkylenoxid-Adduktes der Formel IV