DE102004053015A1 - Rußreiniger - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Reinigungsmittel auf Basis eines wasserlöslichen polymeren Polycarbonats als Dispergiermittel zur Reinigung verrußter Oberflächen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Reinigungsmittel, bevorzugt als Pulver, Pasten oder als wässrige Formulierung, auf Basis eines wasserlöslichen polymeren Polycarboxylats als Dispergiermittel zur Reinigung verrußter Oberflächen.
  • Ruß, ist ein schwarzes, zu 80-99,5 % aus Kohlenstoff bestehendes Pulver, das aus kleinsten, kugelförmigen Teilchen aufgebaut ist, die zu kettenförmigen Aggregaten zusammenwachsen. Die spezifische Oberfläche beträgt etwa 10-1000 m2/g. Ruß ist ein wichtiges technisches Produkt, das bei der unvollständigen Verbrennung oder Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen entsteht. Das wichtigste Herstellverfahren ist der Furnace-Prozess. Bei diesem Verfahren werden aromatenreiche Rußöle (Steinkohlenteer- und Erdölprodukte) in eine Gasflamme von 1200-1800°C eingedüst. Ruß wird zu über 90 % als Füllstoff in der Gummiindustrie, außerdem als Pigment für Druckfarben, Tuschen, Lacke und in der Elektroindustrie verwendet. Ruß tritt auch als meist unerwünschtes Produkt bei unkontrollierten Verbrennungsvorgängen auf und enthält dann meist an seiner Oberfläche adsorbierte ölige Bestandteile und Pyrolyseprodukte. Dieser Ruß hat im Tierversuch ein Krebs erzeugendes Potenzial gezeigt, verstärkt durch die häufig anwesenden polyzyklischen Aromaten.
  • Ruß entsteht aber auch tagtäglich durch Abbrand von Kraftstoffen, bevorzugt von Heizölen, Dieselkraftstoffen, Benzinen, Fetten oder ähnlichem.
  • So führen gerade diese Abbrände von Kraftstoffen und Fetten zu einem oftmals festhaftenden Schmierfilm auf Oberflächen wie sie im Straßenverkehr beispielsweise auf Tunnelverkleidungen, Straßenschilder, Signalanlagen aber auch auf Heizungsanlagen, Motoren, in Rußfiltern, auf Windschutzscheiben oder auf Hausfassaden und im Haushalt vorkommen.
  • Aus dem Stand der Technik ist der Einsatz von wasserlöslichen polymeren Polycarboxylaten, bevorzugt Polyasparaginsäuren, als Reinigungsmittel bekannt.
  • EP-A 0 987 316 und EP-A 0 987 318 beschreiben die Verwendung von Polyasparaginsäuren in Reinigerformulierungen mit abrasiver Wirkung, wobei diese ähnlich dem Sandstrahlverfahren im Rahmen einer Wasser-Druckstrahl-Reinigung auf die zu reinigende feste Oberfläche aufgebracht werden.
  • EP-A 1 149 143 beschreibt Mittel zum Reinigen harter Oberflächen, die eine Kombination aus im alkalischen Medium löslichen Polymerverbindungen und nichtionischen Tensiden enthalten, zur maschinellen Reinigung von Fußböden.
  • Die Reinigung verrußter Oberflächen, insbesondere wenn diese mit einen Schmierfilm aus Ruß und den beim Abbrand von Kraftstoffen zwangsläufig anfallenden polycyclischen Aromaten verschmutzt sind, wurde bisher nicht berücksichtigt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein Reinigungsmittel zur Rußentfernung von Oberflächen zur Verfügung zu stellen. Oberflächen im Sinne der vorliegenden Erfindung können feste aber auch weiche Oberflächen sein.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Einsatz wasserlöslicher polymerer Polycarboxylate, bevorzugt Polyasparaginsäure und/oder deren Salze gelöst.
  • Als Polyasparaginsäuren kommen bevorzugt Polyasparaginsäure-Homopolymere und ihre Salze in Betracht, wie sie in der WO 96/31 554 beschrieben werden. Es können aber auch Polyasparaginsäuren eingesetzt werden, die nach anderen Verfahren des Standes der Technik hergestellt werden, beispielsweise EP-A 0 677 080. Vorzugsweise werden das Natriumsalz und das Ammoniumsalz der Polyasparaginsäuren als biologisch abbaubare und ökologisch unbedenkliche Stoffe verwendet. Selbstverständlich können auch alle anderen Salze und alle wasserlöslichen Copolymere der Polyasparaginsäuren und ihrer Salze eingesetzt werden. Ebenso kann das Anhydrid der Polyasparaginsäuren, Polysuccinimid (PSI verwendet werden.
  • Die vorstehend genannten Polyasparaginsäuren und/oder ihre Derivate sind einzeln oder in Mischung in Mengen von wenigstens 1 Gew.-% und höchstens 50 Gew.-% im Rußreiniger enthalten.
  • Das Natriumsalz der Polyasparaginsäure kann in Mengen zwischen 2 und 12 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Reinigungsmitteln verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Rußreiniger zusätzlich noch wenigstens ein Tensid bzw. Emulgator und/oder wenigstens einen Chelatbildner.
  • Als Tenside eignen sich für die erfindungsgemäßen Mittel neben üblichen Seifen insbesondere synthetische Tenside aus den Klassen der anionischen und der nichtionischen Tenside. Beispiele besonders geeigneter Tenside sind Natriumalkansulfonate und ethoxylierte Fettalkohole.
  • Die vorstehend genannten Dispergiermittel, Chelatbildner und Tenside sind einzeln oder in Mischung in Mengen von wenigstens 1 Gew.-% enthalten. In jedem Fall enthalten die erfindungsgemäßen Mittel als kennzeichnenden Bestandteil wenigstens ein wasserlösliches polymeres Polycarboxylat, bevorzugt Polyasparaginsäuren.
  • Neben den Tensiden können die erfindungsgemäßen Mittel Cotenside, Alkalisierungsmittel, alkalisch reagierende Komplexbildner, mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel, reinigungsaktive Salze, Stabilisierungsmittel sowie weitere übliche Zusatzstoffe enthalten.
  • Als anionische Contenside können insbesondere C8-C22-Alkalisulfonate, C8-C22-Alkylbenzolsulfonate, C8-C22-Alkylsulfate, C8-C22-Fettsäureestersulfonate, C8-C22-Fettalkoholethersulfate, Fettsäureseifen oder deren Mischungen eingesetzt werden. Anionische Cotenside können in einer Menge bis zu 3 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das fertige Mittel, zugesetzt werden.
  • Als nichtionische Cotenside können beispielsweise die Addukte von 13 bis 40 Mol Ethylenoxid an C8-C22-Alkohole oder von 1 bis 40 Mol Ethylenoxid an C8-C22-Alkylphenole und die Alkylpolyglycoside genannt werden. Die nichtionischen Cotenside können in einer Menge bis zu 8 Gew.-%, insbesondere bis zu 6 Gew.-% und besonders bevorzugt bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf den fertigen Rußreiniger, eingesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Rußreiniger können als sogenannte Normalprodukte, als Konzentrate und als Pasten vorliegen, wobei dem Fachmann bekannt ist, dass die Übergänge zwischen diesen Produkten fließend sind. Normalprodukte sind in der Regel flüssig und stellen Lösungen ihrer Inhaltsstoffe dar. Die sogenannten Konzentrate sind Lösungen oder Emulsionen der Inhaltsstoffe und weisen eine flüssige bis dickflüssige Konsistenz auf. In Normalprodukten können Tenside üblicherweise in einer Menge bis zu 35 Gew.-%, in Konzentraten bis zu 65 Gew.-% und in Pasten in einer Menge bis zu 90 Gew.-% enthalten sein. Die dritte mögliche Ausführungsform stellen die Pasten dar, die über geeignete Geräte dosiert werden können. Die Pasten enthalten die aktiven Inhaltsstoffe in einer Menge bis zu 95 Gew.-%. Auf Zusatzstoffe und Lösungsmittel wird in Pasten vorzugsweise verzichtet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Rußreiniger Komplexbildner, die in der Lage sind, Beeinträchtigungen durch eine extreme Wasserhärte bei der Anmeldung der Mittel auszugleichen. Geeignete sind insbesondere Pentanatriumtriphosphat, Trinatriumcitrat, Natriumgluconat, Tetranatriumethylendiamintetraacetat (EDTA-Na), Pentanatriumdiethylentriaminpentaacetat (DTPA-Na), Tetranatrium-1,3-Proylendiamintetraacetat (1,3-PDTA-Na). Aufgrund ihrer guten biologischen Abbaubarkeit finden auch Produkte auf Basis von Iminodibernsteinsäure (IDS) und Nitrilotriessigsäure (NTA-), oder beta-Alanindiessigsäure (beta-ADA), Methylglycindiessigsäure (MGDA), Ethylendiamindibernsteinsäure (EDDS) und 2-Hydroxyethyleniminodiessigsäure (HEIDA) in Form ihrer freien Säuren, als entsprechende Natriumsalze oder als Ammoniumsalze Verwendung. Vorzugsweise werden IDS, NTA-Na und/oder Natriumgluconat verwendet. Die Komplexbildner können in einer Menge bis zu 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 12 Gew.-%, bezogen auf das fertige Mittel, eingesetzt werden. Enthält das Mittel Phosphate, so kann die Menge an Komplexbildnern geringer sein.
  • Zur Verstärkung der Reinigungskraft können mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel enthalten sein, wobei gut fettlösliche Lösungsmittel bevorzugt werden. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Mono- und Dialkohole, Etheralkohole und Polyether.
  • Typische Vertreter können Isopropanol, Butylglykol, Ethylenglykolmonophenylether, Dimethyldiglykol und Methylpyrrolidon genannt werden. Vorzugsweise werden niedere Etheralkohole, beispielsweise Mono- oder Diethylenmonoalkylether mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe eingesetzt. Der Gehalt organischer Lösungsmittel liegt nicht über 30 Gew.-%, vorzugsweise nicht über 20 Gew.-% und insbesondere zwischen 0,5 und 10 Gew.-%, bezogen auf das fertige Mittel.
  • Neben den als Alkalisierungsmitteln genannten Verbindungen kann die Leistung der erfindungsgemäßen Rußreiniger durch Zusatz von weiteren alkalisch reagierenden Salzen gesteigert werden, wie z.B. Polyphosphate und Pyrophosphaten, insbesondere Natriumtripolyphosphat oder Tetrakaliumpyrophosphat. Aber auch Alkalihydroxide wie Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid können eingesetzt werden. Diese Salze werden vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 8 Gew.-%, höchstens jedoch 15 Gew.-%, bezogen auf das fertige Mittel, eingesetzt.
  • Zur Stabilisierung der einzelnen Komponenten in den erfindungsgemäßen Rußreinigern können diese Lösevermittler, wie z.B. Cumolsulfonat, Octylsulfat, Toluolsulfonat, Xylolsulfonat oder Harnstoff enthalten. Die Lösevermittler können im erfindungsgemäßen Rußreiniger in Mengen bis zu 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das fertige Rußreinigungsmittel, enthalten sein. Auch Fettsäureseifen haben lösevermittelnde Eigenschaften. Enthält das Rußreinigungsmittel Seife, kann deshalb die Menge an Lösevermittler meist sehr gering sein.
  • Als weitere fakultative Bestandteile können die erfindungsgemäßen Rußreinigungsmittel auch anorganische Neutralsalze, Farb- und Duftstoffe, Verdicker und Korrosionsinhibitoren sowie gegebenenfalls Desinfektionsmittel enthalten sein. Die Menge der Zusatzstoffe beträgt vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 2 Gew.-% und insbesondere von 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das fertige Rußreinigungsmittel. Weitere, in Reinigungsmitteln für gewerbliche Zwecke übliche Hilfsstoffe können ebenfalls enthalten sein, sofern sie die erfindungsgemäße Wirkung nicht beeinträchtigen.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Mittel 5 bis 30 Gew.-% Polyasparaginsäure, 2 bis 45 Gew.-% Komplexbildner, 0,1 bis 10 Gew.-% weitere nichtionische Emulgatoren bzw. Tenside, 0,1 bis 10 Gew.-% anionische Tenside, 0,1 bis 10 Gew.-% Alkalisierungsmittel, 0,1 bis zu 5 Gew.-% alkalisch reagierende Komplexbildner, 0,1 bis 30 Gew.-% mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel und 0,1 bis 8 Gew.-% weitere Zusatzstoffe, wie Lösevermittler, Verdicker, Farb- und Duftstoffe.
  • In Reinigungsversuchen zeigten die erfindungsgemäßen Russreiniger ebenfalls sehr gute Wirkung an Verschmutzungen, die neben Ruß noch zusätzliche Asche enthielten, wie sie beispielsweise in Öl- oder Kohle-Verbrennungskesseln auftreten.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der voranstehend beschriebenen Rußreiniger zur Reinigung von harten Oberflächen, insbesondere von Tunnelverkleidungen, Straßenschildern, Signalanlagen, Heizungsanlagen, Motoren, Glasscheiben, Karosserien, Rußpartikelfiltern oder Hausfassaden.
  • Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur maschinellen Reinigung von Oberflächen, indem die Oberflächen in an sich bekannter Weise mit Reinigungsmaschinen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Rußreiniger gereinigt werden. Beispiel 1 Reinigung gegen Ruß an Fassasen und auf Tunnelverkleidungen
    Baypure®DS 100/40 % (Polyasparaginsäure) 30 Gew.-%
    Baypure®CX 100/34 % (Iminodibernsteinsäure) 3 Gew.-%
    Emulgator L30 2 Gew.-%
    Butylglycol 1 Gew.-%
    Wasser (entionisiert) 64 Gew.-%
    Beispiel 2 Reinigung gegen Ruß am Motorblock
    Baypure®DS 100/40 2,5 Gew.-%
    Baypure®CX 100/34 % 12 Gew.-%
    Kaliumhydroxid (50 %) 0,6 Gew.-%
    Natriummetasilikat-9-hydrat 4,9 Gew.-%
    Sulfetal 4105 (Fettalkoholsulfat) 4,0 Gew.-%
    Zusolat 1008/85 (Alkylpolyethylenglycolether) 2,0 Gew.-%
    Phosfetal 201 (Phosphorsäureester) 2,0 Gew.-%
    Butylglycol 5,0 Gew.-%
    Wasser (entionsiert) 67,0 Gew.-%
    Beispiel 3 Glasreiniger für Rußbeläge auf Glasscheiben
    Baypure®CX 100 5 Gew.-%
    Bayhibit®AM 3 Gew.-%
    Tegotens®B810 (Degussa AG, kationisches Tensid) 6,6 Gew.-%
    Tegotens®DO (Degussa AG, kationisches Tensid) 25 Gew.-%
    Monoethanolamin) 3 Gew.-%
    Wasser (entionisiert) 57,4 Gew.-%
    Beispiel 4 Ölkesselreiniger zur Anwendung gegen Ruß und Asche
    Baypure®DS 100/40 % 10 Gew.-%
    Baypure®CX 100/34 % 5 Gew.-%
    Emulgator L 30 5 Gew.-%
    Mersolat H 30 5 Gew.-%
    Wasser (entionisiert) 75 Gew.-%
  • Die erfindungsgemäßen Reinigerformulierungen zeigen überraschenderweise eine ausgezeichnete Reinigungskraft an verrußten Oberflächen. Im Gegensatz zu den Verschmutzungen die im Stand der Technik mittels wasserlöslicher polymerer Polycarboxylate gereinigt werden, ist Ruß neutral geladen und bildet mit Begleitkomponenten sogenannte Schmierfilme aus. Gerade aber hier überzeugen die Rußreiniger gemäß der vorliegenden Erfindung.

Claims (10)

  1. Verwendung von wasserlöslichen polymeren Polycarboxylaten zur Reinigung verrußter Oberflächen.
  2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wasserlösliches polymeres Polycarboxylat Polyasparaginsäure eingesetzt wird.
  3. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Komplexiermittel, bevorzugt Produkte auf Basis von Iminodibernsteinsäure, eingesetzt wird.
  4. Verwendung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Emulgator bzw. Tensid eingesetzt wird.
  5. Verfahren zur Reinigung verrußter Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass wasserlösliche polymere Polycarboxylate eingesetzt werden.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verrußten Oberflächen Tunnelverkleidungen, Straßenschilder, Signalanlagen, Heizungsanlagen, Motoren, Rußpartikelfilter, Glasscheiben, Karosserien oder Hausfassaden sind.
  7. Rußreiniger, dadurch gekennzeichnet, dass diese wasserlösliche polymere Polycarboxylate, bevorzugt Polyasparaginsäuren, enthalten.
  8. Rußreiniger gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese zusätzlich Tenside bzw. Emulgatoren und/oder Komplexierungsmittel enthalten.
  9. Rußreiniger gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Komplexierungsmittel Produkte auf Basis von Iminodibernsteinsäure eingesetzt werden.
  10. Rußreiniger gemäß der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese auf Verschmutzungen aus Ruß und Asche angewendet werden.
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