DE1113279B

DE1113279B - Verfahren zur Bereitung wenig schaeumender Waschmittel hoher Benetzungsfaehigkeit

Info

Publication number: DE1113279B
Application number: DER28326A
Authority: DE
Inventors: Jean Dupre; Robert Elliott Wolfrom
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 1959-07-16
Filing date: 1960-07-13
Publication date: 1961-08-31
Also published as: US3021372A; GB955482A

Description

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 31. A U G U S T 1961

¹ Verfahren zur Bereitung wenig schäumender

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Waschmittel hoher Benetzungsfähigkeit
Bereitung von wenig schäumenden Waschmitteln hoher

Netzwirkung. Insbesondere handelt es sich um ■.

Waschmittel, die bei Raumtemperatur ein günstiges

Gleichgewicht zwischen geringer Schaum wirkung und 5

der erforderlichen Netzwirkung darbieten. Anmelder:

Erfindungsgemäß werden die Waschmittel mit einem Rohm & Haas Company

Gehalt einer Verbindung der allgemeinen Formel '_ητη \\

Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

^Rx ,χ IO

<f ■)—(OC₂H₄)^(OC₃H₆)SOH Vertreter: Dr.-Ing. Dr. jur. H. Mediger, Patentanwalt,

^N=^T=' München 9, Aggensteinstr. 13

hergestellt. In dieser Formel bedeutet R == eine Alkyl-

gruppe mit 8 oder 9 Kohlenstoffatomen, die jede Beanspruchte Priorität:

beliebige räumliche Konfiguration besitzen, also eine 15 V. St. v. Amerika vom 16. Juli 1959 (Nr. 827465)

normale, iso-, tertiäre usw. Gruppe darstellen kann

und an jedem Kohlenstoff des^ Benzolkerns Vorzugs- , - "'- '

weise, aber in Parastellung zur Äther-Kette angeordnet . "- .

ist, χ = eine Zahl von 5,8 bis 20, y = eine ganze Zahl ^{Jean Du}P^re> Levrttown, Pa.,

von 5 bis 10, während das Verhältnis x/y den Wert von 20 und Robert Elliott Wolf rom, Jenkmtown, Pa.
1,2 bis 2,1 besitzen muß. (V. St. A.),:

Die Äther-Kette der Verbindung besteht also aus sind als Erfinder genannt worden

einer festgelegten Zahl von 5 bis 10 Äthoxy-Einheiten - - - -

und 5,8 bis 20 Propoxy-Einheiten. Innerhalb der ·

angegebenen Werte der Faktoren χ und y hat das 25 2

Verhältnis x/y für den Erfindungszweck eine kritische ■ . " ,.

Bedeutung und muß streng in dem angegebenen punkte, insbesondere bis herab zu Raumtemperaturen, Bereich von 1,2 bis 2,1 gehalten werden. während die. Netzwirkung .unbefriedigend wird, wenn

Wesentlich ist ferner, daß die Äthoxy-Gruppen . die Temperaturen nennenswert, also etwa mehr als unmittelbar an den Benzolkern sich anschließen und 30 10⁰C oberhalb des jeweiligen Trübungspunktes er^ daß die Propoxy-Gruppen in der Endstellung außen reicht werden. ......

stehen, so daß die Äthoxy-Kette an der einen Seite Nichtionische oberflächenaktive Mittel mit einer

vom Benzolkern und an der anderen Seite von der endständigen Propoxy-Kette, deren niedrigster Trü-Propoxy-Kette flankiert wird. Auf dieser speziellen bungspunkt bei etwa 30°C liegt, sind zwar unterhalb Struktur des Moleküls beruht der nach dem Verfahren 35 dieser Temperatur oder bis zu etwa 1O⁰C oberhalb der Erfindung erzielte technische Effekt. . derselben gute Netzer, zeigen aber die wünschenswerte

Die starke Temperaturabhängigkeit der niedrig- niedrige Schaumneigung erst bei verhältnismäßig hohen viskosen Alkylphenoxypolyalkoxyalkanole kann über- Temperaturen von etwa 30 ° C oder hoher, können also, blickt und in ein System gebracht werden, wenn man wenn niedrige Schaumneigung und gute Netzung ihre Trübuhgspunkte ermittelt. Der Trübungspunkt ist 40 gleichzeitig gewünscht werden, nur bei diesen verhältdiejenige Temperatur, bei der eine l%ig^e wäßrige nismäßig hohen Temperaturen benutzt werden. Bei Lösung des Produktes, nachdem man erst bis zur Raumtemperaturen von etwa 20 bis 25⁰C weisen sie Trübung erhitzt und dann an der Luft abkühlen läßt, die gewünschte Kombination'dieser Eigenschaften plötzlich klar wird. unter keinen Umständen auf. Sie sind daher in Teller-

Ganz allgemein kann gesagt werden, daß die Neigung 45 waschmaschinen, bei 40 bis 50° C, und in denen es auf solcher oberflächenaktiver Mittel zum Schäumen geringe Schaumbildung ankommt, sehr gut geeignet, abnimmt, wenn man ihre Temperaturen bis oberhalb während sie bei Waschtemperaturen zwischen 15 und des Trübungspunktes steigert, und umgekehrt zunimmt 25⁰C sehr reichlich schäumen und daher überall dort und gegebenenfalls übermäßig wird, sobald man die nicht tauglich sind, wo es auf geringe Schaumbildung Temperatur bis unterhalb des Trübungspunktes ab- 50 ankommt, beispielsweise beim Spritzreinigen von Mesenkt. Umgekehrt zeigen solche oberflächenaktive tallen und gewissen Anwendungsgebieten der Textil-Mittel gute Netzwirkung unterhalb ihrer Trübungs- behandlung, wo bei niederen Temperaturen hohe

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Netzwirkung und geringe Schaumbildung erforderlich ist.

Diese Lücke wird durch die vorliegende Erfindung mit bestem Erfolg ausgefüllt, welche hervorragende Waschmittel liefert, die bei Temperaturen zwischen 15 und 30° C unter geringster Schaumbildung eine vorzügliche Netz- und Durchdringungskraft aufweisen. Die Ursachen, warum andere Alkylphenoxypolyäthoxyalkanole mit endständiger Polypropoxy-Kette bei dem angegebenen niederen Temperaturbereich versagen, sind bisher noch nicht aufgeklärt. Es ist daher durchaus überraschend und war keineswegs vorherzusehen, daß innerhalb eines verhältnismäßig engen Bereichs Äthoxy- und Propoxy-Ketten in einem bestimmten kritischen gegenseitigen Anteilsverhältnis die gewünschten Eigenschaften der geringen Schaumneigung und des hohen Netzungsvermögens bei den niedrigen Temperaturen in sich vereinigen.

Zur Bewertung der Leistung der Waschmittel nach der Erfindung werden zwei bekannte Prüfungsmethoden für die Bestimmung der Schaumneigung und der Netz- und Durchdringungsfähigkeit angewandt.

Die Bestimmung der Schaumneigung erfolgt nach Hamilton—Beach in einem elektrisch angetriebenen Mischgerät, das in ein am Boden verschlossenes Glasrohr eingeführt ist. Vier Prallflächen aus rostfreiem Stahl sind in dem Rohr vertikal angeordnet. Das Glasrohr wird in ein Wasserbad eingetaucht, welches mit einer Genauigkeit von 0,5⁰C auf die jeweilige Prüftemperatur (im vorliegenden Fall zwischen 15 bis 30° C) eingestellt ist. Die Mischflügel sind zentrisch im Glasrohr angeordnet, wobei der obere Flügel etwa 12,5 mm oberhalb der Oberfläche der Lösung steht. 200 ecm einer 0,1 %igen Testlösung werden auf die Temperatur eingestellt und dann 3 Minuten lang mit hoher Geschwindigkeit (14 500 Umdrehungen in der Minute) gemischt. Dann hält man das Mischgerät an und bestimmt nach 15 Sekunden die Schaumhöhe. Jede Prüfung wird zweimal ausgeführt. Eine Schaumhöhe unter 5,5 cm gilt als zulässig, Produkte, die größere Schaumhöhen ergeben, werden verworfen.

Die Benetzungsfähigkeit der Waschmittel wird nach Draves bestimmt, indem man die Menge Netzmittel bestimmt, die erforderlich ist, um innerhalb 25 Sekunden einen Standard-Baumwollstrang zu benetzen. Die hierfür erforderliche Menge stellt ein Maß für die Wirksamkeit und Brauchbarkeit des betreffenden Waschmittels dar. Ein textiles Netzmittel ist brauchbar, wenn es bei der Prüfung unterhalb seines Trübungspunktes in diesem Test keine größere Menge als etwa 0,06% erfordert.

In diesem Test ergeben die Netzmittel der Erfindung Werte im Bereich von 0,04 bis 0,06%, außerdem aber auch Werte von 0,06 bis 0,07% bei Temperaturen, die ein paar Grad oberhalb der Trübungspunkte liegen und Werte von weniger als 0,10% bei Temperaturen bis zu etwa 10⁰C oberhalb der Trübungspunkte. Die Netzmittel der Erfindung besitzen also die einzigartige Doppeleigenschaft, bei den verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, wo sie die gewünschte niedrige Schaumwirkung haben, auch gute Netzer zu sein.

Die Waschmittel der Erfindung können, wenn es gewünscht wird, mit Zusätzen von Boraten, Carbonaten, Silikaten, Phosphaten usw. zu Waschmittelrezepten kombiniert werden, die hochwirksam und stabil sind.

Die, nicht als Erfindung beanspruchte, Herstellung der neuen Netzmittel erfolgt nach bekannten Verfahren. Man läßt ein Octyl- oder Nonylphenol mit Äthylenoxyd im Temperaturbereich von 130 bis 200⁰C in Gegenwart eines starkbasischen Katalysators und unter einem Druck von bis zu 13,5 kg je 6,25 qcm reagieren und führt dann in gleicher Weise das Propylenoxyd in das Molekül ein. Der Zusatz des Propylenoxyds kann aber auch gleichzeitig mit dem des Äthylenoxyds stattfinden.

Das Kondensationsprodukt wird durch Neutralisieren des Katalysators isoliert, bis zum Verschwinden der restlichen Oxydgerüche mit Wasserdampf destilliert und schließlich das Wasser unter vermindertem Druck entfernt.

Nach dieser Arbeitsweise werden unter Abwandlung der Mengen der Reaktionsteilnehmer Kondensationsprodukte mit abgestuften Mengen von Äthylenoxyd oder Propylenoxyd hergestellt. Die dabei erhaltenen verschiedenen Produkte sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt, zusammen mit den im genannten Temperaturbereich gemessenen Schaumhöhen. Zum Vergleich ist als Nr. 9 ein Netzmittel mit endständiger Oxypropylen-Kette der eigenen älteren Patentanmeldung R 22250 hinzugefügt.

	Konstitution	Ver hältnis ■ρ/τ?	Trübungs	Hamilton—Beach	C, 15 Sek.) Schaum
		r/fc,	punkt 1%	(15 bis 28^C Tempe	höhe
			inH₂0	ratur	cm
	OPE₅P₈₁₈ ....	1,16		⁰C	3,8
1.	NPE=P₇	1,17	15	17	2,5
2.	OPE₉₁₇P₁₂₁₂ ··	1,26	19	21	5,0
3.	OPE₈₎₅P₁₁₎₃ ..	1,33	26	28	3,2
4.	OPE₇₁₄P₁₃....	1,75	23	25	3,8
5.	NPE_8llP_15>4 ..	1,91	19	21	4,0
6.	OPE₅P₁₀₁₂ ....	2,04	19	21	5,2
7.	OPEg₁₇P₂O · · · ·	2,06	13	15	4,0
8.	OPE_8>SP₄,₅ ...	0,5	17	19	>14
9.	Es bedeutet		40	20
	OP =
NP =	Octylphenol
E =	Nonylphenol
	Äthylenoxyd
ρ _	Propylenoxyd.

Die Versuchstemperatur liegt, außer beim Produkt Nr. 9, jeweils 2° C über dem Trübungspunkt des betreffenden Kondensationsproduktes. Alle Produkte nach der Erfindung (1 bis 8) ergeben bei Temperaturen unter 30° C befriedigende niedrige Schaumhöhen (weniger als 5,5 cm), während das nicht unter die Erfindung fallende Produkt Nr. 9 wegen seiner die kritische Grenze um mehr als 150% überschreitenden Schaumhöhe von mehr als 14 cm unbrauchbar ist.

Dieses Produkt konnte nicht bei einer Temperatur von 2°C über dem Trübungspunkt geprüft werden, weil letzterer erheblich über den niedrigen Temperaturen liegt, auf welche die vorliegende Erfindung abgestellt ist. Es wurde deshalb bei Raumtemperatur geprüft, die ungefähr in der Mitte des Temperaturbereichs liegt, für den die Erfindung bestimmt ist.

Wenn die Produkte mit ihrem Verhältnis P/E oberhalb des erfindungsgemäßen Maximums von 2,1 liegen, so bleibt zwar die gewünschte geringe Schaumneigung noch erhalten, aber die Netzfähigkeit steigt über den Wert von 0,1 % und wird damit unbefriedigend. So hat ein Produkt der Konstitution OPE₈₁₅P₂₀

bei einer Temperatur von 1O⁰C oberhalb seines Trübungspunktes einen Netzwert von 0,12%· Liegt bei einem Kondensationsprodukt der Wert für P/E unterhalb des erfindungsgemäßen Minimums von 1,2, so erreicht es bei Raumtemperatur nicht die gewünschte geringe Schaumneigung, wie das Produkt 9 der Tabelle erkennen läßt.

Die Reinigungsmittel der Erfindung sind besonders günstig für Anwendungen wie das Reinigen von Metallgegenständen nach der Spritzmethode, im Gegensatz zur Eintauchtechnik.

Das nachfolgende Beispiel veranschaulicht die Wirksamkeit der Reinigungsmittel nach der Erfindung in einer Anwendung auf Metall.

Beispiel

Drei mit Lösungsmittel vorgereinigte Weichstahlbleche werden mit Motoröl SAE₄₀ überzogen, 10 Minuten lang in einer auf etwa 28 ⁰C gehaltenen 2%igen Reinigungslösung rotiert, in kaltem Wasser gespült und dann mit Wasser bespritzt. Man schätzt den Prozentsatz der Oberfläche, der danach frei von Wasseraufbruch ist. Das Reinigungsmittel besteht aus 30 Teilen Ätzlauge, 30 Teilen Natriummetasilikatpentahydrat und 35 Teilen Natriumcarbonat. Mit diesem Reinigungsmittel ergibt sich eine Reinigungswirksamkeit von 0%, d. h., die Oberflächen der Stahlbleche sind noch gänzlich mit Öl bedeckt. Ein anderer Satz in der gleichen Weise mit Öl behandelter Stahlbleche wird mit dem gleichen Reinigungsmittel, aber unter Zusatz von 5 Teilen des oberflächenaktiven Mittels Nr. 5 der Tabelle behandelt. Es ergibt sich eine Reinigungswirksamkeit von 70 %> d. h., daß von den gesamten sechs Oberflächen der drei Versuchsbleche durchschnittlich 70% der gesamten Flächen frei von Ölresten sind.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Bereitung eines wenig schäumenden Reinigungsmittels unter Anwendung von Alkylphenoxypolyalkoxyalkanolen als Netzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reinigungsmittel der allgemeinen Formel

-(OC₂H₄)^(OC₃He)₃₁OH

angewandt wird, in welcher R = einen Alkylrest von 8 bis 9 Kohlenstoffatomen, χ = eine Zahl von 5,8 bis 20, y = eine ganze Zahl von 5 bis 10 bedeutet und das Verhältnis xjy einen Wert von 1,2 bis 2,1 besitzt.

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