DE1257111C2 - Schaumdaempfungsmittel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. CL:

B Old-19/04

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Deutsche Kl.: 12 e-3/11

Nummer: ;

Aktenzeichen:

Änmeldetag:

Auslegetag:

Ausgabetag:

P 12 57 111.8-43 (F 43685)

5. August 1964

28. Dezember 1967

25. Januar 1973

Patentschrift weicht von der Auslegeschrift ab

BeiderVerwendungvonanionaktiven,kationaktiven oder nichtionischen oberflächenaktiven Verbindungen oder auch von Gemischen dieser tritt sehr häufig als lästige Nebenerscheinung eine zu starke Schaumbildung auf. Zur Dämpfung des Schaumes wurden schon mehrere Produkte, auch in Kombination, empfohlen, wie mittlere bis höhere Alkohole, Ester von höheren Fettsäuren, wie Laurinsäure oder Stearinsäure mit mehrwertigen Alkoholen wie Glykol, Glycerin oder Sorbit, Ester der Phosphorsäure, Salze von höheren Fettsäuren (Seifen) oder Silikone (vgl. Kirk-Othmer: Encyclopädia, Inc., New York [1951], Bd. 6, S. 776 und 777).

Die Verwendung dieser Produkte ist jedoch nicht in jedem Falle möglich, da sie zum Teil zu leicht flüchtig sind, einen unangenehmen Geruch besitzen, leicht verseifbar sind und damit ihre Wirksamkeit verlieren, oder wie die Seifen, durch Bildung von Elektroneutralverbindungen (vgl. Lindner: Textilhilfsmittel und Waschrohstoffe, Wissenschaftliche Verlags-GmbH., Stuttgart [1954], S. 555) mit kationaktiven Reinigungsmitteln unwirksam werden. Auch ihre schaumdämpfende Wirkung ist nicht immer zufriedenstellend.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von neutralen Fettsäureestern der allgemeinen Formel I Schaumdämpfungsmittel

R₁-OC-R₂

(I)

als Schaumdämpfungsmittel, wobei die Reste R₁ und R₂ gleiche oder verschiedenartige gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppen von jeweils 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, die beide mindestens je eine Seitenkette von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen tragen und wobei sich im Rest R₂ mindestens eine Seitenkette in 2-Stellung zur Carboxylgruppe und im Rest R₁ ebenfalls mindestens eine Seitenkette in 2-Stellung zur ursprünglichen alkoholischen Hydroxylgruppe befindet.

Die erfindungsgemäß verwendeten Ester haben gegenüber den bisher bekannten Schaumdämpfern den Vorteil, daß sie fast geruchlos, bei ihrer Anwendung praktisch nichtflüchtig und im Vergleich zu den Estern, die bisher als Schaumdämpfer empfohlen wurden, weder in sauren noch in alkalischen Flotten leicht verseift werden können. Gleichzeitig zeigen diese Ester eine überlegen schaumdämpfende Wirkung.

Als Ester der allgemeinen Formel I, in denen die aus 4 bis 18, vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatomen Patentiert für:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft
vormals Meister Lucius & Brüning,
6000 Frankfurt

Als Erfinder benannt:

Dr. Franz Landauer,

Dr. Claus Beermann, 6230 Frankfurt

bestehenden Alkylgruppen R₁ und R₂ gesättigt oder ungesättigt sein können und die beide je mindestens eine Seitenkette von 1 bis 4 Kohlenstoff atomen in 2-Stellung tragen, kommen z. B. in Betracht:

Die Ester aus 2-Äthyl-hexansäure-(l) mit 2-Methylpropanol-(l), 2-Äthyl-butanol-(l), 2-Äthyl-hexanol-(l) und dem Isooctylalkohol aus der Oxosynthese sowie die Ester aus 2,2,3-Trimethyl-butansäure-(l) mit 2-Äthyl-hexanol-(l) und 2^Äthyl-butanol-(l), die Ester aus Isodecylsäure mit 2,2,4-Trimethyl-pentanol-(l) und der Ester aus der 2-Methyl-octansäure-(l) mit dem Tridecylalkohol aus der Oxosynthese.

Die Ester der Formel I können nach bekannten Verfahren, wie sie z.B. in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, O. Thieme Verlag, Stuttgart, Bd. 8, S. 508 ff. (4. Auflage, 1952), beschrieben sind, hergestellt werden.

Die Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäß verwendbaren Ester erstreckt sich auf Systeme, die anionaktive, kationaktive oder nichtionische oberflächenaktive Verbindungen (vgl. Lind η er: Textilhilf smittel und Waschrohstoffe, Verlags - GmbH., Stuttgart [1954]) oder Gemische aus diesen enthalten.

Von besonderem Vorteil ist der breite Anwendungsbereich der erfindungsgemäß als Schaumdämpfer verwendeten Ester, da sie wegen ihrer sehr schweren Verseif barkeit nicht nur in neutralen, sondern auch in sauren oder besonders alkalischen Flotten eingesetzt werden können. Vergleichsweise ergibt das im Chemie-Lexikon H. Römpp, III., S. 4480, 5. Auflage, Franck'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, als Schaumdämpfer empfohlene Glykol-monolaurat als Esterzahl (Esterzahl ist mg KOH/1 g Sub-

209 684/455

stanz. Die Bestimmung erfolgt durch V2Stündiges Kochen der Substanz mit überschüssiger alkoholischer KOH und Titration mit Salzsäure gegen Phenolphthalein) den theoretisch zu erwartenden Wert von 230 oder das Sorbit-mono-laurat den Wert von 153, während die erfindungsgemäß eingesetzten Ester, wie die Ester der 2-Äthyl-hexansäure-(l) mit 2-Methyl-propanol-(l) oder 2-Äthyl-hexanol-(l), praktisch unverseift sind. Vergleichsweise gibt der Ester aus n-Octylalkohol und Pelargonsäure wieder die theoretisch zu erwartende Esterzahl von 218;

Bei der Verwendung der Ester gemäß der Erfindung werden sie im allgemeinen in Mengen von 0,05 bis 20 ⁰Zo, vorzugsweise 0,5 bis 5%, bezogen auf oberflächenaktive Substanz, den sauren, neutralen und alkalischen Flotten direkt oder in Form einer Lösung oder Emulsion zugesetzt.

Der kontinuierlich oder absatzweise mögliche Zusatz kann von vornherein, d. h. vor Verwendung der Flotten, erfolgen, um ein Schäumen zu verhindern, oder auch erst dann, wenn eine aufgetretene Schaumbildung beseitigt werden soll.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Ester oder Gemische von ihnen können in der Praxis z. B. eingesetzt werden bei allen Prozessen, bei denen starkes Schäumen lästig ist, z. B. in der Bauindustrie, in der Textilindustrie, beim Erhitzen, Destillieren oder chemischen Umsetzungen von zum Schäumen neigenden Verbindungen, bei kationaktiven Reinigungs- und Desinfektionsmitteln, wie sie z. B. in der Nahrungsmittelindustrie verwendet werden. Die Überlegenheit der erfindungsgemäß als Schaumdämpfer verwendeten Ester ergibt sich aus der Prüfung der in den nachfolgenden Beispielen aufgeführten Flotten.

Beispiel

ίο Flotten, die jeweils 5 g/l waschaktive Substanz (WAS) enthalten, werden vor dem Schlagen mit jeweils 3°/o eines schaumdämpfenden Esters (bezogen auf WAS) versetzt. Die Schaumhöhen (gemessen in Kubikzentimetern) werden nach der DIN-Schaummethode 53 902 mit 25 Schlägen in 25 Sekunden erzeugt und sofort nach mehreren Minuten bei 50⁰C gemessen. Die Meßergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt. Als Schaumdämpfer wurden verwendet:

Die Ester aus

(I) 2-Äthyl-hexansäure-(l) mit 2-Äthyl-

hexanol-(l),
(II) 2-Äthyl-hexansäure-(l) mit 2-Äthylbutanol-(l),
(III) 2,2,3-Trimethyl-butansäure-(l) mit 2-Äthylhexanol-(l),

(IV) 2-Äthyl-hexansäure-(l) mit Isooctylalkohol, (V) 2-Äthyl-hexansäure-(i) mit 2-Methylpropanol-(l).

Als Vergleichssubstanzen wurden eingesetzt:

(A) Glykol-bis-oleat,

(B) Sorbit-tri-oleat,

(C) Sorbit-mono-laurat,

(D) Seife (Natriumstearat),

(E) n-Octyl-pelargonsäureester.

Tabelle

Waschaktive Substanz

Schaumdämpfer In destilliertem Wasser sofort
Schaumhöhe ecm

nach Minuten

In O,8°/oiger NaOH

Schaumhöhe ecm

Dodecylbenzolsulfonat

Dodecylbenzolsulfonat :

Dodecylbenzolsulfonat

Dodecylbenzolsulfonat

Oleylmethyltaurid Na

Oleylmethyltaurid Na

Oleylmethyltaurid Na

Oleylmethyltaurid Na

Oleylmethyltaurid Na

C₁₆-Paraffinsulfonsaures Na

Cjg-Paraffinsulfonsaures Na

Cjg-Paraffinsulfonsaures Na

Cjg-Paraffinsulfonsaures Na ....'......

Cjg-Paraffinsulfonsaures Na

Cjg-Paraffinsulfonsaures Na

Umsetzungsprodukt von 1 Mol Nonylphenol mit 30 Mol Äthylenoxyd

Umsetzungsprodukt von 1 Mol Nonylphenol mit 30 Mol Äthylenoxyd

Umsetzungsprodukt von 1 Mol Nonylphenol mit 30 Mol Äthylenoxyd

Umsetzungsprodukt von 1 Mol Nonylphenol mit 30 Mol Äthylenoxyd ....·..

900
850
850
850

800
600
600
700
700

940
780
730
740
770
790

520
280
380
500

530

150

80

340

600 300 350 530 550

700 380 470 400 570 600

400 80 60

380

820 700 820 800

800 550 550 630 700

970 700 880 880 820 880

480 320 350 420

600 150 320 550

630 210 200 400 570

730 320 420 440 610 620

310 60 90

370

5	Schaum dämpfer	6	nach 4 Minuten .	180	In O,8°/oige NaOH
		In destilliertem Wasser	Schaumhöhe ecm	30	Schaumhöhe ecm
Waschaktive Substanz		sofort	800	20	0 bei 30"
	I	680	0	0 bei 15"
Dodecyl-demethyl-benzylammonium-chlorid	II	600	350	0 bei 15"
Dodecyl-demethyl-benzylammonium-chlorid	IV	580		0 bei 15"
Dodecyl-demethyl-benzylammonium-chlorid	B	700		0 bei 30"
Dodecyl-demethyl-benzylammonium-chlorid
Dodecyl-demethyl-benzylammonium-chlorid

Waschaktive Substanz

In destilliertem Wasser sofort Schaumhöhe ecm

nach 2 Minuten

Umsetzungsprodukt von 1 Mol Nonylphenol mit 6 Mol Äthylenoxyd Umsetzungsprodukt von 1 Mol Nonylphenol mit 6 Mol Äthylenoxyd Umsetzungsprodukt von i Mol Nonylphenol mit 6 Mol Äthylenoxyd. Umsetzungsprodukt von 1 Mol Nonylphenol mit 6 Mol Äthylenoxyd 40 40 30 50

40 20 20-30

Aus »Journal of Biological Chemistry«, Bd. 35 (1918), S. 413, ist die schauminhibierende Wirkung des Esters aus Isovaleriansäure und Isoamylalkohol, z. B. bei Protein- oder Seifenlösungen, bekannt. Außerdem wird in der USA.-Patentschrift 2 349 585 die Verwendung von Estern höherer Fettsäuren mit mindestens 12 bis 18 C-Atomen zur Entfernung eingeschlossener Gase aus Flüssigkeiten beschrieben, wobei unter den Alkoholkomponenten als einziger verzweigter Alkohol der Isoamylalkohol und als entsprechender Ester das Isoamylstearat genannt wird.

In den nachfolgend beschriebenen Versuchen wird die Überlegenheit der erfindungsgemäß zu verwendenden Estern gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Estern aufgezeigt,

Die Prüfung wurde ebenfalls nach DIN 53 902 mit Lösungen von 50° C durchgeführt, die im Liter jeweils 5 g waschaktive Substanz (WAS) und 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die WAS, des zu prüfenden Schaumdämpfungsmittels enthalten. Zur Herstellung der Lösungen wurde, sofern es nicht ausdrücklich anders angegeben ist, entsalztes Wasser verwendet. Eine Versuchsreihe wurde zum Vergleich auch im alkalischen Medium, in einer O,8°/oigen Natronlauge, wiederholt.

Als Schaumdämpfungsmittel wurde geprüft:

Die im Beispiel näher bezeichneten Verbindungen I, II und V (gemäß der Erfindung) und als Vergleichssubstanzen:

F) Isovaleriansäure-isoamylester (gemäß Journal of Biological Chemistry, Bd. 35 [1918], S. 413),

G) Stearinsäure-isoamylester (gemäß USA.-Patent 2 349 585).

Als waschaktive Substanzen (WAS) wurden verwendet:

a) Dodecyl-dimethyl-benzylamrnoniumchlorid,

b) Dodecyl-benzolsulfonat,

c) Umsetzungsprodukt von 30 Mol Äthylenoxid
mit 1 Mol Nonylphenol.

Die Meßergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen zusammengestellt.

a) WAS: Dodecyl-dimethyl-benzyoammoniumchlorid

	Schaumhöhe in	nach	ecm (50 Schläge)
Schaum	In entsalztem Wasser	2 Minuten
dämpfer		500	In 0,8°/oiger NaOH
	sofprt	550
	750	400	0 nach 23 Sekunden
G	750	280	Ό nach 40 Sekunden
F	750	150	0 nach 23 Sekunden
I	730	320	0 nach 10 Sekunden
II	720		0 nach 8 Sekunden
V	720		0 nach 10 Sekunden

b) WAS: Dodecylbenzolsulfonat in entsalztem Wasser

	Schaumhöhe	5	in ecm (25 Schläge)	nach
Schaumdämpfer			nach	8 Minuten
	, sofort		Minuten	320
_	850		500·	500
F	900	640	70 l
I	800	360

c) WAS: Umsetzungsprodukt von 30 Mol Äthylenoxid mit 1 Mol Nonylphenol in entsalztem Wasser

	Schaumhöhe in ecm (25 Schläge)	nach	nach
Schaumdämpfer		2 Minuten	5 Minuten
	sofort	380	220
	500	330	230
F	500	80	5.0
I	260	100	60
II	330 1	100	80
V	250

Claims (1)

1. 7 8

   Patentanspruch: und R₂ gleiche oder verschiedenartige gesättigte

   , ,' _ , oder ungesättigte Alkylgruppen von jeweils 4 bis

   Verwendung von neutralen Fettsaureestern der _lg Kohlenstoffatomen bedeuten, die beide min-

   allgememen Formel I destens je eine Seitenkette von 1 bis 4 Kohlen-

   R₁—OC—R₂ (I) 5 stoff atomen tragen und wobei sich im Rest R₂

   ι mindestens eine Seitenkette in 2-Stellung zur

   O ' Carboxylgruppe und im Rest R₁ ebenfalls mindestens eine Seitenkette in 2-Stellung zur ursprüng-

   als Schaumdämpfungsmittel, wobei die Reste R₁ liehen alkoholischen Hydroxylgruppe befindet.

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