DE1810018B2 - Hochsiedende alkohole enthaltende verdunstungshemmende mischungen - Google Patents

Description

Um Wasserverluste durch Verdunstung zu vermeiden, hat man in wasserarmen Gebieten bereits Umsetzungsprodukte aus einem Gemisch normaler aliphatischer Alkohole, das wenigstens einen Alkohol mit 16 bis 22 C-Atomen enthält und bis zu etwa zwei Drittel der Gewichtsmenge des Alkoholgemisches an Äthylenoxid auf Wasseroberflächen, insbesondere von Stauseen, aufgebracht (deutsche Auslegeschrift 1 181 676). Es wurde ferner versucht, emulgierte Cetyl- und Stearylalkohole als verdunstungshemmende Stoffe für diesen Zweck einzusetzen.

Versuche, an Stelle dieser Emulsionen flüssige, hochsiedende Alkohole, die sich leichter von Flugzeugen aus versprühen lassen, für derartige Schutzschichten zu verwenden, zeigten den Nachteil, daß diese Alkohole keine gleichmäßigen dünnen Schichten, sondern einzelne ölige Flecke bildeten.

Es ergab sich hieraus die Aufgabe, die Spreitungsfähigkeit der Alkohole so weit zu erhöhen, daß gleichmäßige Alkoholfilme erhalten werden können. Es müssen hierfür Mittel eingesetzt werden, die für Menschen, Tiere und Pflanzen ungiftig und in Wasser weitgehend unlöslich sind.

Es wurden nun auf Wasseroberflächen aufzubringende, hochsiedende Alkohole und Zusätze enthaltende, verdunstungshemmende Mischungen gefunden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als hochsiedende Alkohole aliphatische Alkohole mit 10 und mehr C-Atomen, insbesondere bis zu 20 C-Atomen und als Zusätze bis zu 3 °/o Orthokieselsäureester oxalkylierter Alkohole der Formel

""Si[O(A)_nR]₄

enthalten, in der R Alkylreste mit wenigstens 10 C-Atomen, insbesondere bis zu 24 C-Atomen, bedeutet, η = 4 bis 30 ist und A (C_raH₂mO)-Reste darstellt, worin m = 2 bis 4 beträgt.

Mischungen, die 0,2 bis 0,8 °/₀ Orthokieselsäureester enthalten, sind bevorzugt.

Die erfindungsgemäßen Mischungen bilden unter hoher Wanderungsgeschwindigkeit geschlossene Filme noch bei einer Stärke von 10 μ. Diese Filme sind auch unter intensiver Wärmebestrahlui ständig. Eine Rückbildung zu öligen Flecken ti :ht auf.

Als hochsiedende Alkohole sind ondere durch

Hydroformylierung von Olefinen endständiger

Doppelbindung, die sogenannte synthese, gewonnene Alkohole geeignet, fen^ Alkohole, die durch weitere Umwandlung von Hydroformylierungsprodukten hergestellt werden können. Besonders bewährt haben sich Oxoalkohole mit mindestens

ίο 12 C-Atomen. Diese verzweigten Alkohole sind flüssig. Sie zeichnen sich durch eine geringe Löslichkeit in Wasser und eine niedrige Verdampfbarkeit aus. Besonders günstige Ergebnisse wurden mit Isooctadecylalkohol erreicht.

Als Zusätze zu diesen Alkoholen besonders geeignet sind Orthokieselsäureester, in denen η Werte von 6 bis 10 hat. Die Reste A der Orthokieselsäureester bestehen vorzugsweise aus (CH₂CH₂O)- und (CH₂CH(CH₃)O)-Gruppen. Die Orthokieselsäureester sind flüssig, pastös oder fest.

Es ist zwar bekannt, Alkoxysilane zum Schutz von Pflanzen vor Verdunstung zu verwenden (USA.-Patentschrift 2 923 095). Diese Organosiliciumverbindungen werden zusammen mit hydrophilen Substanzen, z. B. Mineralölen als Verdünnungsmittel, eingesetzt. Zur Erhöhung der Spreitungsfähigkeit von Alkoholen auf Wasseroberflächen wurden diese Verbindungen bisher nicht benutzt.

Kieselsäureester aus oxäthyjierten Lauryl- sowie

Stearyl-Alkoholen mit 6 oder 10 Äthylenoxid-Gruppen haben sich als sehr wirksam für die Mischungen nach der Erfindung gezeigt. Die Zusatzmenge beträgt in diesen Fällen etwa 0,5 %,. Mit ansteigender Anzahl von Äthylenoxid-Gruppen im Molekül verbessert sich auch die Oberflächenaktivität. Bei Verwendung von Orthokieselsäureestern aus oxäthyliertem Laurylalkohol mit 20 Äthylenoxid-Gruppen ist ein Zusatz von 0,2 °/₀ ausreichend.

Im allgemeinen haben sich Zusätze von etwa 0,2 bis 0,8 °/o als vorteilhaft erwiesen.

Die Orthokieselsäureester aus Laurylalkohol mit 6 und 10 Äthylenoxid-Gruppen haben z. B. folgende Eigenschaften:

Dichte J₂₀

Brechungsindex
Molgewicht ....

Si[O(CH₂CH₂O)₆C₁₂H₂₅], flüssig

1,4605 (ng)
1824

Si[O(CH₂CH₂O)₁₀C₁₂H₂₅I₄
fest

1,012

1,4525 (ng)
2528

Zusammensetzung	62,62	0 1 0
C	11,11	60,70
H	24,74	10,52
O	1,51	27,67
Si	1,11

Die äthoxylierten Lauryl- sowie Stearylalkohole allein eignen sich als nichtionogene Tenside nur in beschränktem Maße als Zusätze. Ihre Oberflächenwirksamkeit ist wesentlich geringer als die ihrer Kieselsäureester. Außerdem ergeben sich in einem störenden Maße Trübungen, Abscheidungen und Schlierenbildungen in der Alkoholschicht.

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen einige besonders geeignete Mischungen.

Beispiel 1

Auf eine Wasserfläche von 1 m² werden 10 ml (8,47 g) Isooctadecylalkohol aufgespritzt. Es bilden sich unzusammenhängende ölige Flecke auf der Wasseroberfläche.

Wird dagegen die gleiche Menge eines Gemisches aus Isooctadecylalkohol und 0,5% flüssigen Orthokieselsäureesters aus oxäthyliertem Laurylalkohol mit 6 Äthylenoxid-Gruppen auf eine gleich große Wasserfläche in gleicher Weise aufgebracht, so breitet sich dieses Gemisch augenblicklich zu einer ununterbrochenen, durchsichtigen Schicht von 0,01 mm Dicke an der Oberfläche aus. Eine Rückbildung dieser Schicht zu öligen Flecken wurde auch nach lOtägiger Bestrahlung der Oberfläche mit einer Infrarotlampe

(Oberflächentemperatur des Wassers 35⁰C) nicht beobachtet.

Beispiel 2

In der gleichen Weise wie im Beispiel 1 werden 5 ml (4,21 g) Tsotridecylalkohol auf eine entsprechende Wasseroberfläche aufgespritzt. Es bilden sich ebenfalls unzusammenhängende ölige Flecke aus.

Wurde der Versuch mit der gleichen Menge eines Gemisches aus Isotridecylalkohol, dem nach Lösen bei 50⁰C 0,4 % flüssigen Orthokieselsäureesters aus oxäthyliertem Stearylalkohol mit 10 Äthylenoxid-Gruppen zugemischt worden waren, wiederholt, so bildete sich ebenfalls augenblicklich eine 0,005 mm starke, durchsichtige Oberflächenschicht aus, die bei Bestrahlung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 ebenfalls nicht zu öligen Flecken zurückgebildet wurde.

Die Prozentangaben bedeuten Gewichtsprozent.

Beispiel 3

Um den Einfluß der Orthokieselsäureester auf die verdunstungshemmende Wirkung zu kennzeichnen, wurde die Wasserverdampfung bei 5O⁰C im Wärmeschrank in Abhängigkeit von der Zeit, von der Schichtdicke des Alkoholfilms und von dem Zusatz an Kieselsäureestern aus polyoxäthyliertem Lauryl- und Stearylalkohol unter gleichen Bedingungen bestimmt. Als hochsiedender Alkohol wurde Isooctadeylalkohol und als Zusätze Orthokieselsäureester aus polyoxäthyliertem Laurylalkohol mit 10 Athylenoxidgruppen und polyäthoxyliertem Stearylalkohol mit ebenfalls 10 Athylenoxidgruppen verwendet.

Zwölf gleich große Glasgefäße wurden mit je 1500 ml Leitungswasser gefüllt. Ein Glasgefäß blieb unbeschichtet, die Wasseroberflächen von 9 · 14 cm = 126 cm² von elf Glasgefäßen wurden mit den nachfolgend aufgeführten Schichten in verschiedenen, in mm angegebenen Schichtdicken belegt. Die gemessenen Werte sind im Diagramm durch die Kurven 1 bis 12 wiedergegeben.
Kurve 1 = unbeschichtet

Kurve 2 = 0,01 mm Isooctadecanol ohne Zusatz
Kurve 3 = 0,01 mm Isooctadecanol enthaltend 0,5% Kieselsäureester aus Laurylalkohol mit 10 Äthylenoxid-Gruppen Kurve 4 = 0,1 mm Isooctadecanol ohne Zusatz
Kurve 5 = 0,1 mm Isooctadecanol enthaltend 0,5 % Kieselsäureester aus Laurylalkohol mit 10 Äthylenoxid-Gruppen Kurve 6 = 0,1 mm Isooctadecanol enthaltend 0,5 % Kieselsäureester aus Stearylalkohol mit 10 Äthylenoxid-Gruppen Kurve 7 = 0,5 mm Isooctadecanol ohne Zusatz
Kurve 8 = 0,5 mm Isooctadecanol enthaltend 0,5 % Kieselsäureester aus Laurylalkohol mit 10 Äthylenoxid-Gruppen Kurve 9 = 0,5 mm Isooctadecanol enthaltend 0,5% Kieselsäureester aus Stearylalkohol mit lOÄthylenoxid-Gruppen Kurve 10 = 1 mm
Kurve 11 = 1 mm

Kurve 12 = 1 mm

Isooctadecanol ohne Zusatz
Isooctadecanol enthaltend 0,5 % Kieselsäureester aus Laurylalkohol mit 10 Äthylenoxid-Gruppen Isooctadecanol enthaltend 0,5 % Kieselsäureester aus Stearylalkohol mit 10 Äthylenoxid-Gruppen 50 °/o des Wassers verdunsten ohne Film in 6,9 Tagen, mit 0,1 mm Alkoholschicht ohne Zusatz in 14,6 Tagen, ίο mit 0,1 mm Alkoholschicht mit 0,5 °/o Kieselsäureester aus oxäthyliertem Laurylalkohol in 16,8 Tagen und mit 0,1 mm Alkoholschicht mit 0,5 % Kieselsäureester aus oxäthyliertem Stearylalkohol in 20,7 Tagen.

Die Zusätze verstärken die Verdunstungshemmung. Der Kieselsäureester aus dem oxäthylierten Stearylalkohol schränkt die Verdunstung in erhöhtem Maße im Vergleich zu dem Kieselsäureester aus oxäthyliertem Laurylalkohol ein. Die Alkoholschichten, die 0,5 °/o Kieselsäureester aus oxäthyliertem Laurylz° alkohol enthielten, verzögerten die Verdampfung bei einer Schichtdicke

von 0,01 mm um 1 Tag (nach 13 Tagen)

von 0,1 mm um etwa 2 Tage (nach 20 Tagen)
von 0,5 mm um etwa 4 Tage (nach 20 Tagen) und von 1 mm um etwa 10 Tage (nach 20 Tagen).

Die mit 0,5% Kieselsäureester aus oxäthyliertem Stearylalkohol versetzten Alkoholschichten verringerten die Verdunstung gegenüber den reinen Alkoholschichten bei einer Schichtdicke
von 0,1 mm um etwa 6,5 Tage (nach 18 Tagen)
von 0,5 mm um etwa 23,5 Tage (nach etwa 26 Tagen) und
von 1 mm um etwa 26 Tage (nach etwa 28 Tagen).

Claims (5)

5 Patentansprüche:

1. Auf Wasseroberflächen aufzubringende, hochsiedende Alkohole und Zusätze enthaltende, verdunstungshemmende Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als hochsiedende Alkohole aliphatische Alkohole mit 10 und mehr C-Atomen, insbesondere bis zu 20 C-Atomen und als Zusätze bis zu 3% Orthokieselsäureester oxalkylierter Alkohole der Formel

Si[O(A)_nR]₄

enthalten, in der R Alkylreste mit wenigstens 10 C-Atomen, insbesondere bis zu 24 C-Atomen, bedeutet, η = 4 bis 30 ist und A (C_mH_2mO)-Reste darstellt, worin m = 2 bis 4 beträgt.

2. Mischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,2 bis 0,8 °/o Orthokieselsäureester enthalten.

3. Mischungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Orthokieselsäureester enthalten, in denen η = 6 bis 10 beträgt.

4. Mischungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Orthokieselsäureester enthalten,indenenA(CH₂CH₂O)-und(CH₂CH(CH₃)O- Reste sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen