DE2723139C3

DE2723139C3 - Tensidsystem mit extremer Schaumdämpfung

Info

Publication number: DE2723139C3
Application number: DE2723139A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Chem. Dr. 6730 Neustadt Perner
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1977-05-23
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1980-10-09
Also published as: US4206074A; DE2723139B2; FR2392108A1; DE2723139A1; FR2392108B1

Description

(OCjH₁,),,,

H(OC₂H₄WOC₃H₆UOC₂H₄I₁₁-OH

und/oder

H(OH₄C₂UOC₃H₆),,,-

NCH₂CH₂N (C₃H_nOL-(C₂H₄O)_n-H

(III)

(C₃H_nOL-(C₂H₄O)_n-H

wobei m 5 bis 20, η fur 5 bis 20, in' für 15 bis 100, ιΓ für I bis 20, m" für 3 bis 40, n" für I bis 15 und R den Rest eines geradkettigen oder verzweigten Fettalkohols mit 8 bis 22 C-Atomen bedeuten, und wobei in Formel I die Oxäthyl- und Oxpropylgruppen statistisch verteilt oder als Blöcke vorliegen, b) 10 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das System, mindestens einer Verbindung der Formel IV

H(OC₃H₆)^OC₂H₄),-O—CH-CH₂-O-CH-CH₂-O(C₂H₄O)₁(C₃H₆O)J₁H (IV)

CH₃ CH₃

in der χ für 5 bis 50 und y für 10 bis 100 stehen.

Die Erfindung betrifft ein synergistisch wirkendes Gemisch aus bestimmten schaumdämpfenden nichtionischen Tensiden, das sich durch eine gegenüber den Einzelkomponenten besonders starke Schaumdämpfung auszeichnet.

Solche Systeme sind bei solchen Reinigungsprozessen sehr erwünscht, die unter einer hohen mechanischen Belastung ablaufen, also bei Prozessen wie der Geschirr- und Flaschenreinigung.

Bisher wurden als Standardtenside vor allem nichtionische Tenside auf Basis von Blockcopolymerisaten des Äthylen- und Propylenoxids oder deren Derivaten, d. h. von Η-aktiven Verbindungen, an die blockweise Äthylenoxid und Propylenoxid angelagert sind, verwendet, da diese Tenside wenig Schaum verursachen. Bei derartigen Systemen ist man häufig gezwungen, einen Kompromiß zwischen Schaumdämpfung und Netzwirkung bzw. Waschwirkung einzugehen.

Systeme mit größeren Äthylenoxidblöcken, d.h. solche mit überwiegenden hydrophilen Anteilen, entwickeln relativ viel Schaum. Umgekehrt kann man beobachten, wenn der Propylenoxidblock das Übergewicht besitzt: das System wird schaumärmer, da die hydrophoben Anteile überwiegen. Zum anderen ist aber das Optimum der Reinigungswirkung bei höherem Anteil an Äthylenoxid zu suchen. Blockcopolymerisaten mit bestimmten definierten Anteilen an Äthylenoxid und Propylenoxid, die man speziell auf hohe Reinigungskraft eingestellt hatte, mußten daher häufig Schaumdämpfer zugesetzt werden, und hierfür kamen dann bestimmte Mengen an solchen Blockcopolymerisaten

des Äthylen- und Propylenoxids ,¹T- Betracht, deren hydrophober Anteil relativ groß war und deren Schaumarmut mit geringer Reinigungskraft gekoppelt war. Man erreichte damit relativ geringen Schaum und noch ausreichende Reinigungswirkung. Dasselbe erreichte man auch mit solchen Copolymerisaten, deren Äthylen- und Propylenoxid-Anteil in einem solchen Verhältnis stand, daß der obengenannte Kompromiß zustande kam, d. h. ein relativ geringer Schaum gepaart mit einer technisch noch befriedigenden Reinigungskraft

Es leuchtet ein, daß diese Lösungen zwar in vielen Fällen ausreichten, jedoch noch keine optimalen Ergebnisse erbringen konnten. Gerade Reinigungsprozesse, die unter hoher mechanischer Belastung ablaufen, also mechanisches Geschirrspülen oder Flaschenwäsche erfordern neben optimaler Netzwirkung und Reinigungskraft ein möglichst schaumfreies Arbeiten.

Die Aufgabe, die der im folgenden beschriebenen Erfindung zugrunde lag, bestand darin, auf Basis von

Blockcopolymerisaten des Äthylen- und Propylenoxids ein Tensidesystem zu entwickeln, das möglichst schaumfrei bei noch gesteigerter Netz- und Reinigungskraft arbeitet.
Die Lösung gelingt überraschenderweise mit einem

(,5 Tensidsystem auf der Grundlage von Blockcopolymerisaten aus Äthylen- und Propylenoxid und/oder deren Derivaten, das durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet ist:

3 4

a) 50 bis 9(1 Gewichtsprozent, bezogen auf das System, mindestens einer Verbindung der Formeln I, II und' oder III

(CO₂H₄),,
(OC, H,.),,,

H(OC₂R₁I_n(OC₃HJ₁₁₁(OC₂H₄I_n-OH

und/oder

H(OH₄C)_n(OC₃H,,),,,

NCH,CH,N

(C₃H₁₁Oi₁₁₁-(C₂H₄O)_nH

(C₃H₁₁O)₁₁,-(C₂H₄Oj_n-H

(III)

wobei m 5 bis 20, η Tür 5 bis 20, m' Tür 15 bis 100, n' Tür 1 bis 20, in" Tür 3 bis 40, n" für 1 bis 15 und R den Rest eines geradkettigen oder verzweigten Fettalkohols mit 8 bis 22 C-Atomen bedeu'^n, und wobei in Formel I die Oxäthyl- und Oxpropylgruppen statistisch verteilt oder als Blöcke vorliegen, b) IO bis 50 Gewichtsprozent, bezogen saf das System, mindestens einer Verbindung der Formel IV

H(OC₃H₆yOC₂H₄)_I—O-CH—CH₂-O-CH-CH₂-O(C₂H₄O)_x(C₃H₆O)₁₁H (IV)

CH₃ CH₃

in der χ für 5 bis 50 und y Tür 10 bis 100 stehen.

Die Komponente a, die den Formeln I, II und III gehorchen, stellen ausnahmslos Tenside dar, die Propylenoxid in einer solchen Menge enthalten, daß der obengenannte Kompromiß bezüglich Schaumarmut und Netzkraft verwirklicht wird.

Die Komponente b, die der Formel IV gehorcht, enthält Propylenoxid in starkem Überschuß und wirkt für sich allein demzufolge als sehr schaumarmes, aber relativ schlecht netzendes Tensid. In Verbindung mit äthylenoxidreichen, stärker schäumenden Tensiden wirkt sie als Schaumdämpfer, wobei die Dämpfung zahlenmäßig nie vollständig an die Werte herankommt, wie sie mit der Komponente b allein erreichbar sind.

Die Erfindung beruht nun auf dem überraschenden synergistischen Effekt einer selbst gegenüber der Komponente b verbesserten Schau;narmut und einer gegenüber der Komponente a noch verbesserten Netz- und Waschkraft Es war nicht zu erwarten, daß einmal ein System mit überschüssigen hydrophoben Anteilen durch Zufügen von weiteren an hydrophoben Anteilen reichen Tensiden in der Netzkraft besser würde, und daß zum anderen ein stark schaumdämpfendes System in Verbindung mit einer weniger stark schaumdämpfenden Verbindung insgesamt noch weniger Schaum erzeugt

Dieser unerwartete Synergismus, dessen Ursache nicht erklärbar ist ermöglicht nunmehr, die Prozesse vor allem des Geschirrspülens und der Flaschenreinigung in vorteilhafter Weise wirkungsmäßig zu verbessern.

Die komponente a kann erfindungsgemäß eine oder mehrere Verbindungen der Formeln I, II· oder III oder eine Mischung daraus sein.

Die Vertreter der Formel I sind an sich bekannte alkoxylierte Fettalkohole mit 8 bis 22, vorzugsweise 10 bis 18 C-Atomen pro Alkylrest, der geradkettig oder verzweigt, vorzugsweise verzweigt ist. Die bevorzugten Vertreter dieser Alkohole sind natürliche Fettalkohole, wie n-Decylalkohol, n-Dodecylalkohol, n-Palmitylalkohol, Stearylalkohol sowie synthetische Fettalkohole und (vorzugsweise) Gemische davon, die aus der Oxosynthese stammen. Hiervon sind vor allem der C13/C15-, C17/C19- sowie der C9/C11 -Schnitt zu nennen. Der Alkohol ist zunächst mit 5 bis 20 (tn) Mol Äthylenoxid und anschließend mit 5 bis 20 (n) Mol Propylenoxid umgesetzt Ein bevorzugtes Verhältnis ist durch rn : n= 1 :0,3 bis 0,8 auszudrücken. Ebensogut können Äthylen- und Propylenoxid als Gemisch im Rahmen der obengenannten Verhältnisse angelagert sein. Als bevorzugte Vertreter der Formel I kommen Qs/Cis-Oxoalkohole vor, die 6 bis 13 Mol Propylen- und 3 bis 5 MoI

Äthylenoxid in den Grenzen der obengenannten Vorzugsverhältnisse als Blöcke oder als Mischung enthalten.

Vertreter der Formel II sind ebenfalls bekannte Äthoxylate eines Polypropylenglykols. Auch hier liegt

so der Propylenoxidanteil (m^r)gegenüber beiden Polyäthylenoxidblöcken (jeweils n') im Überschuß vor. m' soll dabei für 15 bis 100, vorzugsweise 20 bis 60 und π'für 1 bis 20, vorzugsweise 2 bis 15, stehen. Das bevorzugte Verhältnis von n': m'beträgt 1 :2 bis 5.

Die Vertreter der Formel III sind die ebenfalls als schaumdämpfende Tenside bekannten Allroxylierungsprodukte des Äthylendiamins. Die aktiven Wasserstoffatome letzterer Verbindungsklasse sind dabei durch Propylenoxidblöcke, die ihrerseits Äthylenoxidblöcke angelagert entha-'.en, ersetzt Auch hier enthält das

Molekül Propylenoxid im Überschuß gegenüber Äthy-

ienoxid; vorzugsweise ist das Verhältnis m" ■■ n'wie 1 : (0,2 bis 1), vorzugsweise 1 : (0,2 bis 0,8).

Die Komponente a ist zu 50 bis 90, vorzugsweise 70

bis 90 Gewichtsprozent, im Gesamtsystem anwesend.

Die Komponente L* stellt ein Blockcopolymerisat der Formel IV dar. Man erhält sie durch Äthoxylierung von Dipropylenglykol und anschließende Oxpropylierung.

Dabei ist Propylenoxicl in sehr starkem Überschuß gegenüber Äthylenoxid anwesend, d. h. ν bedeutet 5 bis 50 und/IO bis 100.

Die Komponente b ist zu 10 bis 50 Gewichtsprozent im Gesamtsystem, vorzugsweise zu 10 bis 30 Gewichtsprozent, anwesend.

Die Herstellung der einzelnen Verbindungen ist bekannt und soll zur Erhöhung der Übersichtlichkeit nur kurz erläutert werden:

Die Propoxylierung findet bevorzugt unter alkalischer Katalyse bei 110 bis 140°C bei 3 bis 10 bar in geschlossenem System statt. Die Äthoxyliening läuft unter denselben Drücken bei 100 bis 130"C ab. Als umfassende Literatur für Oxalkylierungcn sei auf Schwärt ζ /Perry »Surface Active Agents and Detergents«, Vol. I und II. lntcrscicnce Publ.. New York, verwiesen.

Die neuen Tensidsysteme sind vor allem für Spülprozesse von Wichtigkeit. Ihre extreme Schaumarmut und verbesserte Nctzkralt ist aus den folgenden Beispielen ersichtlich.

Beispiele

Die Schaumprüfungsergebnisse wurden in einer Haushaltsgeschirrspülmaschine ermittelt. Dabei wurde die Schaumentwicklung eines Geschirreinigers durch die Umdrehungszahl des Sprüharmes gemessen. Hohe Umdrehungszahlen bedeuten hohe Schaumdämpfung. Es wurden 20 g eines Geschirreinigers folgender Zusammensetzung eingesetzt.

I g Tensidgemisch
19 g Grundpulver aus
50% Na-inetasilicat,
45% Pentanatriumtriphosphat, 5% Natriumcarbonat.

Die Ergebnisse sind aus der F i g. I bis 3 cntnehml Dabei bedeuten jeweils in F i g. I

0 =	Blockcopolymerisat aus 36% AO,
	62% PO, 2% Dipropylenglykol
	(Aufbau gemäß Formel IV)
I =	Ci )/CivOxoalkohol + 6,Wo AO + 3,5% PC
2 =	I+ 10% O
3 =	I + 25% O
4 =	1 + 50% O
in Fig. 2
0 =	s. F i g. 1
I =	Blockcopolymerisat aus 90% PO, 10% ÄO
2 =	I+ 10% O
3 =	I + 25% O
4 =	I + 50% O
in Fig. 3
0 =	s.Fig. 1
I =	84,6% PO, 14,2% ÄO angelagert aus
	1,2% Äthylendiamin
2 =	1 + 10% O
3 "	I + 25% O
4 =	I + 50% O

Ιϋυι,αι 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Tensidsystem auf der Grundlage von Blockcopolymerisaten aus Äthylen- und Propylenoxid und/oder deren Derivaten, das durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet ist:

a) 50 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das System, mindestens einer Verbindung der Formeln I, II und/oder III

"(OC₃H₄J_n