DE3531915A1 - Verdickungssysteme fuer hoch wasserhaltige funktionelle fluessigkeiten und die diese verdickungssysteme enthaltenden hoch wasserhaltigen funktionellen fluessigkeiten - Google Patents

Verdickungssysteme fuer hoch wasserhaltige funktionelle fluessigkeiten und die diese verdickungssysteme enthaltenden hoch wasserhaltigen funktionellen fluessigkeiten

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DE3531915A1
DE3531915A1 DE19853531915 DE3531915A DE3531915A1 DE 3531915 A1 DE3531915 A1 DE 3531915A1 DE 19853531915 DE19853531915 DE 19853531915 DE 3531915 A DE3531915 A DE 3531915A DE 3531915 A1 DE3531915 A1 DE 3531915A1
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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Kombinationen aus speziellen polymeren Verdickungsmitteln und Tensiden als Verdickersysteme für hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten.
Unter funktionellen Flüssigkeiten werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Hydraulikflüssigkeiten, Metallbearbeitungsflüssigkeiten (Kühlschmiermittel) und Metallhärtungsmedien verstanden. Als "hoch wasserhaltig" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche funktionellen Flüssigkeiten bezeichnet, deren Wassergehalt mehr als 90 Gew.-% beträgt.
Seit etwa 25 Jahren ist man bemüht, die bislang als funktionelle Flüssigkeiten verwendeten brennbaren Mineralöle bzw. Mineralölprodukte durch nicht brennbare wäßrige Flüssigkeiten zu ersetzen. Diese Entwicklung hat inzwischen zu wäßrigen funktionellen Flüssigkeiten geführt, deren Wassergehalt bereits über 90 Gew.-% beträgt (sog. viscous high water-based fluids). Für die Herstellung dieser hoch wasserhaltigen funktionellen Flüssigkeiten wurden als Verdickungsmittel vor allem wasserlösliche polymere Polyether(poly)ole bzw. Kombinationen dieser polymeren Polyether(poly)ole mit weiteren Hilfsmitteln vorgeschlagen. So sind z. B. in der US-PS 44 81 367, in der EP-A 1 00 31 777 und der JA-A 1 41 300/81 polymere wasserlösliche Urethangruppen aufweisende Polyetherpolyole und in der DE-PS 33 02 465 und der US-PS 42 88 639 mit langkettigen 1,2-Epoxyalkanen modifizierte Polyethermonoalkohole für den genannten Zweck beschrieben. Aus den US-PS 43 10 436 und 43 95 351 sind Kombinationen dieser modifizierten Polyethermonoalkohole mit sauren Phosphorsäureestern nichtionischer Polyethermonoalkohol-Emulgatoren bekannt und in der CA-PS 11 63 041 werden Kombinationen dieser modifizierten Polyethermonoalkohole mit speziellen Polyetherestern, sauren Phosphorsäureestern nichtionischer Polyethermonoalkohol-Emulgatoren und speziellen geschwefelten Metallverbindungen beschrieben.
Mit langkettigen 1,2-Epoxyalkanen modifizierte polymere wasserlösliche Polyetherpolyole und deren Verwendung als Verdickungsmittel für hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten sind in der EP-A 1 61 822, der WO-A1 84/00361 und in den US-PS 43 54 956 und 44 11 819 beschrieben. Kombinationen dieser modifizierten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyole mit weiteren Hilfsmitteln sind aus zahlreichen Patentschriften bekannt. So sind z. B. Kombinationen dieser modifizierten Polyetherpolyole mit sauren Phosphorsäureestern nichtionischer Polyethermonoalkohol- Emulgatoren in der EP-B 1 63 854, mit ethoxylierten Sorbit-monostearaten in der EP-B 1 61 823, mit Neocarbonsäuren in der US-PS 43 90 439 oder längerkettigen Fettsäuren in der US-PS 43 90 440, mit nichtionischen Tensiden bestimmter Strukturklassen in der EP-A 21 22 528, mit speziellen Aminen und sauren Phosphorsäureestern nichtionischer Polyethermonoalkohol-Emulgatoren in der US-PS 43 12 775, mit speziellen Polyetherestern, definierten geschwefelten Metallverbindungen und Korrosionsinhibitoren in der US-PS 43 12 768 und mit Schmierfähigkeitsmodifikatoren, Dispergiermitteln und bestimmten Hochdruckadditiven in der US-PS 44 81 125 beschrieben.
Diese bekannten, als Verdickungsmittel bzw. Verdickersysteme für hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten verwendeten polymeren wasserlöslichen Polyetherpolyole und deren Kombinationen mit weiteren Hilfsstoffen haben jedoch den Nachteil, daß die mit ihnen verdickten funktionellen Flüssigkeiten nicht scherstabil sind, sondern daß sich deren Viskosität bei der Einwirkung von Scherkräften (z. B. Druck) verändert. Scherstabilität ist jedoch eine der wichtigsten Eigenschaften der funktionellen Flüssigkeiten. Insbesondere bei Hydraulikflüssigkeiten ist eine von Scherkräften unabhängige Viskosität unbedingt erforderlich.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man hervorragend scherstabile, hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten erhält, wenn man als Verdickersystem Kombinationen aus wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyolen, in denen mindestens 50% der Hydroxyl-Endgruppen durch Umsetzung mit einem einen langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest aufweisenden Monoisocyanat verkappt sind, und bestimmten Tensiden verwendet.
Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von Kombinationen aus wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyolen, in denen mindestens 50% der Hydroxyl-Endgruppen durch Umsetzung mit einem einen langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest aufweisenden Monoisocyanat verkappt sind und bestimmten Tensiden als Verdicker-Systeme für hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten.
Die Erfindung betrifft ferner hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten, enthaltend außer Wasser Kombinationen aus wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyolen, in denen mindestens 50% der Hydroxyl-Endgruppen durch Umsetzung mit einem einen langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest aufweisenden Monoisocyanat verkappt sind und bestimmten Tensiden und gegebenenfalls in funktionellen Flüssigkeiten üblicherweise verwendete Zusätze.
Mit Hilfe der erfindungsgemäß zu verwendenden Kombinationen werden hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten erhalten, die sich nicht nur insgesamt durch eine ausgezeichnete Beständigkeit, sondern auch durch eine hervorragende Scherstabilität auszeichnen. Außerdem haben die in den erfindungsgemäßen Verdickersystemen verwendeten verkappten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyole den Vorteil, daß sie wesentlich einfacher herstellbar sind, als die durch langkettige 1,2-Epoxyalkane modifizierten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyole.
In den erfindungsgemäß als Verdickersysteme zu verwendenden Kombinationen aus Monoisocyanat-verkappten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyolen und bestimmten Tensiden sind die Tenside in einer solchen Menge enthalten, daß auf 1 Gew.-Tl verkapptes Polyetherpolyol 0,1 bis 3 Gew.-Tle, vorzugsweise 0,25 bis 2,5 Gew.-Tle Tensid entfallen.
Als spezielle Tenside werden nichtionische und anionische Tenside verwendet. Bevorzugt sind nichtionische oder anionische Tenside mit geringer Schaumneigung. Es können sowohl einzelne Tenside als auch Gemische verschiedener Tenside eingesetzt werden.
Die in den erfindungsgemäß zu verwendenden Kombinationen anwendbaren anionischen und nichtionischen Tenside sind z. B. in der Übersichtsarbeit "Tenside", von K. Kosswig in Ullmann's Enzyklopädie der techn. Chemie, 4. Aufl., Band 22, Seite 468-494 und 498 beschrieben.
Als anionische Tenside kommen Carboxylate, z. B. carboxymethylierte Oxethylate und Derivate von Aminosäuren; Sulfonate, z. B. Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalin sulfonate, Alkansulfonate, α-Olefinsulfonate, α-Sulfofettsäureester, Sulfobernsteinsäureester, Alkoxy-, Acyloxy- und Acylaminoalkansulfonate; als Sulfate, z. B. Alkylsulfate und Ethersulfate, Phosphonate und Phosphate in Betracht. Bevorzugt werden Alkansulfonate mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, Sulfobernsteinsäureester von mit 8 bis 30 Mol Ethylenoxid ethoxylierten C12-18-Fettalkoholen, von mit 8 bis 50 Mol Ethylenoxid umgesetzten C8-C20- Alkyl-phenolen, von mit 8 bis 30 Mol Ethylenoxid ethoxylierten C12-C18-Fettsäuren oder C12-C18-Fettalkoholen; C12-C18-n-Alkylsulfate; Sulfate von mit 8 bis 30 Mol Ethylenoxid ethoxylierten C12-C18-Fettalkoholen, C12-C18-Fettsäuren und C8-C20-Alkylphenolen.
Als nichtionische Tenside kommen Oxethylate, endständig blockierte Oxethylate und Fettsäureester von Polyhydroxyverbindungen, ferner Blockpolymere des Propylenoxids und Ethylenoxids in Betracht. Bevorzugt werden als nichtionische Tenside mit 8 bis 30 Mol Ethylenoxid umgesetzte C12-C18-Fettsäuren, mit 8 bis 40 Mol Ethylenoxid ethoxylierte C12-C18-Fettsäureamide, mit 8 bis 30 Mol Ethylenoxid ethoxylierte C12-C18-Fettalkohole, mit 8 bis 50 Mol Ethylenoxid ethoxylierte C8-C20-Alkylphenole und mit 8 bis 60 Mol Ethylenoxid ethoxylierte, styrolisierte oder benzylierte Phenole verwendet. Bevorzugt werden nichtionische Tenside mit einem HLB-Wert ≦ωτ 18 verwendet.
Die in den erfindungsgemäß zu verwendenden Kombinationen einzusetzenden Monoisocyanat-verkappten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyole sind Umsetzungsprodukte von an sich bekannten polymeren wasserlöslichen Polyetherpolyolen, die eine mittlere Molmasse von 5000 bis 70 000 (ermittelt durch Bestimmung der OH-Endgruppen; aus der Zahl der OH-Endgruppen wird die mittlere Molmasse nach folgender Formel berechnet: aufweisen, mit einem einen langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest aufweisenden Monoisocyanat.
Als langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffreste kommen vor allem C12-C30-Alkylreste wie der Dodecyl-, Hexadecyl-, Octadecyl- und der Behenyl-Rest und C12-C30- Alkenylreste wie der Oleylrest in Betracht. Diese langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffreste müssen nicht unbedingt unmittelbar an die Isocyanatgruppe gebunden sein, sondern können auch über andere Gruppen, z. B. aromatische Ringe und/oder Urethangruppen an die Isocyanatgruppe gebunden sein. Solche Monoisocyanate, in denen die langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffreste nicht unmittelbar an die Isocyanatgruppe gebunden sind, sind beispielsweise die Additionsprodukte aus 1 Mol eines C12-C30-n-Alkanols, z. B. Lauryl-, Myristyl-, Cetyl-, Stearyl- oder Behenylalkohols oder des Oleylalkohols an 1 Mol eines aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Diisocyanates.
Für die Herstellung der mit den Monoisocyanaten verkappten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyole wird die Menge an Monoisocyanat so bemessen, daß mindestens 50%, vorzugsweise 70 bis 100%, besonders bevorzugt 85 bis 100% der im Wasser löslichen polymeren Polyetherpolyole vorliegenden Hydroxyl-Endgruppen verkappt sind.
Die Verkappung der OH-Endgruppen der polymeren wasserlöslichen Polyetherpolyole mit den einen langkettigen Kohlenwasserstoffrest aufweisenden Monoisocyanaten ist eine im Prinzip bekannte Reaktion (siehe z. B. Ullmann's Enzyklopädie der techn. Chemie, 4. Aufl., Band 19, Seiten 309-310). Das Ende der Umsetzung läßt sich IR-spektroskopisch an Hand des Verschwindens der für Isocyanate typischen Absorptionsbande bei etwa 2270 cm-1 bestimmen. Die Additionsreaktion läßt sich in bekannter Weise durch die Mitverwendung bekannter Katalysatoren beschleunigen.
Die in den verkappten wasserlöslichen Polyetherpolyolen zugrunde liegenden wasserlöslichen polymeren, gegebenenfalls Urethan- oder Estergruppen aufweisenden Polyetherpolyolen der mittleren Molmasse 5000 bis 70 000 sind bekannt oder nach an sich bekannten Verfahren erhältlich, z. B. durch Polymerisation von Ethylenoxid oder Copolymerisation von Ethylenoxid mit anderen Alkylenoxiden in Gegenwart von Verbindungen, die mindestens zwei aktive Wasserstoffatome aufweisen, und gegebenenfalls Modifizierung der so erhaltenen wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyole durch Umsetzung mit Diisocyanaten oder Dicarbonsäuren zu wasserlöslichen, Urethan- bzw. Estergruppen aufweisenden polymeren Polyetherpolyolen oder durch Polymerisation von Ethylenoxid oder Copolymerisation von Ethylenoxid und anderen Alkylenoxiden in Gegenwart von Verbindungen, die zwei aktive Wasserstoffatome aufweisen und Umsetzung der erhaltenen wasserlöslichen Polyetherdiole mit Polyisocyanaten, unter Einhaltung eines Verhältnisses von Isocyanat-Gruppen/OH-Gruppen von höchstens 0,5:1, zu wasserlöslichen polymeren Urethangruppen aufweisenden Polyetherpolyolen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Kombinationen aus Monoisocyanat verkappten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyolen und Tensiden werden hergestellt, indem man beide Komponenten in flüssigem Zustand miteinander zu einer homogenen Flüssigkeit vermischt. Da sie bei Raumtemperatur vielfach fest sind, werden die Komponenten im allgemeinen auf Schmelztemperatur, das sind Temperaturen von 60 bis 100°C, erwärmt und bei dieser Temperatur so lange verrührt, bis eine homogene Flüssigkeit entstanden ist. Bei der Verwendung von Tensid-Gemischen kann es vorteilhaft sein, zunächst nur ein Tensid mit dem verkappten Polyetherpolyol in flüssigem Zustand zu vermischen und anschließend in die homogene Schmelze das zweite bzw. die restlichen Tenside einzuführen.
Die so erhaltenen Kombinationen aus verkappten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyolen und Tensiden werden zur besseren Handhabbarkeit bei der Herstellung der funktionellen Flüssigkeiten durch Zugabe von Wasser zu flüssigen Konzentraten verdünnt, deren Wassergehalt etwa 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gewicht des Konzentrates.
Aus diesen Konzentraten werden durch weiteres Verdünnen mit Wasser die gebrauchsfertigen Hydrauliköle, Metallbearbeitungsflüssigkeiten (Kühlschmiermittel) und Metallhärtungsmedien hergestellt.
Die Konzentrate, bzw. die aus ihnen durch Verdünnen hergestellten funktionellen Flüssigkeiten können zusätzlich zum Wasser und dem Verdicker-System noch in diesen funktionellen Flüssigkeiten üblicherweise verwendete Zusätze wie Schmierfähigkeitsverbesserer, Metalldesaktivatoren, Korrosionsinhibitoren, Entschäumer, Stoffe zum Einstellen oder Abpuffern bestimmter pH-Werte, Alterungsschutzmittel, Biozide, Kennfarbstoffe usw. in den für diese Zusätze üblichen Mengen enthalten.
Die erfindungsgemäß verdickten, hoch wasserhaltigen funktionellen Flüssigkeiten enthalten vorzugsweise außer Wasser 3 bis 7 Gew.-% der erfindungsgemäß als Verdickersystem zu verwendende Kombinationen und gegebenenfalls zusätzlich 0,5 bis 3, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, der vorstehend genannten in funktionellen Flüssigkeiten üblicherweise verwendeten Zusätze.
Beschreibung der in den Beispielen verwendeten Tenside (I), mit Monoisocyanaten verkappten wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyole (II) und der zur Herstellung dieser verkappten Polyetherpolyole verwendeten wasserlöslichen Polyetherpolyole (III).
I. Tenside:
Tensid A: Mit 19 Mol Ethylenoxid ethoxylierter Oleylalkohol
Tensid B: Mit 50 Mol Ethylenoxid ethoxyliertes Bis- (1-phenylethyl)-phenol
Tensid C: Mit 14 Mol Ethylenoxid ethoxyliertes 3- Benzyl-4-hydroxybiphenyl
Tensid D: Mit 12 Mol Ethylenoxid ethoxylierter Oleylalkohol
Tensid E: N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-oleylamin
Tensid F: Trinatriumsalz des Phosphonosuccinatesters des mit 30 Mol Ethylenoxid ethoxylierten p-Nonylphenols
Tensid G: Diatriumsalz des Sulfosuccinatesters des mit 30 Mol Ethylenoxid ethoxylierten p-Nonylphenols
Tensid H: Natriumsalz des C14-C18-n-Alkylsulfonats
Tensid I: Natriumsalz eines Arylalkylsulfonats mit 50% Mono- und 50% Disulfonatanteil
Tensid J: Kokosfettsäure-diethanolamid
Tensid K: saures Phosphat, erhalten durch Umsetzung von 1 Mol Phosphorpentoxid mit 4 Mol Octadecanol-1 und 2 Mol Octadecyl-1-decaethoxylat, nachträglich neutralisiert mit Diethanolamin.
II. Monoisocyanat-verkappte wasserlösliche polymere Polyetherpolyole
Verkapptes Polyetherpolyol 1:
Eine Mischung aus 1346,4 g Polyetherpolyol A (0,06 Mol), 0,15 g 1,4-Diazabicyclo-2,2,2-octan (DABCO) und 500 g trockenes Dioxan wird unter Rühren auf Rückflußtemperatur erhitzt. Innerhalb einer Stunde werden 50,6 g Dodecylisocyanat (0,24 Mol) zugetropft. Anschließend wird das Reaktionsgemisch solange bei Rückflußtemperatur gerührt, bis im Infrarotspektrum einer Reaktionsgemischprobe keine Isocyanatbande mehr nachweisbar ist. Nach dem Abdestillieren des Dioxans bei etwa 130°C/15 hPa bleibt ein bei erhöhten Temperaturen viskoses, bei tiefen Temperaturen erstarrendes Reaktionsprodukt zurück.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 100%.
Verkapptes Polyetherpolyol 2:
1346,4 g Polyetherpolyol A (0,06 Mol) werden mit 64,1 g Hexadecylisocyanat (0,24 Mol) in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise umgesetzt.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 100%.
Verkapptes Polyetherpolyol 3:
897,6 g Polyetherpolyol A (0,04 Mol) werden in 500 g trockenem Dioxan mit 87,7 g (0,16 Mol) eines Behenylalkohol- Isophorondiisocyanat (IPDI) (1:1)-Adukktes solange bei Rückflußtemperatur umgesetzt, bis die Isocyanatbande im IR-Spektrum verschwunden ist. Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 100%.
Verkapptes Polyetherpolyol 4:
897,6 g Polyetherpolyol A (0,04 Mol) werden wie in Beispiel 3 beschrieben mit 45,8 g (0,155 Mol) Stearylisocyanat umgesetzt.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 97%.
Verkapptes Polyetherpolyol 5:
1240 g Polyetherpolyol B (0,08 Mol) werden wie in Beispiel 3 beschrieben (unter Verwendung von 500 g getrocknetem Dioxan) mit 94,4 g (0,32 Mol) Stearylisocyanat umgesetzt.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppenim Reaktionsprodukt : 100%.
Verkapptes Polyetherpolyol 6:
775 g Polyetherpolyol B (0,05 Mol) werden wie in Beispiel 3 beschrieben (unter Verwendung von 500 g absolutem Dioxan) mit 29,5 g Stearylisocyanat (0,1 Mol) umgesetzt.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 50%.
Verkapptes Polyetherpolyol 7:
775 g Polyetherpolyol B (0,05 Mol) werden unter den in Beispiel 3 beschriebenen Bedingungen mit 44,3 g Stearylisocyanat (0,15 Mol) umgesetzt.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 75%.
Verkapptes Polyetherpolyol 8:
1346,4 g Polyetherpolyol A (0,06 Mol) werden zunächst in 500 g wasserfreiem Dioxan in Gegenwart von 0,12 g DABCO mit 5,2 g 2,4-Toluylendiisocyanat (TDI) (0,03 Mol) durch einstündiges Rühren bei Rückflußtemperatur umgesetzt (mittlere Molmasse des so erhaltenen Urethangruppenhaltigen Polyetherpolyols : 45 000). Anschließend wird das Reaktionsgemisch ebenfalls bei Rückflußtemperatur innerhalb von 1 h mit 53,1 g Stearylisocyanat (0,18 Mol) versetzt und anschließend unter Rühren weiter erhitzt, bis die Isocyanatbande im IR-Spektrum verschwunden ist. Das Reaktionsgemisch wird, wie in Beispiel 3 beschrieben, aufgearbeitet.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 100%.
Verkapptes Polyetherpolyol 9:
897,6 g Polyol A (0,04 Mol) werden unter den in Beispiel 3 beschriebenen Reaktionsbedingungen (unter Verwendung von 500 g wasserfreiem Dioxan) mit 4,5 g IPDI (0,02 Mol) und 33,6 g Stearylisocyanat (0,114 Mol) umgesetzt. (Mittlere Molmasse des dem verkappten Polyetherpolyol zugrunde liegenden Urethangruppen-haltigen Polyetherpolyols: 45 000):
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 95%.
Verkapptes Polyetherpolyol 10:
1240 g Polyol B (0,08 Mol) werden unter den in Beispiel 3 beschriebenen Bedingungen (unter Verwendung von 500 g wasserfreiem Dioxan) mit 8,9 g IPDI (0,04 Mol) und 70,8 g Stearylisocyanat (0,24 Mol) umgesetzt. (Mittlere Molmasse des dem verkappten Polyetherpolyol zugrunde liegenden Urethangruppen-haltigen Polyetherpolyols: 31 200).
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 100%.
Verkapptes Polyetherpolyol 11:
1300 g Polyetherpolyol C (0,234 Mol) werden bei 90 bis 100°C aufgeschmolzen und mit 73 mg Eisenacetylacetonat, gelöst in 2 mol Toluol, versetzt. Die Mischung wird bei 125 bis 130°C gleichzeitig mit 54,5 g Stearylisocyanat (0,185 Mol) und 24,4 g eines Gemisches aus 65 Gew.-% 2,4- und 35 Gew.-% 2,6-Toluylendiisocyanat (0,14 Mol) tropfenweise versetzt. (Mittlere Molmasse des dem verkappten Polyetherpolyol zugrunde liegenden Urethangruppen-haltigen Polyetherpolyols: 14 000). Nach einer Reaktionszeit von 2 h ist die Umsetzung beendet.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 100%.
Verkapptes Polyetherpolyol 12 (nicht erfindungsgemäß, Vergleichsverbindung):
Eine Mischung aus 1346,4 g Polyetherpolyol A (0,06 Mol) und 500 g wasserfreis Dioxan werden unter Rühren auf Rückflußtemperatur (etwa 110°C) in Gegenwart von 0,15 g DABCO erhitzt. Dann tropft man innerhalb 1 h 30,0 g Cyclohexylisocyanat (0,24 Mol) zu und rührt die Reaktionsmischung solange bei Rückflußtemperatur bis im Infrarotspektrum einer Probe keine Isocyanatbande mehr nachweisbar ist. Die Reaktionsmischung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 100%.
Verkapptes Polyetherpolyol 13 (nicht erfindungsgemäß, Vergleichspolyetherpolyol):
1346,6 g Polyetherpolyol A (0,06 Mol) werden mit 36,2 g Norborn-2-yl-methylisocyanat (0,24 Mol) unter den Polyetherpyloyl 12 beschriebenen Reaktionsbedindungen umgesetzt.
Verkappungsgrad der Hydroxylendgruppen im Reaktionsprodukt : 100%.
III. Zur Herstellung der verkappten Polyetherpolyole 1 bis 13 verwendete wasserlösliche polymere Polyetherpolyole:
Polyetherpolyol A:
Umsetzungsprodukt von Pentaerythrit, Ethylenoxid und Propylenoxid. Die Polyetherkette enthält 25 Gew.-% Propylenoxid- und 75 Gew.-% Ethylenoxid-Einheiten in statistischer Verteilung. Mittlere Molmasse: 22 400.
Poletherpolyol B:
Umsetzungsprodukt von Pentaerythrit, Ethylenoxid und Propylenoxid. Die Polyetherketten enthalten 25 Gew.-% Propylenoxid- und 75 Gew.-% Ethylenoxid-Einheiten in statistischer Verteilung. Mittlere Molmasse: 15 000.
Polyetherpolyol C:
Polyethylenglykol mit einer mittleren Molmasse von 5555.
Allgemeine Beschreibung der in der nachstehenden Tabelle zusammengestellten Beispiele
Herstellung der erfindungsgemäß als Verdickersystem zu verwendenden Kombinationen aus Monoisocyanat verkapptem wasserlöslichem polymerem Polyetherpolyol und Tensid:
a) Bei Verwendung eines Tensides:
Die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Gew.-Teile an verkapptem Polyetherpolyol und Tensid werden durch Erwärmen auf etwa 90°C verflüssigt und zu einer homogenen Flüssigkeit verrührt. Diese wird anschließend durch Zugabe von Wasser auf ein 50 Gew.-% Wasser enthaltendes Konzentrat verdünnt.
b) Bei Verwendung von zwei oder mehr Tensiden:
In diesem Fall wird die in der Tabelle angegebenen Menge an verkapptem Polyetherpolyol zunächst nur mit einem der zu verwendenden Tenside in der für dieses Tensid in der Tabelle angegebenen Menge durch Erwärmen auf etwa 90°C verflüssigt und zu einer homogenen Flüssigkeit verrührt. In diese wird anschließend ebenfalls noch bei erhöhter Temperatur das andere bzw. die anderen Tenside in der für dieses bzw. diese Tenside in der Tabelle angegebenen Menge eingerührt, bis ebenfalls wieder eine homogene Flüssigkeit entstanden ist. Auch diese wird wieder durch Zugabe von Wasser auf ein 50 Gew.-% Wasser enthaltendes Konzentrat verdünnt.
Die nach a) oder b) erhaltenen Konzentrate werden unter Rühren durch Zugabe von weiterem Wasser auf 100 Gewichtsteile Lösung verdünnt. Von den so erhaltenen verdickten wäßrige Lösungen (funktionellen Flüssigkeiten), ihr Wassergehalt beträgt in Abhängigkeit von der verwendeten Mengen an Verdicker-System 91 bis 95,5 Gew.-%, werden die Viskositäten bei 40 und 50°C und die Änderung der Viskosität bei Einwirkung von Scherkräften (gemäß DIN 51 382; Abänderung: 300 Cyclen anstelle von 30 Cyclen) bestimmt. Die erhaltenen Werte und das aus den Viskositäten bei 40 und 50°C errechnete Viskositätsverhältnis sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt. Außerdem ist in der Tabelle in der Spalte "Verdickungsfaktor durch Tensid-Zusatz" der Faktor angegeben, um den die Viskosität des erfindungsgemäß verdickten Wassers höher ist als die Viskosität des nur mit dem verkappten Polyetherpolyol verdickten Wassers (aus diesem Verdickungsfaktor geht die synergistische Wirkung des Tensids in den erfindungsgemäßen Kombinationen hervor).
Tabelle
Tabelle (Fortsetzung)
Tabelle (Fortsetzung)

Claims (8)

1. Verwendung von Kombinationen aus wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyolen, in denen mindestens 50% der Hydroxyl-Endgruppen durch Umsetzung mit einem einen langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest aufweisenden Monoisocyanat verkappt sind und bestimmten Tensiden als Verdicker-Systeme für hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kombinationen auf 1 Gew.-Teil verkapptes Polyetherpolyol 0,1 bis 3 Gew.-Teile Tensid entfallen.
3. Verwendung gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Kombinationen anionische und/oder nichtionische Tenside einsetzt.
4. Verwendung gemäß Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Kombinationen solche wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyole einsetzt, die gegebenenfalls Urethan- ode Estergruppen enthalten, eine mittlere Molmasse von 5000 bis 70 000 aufweisen und in denen 70 bis 100% der Hydroxyl- Endgruppen durch Umsetzung mit einem einen langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest aufweisenden Monoisocyanat verkappt sind.
5. Verwendung gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationen in Form von Konzentraten angewendet werden, deren Wassergehalt 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Konzentrates, beträgt.
6. Verwendung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentrate außer Wasser und Verdicker-System noch in funktionellen Flüssigkeiten üblicherweise verwendete Zusätze enthalten.
7. Hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten, enthaltend außer Wasser, Kombinationen aus wasserlöslichen polymeren Polyetherpolyolen, in denen mindestens 50% der Hydroxyl-Endgruppen durch Umsetzung mit einem einen langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest aufweisenden Monoisocyanat verkappt sind, und bestimmten Tensiden und gegebenenfalls in funktionellen Flüssigkeiten üblicherweise verwendete Zusätze.
8. Hoch wasserhaltige funktionelle Flüssigkeiten gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer Wasser 3 bis 7 Gew.-% der angegebenen Kombinationen und 0,5 bis 3 Gew.-% der in funktionellen Flüssigkeiten üblicherweise verwendeten Zusätze enthalten.
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