DE3643934A1 - Verwendung ausgewaehlter alkyl- und/oder alkenyl-diethanolaminverbindungen als loesungsvermittler fuer schaumarme tenside - Google Patents
Verwendung ausgewaehlter alkyl- und/oder alkenyl-diethanolaminverbindungen als loesungsvermittler fuer schaumarme tensideInfo
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Description
Gegenstand der DE-OS 33 15 951 (D 6859) ist die Verwendung
von ausgewählten Polyethylenglykolethern der Formel I,
R¹-O-(CH₂CH₂O) n -R² (I)
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder
Alkenylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, R² einen Alkylrest mit
4 bis 8 Kohlenstoffatomen und n eine Zahl von 7 bis 12 bedeuten,
als schaumdrückende Zusätze für schaumarme Reinigungsmittel.
Insbesondere bedeutet in dieser Formel n eine Zahl von 8 bis 10,
wobei der bevorzugte Rest R² der n-Butylrest ist und der bevorzugte
Wert für n die Zahl 9 bedeutet. Die Endgruppen-verschlossenen
Polyglykolether dieser Art werden bevorzugt in solchen
Mengen eingesetzt, daß ihre Konzentration in den gebrauchsfertigen
Reinigungslösungen 10 bis 2500 ppm, vorzugsweise etwa 50
bis 500 ppm ausmacht. Diese Endgruppen-verschlossenen
Anlagerungsprodukte des Ethylenoxids an längerkettige
aliphatische Alkohole erfüllen sowohl die Anforderungen im
Hinblick auf ihre anwendungstechnische Brauchbarkeit als vor
allem auch im Hinblick auf die biologische Abbaubarkeit.
Im praktischen Einsatz tensidischer Komponenten dieser Art hat
sich jedoch gezeigt, daß sie ihre beste Wirksamkeit bei
Temperaturen von etwa 50°C ab nach oben entfalten, während im
darunter liegenden Temperaturbereich Verbesserungen des
Schaumverhaltens, insbesondere dann wünschenswert erscheinen,
wenn Reinigungsverfahren eingesetzt werden, die aus der
Mechanik der eingesetzten Verfahrensmaßnahmen die
Schaumbildung besonders begünstigen. Mit Verbesserungen dieser
Klasse der biologisch abbaubaren schaumarmen Tenside beschäftigt
sich die ältere Anmeldung P 36 25 078.3 (D 7664). Gegenstand
dieser älteren Anmeldung sind schaumarme beziehungsweise
schaumdämpfende Tensidgemische auf Basis von wasserlöslichen
und/oder wasseremulgierbaren Polyalkylenglykolethern
längerkettiger Alkohole, wobei die dort geschilderte
Weiterentwicklung darin liegt, daß diese Tensidgemische der
nachfolgend angegebenen Komponenten I, II und gewünschtenfalls
III in den nachfolgend ebenfalls ausgewiesenen
Mengenverhältnissen enthalten - die Mengenverhältnisse in
Gewichtsprozent beziehen sich dabei jeweils auf das Gesamtgewicht
der Mischung der Komponenten von I bis III:
- I) 20 bis 80 Gewichtsprozent an Polyethylenglykolethern der allgemeinen Formel I R₁-O-(CH₂CH₂O) n -R₂ (I)in der R₁ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest oder Alkenylrest mit 8 bis 18 C-Atomen, R₂ einen Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen und n eine Zahl von 3 bis 7 bedeuten,
- II) 10 bis 40 Gewichtsprozent Alkylpolyalkylenglykol-
Mischether der allgemeinen Formel II
in der
R₃ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen,
x eine Zahl von 1 bis 3 und
y eine Zahl von 3 bis 6 bedeuten
sowie - III) 0 bis 40 Gewichtsprozent
Alkyl-(poly)-propylenklykolether der allgemeinen Formel III
in der
R₄ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 16 bis 22 C-Atomen und
z eine Zahl von 1 bis 3 bedeuten.
Bevorzugt liegen die Gewichtsanteile dieser Komponenten I bis III
innerhalb der folgenden Mengenbereiche:
Verbindungen der allgemeinen Formel I 50 bis 80 Gew.-%
Verbindungen der allgemeinen Formel II 10 bis 25 Gew.-%
Verbindungen der allgemeinen Formel III 0 bis 20 Gew.-%.
Verbindungen der allgemeinen Formel II 10 bis 25 Gew.-%
Verbindungen der allgemeinen Formel III 0 bis 20 Gew.-%.
Zu weiteren Einzelheiten wird auf die Offenbarung der genannten
älteren Schutzrechtsanmeldungen gemäß DE-OS 33 15 951 und
36 25 078.3 (D 7664) verwiesen, deren Offenbarung hiermit ausdrücklich
auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindungsoffenbarung
gemacht wird.
Zwischenzeitlich hat sich herausgestellt, daß Tenside
beziehungsweise Tensidgemische der in den beiden genannten
älteren Schutzrechtsanmeldungen geschilderten Art gegebenenfalls
noch in den folgenden Richtungen verbesserungsbedürftig sind:
Bei niedrigen Temperaturen, wie sie beispielsweise im praktischen
Einsatz in der kalten Jahreszeit vorliegen, kann es zu Austrübungen
der Tenside aus ihren wäßrigen Lösungen kommen.
Wäßrige Lösungen insbesondere der in der DE-OS 33 15 951
beschriebenen schaumarmen Tensidkomponenten zeigen entsprechende
Austrübungen beispielsweise unterhalb 5°C. Aber auch in
einem anderen speziellen Einsatzgebiet können verbesserte
Löslichkeiten wünschenswert sein. Hier handelt es sich um
bevorzugt stark saure Reinigerrezepturen. Schaumarme Tenside
der geschilderten Art sind beispielsweise in phosphorsäurehaltigen
Rezepturen, insbesondere bei hohen Gehalten an Phosphorsäure
nur unzureichend löslich.
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, durch Mitverwendung
ausgewählter Lösungsvermittler die noch bestehenden
Lücken im Lösungsverhalten dieser an sich erwünschten schaumarmen
Tensidkomponenten zu schließen. Dabei sollen allerdings die
bestehenden Vorteile dieser Tensidkomponenten und insbesondere
ihre schaumdrückenden beziehungsweise schaumarmen Eigenschaften
nicht nachteilig beeinflußt werden. Die technische
Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe geht von der Feststellung
aus, daß durch Mitverwendung ausgewählter Diethanolaminderivate
jetzt auch noch die Bereiche von Anwendungsbedingungen für den
Einsatz der geschilderten Tensidklassen erschlossen werden, die
bisher die geschilderten Schwierigkeiten bereiteten.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend die Verwendung
von Diethanolaminderivaten der allgemeinen Formeln I, IIa
und/oder IIb
in der R₁ und R₂ geradkettige und/oder verzweigte Alkyl-
und/oder Alkenylreste mit 8 bis 14 C-Atomen für R₁ und 9 bis 17
C-Atomen für R₂ und r, s, t, u, v, w, ganze Zahlen von 1 bis
3 bedeuten als Lösungsvermittler für Tenside beziehungsweise
Tensidgemische auf Basis wasserlöslicher und/oder wasseremulgierbarer
Polyalkylenglykolether längerkettiger Alkohole bei
deren Einsatz in schaumarmen Reinigungsmitteln bei niederen
Temperaturen und/oder im sauren Bereich.
Bevorzugt werden dabei die Lösungsvermittler der allgemeinen
Formel I, IIa und/oder IIb in Mengen bis etwa 150 Gewichtsprozent
und vorzugsweise in Mengen von etwa 5 bis 100 Gewichtsprozent
- jeweils bezogen auf das Gewicht der schaumarmen Tenside
- eingesetzt.
Lösungsvermittler der allgemeinen Formel I können in an sich
bekannter Weise als definierte Verbindungen beispielsweise aus
Diethanolamin und Alkylhalogeniden der angegebenen C-Zahl im
Alkylrest hergestellt werden. Die Lösungsvermittler der allgemeinen
Formel IIa und IIb werden in der Praxis im allgemeinen
als Gemische vorliegen. Sie werden in einfacher Weise durch
Umsetzung von endständigen Epoxidverbindungen der
vorgeschriebenen Kohlenstoffzahl mit Diethanolamin erhalten und
fallen dabei in an sich bekannter Weise - je nach den eingesetzten
Umsetzungsbedingungen im Gemisch der beiden Komponenten
gemäß IIa und IIb - an. Diese Verbindungen I, IIa und IIb
werden dann je nach Erfordernis mit Ethylenoxid weiter umgesetzt.
In einer ersten wichtigen Ausführungsform werden die
erfindungsgemäßen Lösungsvermittler zusammen mit den
endgruppenverschlossenen Polyethylenglykolethern der DE-OS 33
15 951 eingesetzt, wobei diese Komponente in der Systematik der
Erfindungsbeschreibung der allgemeinen Formel
R₃-O-(CH₂CH₂O) n -R₄ (III)
entspricht. In dieser Formel bedeutet R₃ einen geradkettigen oder
verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R₄ einen Alkylrest mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und n
eine Zahl von 7 bis 12. Der bevorzugte Zahlenwert für n ist 8 bis
10, insbesondere 9, während die bevorzugte Bedeutung von R₄
der n-Butylrest ist. Wie bereits angegeben wird zu weiteren
Einzelheiten auf die Offenbarung der DE-OS 33 15 951 verwiesen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
werden die erfindungsgemäßen Lösungsvermittler der allgemeinen
Formel I, IIa und/oder IIb zusammen mit schaumarmen beziehungsweise
schaumdämpfenden Tensidgemischen eingesetzt wie
sie in der älteren Anmeldung 36 25 078.3 (D 7664) beschrieben
sind. Diese Tensidgemische lassen sich in der Systematik der hier
gegebenen Erfindungsbeschreibung darstellen als Mischungen von
Komponenten der nachfolgenden Verbindungen IV bis VI.
- a) 20 bis 80 Gewichtsprozent an Polyethylenglykolethern der
allgemeinen Formel IV
R₅-O-(CH₂CH₂O) p -R₆ (IV)in der
R₅ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest oder Alkenylrest mit 8 bis 18 C-Atomen,
R₆ einen Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen und
p eine Zahl von 3 bis 7 bedeuten, - b) 10 bis 40 Gewichtsprozent Alkylpolyalkylenglykol-Mischether
der allgemeinen Formel V
in der
R₇ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen,
x eine Zahl von 1 bis 3 und
y eine Zahl von 3 bis 6 bedeuten - c) 0 bis 40 Gewichtsprozent Alkyl-(poly)-propylenglykolether der
allgemeinen Formel VI
in der
R₈ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 16 bis 22 C-Atomen und
z eine Zahl von 1 bis 3 bedeuten.
Auch für die vorliegende Erfindung gelten die Angaben des genannten
älteren Schutzrechtes, wonach die Komponenten IV bis VI
bevorzugt in den folgenden Mischungsverhältnissen vorliegen:
IV50 bis 80 Gewichtsprozent
V10 bis 25 Gewichtsprozent
VI 0 bis 20 Gewichtsprozent
Der Rest R₅ in den Verbindungen der allgemeinen Formel IV
bedeutet in der bevorzugten Ausführungsform einen geradkettigen
oder verzweigten Alkylrest oder Alkenylrest mit 12 bis 18
C-Atomen, während der bevorzugte Rest R₆ in diesen Verbindungen
der allgemeinen Formel IV den Butylrest bedeutet. In
den Verbindungen der allgemeinen Formel V ist die bevorzugte
Bedeutung für den Rest R₇ ein geradkettiger oder verzweigter
Alkylrest mit 12 bis 14 C-Atomen, während die bevorzugte
Kettenlänge für den Rest R₈ in den Verbindungen der allgemeinen
Formel VI bei 16 bis 18 Kohlenstoffatomen liegt.
Die Reste R₅, R₇ und R₈ sind Reste entsprechender längerkettiger
Alkohole, wobei in einer weiterhin bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung gilt, daß Alkoholschnitte, wie sie
bei der Synthese solcher Alkohole in der Praxis anfallen, besonders
geeignet sind, wobei dann wenigstens der überwiegende
Anteil der konkret in diesen Alkoholschnitten vorliegenden
individuellen Komponenten den angegebenen C-Zahlbereichen
entsprechen. Es sind entsprechende Synthesealkohole, insbesondere
aber entsprechende Fettalkohole beziehungsweise
Fettalkoholgemische geeignet, wie sie in bekannter Weise aus der
Umwandlung natürlicher Fette und/oder Öle anfallen.
Ein besonders geeigneter Alkoholschnitt für den Rest R₅ in den
Verbindungen der allgemeinen Formel IV kann sogenannter
"LT-Kokosalkohol" sein, der die folgende Kohlenstoffkettenlängenverteilung
- bei durchweg gesättigten Kohlenwasserstoffen -
zeigt
C₁₀ 0 bis 3%
C₁₂48 bis 58%
C₁₄19 bis 24%
C₁₆ 9 bis 12%
C₁₈11 bis 14%.
Als Rest R₈ in den Verbindungen der allgemeinen Formel VI ist
insbesondere ein Oleylalkoholschnitt mit der folgenden Kohlenstoffkettenlängenverteilung
und einer Jodzahl im Bereich von 40
bis 110 geeignet:
C₁₂ 0 bis 2%
C₁₄ 0 bis 9%
C₁₆ 2 bis 33%
C₁₈60 bis 95%
C₂₀ 0 bis 3%.
Das verbesserte Verhalten entsprechender Tensidgemische unter
Zusatz der erfindungsgemäßen Lösungsvermittler gegenüber vergleichbaren,
jedoch keine Lösungsvermittler im Sinne der
Erfindung enthaltenden Tensidgemischen geht aus den nachfolgenden
erfindungsgemäßen Beispielen und den zugehörigen
Vergleichsbeispielen hervor.
Neben den lösungsvermittelnden Eigenschaften werden durch die
Verwendung der Diethanolaminderivate der Formeln I, IIa
und/oder IIb auch die schaumdrückenden Eigenschaften der Tensidgemische,
besonders bei einer Anwendungstemperatur von
20°C, verbessert, wie dies aus der Tabelle hervorgeht. Die Bestimmung
der schaumdrückenden Eigenschaften der Tensidgemische
geschieht in der Weise, daß der zu prüfenden Tensidmischung
die in der Tabelle aufgeführten Mengen eines schaumreichen
Tensids (Triethanolaminsalz des Tetrapropylenbenzolsulfonats)
zugesetzt werden und diese Mischungen durch Umpumpen
aufgeschäumt werden. Das zu prüfende Tensidgemisch hat
umso bessere schaumdrückende Eigenschaften je niedriger die in
der Tabelle angeführten Zahlen für Flüssigkeit- und Schaumvolumen
sind und je stärker das Tensidgemisch mit dem schaumreichen
Tensid belastet werden kann, bis die maximale Zahl von
2000 ml Flüssigkeit- und Schaumvolumen erreicht wird.
40% Phosphorsäure 85%ig
6% Oleylalkohol-2 PO
2% Kokosalkohol-5 EO-butylether
2% Kokosalkohol-2 EO-4 PO
10% Produkt der Formel IIa/b mit R₂ = C 11
40% Wasser
6% Oleylalkohol-2 PO
2% Kokosalkohol-5 EO-butylether
2% Kokosalkohol-2 EO-4 PO
10% Produkt der Formel IIa/b mit R₂ = C 11
40% Wasser
Dieses Gemisch ist im Temperaturbereich von -5°C bis 50°C
blank-flüssig.
40% Phosphorsäure 85%ig
12% Oleylalkohol-2 PO
4% Kokosalkohol-2 EO-butylether
4% Kokosalkohol-2 EO-4 PO
40% Wasser
12% Oleylalkohol-2 PO
4% Kokosalkohol-2 EO-butylether
4% Kokosalkohol-2 EO-4 PO
40% Wasser
Das Gemisch ist bei 20°C trüb und trennt sich nach einigen
Stunden in eine Öl- und eine Wasserphase.
40% Phosphorsäure 85%ig
20% Kokosalkohol-10 EO-butylether
40% Wasser
20% Kokosalkohol-10 EO-butylether
40% Wasser
Dieses Gemisch ist im Temperaturbereich oberhalb +5°C blank-
flüssig. Bei Temperaturen unter 5°C kommt es nach längerem
Lagern zu Austrübungen.
20% Phosphorsäure 85%ig
10% Kokosalkohol-10 EO-butylether
2% Produkt der Formel IIa/b mit R₂ = C 11
68% Wasser
10% Kokosalkohol-10 EO-butylether
2% Produkt der Formel IIa/b mit R₂ = C 11
68% Wasser
Dieses Gemisch ist im Temperaturbereich von -5°C bis +50°C
blank-flüssig.
In der Wirkstoffmischung des Beispiels 1 wird der erfindungsgemäß
eingesetzte Lösungsvermittler IIa/b ausgetauscht
gegenüber einem Lösungsvermittler der allgemeinen Formel I, in
der der Rest R₁ einen C₁₂-Rest bedeutet.
Das Gemisch ist im Temperaturbereich von -5°C bis +50°C
blank-flüssig.
Das Wirkstoffgemisch des erfindungsgemäßen Beispiels 2 wird
dadurch variiert, daß anstelle des Lösungsvermittlers der Formel
IIa/b ein Diethanolaminderivat der allgemeinen Formel I eingesetzt
wird, in dem der Rest R₁ einen C₁₂-Rest bedeutet.
Auch dieses Gemisch ist von -5°C bis +50°C blank-flüssig.
Das Schaumbildungsverhalten einiger der vorher beschriebenen
Tensidgemischen wird bestimmt.
In einem doppelwandigen 2-l-Meßzylinder werden 300 ml einer
1%igen wäßrigen Natronlauge auf 20 bzw. 65°C temperiert. Nun
gibt man 0,5 ml eines Konzentrats, wie in den Beispielen 1 und 2
bzw. in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 beschrieben, dazu und
pumpt die Flotte mit 4 l/min. ein.
Nach 30 Sekunden dosiert man 1 ml einer 1%igen wäßrigen Lösung
des Triethanolaminsalzes von Tetrapropylenbenzolsulfonat in
die Flotte und bestimmt nach weiteren 30 Sekunden das entstandene
Volumen, das durch Flüssigkeit und Schaum gebildet wird.
Die 30-Sekunden-Bestimmungen (Dosierung/Ablesung) behält man
solange bei, bis die Tensidlösung im Meßzylinder auf 2000 ml
aufgeschäumt ist.
Claims (4)
1. Verwendung von Diethanolaminderivaten der allgemeinen
Formeln I, IIa und/oder IIb
in der R₁ und R₂ geradkettige und/oder verzweigte Alkyl-
und/oder Alkenylreste mit 8 bis 14 C-Atomen für R₁ und 9 bis
17 C-Atomen für R₂ und r, s, t, u, v, w, ganze Zahlen von 1
bis 3 bedeuten als Lösungsvermittler für Tenside
beziehungsweise Tensidgemische auf Basis wasserlöslicher
und/oder wasseremulgierbarer Polyalkylenglykolether
längerkettiger Alkohole bei deren Einsatz in schaumarmen
Reinigungsmitteln im Bereich niederer Temperaturen und/oder
saurer pH-Werte.
2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lösungsvermittler der allgemeinen Formeln I, IIa
und/oder IIb in Mengen bis 150 Gewichtsprozent, vorzugsweise
in Mengen von etwa 5 bis 100 Gewichtsprozent - jeweils
bezogen auf schaumarme Tenside - zum Einsatz kommen.
3. Ausführungsform nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diethanolaminderivate zur Lösungsvermittlung
für Polyethylenglykolether der Formel II
R₃-O-(CH₂CH₂O) n -R₄ (III)zum Einsatz kommen, in der R₃ einen geradkettigen oder verzweigten
Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R₄ einen Alkylrest mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und
n eine Zahl von 7 bis 12 bedeuten.
4. Ausführungsform nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diethanolaminverbindungen in Tensidgemischen
eingesetzt werden, die tensidische Komponenten der
Formeln IV, V und VI gemäß den nachfolgenden Angaben
enthalten:
- a) 20 bis 80 Gewichtsprozent an Polyethylenglykolethern der
allgemeinen Formel IV
R₅-O-(CH₂CH₂O) p -R₆ (IV)in der
R₅ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest oder Alkenylrest mit 8 is 18 C-Atomen,
R₆ einen Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen und p eine Zahl von 3 bis 7 bedeuten, - b) 10 bis 40 Gewichtsprozent Alkylpolyalkylenglykol-Mischether
der allgemeinen Formel V
in der
R₇ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen,
x eine Zahl von 1 bis 3 und
y eine Zahl von 3 bis 6 bedeuten, sowie - c) 0 bis 40 Gewichtsprozent Alkyl-(poly)-propylenglykolether
der allgemeinen Formel VI
in der
R₈ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 16 bis 22 C-Atomen und
z eine Zahl von 1 bis 3 bedeuten.
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