DE4116406A1

DE4116406A1 - Verwendung von dialkylethern als schaumregulatoren

Info

Publication number: DE4116406A1
Application number: DE19914116406
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Jeschke; Karl Dr Schmid; Fritz Dr Lange; Karin Koren
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1991-05-18
Filing date: 1991-05-18
Publication date: 1992-11-19
Also published as: CA2103465A1; EP0587593A1; WO1992020768A1; JPH06507654A

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Dialkylethern als Schaumregulatoren für schaumarme Reinigungsmittel sowie Mittel, die diese Dialkylether als Schaumregulatoren enthalten.

Schaumarme Reinigungsmittel für die Verwendung in Gewerbe und In dustrie, insbesondere für die Reinigung von Metall-, Glas- und Keramikoberflächen enthalten im allgemeinen schaumregulierende Zusätze, die in der Lage sind, einer unerwünschten Schaumentwick lung entgegenzuwirken. Die Mitverwendung der schaumdrückenden Hilfsmittel ist meist dadurch bedingt, daß die von den Substraten abgelösten und in den Reinigungsbädern sich ansammelnden Verun reinigungen als Schaumbildner wirken. Darüberhinaus können auch die Reinigungsmittel Bestandteile, beispielsweise anionische Tenside enthalten, die unter den vorgegebenen Arbeitsbedingungen zu unerwünschter Schaumbildung Anlaß geben.

Üblicherweise wird dem Problem der unerwünschten Schaumbildung Ab hilfe verschafft, indem man den Reinigungsmitteln Paraffin- oder Siliconöle als Entschäumer zusetzt. Diese Maßnahme führt zwar zu einer zufriedenstellenden Schaumreduzierung, im Hinblick auf ihre mangelhafte biologische Abbaubarkeit kommen Schaumregulatoren dieses Typs für Anwendungszwecke, bei denen die Abwässer geklärt und in Oberflächengewässer entlassen werden, nicht in Betracht.

Aus den deutschen Patentanmeldungen DE 33 15 951 A1 und DE 39 28 602 A1 sind Entschäumer für schaumarme Reinigungsmittel auf der Basis von endgruppenverschlossenen Polyethylenglycolethern sowie gegebenenfalls Alkylglykosiden bekannt. Diese Mittel sind zwar im Hinblick auf ihre schaumregulierende Wirkung und biologische Ab baubarkeit zufriedenstellend, lassen sich jedoch unter alkalischen Bedingungen gemeinhin nur schwer formulieren.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, neue Schaumregula toren für schaumarme Reinigungsmittel zu entwickeln, die frei von den geschilderten Nachteilen sind.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Dialkylethern der Formel (I),

R¹-O-R² (I)

in der R¹ und R² unabhängig voneinander für aliphatische, lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 22 Kohlenstoff atomen und 0 oder 1 Doppelbindung stehen, gegebenenfalls zusammen mit nichtionischen Tensiden, als Schaumregulatoren für schaumarme Reinigungsmittel.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Dialkylether der genannten Art im Vergleich zu Paraffinölen eine praktisch gleich gute, teilweise sogar überlegene schaumregulierende Wirkung aufweisen. Die Stoffe sind zudem auch in hochalkalischer Lösung chemisch stabil, vollständig biologisch abbaubar und können ohne Schwie rigkeiten mit weiteren nichtionischen Tensiden formuliert werden.

Dialkylether stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlä gigen Methoden der präparativen organischen Chemie zugänglich sind. Bei der bekannten WILLIAMSON′schen Ethersynthese kann man beispielsweise von Fettalkoholen ausgehen, die in Gegenwart von Alkalihydroxiden mit Alkylchloriden umgesetzt werden.

Dialkylether, die erfindungsgemäß verwendet werden können, folgen der Formel (I), in der R¹ und R² unabhängig voneinander für ali phatische, lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 Doppelbindung stehen. Be sonders günstige schaumregulierende Eigenschaften weisen Dialkyl ether der Formel (I) auf, in der R¹ und R² unabhängig voneinander für Alkylreste mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen stehen.

Typische Beispiele hierfür sind Di-n-hexylether, Di-2-ethylhexyl ether, Hexyloctylether, Di-n-decylether, Di-n-laurylether, Di-n myristylether, Lauryl-myristylether, Di-n-cetylether, Cetyl-stea rylether, Di-n-oleylether, Di-n-stearylether und Stearyloleyl ether. Bevorzugt ist die Verwendung von Di-n-octylether.

Die Dialkylether können den schaumarmen Reinigungsmitteln in Men gen von 0,1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - zugesetzt werden.

Unter schaumarmen Reinigungsmitteln sind dabei beispielsweise Mittel für die maschinelle Reinigung von Milch- und Bierflaschen, die Reinigung von Metalloberflächen im Bereich des Automobilbaus oder für die CIP-Reinigung (cleaning-in-place) zu verstehen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft Schaumregulatoren für schaumarme Reinigungsmittel, enthaltend

a) Dialkylether der Formel (I), R¹-O-R² (I)in der R¹ und R² unabhängig voneinander für aliphatische, li neare oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 Doppelbindung stehen, und
b) mindestens ein nichtionisches Tensid ausgewählt aus der Grup pe, die gebildet wird von Anlagerungsprodukten von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an Fettalkohole, Anlagerungsprodukten von Ethylenoxid an Guerbetalkohole, Mischethern und Alkyl und/ oder Alkenylglykosiden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, zur Schaumregu lierung von schaumarmen Reinigungsmitteln solche Schaumregulatoren einzusetzen, die als Komponente a) Dialkylether der Formel (I) enthalten, in der R¹ und R² unabhängig voneinander für Alkylreste mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und insbesondere für zwei n-Octyl reste stehen.

Unter Anlagerungsprodukten von Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettalkohole, die die Komponente b) ausmachen können, kommen nichtionische Tenside in Betracht, die nach an sich bekannten großtechnischen Verfahren durch Anlagerung von durchschnittlich bis 10 Mol Ethylenoxid und/oder 1 bis 10 Mol Propylenoxid an ein Mol eines Fettalkohols mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen erhalten werden. Bevorzugt ist die Verwendung von solchen Fettalkoholpoly glycolethern, die

- Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 10 Mol Propy lenoxid und 2 bis 7 Mol Ethylenoxid an 1 Mol eines Fettalko hols mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen,
- Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 10 Mol Propy lenoxid an 1 Mol eines Fettalkohols mit 8 bis 18 Kohlenstoff atomen und/oder
- Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 5 Mol Ethylen oxid an 1 Mol eines Fettalkohols mit 8 bis 20 Kohlenstoffato men

darstellen. Die Alkylenoxidaddukte können dabei sowohl eine kon ventionelle "breite", als auch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.

Als nichtionische Tenside, die die Komponente b) darstellen, kom men ferner Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 5 Mol Ethylenoxid an 1 Mol eines Guerbetalkohols mit 16 bis 20 Kohlen stoffatomen in Betracht. Bei den Guerbetalkoholen handelt es sich um bekannte verzweigte primäre Alkohole, die durch alkalisch katalysierte Eigenkondensation linearer primärer Alkohole mit beispielsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen entstehen (Soap, Cosm., Chem. Spec. 52 81987).

Unter Mischethern, die sich ebenfalls als Komponente b) eignen, sind Stoffe der Formel (II) zu verstehen,

R³O-(CH₂CH₂O)_nR⁴ (II)

in der R³ für einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, R⁴ für einen Alkylrest mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest und n für Zahlen von 4 bis 30 steht. Die Herstellung der Mischether ist beispielsweise in der Deutschen Patentanmeldung DE 37 44 535 A1 beschrieben. Bevorzugt sind solche Mischether, bei denen R⁵ für einen Butylrest und n für Zahlen von 4 bis 10 oder R⁵ für einen Dodecylrest und n für Zahlen von 25 bis 30 steht.

Alkyl- und/oder Alkenylglykoside, die erfindungsgemäß als nicht ionische Tenside gemeinsam mit den Dialkylethern verwendet werden können, folgen der Formel (III),

R⁵O[Z]_m (III)

in der R⁵ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 Doppelbindung Z für eine Gly kose Einheit, die sich von einem Zucker mit 5 oder 6 Kohlenstoff atomen ableitet und m für Zahlen von 1 bis 10 steht. Bevorzugt sind Alkylglykoside, bei denen sich R⁵ von einem Kokosalkylrest mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableitet, da diese zu ihrer schauminhibierenden auch noch eine lösungsvermittelnde Wirkung aufweisen.

Alkyl- und/oder Alkenylglykoside stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Chemie zugänglich sind. Verfahren zu ihrer Herstellung gehen bei spielsweise von Glucose oder Stärke aus, die entweder direkt oder über die Zwischenstufe der Butylglykoside mit Alkoholen umgesetzt werden (US 35 47 828, US 38 39 318, DE 37 23 826 A1).

Die Alkyl- oder Alkenylglykoside der Formel (III) können sich von Aldosen oder Ketosen ableiten. Wegen der höheren Reaktivität und der technischen Verfügbarkeit kommen primär die Glykoside der re duzierend wirkenden Saccharide und insbesondere der Glucose in Betracht. Die als Ausgangsstoffe bevorzugt einzusetzenden Alkyl und/oder Alkenylglykoside sind daher die Alkyl- und/oder Alkenyl glucoside.

Der Index m in Formel (III) gibt den Oligomerisierungsgrad, d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während m in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte m = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert m für ein bestimmtes Alkyl- oder Alkenylglykosid eine analytische ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenylglykoside mit einem mittleren Oligomeri sierungsgrad m von 1 bis 3 verwendet. Besonders bevorzugt sind solche Alkyl- und/oder Alkenylglykoside, deren Oligomerisie rungsgrad kleiner als 1,5 ist und insbesondere zwischen 1,1 und 1,4 liegt.

Die Schaumregulatoren können die Komponente a) und die Summe der Komponenten b) im Gewichtsverhältnis 90:10 bis 10:90, vor zugsweise 80:20 bis 20:80 und insbesondere 30:70 bis 50:50 enthalten. Die Einsatzmenge kann 0,1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% - bezogen auf die schaumarmen Reinigungsmittel - betragen.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele

In den nachfolgenden Beispielen wurde die Schaumregulierung nach einer Prüfmethode ermittelt, die wie folgt beschrieben wird:

In einem doppelwandigen 2-l-Meßzylinder wurden 300 ml einer 1 gew.-%igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung auf 20°C temperiert. Die Lösung wurde mit jeweils 0,1 ml der schaumregulierenden Rezepturen A bis D versetzt. Mit Hilfe einer Schlauchpumpe wurde die Flüs sigkeit mit einer Umwälzgeschwindigkeit von 4 l/min umgepumpt. Dabei wurde die Prüfflotte ca. 5 mm über dem Boden des Meßzyliners mittels eines 55 cm langen Glasrohres (Innendurchmesser 8,5 mm, Außendurchmesser 11 mm), das mit der Pumpe über einen 1,6 m langen Siliconschlauch verbunden war, angesaugt und über ein zweites Glasrohr (Länge 20 cm), das an der 2000-ml-Marke des Meßzylinders angebracht war, in freinem Fall zurückgeführt.

Als Testschäumer diente eine 1 gew.-%ige wäßrige Lösung des Tri thanolaminsalzes von Tetrapropylenbenzolsulfonat. Diese wurde in Abständen von jeweils einer Minute in Mengen von jeweils 1 ml der in Umwälzung befindlichen Flotte zudosiert. Das entstehende Ge samtvolumen von Schaum wurde bestimmt; die Ergebnisse sind in Tab. 2 zusammengefaßt.

Die schaumregulierende Wirkung der Rezepturen ist umso besser, je größer die Testschaummenge ist, die zugegeben werden kann, bis das Gesamtvolumen aus Flüssig- und Schaumphase die 2000-ml-Markierung am Meßzylinder erreicht.

Tabelle 1

Zusammensetzung der Rezepturen

Angaben in Gew.-%

Die Rezepturen B und D sind erfindungsgemäß, die Rezepturen A und C dienen dem Vergleich.

Tabelle 2

Messungen zur Schauminhibierung (T=20°C)

Claims

1. Verwendung von Dialkylethern der Formel (I), R¹-O-R² (I)in der R¹ und R² unabhängig voneinander für aliphatische, li neare oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 Doppelbindung stehen, gegebe nenfalls zusammen mit nichtionischen Tensiden, als Schaumre gulatoren für schaumarme Reinigungsmittel.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Dialkylether der Formel (I) einsetzt, in der R¹ und R² unab hängig voneinander für Alkylreste mit 6 bis 10 Kohlenstoff atomen stehen.

3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß man Di-n-octylether einsetzt.

4. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß man die Dialkylether den schaumarmen Reinigungsmitteln in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - zusetzt.

5. Schaumregulatoren für schaumarme Reinigungsmittel enthaltend

a) Dialkylether der Formel (I), R¹-O-R² (I)in der R¹ und R² unabhängig voneinander für aliphatische, lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 Doppelbindung stehen, und
b) mindestens ein nichtionisches Tensid ausgewählt aus der Gruppe, die gebildet wird von Anlagerungsprodukten von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an Fettalkohole, Anla gerungsprodukten von Ethylenoxid an Guerbetalkohole, Mischether und Alkyl- und/oder Alkenylglykosiden.

6. Schaumregulatoren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente b) Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 10 Mol Propylenoxid und 2 bis 7 Mol Ethylenoxid an 1 Mol eines Fettalkohols mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen einsetzt.

7. Schaumregulatoren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch ge kennzeichnet, daß man als Komponente b) Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 10 Mol Propylenoxid an 1 Mol eines Fettalkohols mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen einsetzt.

8. Schaumregulatoren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente b) Anla gerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 5 Mol Ethylenoxid an 1 Mol eines Fettalkohols mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen einsetzt.

9. Schaumregulatoren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente b) Anla gerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 5 Mol Ethylenoxid an 1 Mol eines Guerbetalkohols mit 16 bis 20 Kohlenstoffatomen einsetzt.

10. Schaumregulatoren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente b) Mischether der Formel (II) einsetzt, R³O-(CH₂CH₂O)_nR⁴ (II)in der R³ für einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, R⁴ für einen Alkylrest mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest und n für Zahlen von 4 bis 30 steht.

11. Schaumregulatoren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente b) Alkyl und/oder Alkenylglykoside der Formel (III) einsetzt, R⁵O[Z]_m (III)in der R⁵ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 Doppelbindung Z für eine Glykose Einheit, die sich von einem Zucker mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen ableitet und m für Zahlen von 1 bis 10 steht.

12. Schaumregulatoren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis zwi schen der Komponente a) und der Summe der Komponenten b) in den Mitteln 90:10 bis 10:90 beträgt.

13. Schaumregulatoren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mittel in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% - bezogen auf die schaumarmen Reinigungsmit tel - einsetzt.