DE4300087A1 - Blockcopolymere als Schaumregulatoren in Wasch- oder Reinigungsmitteln - Google Patents
Blockcopolymere als Schaumregulatoren in Wasch- oder ReinigungsmittelnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Propylenglykolether- und gegebe
nenfalls Ethylenglykolether-Einheiten enthaltenden Blockcopolymeren als
Schaumregulatoren in tensidhaltigen Wasch- und/oder Reinigungsmitteln, ein
schütt- und rieselfähiges, partikelförmiges Schauminhibierungsmittel ent
haltend wasserlösliches oder wasserdispergierbares Trägermaterial und da
ran adsorbiertes Blockcopolymer, sowie Verfahren zur Herstellung derarti
ger Blockcopolymere als auch derartiger partikelförmiger Schauminhi
bierungsmittel.
In wäßrigen Reinigungsflotten, wie sie bei der üblichen Waschbehandlung in
Waschmaschinen, insbesondere in Haushaltstrommelwaschmaschinen, auftreten,
ist die Regulierung der Schaumentwicklung unerläßlich, da sowohl zu star
kes Schäumen als auch das völlige Fehlen von Schaum dem gewünschten Wasch
erfolg nicht zuträglich ist. Es fehlt daher nicht an Vorschlägen zur Lö
sung des Problems der übermäßigen Schaumentwicklung von Waschmitteln. Bis
her sind die Silikon-Entschäumungsmittel, die aus in der Regel flüssigen
Polysiloxanen mit Alkyl- oder Arylsubstituenten und feinteiliger Kiesel
säure bestehen, bezogen auf die benötigte Einsatzmenge, als wirksamste
Schaumregulatoren bekannt geworden. Polysiloxane sind jedoch bei bekannt
guter Entschäumerwirkung vergleichsweise aufwendig in der Herstellung und
besitzen den Nachteil, daß sie insbesondere in neuerer Zeit oft als in
ihrer biologischen Abbaubarkeit nicht völlig befriedigend empfunden wer
den. Auch silikonfreie Schaumregulierungsmittel sind bekannt. So wird zum
Beispiel in der europäischen Patentschrift EP 87 233 ein Verfahren zur
Herstellung eines schwachschäumenden Waschmittels beschrieben, bei dem
Gemische aus einer öligen beziehungsweise wachsartigen Substanz und Bis
amiden auf ein Trägerpulver, insbesondere ein sprühgetrocknetes tensid
haltiges Waschmittel aufgetragen werden. Die ölige beziehungsweise wachs
artige Substanz kann zum Beispiel aus Vaseline mit einem Schmelzpunkt von
20°C bis 120°C bestehen. Bei dieser Art der Konfektionierung, nämlich
dem Aufsprühen des Mittels auf das sprühgetrocknete, tensidhaltige Wasch
mittel besteht die Gefahr, daß sich das Herstellungsverfahren nachteilig
auf die Lagerbeständigkeit der Schaumregulierungskomponente auswirkt mit
dem Ergebnis, daß deren Aktivität mit zunehmender Lagerzeit abnimmt. Um
ihre Wirkung zu steigern und gleichzeitig die erforderliche Anwendungskon
zentration herabzusetzen, werden diesen Entschäumern häufig weitere Schaum
inhibitoren zugesetzt, insbesondere die bekannten Polysiloxane oder Poly
siloxan-Kieselsäure-Gemische. Weitere schaumregulierte Waschmittel sind
aus den europäischen Patentschriften EP 75 433 und EP 94 250 bekannt. Dort
beschriebene Schaumregulierungsmittel enthalten jedoch ebenfalls Silikone
und kommen aus den genannten Gründen nicht in Betracht. Aus der deutschen
Offenlegungsschrift DT 28 57 155 sind Waschmittel mit einem Schaumregu
lierungsmittel bekannt, das hydrophobes Siliziumdioxid und ein Gemisch aus
festen und flüssigen Kohlenwasserstoffen, gegebenenfalls im Gemisch mit
Fettsäureestern, enthält. Durch den hohen Gehalt an bei Raumtemperatur
flüssigem Kohlenwasserstoff von 22,5 Gew.-% bis etwa 98 Gew′-% besteht bei
derartigen Schaumregulierungsmitteln die Gefahr des Verklumpens. Aus der
deutschen Offenlegungsschrift DE 34 00 008 sind Schaumregulierungsmittel,
enthaltend Paraffinwachsgemische und hydrophobierte Kieselsäure, gegebenen
falls in Kombination mit verzweigtkettigen Alkoholen, bekannt. Pulver
förmige Entschäumer, die ein flüssiges Gemisch aus höhermolekularen, ver
zweigtkettigen Alkoholen mit hydrophobierter Kieselsäure in Kombination
mit einem wasserunlöslichen Wachs an einem wasserlöslichen, pulverförmigen
Träger enthalten, sind aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 31 15 644
bekannt. In der europäischen Patentanmeldung EP 309 931 wurden Schaumre
gulierungsmittel beschrieben, welche ein relativ aufwendiges Gemisch aus
Paraffinwachs und mikrokristallinem Paraffinwachs enthalten.
Alle derartigen Mittel weisen bei der in neuerer Zeit immer mehr Bedeutung
gewinnenden maschinellen Wäsche im Niedrigtemperaturbereich in manchen
Fällen eine als unzureichend empfundene Entschäumerleistung auf und lassen
sich nicht immer befriedigend lagerstabil in pulverförmige Wasch- oder
Reinigungsmittel einarbeiten.
Die Aufgabe bestand demnach in der Bereitstellung eines silikonfreien
Schaumregulators, der sich in Form eines rieselfähigen Schaumregulierungs
mittels konfektionieren läßt und in Wasch- und Reinigungsmitteln einge
setzt über einen breiten Temperaturbereich wirksam ist, das heißt im Kalt
waschbereich, bei mittleren Waschtemperaturen und auch im Kochwaschbereich
eine störende Schaumentwicklung unterdrückt. Weiterhin soll sowohl der
Schaumregulator als auch das diesen enthaltende Schaumregulierungsmittel
im Gemisch mit üblichen Waschmittelbestandteilen lager- und wirkungsstabil
bleiben und keine nachteiligen Auswirkungen auf das Behandlungsgut und die
Umwelt ausüben.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß dieses Problem durch bestimmte
Blockcopolymere aus hydrophoben Polypropylenglykoletherblöcken und gegebe
nenfalls hydrophilen Polyethylenglykoletherblöcken, die über Ester- oder
Urethaneinheiten verknüpft sind, gelöst werden kann. Unter Propylenglykol
ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl das 1,2- als auch
das 1,3-Propylenglykol als auch deren Mischungen zu verstehen. Vorzugswei
se werden allerdings Blockcopolymere mit 1,2-Propylenglykol als alleinigem
Propylenglykolgehalt erfindungsgemäß eingesetzt.
Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung von Glykolether-Einhei
ten enthaltenden Blockcopolymeren, welche erhältlich sind durch Umsetzung
von Polypropylenglykol mit einer Molmasse im Bereich von 1000 bis 8000 und
gegebenenfalls Polyethylenglykol mit einer Molmasse im Bereich von 200 bis
8000 mit Diisocyanaten und/oder Dicarbonsäuren mit jeweils 2 bis 44 C-Ato
men, als Schaumregulatoren in tensidhaltigen Wasch- und/oder Reinigungs
mitteln.
Vorzugsweise werden solche Blockcopolymere verwendet, die durch Umsetzung
von Diisocyanat und/oder Dicarbonsäure mit dem Glykol beziehungsweise den
Glykolen im molaren Verhältnis von Hydroxylgruppen zu Carbonylgruppen von
1 : 1 bis 2 : 1, insbesondere 1,1 : 1 bis 1,9 : 1, erhältlich sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden Blockco
polymere verwendet, die durch Umsetzung von Diisocyanat und/oder Dicarbon
säure mit einem Gemisch aus Polypropylenglykol und Polyethylenglykol er
hältlich sind, in dem das molare Verhältnis von Polyethylenglykol zu Poly
propylenglykol bis zu 1 : 1, insbesondere von 0,1 : 1 bis 0,9 : 1, beträgt.
Derartige Blockcopolymere enthalten die Blöcke ([-C3H6O]a-X)n- und
([-C2H4O]b-X)o-, in denen sich die Zahlen a beziehungsweise b aus den Mol
gewichten des Polypropylenglykols beziehungsweise Polyethylenglykols erge
ben und im Fall des Ethoxylierungsgrades b auch 0 betragen können, X eine
Bisacyl- oder Bisurethan-Gruppierung, n eine Zahl größer 0 und o eine Zahl
von mindestens 0 bedeuten. Bei den wie oben durch ihr Herstellverfahren
charakterisierten erfindungsgemäß verwendbaren Polymeren bilden die Anzahl
dieser Blöcke im Polymer, das molekulare Verhältnis der Blöcke zueinander
sowie die Größen n und o ein komplexes, nur schwer in einer allgemeinen
Formel zu veranschaulichendes System.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein körniges, rieselfähiges
Schaumregulierungsmittel, das 0,5 Gew.-% bis 30 Gew.-% eines erfindungs
gemäß zu verwendenden Blockcopolymeren adsorbiert an 70 Gew.-% bis
99,5 Gew.-% eines körnigen, im wesentlichen anorganischen phosphatfreien
Trägermaterials enthält.
Bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Blockcopolynieren handelt es sich
um Substanzen mit Ester- und/oder Urethangruppen, die durch Umsetzung von
Polypropylenglykolen, gegebenenfalls im Gemisch mit Polyethylenglykolen,
mit Diisocyanaten und/oder Dicarbonsäuren erhältlich sind. Vorzugsweise
handelt es sich um solche Verbindungen, die durch Umsetzung von 1 Molequi
valent Diisocyanat und/oder Dicarbonsäure mit 1 Molequivalenten bis 2 Mol
equivalenten, insbesondere 1,1 Molequivalenten bis 1,9 Molequivalenten
Polypropylenglykol und bis zu 1 Molequivalent, insbesondere 0,05 Molequi
valenten bis 0,9 Molequivalenten Polyethylenglykol erhältlich sind. Beson
ders bevorzugt sind im Falle der Urethan-Blockcopolymere solche, die durch
Umsetzung der Glykole mit Diisocyanaten in Molverhältnissen OH : NCO von 1 : 1
bis 1,5 : 1 erhältlich sind. Das molare Verhältnis von Polypropylenglykol zu
Polyethylenglykol beträgt vorzugsweise 0,1 : 1 bis 0,9 : 1, insbesondere 0,2 : 1
bis 0,8 : 1. Dabei weist Polyethylenglykol vorzugsweise ein Molekulargewicht
von 500 bis 2000 und Polypropylenglykol vorzugsweise ein Molekulargewicht
von 500 bis 2000 auf.
In den obenstehend wiedergegeben Formeln der Blöcke steht X für eine Bis
acyl- oder eine Bisurethan-Gruppierung, wie sie durch formale Kondensation
mit zwei Molequivalenten eines Alkohols aus einer Dicarbonsäure oder durch
formale Addition zweier Molequivalente eines Alkohols aus einem Diisocya
nat hervorgeht. Die Bisacylgruppen enthalten insgesamt 2 bis 44, vorzugs
weise 2 bis 12 C-Atome, die zwischen den Acyl- beziehungsweise den Iso
cyanatenden als Alkylen-, Alkenylen- oder Arylen-Gruppierung angeordnet
sein können. Unter den erfindungsgemäß zu verwendenden Blockcopolymeren
sind die formalen Abkömmlinge von linearen α,w-Dicarbonsäuren und von zwei
fach carboxylsubstituierten Aromaten besonders bevorzugt. Erfindungsgemäß
brauchbar sind demnach insbesondere die Esterderivate der Oxalsäure, Malon
säure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure,
Korksäure, Azelainsäure, Brassylsäure, Pthalsäure, Isopthalsäure, Ter
epthalsäure, und deren Gemische. Erfindungsgemäß besonders brauchbare
Blockcopolymere, in denen X eine Bisurethan-Gruppierung bedeutet, sind
neben von den gegebenenfalls alkylsubstituierten Alkylendiisocyanaten,
beispielsweise Trimethylhexamethylendiisocyanat, die von Isophorondi
isocyanat, ortho-, meta- und para-Phenylendiisocyanat, den Methylendi
phenyldiisocyanaten, den Methylendicyclohexyldiisocyanaten, den Toluylen
diisocyanaten, den Xylylendiisocyanaten und den Tetramethylxylylendiiso
cyanaten sowie deren Gemischen ableitbaren Verbindungen. Brauchbar sind
auch die durch Reaktion genannter Diisocyanate beziehungsweise Dicarbon
säuren mit genannten Diolen in Molverhältnissen von etwa 2 : 1 erhältlichen
isocyanatgruppenterminierten beziehungsweise carbonsäuregruppenterminier
ten Umsetzungsprodukte. Besonders bevorzugt sind wegen ihrer exzellenten
Entschäumerleistung die von 2,4- oder 2,6-Toluylendiisocyanat ableitbaren
erfindungsgemäß zu verwendenden Blockcoplymere.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polymere erfolgt vor
zugsweise durch Umsetzung von Polypropylenglykolen und gegebenenfalls Poly
ethylenglykolen mit difunktionellen Isocyanaten oder difunktionellen Car
bonsäuren beziehungsweise reaktiven Carbonsäurederivaten, beispielsweise
Anhydriden oder Saurechloriden, in den obengenannten Molverhaltnissen,
gewünschtenfalls unter Zusatz von sauren Katalysatoren, bei Temperaturen
von 20°C bis 140°C und gewünschtenfalls in einem unter den Reaktions
bedingungen inerten Losungsmittel. Der Einsatz der niederen Alkylester von
Carbonsäuren, insbesondere ihrer Methyl- oder Ethylester, unter vorzugs
weise sauren Umesterungsbedingungen, ist gleichfalls möglich. Zur Her
stellung von erfindungsgemäß zu verwendenden Blockcopolymeren, welche so
wohl Polyethylen- wie auch Polypropylengruppierungen enthalten, ist auch
die Umsetzung zuvor hergestellter polyethoxylierter Polypropylenglykole
mit den genannten difunktionellen Verbindungen möglich. Die Herstellung
von bestimmten Polyglykolestern ist beispielsweise in der US-amerikani
schen Patentschrift US 2 950 310 beschrieben.
Die erfindungsgemäße Verwendung kann in ihrer einfachsten Form dadurch er
reicht werden, daß ein oben beschriebenes Blockcopolymer einer ohne diesen
Zusatz zu unerwünscht starkem Schäumen neigenden Wasch- oder Reinigungs
flotte in Substanz, gelöst in einem vorzugsweise wassermischbaren organi
schen Lösungsmittel oder in wäßriger Suspension zugesetzt wird. Vorzugs
weise werden die erfindungsgemäß zu verwendenden Blockcopolymere jedoch in
Form von körnigen, rieselfähigen Schaumregulierungsmitteln, welche die ge
nannten Blockcopolymere enthalten, verwendet.
Das phosphatfreie Trägermaterial zur Konfektionierung der erfindungsgemäß
zu verwendenden Blockcopolymere zu einem rieselfähigen, insbesondere für
den Einsatz in pulverförmigen Wasch- und Reinigungsmitteln geeigneten
Schaumregulierungsmittel weist eine körnige Struktur auf und besteht aus
wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Verbindungen, in erster Linie
aus anorganischen und gegebenenfalls zusätzlichen organischen Salzen, die
für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln geeignet sind. In Frage
kommen neben üblichen Neutralsalzen, beispielsweise Alkalisulfaten oder
Alkalichloriden, insbesondere übliche Waschalkalien, beispielsweise Al
kalicarbonate oder -silikate, anorganische Buildersubstanzen, beispiels
weise Alumosilikate, Schichtsilikate, beispielsweise Bentonite, und an
organische Bleichmittel auf Sauerstoffbasis, beispielsweise Alkaliperborate
oder -percarbonate, wobei insbesondere die letztgenannten Bleichmittel in
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaumregulierungsmittels als
Trägermaterial beziehungsweise Bestandteil des Trägermaterials bevorzugt
sind. Gemische aus anorganischen und organischen Salzen können vielfach
mit Vorteil verwendet werden, wobei organische Trägermaterialien vorzugs
weise nicht über 20 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 2 Gew.-% bis
15 Gew.-%, jeweils bezogen auf gesamtes Trägermaterial, in diesem enthal
ten sind. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaum
regulierungsmittels enthält das Trägermaterial vorzugsweise sowohl Alkali
carbonat als auch Alkalisilikat. In diesem Fall enthält das Trägermaterial
vorzugsweise 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% Alkalicarbonat, bis zu 70 Gew.-% Al
kalisulfat, bis zu 50 Gew.-% Alkalialumosilikat und 10 Gew.-% bis
50 Gew.-% Alkalisilikat, kann jedoch zusätzlich weitere wasserlösliche
oder wasserunlösliche, wasserdispergierbare Stoffe enthalten. Zu den zu
sätzlich verwendbaren Materialien gehören insbesondere Alkalichloride und
Schichtsilikate, beispielsweise Bentonit. Bei dem Alkalisilikat handelt es
sich vorzugsweise um eine Verbindung mit einem Molverhältnis Alkalioxid zu
SiO2 von 1 : 1,5 bis 1 : 3,5. Die Verwendung derartiger Silikate resultiert in
besonders guten Korneigenschaften, insbesondere hoher Abriebsstabilität
und dennoch hoher Auflösungsgeschwindigkeit in Wasser. Zu den im Trägerma
terial für die erfindungsgemäßen Schaumregulierungsmittel brauchbaren Alu
mosilikaten gehören insbesondere die Zeolithe, beispielsweise Zeolith NaA
und NaX. Als organische Komponenten des Trägermaterials kommen zum Bei
spiel Stärke, Acetate, Tartrate, Citrate, Succinate, Carboxymethylsucci
nate sowie die Alkalisalze von Aminopolycarbonsäuren, wie NTA oder EDTA,
Hydroxyalkanphosphonate und Aminoalkanpolyphosphonate in Frage, wie 1-
Hydroxyethan-1,1-diphosphonat, Ethylendiaminotetramethylenphosphonat und
Diethylentriaminpentamethylenphosphonat. Brauchbar sind ferner wasserlös
liche Salze von polymeren beziehungsweise copolymeren Carbonsäuren, bei
spielsweise Polyacrylate und Mischpolymerisate aus Acrylsäure und Malein
säure. Bevorzugtes Alkalimetall in den genannten Alkalisalzen ist dabei in
allen Fällen Natrium.
Das Trägermaterial kann darüber hinaus als organische Komponente filmbil
dende Polymere, beispielsweise Polyethylenglykole, Polyvinalalkohole,
Polyvinylpyrrolidone und Cellulosederivate, enthalten. Brauchbare Cellu
loseether sind insbesondere Alkalicarboxymethylcellulose, Methylcellulose,
Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und sogenannte Cellulosemischether,
wie zum Beispiel Methylhydroxyethylcellulose und Methylhydroxypropylcellu
lose, sowie deren Mischungen. Vorzugsweise werden Mischungen aus Natrium-
Carboxymethylcellulose und Methylcellulose eingesetzt, wobei die Carboxy
methylcellulose üblicherweise einen Substitutionsgrad von 0,5 bis 0,8 Car
boxymethylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit und die Methylcellulose einen
Substitutionsgrad von 1,2 bis 2 Methylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit
aufweist. Die Gemische enthalten vorzugsweise Alkalicarboxymethylcellulose
und nichtionischen Celluloseether in Gewichtsverhältnissen von 80 : 20 bis
40 : 60, insbesondere von 75 : 25 bis 50 : 50. Derartige Celluloseethergemische
können in fester Form oder als wäßrige Lösungen verwendet werden, die in
üblicher Weise vorgequollen sein können.
Die erfindungsgemäßen Schaumregulierungsmittel können, vorzugsweise nicht
mehr als 10 Gew.-% und insbesondere von 0,5 Gew.-% bis 3,5 Gew.-%, Tensid
enthalten. Unter Tensiden sind oberflächenaktive Verbindungen mit hydro
phobem Molekülteil und hydrophilen anionischen, ampholytischen, zwitter
ionischen, kationischen und nichtionischen Gruppen zu verstehen, die in
wäßriger Lösung oder Dispersion eine reinigende beziehungsweise emulgie
rende Wirkung entfalten. Tenside sind normalerweise die schaumverur
sachenden Bestandteile von Wasch- und Reinigungsflotten. Um so mehr muß
überraschen, daß diese schäumenden Bestandteile in den erfindungsgemäßen
Schaumregulierungsmitteln enthalten sein können, ohne daß die Wirksamkeit
der Mittel beeinträchtigt wird. Der hydrophobe Molekülteil von Tensiden
besteht im allgemeinen aus einem Kohlenwasserstoffrest beziehungsweise
einem substituierten Kohlenwasserstoffrest oder einem in Wasser schwer
löslichen Polyglykoletherrest, zum Beispiel einem Polypropylenglykol- be
ziehungsweise Polybutylenglykol-Etherrest. Vorzugsweise enthalten die er
findungsgemäßen Schaumregulierungsmittel synthetische anionische Tenside
vom Sulfat- oder Sulfonat-Typ, insbesondere Alkylbenzolsulfonate und/oder
Alkylsulfate, weil diese im Rahmen der anschließend beschriebenen Herstel
lung der Schaumregulierungsmittel über wäßrige Dispersionen der Blockcopo
lymere eine besonders gute Dispergierung der Blockcopolymere ermöglichen.
Dabei sind Tensidgehalte von bis zu 30 Gew.-%, insbesondere von 5 Gew.-%
bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf erfindungsgemäß zu verwendendes Block
copolymer, bevorzugt.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Schaumregulierungsmittels kann
durch Aufbringen des flüssigen, gegebenenfalls auf über Raumtemperatur er
wärmten Blockcopolymeren auf das körnige Trägermaterial erfolgen, bei
spielsweise durch sukzessives Zumischen, insbesondere als Spray, zu dem
Trägermaterial. Dabei ist sowohl der separate Einsatz von oben genannten
einzelnen Trägermaterial-Bestandteilen möglich als auch von zuvor aus
diesen erzeugten Trägerkörnern. Das Trägerkorn, welches in üblicher Weise
durch Granulation oder durch Sprühtrocknen einer wäßrigen Aufschlämmung
der Trägermaterialien erzeugt werden kann, wird dabei durch Mischorgane
oder durch Fluidisierung in Bewegung gehalten, um eine gleichmäßige Be
ladung des Trägermaterials zu gewährleisten. Die dafür verwendeten Sprüh
mischer können kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden.
Im Rahmen des eben beschriebenen Herstellungsverfahrens ist auch der Ein
satz einer wäßrigen Dispersion des erfindungsgemäß zu verwendenden Block
copolymers möglich, die vorzugsweise ein oben aufgeführtes filmbildendes
Polymer und/oder Tensid als Dispergierhilfsmittel enthält. Je nach Wasser
gehalt der Dispersion und Wasserbindevermögen des verwendeten Trägerma
terials kann diese Vorgehensweise die anschließende Trocknung, beispiels
weise mittels üblicher Wirbelschichttrockner, des entstehenden Schaumregu
lierungsmittels notwendig machen.
Die Herstellung des Schaumregulierungsmittels erfolgt in einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausgestaltung derart, daß man die Trägermaterialien in
Wasser löst beziehungsweise aufschlämmt, das erfindungsgemäß zu verwenden
de Blockcopolymer darin dispergiert und diesen Slurry anschließend sprüh
trocknet. Der Dispersion wird vorzugsweise ein wasserlöslicher Disper
sionsstabilisator in Form eines Tensids und/oder in Wasser quellfähigen
Polymeren zugesetzt, da die erfindungsgemäß zu verwendenden Blockcopoly
mere im wäßrigen Slurry im allgemeinen nicht oder nur wenig löslich sind.
Beispiele für brauchbare in Wasser quellfähige Polymere sind die genannten
Celluloseether, Homo- und Copolymere von ungesättigten Carbonsäuren, wie
Acrylsäure, Maleinsäure und copolymerisierbaren Vinylverbindungen, wie
Vinylether, Acrylamid und Ethylen. Der Zusatz an derartigen als Disper
sionsstabilisatoren wirkenden Verbindungen in der wäßrigen Aufschlämmung
beträgt vorzugsweise nicht über 5 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis
3 Gew.-%, bezogen auf das entstehende Schaumregulierungsmittel. Der Wasser
gehalt des Slurries kann je nach Art beziehungsweise Löslichkeit des
Trägermaterials 30 Gew.-% bis 60 Gew.-% betragen. Das Sprühtrocknen der
Dispersion kann in im Prinzip bekannter Weise in dafür vorgesehenen An
lagen, sogenannten Sprühtürmen, mittels heißer, in Gleichstrom oder Gegen
strom geführter Trocknungsgase erfolgen.
Ein erfindungsgemäßes Schaumregulierungsmittel besteht vorzugsweise aus
Partikeln mit Korngrößen nicht über 2 mm, insbesondere von 0,1 mm bis
1,6 mm. Es weist vorzugsweise ein Schüttgewicht im Bereich von 300 Gramm
pro Liter bis 1100 Gramm pro Liter, insbesondere von 450 Gramm pro Liter
bis 900 Gramm pro Liter auf. Vorzugsweise wird es zur Herstellung von pul
verförmigen Wasch- oder Reinigungsmitteln verwendet, wobei als weiterer
Vorteil der erfindungsgemäßen Schaumregulierungsmittel ihre gering notwen
dige Einsatzmenge bei guter Entschäumerleistung zu bemerken ist. So ge
lingt es, die Entschäumerleistung üblicher Silikon-Entschäumer sowohl in
der maschinellen Niedrigtemperaturwäsche bei 30°C bis 60°C als auch in
der Hochtemperaturwäsche bei etwa 90°C mit weniger als gewichtsgleichen
Mengen, bezogen auf Aktivsubstanz, der erfindungsgemäßen Schaumregu
lierungsmittel auf Basis der erfindungsgemäß zu verwendenden Blockcopoly
mere zu erreichen.
Polypropylenglykol (PPG) und Polyethylenglykol (PEG) in den in der nach
folgenden Tabelle 1 angegebenen Gewichtsverhältnissen, Bernsteinsäurean
hydrid in der Menge, daß das Equivalentverhältnis von Hydroxylgruppen zu
Carbonylgruppen 1,2 betrug, und ein saurer Katalysator (0,1 Gew.-% Swed
cat(R) 3, bezogen auf die Reaktanden) wurden in siedendem Xylol unter
azeotroper Entfernung des Reaktionswassers bis zum Verschwinden der Säure
zahl miteinander umgesetzt und das Xylol anschließend im Vakuum abgezogen.
Man erhielt die blockcopolymeren Ester E1 und E2 als hochviskose farblose
Flüssigkeiten.
Es wurden die in den nachfolgenden Tabellen 2 bis 5 angegebenen Poly
ethylenglykole (PEG, die angegebene Zahl bedeutet das Molekulargewicht),
Polypropylenglykole (PPG, die angegebene Zahl bedeutet das Molekularge
wicht) und Diisocyanate zu den blockcopolymeren Urethanen U1 bis U20 um
gesetzt. In den Tabellen sind für die Polyglykole die eingesetzten Ge
wichtsteile angegeben; für die Diisocyanat-Komponente ist die jeweils das
Equivalentgewichtsverhältnis bezüglich der Alkoholkomponenten (Verhältnis
OH : NCO) angegeben.
Die Bestimmung der Entschäumerleistung von Blockcopolymeren gemäß Bei
spiel 1 erfolgte nach der Freifall-Kreislaufmethode. Dabei durchfiel eine
im Kreis gepumpte, auf 60°C temperierte Waschflotte (500 ml), mit 4 g
eines entschäumerfreien Universalwaschmittels (enthaltend 6 Gew.-% Alkyl
benzolsulfonat, 2 Gew.-% Alkylsulfat, 3,5 Gew.-% Fettalkylpolyethoxylat,
1,5 Gew.-% Seife, 20 Gew.-% Zeolith Na-A, 10 Gew.-% Natriumcarbonat,
3 Gew.-% Natriumsilikat, 3,5 Gew.-% Na-Polycarboxylat, 20 Gew.-% Natrium
perborat, 1,5 Gew.-% TAED, 0,3 Gew.-% Protease, Rest auf 100 Gew.-% Na
triumsulfat und Wasser) und die in der nachfolgenden Tabelle 6 angegebene
Blockcopolymer-Konzentration eine Strecke von 40 cm. In Tabelle 6 sind die
Zeiten (in Sekunden) bis zum Aufbau von 1000 ml Schaum angegeben. Je
länger diese Zeiten sind, umso besser ist die schaumregulierende Wirkung
des Blockcopolymers. Dabei war weitgehend unerheblich, ob die Blockcopoly
mere in Substanz oder auf Trägermaterialien absorbiert (getestet wurden
Natriumcarbonat, Zeolith Na-A, Stärke, teilhydrolysierte Stärke und eine
Natriumsulfat/Natriumcarbonat/Natriumsilikat/Carboxymethylcellulose/-Methyl
cellulose-Kombination) eingesetzt wurden.
In Tabelle 7 sind die bei der oben beschriebenen Freifall-Kreislaufmethode
gebildeten Schaummengen (in ml) in Abhängigkeit von der Zeit angegeben. Es
wurden jeweils Blockcopolymere in Konzentrationen von 0,5 Gew.-% in der
Flotte eingesetzt.
Durch einfaches Vermischen von jeweils 1 Gew.-% Teil der Blockcopolymeren
E1, E2 sowie U1 bis U20 mit jeweils 10 Gew.-% Teilen pulverförmigem Na
triumsulfat wurden körnige Schaumregulierungsmittel erhalten. Diese wurde
in schauminhibitorfreie Universalwaschmittelrezepturen eingearbeitet und
zeigten unter Anwendungsbedingungen in einer haushaltsüblichen Waschma
schine bei Konzentrationen von 1 Gew.-% bis 4 Gew.-%, bezogen auf gesamtes
Waschmittel, Entschäumerleistungen, die denen eines handelsüblichen Sili
kon-Schauminhibitors (gewichtsgleich bezogen auf Aktivsubstanz eingesetzt)
in keinem Fall nachstanden.
Claims (15)
1. Verwendung von Glykolether-Einheiten enthaltenden Blockcopolymeren,
welche erhältlich sind durch Umsetzung von Polypropylenglykol mit
einer Molmasse im Bereich von 1000 bis 8000 und gegebenenfalls Poly
ethylenglykol mit einer Molmasse im Bereich von 200 bis 8000 mit Di
isocyanaten und/oder Dicarbonsäuren mit jeweils 2 bis 44 C-Atomen, als
Schaumregulatoren in tensidhaltigen Wasch- und/oder Reinigungsmitteln.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockco
polymer durch Umsetzung von Diisocyanat und/oder Dicarbonsäure mit dem
Glykol beziehungsweise den Glykolen im molaren Verhältnis von Hydroxyl
gruppen zu Carbonylgruppen von 1 : 1 bis 2 : 1, insbesondere 1,1 : 1 bis
1,9 : 1, erhältlich ist.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Blockcopolymer durch Umsetzung von Diisocyanat und/oder Dicarbonsäure
mit einem Gemisch aus Polypropylenglykol und Polyethylenglykol erhält
lich ist, in dem das molare Verhältnis von Polyethylenglykol zu Poly
propylenglykol bis zu 1 : 1, insbesondere von 0,1 : 1 bis 0,9 : 1, beträgt.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet
daß das Blockcopolymer aus Polyethylenglykol mit einem Molekularge
wicht von 500 bis 2000 und Polypropylenglykol mit einem Molekularge
wicht von 500 bis 2000 erhältlich ist.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Blockcopolymer durch Umsetzung von Diisocyanaten mit einem
Gemisch aus Polypropylenglykol und Polyethylenglykol im molaren Ver
hältnis OH : NCO von 1 : 1 bis 1,5 : 1 erhältlich ist.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blockcopolymeren aus einem Gemisch aus Polypropylenglykol und
Polyethylenglykol erhältlich sind, in dem zumindest ein Teil, insbe
sondere nicht mehr als 50 Mol-% und besonders bevorzugt 5 Mol-% bis
20 Mol-% des Polypropylenglykols und/oder des Polyethylenglykols durch
längerkettige aliphatische vicinale Diole mit 10 bis 20 C-Atomen, ins
besondere 12 bis 18 C-Atomen, und/oder a,w-Diole mit 3 bis 22 C-Atomen
ersetzt ist.
7. Verfahren zur Herstellung der gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zu
verwendenden Blockcopolymere durch Umsetzung von Polypropylenglykolen
und gegebenenfalls Polyethylenglykolen mit difunktionellen Isocyanaten
und/oder difunktionellen Carbonsäuren beziehungsweise reaktiven Car
bonsäurederivaten, gewünschtenfalls unter Zusatz von sauren Kataly
satoren, bei Temperaturen von 20°C bis 140°C und gewünschtenfalls in
einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als difunktio
nelle reaktive Carbonsäurederivate Anhydride, Säurechloride und/oder
niedere Alkylester von Dicarbonsäuren, insbesondere Dimethyl- und/oder
Diethylester, eingesetzt werden.
9. Körniges, rieselfähiges Schaumregulierungsmittel, enthaltend einen
Entschäumerwirkstoff und ein im wesentlichen anorganisches phosphat
freies Trägermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es
0,5 Gew.-% bis 30 Gew.-% eines Blockcopolymers, welches erhältlich ist
durch Umsetzung von Polypropylenglykol mit einer Molmasse im Bereich
von 1000 bis 8000 und gegebenenfalls Polyethylenglykol mit einer Mol
masse im Bereich von 200 bis 8000 mit Diisocyanaten und/oder Dicar
bonsäuren mit jeweils 2 bis 44 C-Atomen,
adsorbiert an
70 Gew.-% bis 99,5 Gew.-% eines körnigen, phosphatfreien und wasser
löslichen oder wasserdispergierbaren Trägermaterials,
enthält.
10. Mittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 Gew.-% bis
25 Gew.-%, insbesondere 2 Gew.-% bis 12 Gew.-% Blockcopolymer und
75 Gew.-% bis 99 Gew.-%, insbesondere 88 Gew.-% bis 98 Gew.-% Träger
material enthält.
11. Mittel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trägermaterial Waschalkalien, insbesondere Alkalicarbonat und/oder Al
kalisilikat, Buildersubstanzen, insbesondere Alumosilikat, Schicht
silikat, insbesondere Bentonit, und/oder anorganisches Bleichmittel
auf Sauerstoffbasis, insbesondere Alkaliperborat oder -percarbonat,
enthält.
12. Verfahren zur Herstellung eines körnigen Schaumregulierungsmittels ge
mäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man,
gewünschtenfalls bei Temperaturen oberhalb von Raumtemperatur, das
Blockcopolymer auf das in Bewegung gehaltene körnige Trägermaterial
aufbringt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man eine ge
wünschtenfalls unter Verwendung eines Dispergierhilfsmittels herge
stellte wäßrige Suspension beziehungsweise Dispersion des Blockcopoly
meren einsetzt und das entstehende Schaumregulierungsmittel gegebenen
falls einem anschließenden Trocknungsschritt unterwirft.
14. Verfahren zur Herstellung eines körnigen Schaumregulierungsmittels ge
mäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man in
einer wäßrigen Lösung oder Aufschlämmung des Trägermaterials das Block
copolymer, gegebenenfalls unter Zusatz eines Dispergierhilfsmittels,
insbesondere eines in Wasser löslichen beziehungsweise quellfähigen
Polymeren, dispergiert und die Dispersion sprühtrocknet.
15. Verwendung eines körnigen Schaumregulierungsmittels gemäß einem der
Ansprüche 9 bis 11 zur Herstellung von pulverförmigen Wasch- oder Rei
nigungsmitteln.
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