EP0489777B1 - Alkalistabile antischaummittel - Google Patents
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- EP0489777B1 EP0489777B1 EP90912683A EP90912683A EP0489777B1 EP 0489777 B1 EP0489777 B1 EP 0489777B1 EP 90912683 A EP90912683 A EP 90912683A EP 90912683 A EP90912683 A EP 90912683A EP 0489777 B1 EP0489777 B1 EP 0489777B1
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- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
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- C11D1/721—End blocked ethers
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- C11D3/34—Organic compounds containing sulfur
- C11D3/3418—Toluene -, xylene -, cumene -, benzene - or naphthalene sulfonates or sulfates
Definitions
- the invention relates to the use of selected mixtures of end-capped and on the other hand not end-capped polyethylene glycol ethers as alkali-stable and homogeneously formulated foam-suppressing additives in low-foam detergents in aqueous, highly concentrated alkali solutions.
- the active substance mixtures according to the invention are particularly suitable as anti-foaming agents for bottle cleaning and for so-called cleaning-in-place (CIP) cleaning.
- CIP cleaning-in-place
- the invention aims to provide tools of the type mentioned which combine high effectiveness with physiological harmlessness and biodegradability.
- the invention is also based on the object to enable optimization of the performance profile of the auxiliaries used in practical use, on the one hand, but on the other hand to provide selected polyethylene glycol ethers of the type mentioned, which ensures improved formulation of these auxiliaries in commercially available concentrate form.
- foam-suppressing aids is mostly due to the fact that the detached from the substrates and in the cleaning baths accumulating impurities act as foaming agents.
- the cleaning agents themselves can also contain constituents which give rise to undesirable foaming under the given working conditions.
- anionic surfactants are widely used anionic surfactants.
- DE-OS 38 00 493 (D 8113) describes the use of polyethylene glycol ethers of the general formula (I) given above, but now in this formula R 1 is a straight-chain or branched alkyl or alkenyl radical having 20 to 28 carbon atoms, R2 is an alkyl radical with 4 to 8 carbon atoms and n is a number from 6 to 20.
- R 1 is a straight-chain or branched alkyl or alkenyl radical having 20 to 28 carbon atoms
- R2 is an alkyl radical with 4 to 8 carbon atoms
- n is a number from 6 to 20.
- the crucial modification here is the use of longer chain residues R 1.
- These end group-capped polyglycol ethers are also characterized by high alkali and acid stability. Their foam-preventing effect in alkaline and neutral cleaning liquors is specified in the Strengthens the senses, moreover they also meet the legal requirements for biodegradability.
- nonionic surfactants based on polyglycol ether compounds cannot easily be incorporated into aqueous, strongly alkaline formulations. They easily form a separate phase from the aqueous phase and therefore require the use of solubilizers.
- Known effective solubilizers, especially especially for strongly alkaline cleaning formulations, are alkyl mono- and / or oligoglucosides, which must also be a preferred class of substances in the given context for ecological reasons.
- EP-A2-0 202 638 describes a liquid cleaning concentrate for strongly alkaline cleaning formulations consisting of end group-capped fatty alcohol glycol ether compounds with mixed oligoalkoxide residues together with a combination of three solubilizers which are intended to ensure homogeneous formulation in strongly alkaline aqueous solutions.
- One of these solubilizers used is alkyl mono- and / or alkyl polyglucosides with 8 to 12 carbon atoms in the alkyl radical and 1 to 6 glucose units. Also in US Pat. No.
- an alkaline detergent concentrate for washing bottles is an aqueous concentrate containing 10 to 35% by weight of alkali metal hydroxide, 10 to 50% by weight of a mixture of a polyoxypropylene-polyoxyethylene condensate, an etherified ethoxylated alcohol and one Alkylglucosids described. It is a disadvantage, particularly in the context of this last-mentioned teaching, that these preparations foam too much during practical use, in particular through the use of the alkylglucoside. In addition, phase separations occur at high alkali contents.
- the teaching of the present invention is based on the task, by fine tuning and optimizing the selection of the polyethylene glycol ether compounds used, to obtain mixtures which are distinguished by particularly high-quality effects when used as anti-foaming agents, and this effect optimization both at comparatively low temperatures - So, for example, in the range of about 20 ° C - as well as at the elevated temperatures usually used in practice in the range of about 60 to 70 ° C.
- the invention further aims to enable the formulation of these auxiliaries in strongly alkaline, highly concentrated aqueous solutions to form single-phase systems. This single-phase formulability should be ensured over the temperature range that is essential in practice, for example from about 20 to 70 ° C.
- the teaching of the invention is based on the knowledge that the joint use of two structurally similar but not structurally identical polyethylene glycol compounds in cooperation with the alkyl glucosides leads to the desired optimization if at the same time the constitutional features defined below for the construction of the respective type of polyethylene glycol ether -Connections are observed.
- compounds of the general formula (II) in which the R5O- radical is derived from alkanols or alkanol mixtures which, for determining the R1O- radical, are derived from the general formula ( I) have previously been defined as subclasses (2a), (2b), (2c) and / or (2d).
- compounds of the general formula (II) can also be used here which are derived from 2-butyloctanol-1, 2-butyldecanol-1 and / or 2-hexyloctanol-1 with respect to their radical R5O-.
- the active ingredients or active ingredient mixtures for (2) and (3) of the general formulas (I) and (II) are present together with the alkylglucosides. If desired, the active ingredient components to numbers (4) - d. H. the end group-capped polyethylene glycol ether compounds of the general formula (III) -, alkali metal salts of cumene sulfonate and / or xylene sulfonate and also deionized water.
- the reaction takes place, for example, at temperatures from 200 to 300 ° C. and leads to branched Guerbet alcohols which have branching in the 2 position to the hydroxyl group.
- the invention predominantly or preferably exclusively uses straight-chain fatty alcohols for the preparation of the 2-branched Guerbet alcohols and ultimately for the synthesis of the compounds of the general formula (I). It is known that fatty alcohols of natural origin have at least largely predominantly even chain lengths, so that their 2-branched Guerbet alcohol with 18 C atoms cannot be obtained as a uniform condensation product of only one selected fatty alcohol via their dimerization.
- the necessary dimerization of a mixture of the two fatty alcohols with 8 and 10 C atoms leads to the isomer mixture of the 18 C Guerbet alcohol from 2-hexyldodecanol-1 and 2-octyldecanol-1.
- the condensation products of the two alcohols used arise with themselves, ie the 2-hexyldecanol-1 from the octanol used and the 2-octyldodecanol-1 from the decanol used.
- end group-capped - but also those not capped with end groups - fatty alcohol polyglycol ethers of the formula (I) or of the formula (II) are prepared in accordance with the specifications of DE-OS 33 15 951. This is advantageously done the fatty alcohols of higher carbon number described above with ethylene oxide in a molar ratio of 1: 5 to 1: 9 or 1: 2 to 1: 5 ⁇ m and, if desired, then etherify the hydroxyl groups present in the reaction product obtained.
- the reaction with ethylene oxide takes place under the known alkoxylation conditions, preferably in the presence of suitable alkaline catalysts.
- the etherification of the free hydroxyl groups is preferably carried out under the known conditions of Williamson's ether synthesis using straight-chain or branched C4- to C8-alkyl halides.
- the n-butyl radical for the radical R2 from the general formula (I) is of particular importance in the course of the inventive action. Examples of such a final etherification are accordingly n-butyl halides such as n-butyl chloride.
- the invention is not limited to this. Further examples are amyl halides, hexyl halides and the higher alkyl halides in the range mentioned.
- Compounds of the general formula (III) are prepared analogously.
- alkyl halide and alkali in a stoichiometric excess, for example from 10 to 50%, over the hydroxyl groups to be etherified.
- the cleaning agents in which the partially end-capped polyglycol ether mixtures of the invention are used can contain the constituents customary in such agents, such as wetting agents, builders and complexing agents, alkalis or acids, corrosion inhibitors and optionally also organic solvents.
- the surfactants used are non-ionic surface-active compounds of the polyglycol ether type which are obtained by adding ethylene oxide to alcohols, in particular fatty alcohols, alkylphenols, fatty amines and carboxamides, and anionic surfactants such as alkali metal, amine and alkylolamine salts of fatty acids, alkylsulfuric acids, alkylsulfonic acids and alkylbenzenesulfonic acids Consideration.
- alcohols in particular fatty alcohols, alkylphenols, fatty amines and carboxamides
- anionic surfactants such as alkali metal, amine and alkylolamine salts of fatty acids, alkylsulfuric acids, alkylsulfonic acids and alkylbenzenesulfonic acids Consideration.
- the cleaning agents can be builders and complexing agents, in particular alkali metal orthophosphates, polymer phosphates, silicates, borates, carbonates, polyacrylates and gluconates, as well as citric acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, 1-hydroxyalkane-1,1-diphosphonic acid and ethylenediphosphonic acid and ethylene Phosphonoalkane polycarboxylic acids, e.g. B. phosphonobutane tricarboxylic acid and alkali metal salts of these acids.
- Highly alkaline cleaning agents especially those for bottle cleaning, contain considerable amounts of caustic alkali in the form of sodium and / or potassium hydroxide.
- the cleaning agents can contain organic solvents, for example alcohols, gasoline fractions and chlorinated hydrocarbons as well as free alkylolamines.
- storage-stable active ingredient mixtures which are foamable and preferably liquid in the temperature range from about 20 to 60 ° C. and which, for example, contain 5 to 30% by weight of the active ingredient concentrates from the components ( 1) to (3) and, if desired, additionally (4) to (6) together with 70 to 95% by weight of concentrated aqueous alkali metal hydroxide solutions.
- These alkali hydroxide solutions can be aqueous sodium and / or potassium hydroxide solutions with an alkali hydroxide content of at least 30% by weight, in particular at least 40% by weight.
- Suitable is, for example, aqueous approximately 50% sodium hydroxide solution as the main part of a formulation according to the invention, which is stable in storage up to approximately 70 ° C. as a homogeneously clear aqueous solution.
- polyglycol ether mixtures to be used according to the invention give effective effects even in low concentrations.
- Such detergents are preferred in such quantities added that their concentration in the ready-to-use solutions is approximately in the range of 50 to 500 ppm.
- the foam attenuation of the additives selected according to the invention - and, in comparison, structurally similar additives but not within the scope of the invention - is determined using a test method which is described as follows:
- the defoaming effect is tested under the following conditions: 300 ml of a 1% strength by weight aqueous sodium hydroxide solution are heated to 20 ° C. or 65 ° C. in a double-walled 2 liter measuring cylinder. 0.1 ml of the defoaming surfactant to be determined is added to this solution. With the help of a peristaltic pump, the liquid is circulated at a rate of 4 l / min. pumped around. The test liquor is approx.
- a 1% by weight aqueous solution of the triethanolamine salt of tetrapropylene benzene sulfonate is used as the test foam. This is metered in at intervals of one minute in amounts of 1 ml each of the liquor in circulation. The resulting total volume of foam and liquid is determined.
- the foam-inhibiting effect of the surfactant material used in each case is all the better the longer the period of time required to reach the 2000 ml mark in the measuring cylinder due to the total volume of the liquid and foam phases.
- the respective are corresponding Numerical values for this time are given in minutes or in ml of test foamers.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft die Verwendung ausgewählter Gemische von einerseits Endgruppen-verschlossenen und andererseits nicht mit Endgruppen-verschlossenen Polyethylenglykolethern als alkalistabile und in wäßrigen hochkonzentrierten Alkalilösungen homogen formulierbare schaumdrückende Zusätze in schaumarmen Reinigungsmitteln. Die erfindungsgemäßen Wirkstoffgemische eignen sich insbesondere als Antischaummittel für die Flaschenreinigung und für die sogenannte Cleaning-in-Place-(CIP)-Reinigung. Die Erfindung will dabei Hilfsmittel der genannten Art zur Verfügung stellen, die hohe Wirksamkeit mit physiologischer Unbedenklichkeit und biologischer Abbaubarkeit vereinigen. Die Erfindung geht darüber hinaus von der Aufgabe aus, einerseits eine Optimierung des Leistungsprofils der eingesetzten Hilfsmittel im praktischen Einsatz zu ermöglichen, andererseits aber ausgewählte Polyethylenglykolether der angesprochenen Art zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Formulierbarkeit dieser Hilfsstoffe in handelsüblicher Konzentratform sicherstellt.
- Schaumarme Reinigungsmittel für die Verwendung in Gewerbe und Industrie, insbesondere für die Reinigung von Metall-, Glas- und Keramik-Oberflächen enthalten im allgemeinen schaumdrückende Zusätze, die in der Lage sind, einer unerwünschten Schaumentwicklung entgegenzuwirken. Diese Mitverwendung der schaumdrückenden Hilfsmittel ist meist dadurch bedingt, daß die von den Substraten abgelösten und in den Reinigungsbädern sich ansammelnden Verunreinigungen als Schaumbildner wirken. Aber auch die Reinigungsmittel selbst können Bestandteile enthalten, die unter den vorgegebenen Arbeitsbedingungen zu unerwünschter Schaumbildung Anlaß geben. Ein Beispiel hierfür sind die in weitem Umfang eingesetzten Aniontenside.
- Eine Klasse hochwirksamer und gleichzeitig biologisch abbaubarer Entschäumungshilfsmittel ist in der DE-OS 33 15 951 beschrieben. Geschildert wird dort die Verwendung von Endgruppen-verschlossenen Polyethylenglykolethern der Formel (I) R₁O-(CH₂CH₂O)-R₂, wobei in dieser Formel R₁ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest oder Alkenylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, R₂ einen Alkylrest mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und n eine Zahl von 7 bis 12 bedeuten. In der Praxis besonders bewährt hat sich ein Produkt dieser Art, in der der Rest R₁ ein Fettalkoholrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und R₂ den n-Butylrest bedeuten, wobei n für die Zahl 10 steht.
- Durch eine leichte Strukturvariation der genannten Fettalkoholpolyethylenglykolether ist es möglich, ein insbesondere verbessertes Arbeiten im niedrigeren Temperaturbereich, beispielsweise also im Bereich der Raumtemperatur oder bei nur schwach erhöhten Temperaturen zu erschließen. In der DE-OS 38 00 493 (D 8113) wird die Verwendung von Polyethylenglykolethern der zuvor angegebenen allgemeinen Formel (I) beschrieben, wobei jetzt aber in dieser Formel R₁ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 20 bis 28 C-Atomen, R₂ einen Alyklrest mit 4 bis 8 C-Atomen und n eine Zahl von 6 bis 20 bedeuten. Die entscheidende Abwandlung liegt hier in der Verwendung längerkettiger Reste R₁. Auch diese Endgruppenverschlossenen Polyglykolether zeichnen sich durch eine hohe Alkali- und Säurestabilität aus. Ihre schaumverhindernde Wirkung in alkalischen und neutralen Reinigungsflotten ist im angegebenen Sinne verstärkt, darüber hinaus erfüllen auch sie die gesetzlichen Anforderungen an die biologische Abbaubarkeit.
- Es ist bekannt, daß sich nichtionische Tenside auf Basis von Polyglykolether-Verbindungen nicht ohne weiteres in wäßrige, stark alkalische Formulierungen einarbeiten lassen. Sie bilden leicht eine von der wäßrigen getrennte Phase und bedürfen daher der Mitverwendung von Lösungsvermittlern. Bekannte wirkungsvolle Lösungsvermittler, insbesondere gerade auch für stark alkalische Reinigungsformulierungen sind Alkylmono- und/oder Oligoglucoside, die auch aus ökologischen Gründen heraus eine bevorzugte Stoffklasse im hier gegebenen Sachzusammenhang sein müssen.
- So beschreibt die EP-A2-0 202 638 ein flüssiges Reinigungskonzentrat für stark alkalische Reinigungsformulierungen bestehend aus Endgruppen-verschlossenen Fettalkoholglykolether-Verbindungen mit gemischten Oligoalkoxidresten zusammen mit einer Kombination von drei Lösungsvermittlern, die die homogene Formulierung in wäßrigen stark alkalischen Lösungen sicherstellen sollen. Der eine dieser mitverwendeten Lösungsvermittler sind Alkylmono- und/oder Alkylpolyglucoside mit 8 bis 12 C-Atomen im Alkylrest und 1 bis 6 Glukoseeinheiten. Auch in der US-PS 4,240,921 wird als alkalisches Waschmittelkonzentrat für die Flaschenwäsche ein wäßriges Konzentrat, enthaltend 10 bis 35 Gew.-% Alkalimetallhydroxid, 10 bis 50 Gew.-% einer Mischung eines Polyoxypropylen-polyoxyethylen-Kondensats, eines veretherten ethoxylierten Alkohols und eines Alkylglucosids beschrieben. Nachteilig ist insbesondere im Rahmen dieser zuletzt genannten Lehre, daß diese Zubereitungen bei der praktischen Anwendung insbesondere durch die Mitverwendung des Alkylglucosids zu stark schäumen. Zudem treten bei hohen Alkaligehalten Phasentrennungen auf.
- Die Lehre der vorliegenden Erfindung geht von der Aufgabe aus, durch eine Feinabstimmung und Optimierung in der Auswahl der eingesetzten Polyethylenglykolether-Verbindungen zu Stoffmischungen zu kommen, die sich durch besonders hochwertige Wirkungen bei ihrer Verwendung als Antischaummittel auszeichnen und dabei diese Wirkungsoptimierung sowohl bei vergleichsweise niederen Temperaturen - also beispielsweise im Bereich von etwa 20 °C - als auch bei den in der Praxis üblicherweise angewandten erhöhten Temperaturen im Bereich von etwa 60 bis 70 °C zugänglich werden lassen. Die Erfindung will weiterhin die Formulierung dieser Hilfsmittel in stark alkalischen, hochkonzentrierten wäßrigen Lösungen zu einphasigen Systemen ermöglichen. Dabei soll diese einphasige Formulierbarkeit über den in der Praxis wesentlichen Temperaturbereich, beispielsweise also von etwa 20 bis 70 °C gewährleistet sein.
- Die Lehre der Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, daß der gemeinsame Einsatz zweier strukturähnlicher, jedoch nicht strukturidentischer Polyethylenglykol-Verbindungen im Zusammenwirken mit den Alkylglucosiden dann zu der angestrebten Optimierung führt, wenn gleichzeitig die im nachfolgenden definierten Konstitutionsmerkmale für den Aufbau des jeweiligen Typs der Polyethylenglykolether-Verbindungen eingehalten werden.
- Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend die Verwendung eines gegebenenfalls Wasser in begrenzten Mengen enthaltenden Wirkstoffgemisches aus (Gew.-% jeweils bezogen auf Wirkstoffgemisch)
- 1. 5 bis 30 Gew.-% Alkylglucoside auf Basis von C₆₋₁₂-Fettalkoholen mit einem Glucosidierungsgrad von etwa 1 bis 2
- 2. 5 bis 70 Gew.-% Endgruppen-verschlossener Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
R₁O-(CH₂CH₂O)n-R₂ (I)
in der sich der Rest R₁O- von 2-verzweigten geradzahligen Alkanolen mit 16 bis 20 C-Atomen ableitet, der Rest R₂ einen Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen und n eine Zahl von 5 bis 9 bedeuten - 3. 5 bis 70 Gew.-% nicht Endgruppen-verschlossener Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (II)
R₅O-(CH₂CH₂O)z-H (II)
in der sich der Rest R₅O- von 2-verzweigten geradzahligen Alkanolen mit 12 bis 20 C-Atomen ableitet und z eine Zahl von 2 bis 5 ist,
sowie gewünschtenfalls - 4. 0 bis 70 Gew.-% Endgruppen-verschlossener Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (III)
R₃O-(CH₂CH₂O)m-R₄ (III)
in der R₃ einen linearen Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen oder einen verzweigten Alkylrest mit 8 bis 14 C-Atomen, R₄ einen Alkylrest mit 4 bis 10 C-Atomen und m eine Zahl von 5 bis 15 bedeuten, - 5. 0 bis 5 Gew.-% Alkali-Cumolsulfonat und/oder Alkali-Xylolsulfonat sowie
- 6. 0 bis 70 Gew.-% deionisiertes Wasser
- Die Polyethylenglykolether-Verbindungen der Wirkstoffklasse (2) sind ausgewählte, Endgruppen-verschlossene Vertreter der hier betroffenen Stoffklasse. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung leiten sich diese Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bezüglich ihres Restes R₁O- von wenigstens einer der nachfolgenden Unterklassen ab:
- (2a) 2-Hexyldecanol-1
- (2b) 2-Octyldodecanol-1
- (2c) Gemische von (2a) und (2b), wobei Gemische mit 40 bis 70 Mol-% 2-Hexyldecanol-1 und 60 bis 30 Mol-% 2-Octyldodecanol-1 bevorzugt sein können
- (2d) Gemische aus
10 bis 100 Mol-% eines äquimolaren Isomerengemisches aus 2-Hexyldodecanol-1 und 2-Octyldecanol-1
0 bis 90 Mol-% 2-Hexyldecanol-1
0 bis 50 Mol-% 2-Octyldodecanol-1 - Die nicht Endgruppen-verschlossenen Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (II), d. h. die Wirkstoffkomponenten zu (3) lassen bezüglich der Definition ihres Restes R₅O- eine etwas breitere Fassung zu. In Betracht kommen hier als Einsatzmaterial die 2-verzweigten geradzahligen Alkanole mit 12 bis 20 C-Atomen und damit insbesondere einer oder mehrere der folgenden Verbindungen:
- C12 2-Butyloctanol-1
- C14 Gemisch aus 2-Butyldecanol-1 und 2-Hexyloctanol-1
- C16 2-Hexyldecanol-1
- C18 Gemisch aus 2-Hexyldodecanol-1 und 2-Octyldecanol-1
- C20 2-Octyldodecanol-1
- In einer besonderen Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, als Wirkstoffkomponente zu (3) Verbindungen der allgemeinen Formel (II) einzusetzen, in denen sich der Rest R₅O- von Alkanolen bzw. Alkanolgemischen ableitet, die zur Bestimmung des Restes R₁O- aus der allgemeinen Formel (I) zuvor als Unterklassen (2a), (2b), (2c) und/oder (2d) definiert worden sind. Zusätzlich können hier - wie angegeben - aber auch solche Verbindungen der allgemeinen Formel (II) Verwendung finden, die bezüglich ihres Restes R₅O- von 2-Butyloctanol-1, 2-Butyldecanol-1 und/oder 2-Hexyloctanol-1 abgeleitet sind.
- Die Wirkstoffe bzw. Wirkstoffgemische zu (2) und (3) der allgemeinen Formeln (I) und (II) liegen nach der Lehre der Erfindung zusammen mit den Alkylglucosiden vor. Gewünschtenfalls werden die Wirkstoffkomponenten zu den Ziffern (4) - d. h. die Endgruppen-verschlossenen Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (III) -, Alkalisalze von Cumolsulfonat und/oder Xylolsulfonat sowie deionisiertes Wasser mitverwendet.
- Charakteristisch ist für die Erfindung die Verwendung der Wirkstoffkomponenten zu (2) und (3) gemeinsam mit den Alkylglucosiden. Zur Auswahl dieser erfindungsgemäßen Hilfsstoffe mit Tensidcharakter, gleichzeitig aber stark schaumdrückender Wirkung gilt das folgende:
Bei der Feinabstimmung der vielgestaltigen Anforderungen der Praxis an schaumdrückende Zusätze der hier betroffenen Art hat sich gezeigt, daß Stoffgemische der erfindungsgemäß definierten Art dann besonders wertvoll sind, wenn verzweigte Alkanole von der Art der Guerbet-Alkohole hier die Grundsubstanz bilden. Alkohole dieser Art entstehen bekanntlich durch Kondensation von Fettalkoholen niedrigerer Kohlenstoffzahl in Gegenwart von Alkali, z. B. Kaliumhydroxid oder Kaliumalkoholat. Die Reaktion läuft beispielsweise bei Temperaturen von 200 bis 300 °C ab und führt zu verzweigten Guerbet-Alkoholen, die die Verzweigung in 2-Stellung zur Hydroxylgruppe aufweisen. In einer besonderen Ausführungsform will dabei die Erfindung überwiegend oder bevorzugt ausschließlich geradkettige Fettalkohole zur Herstellung der 2-verzweigten Guerbet-Alkohole und letztlich dann zur Synthese der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) einsetzen. Fettalkohole natürlichen Ursprungs haben bekanntlich wenigstens weitaus überwiegend geradzahlige Kettenlängen, so daß über ihre Dimerisierung der 2-verzweigte Guerbet-Alkohol mit 18 C-Atomen nicht als einheitliches Kondensationsprodukt nur eines ausgewählten Fettalkohols erhalten werden kann. Die hier notwendige Dimerisierung eines Gemisches der beiden Fettalkohole mit 8 und 10 C-Atomen führt zu dem Isomerengemisch des 18 C-Guerbet-Alkohols aus 2-Hexyldodecanol-1 und 2-Octyldecanol-1. Daneben entstehen die Kondensationsprodukte der beiden eingesetzten Alkohole mit sich selbst, d. h., das 2-Hexyldecanol-1 aus dem eingesetzten Octanol und das 2-Octyldodecanol-1 aus dem eingesetzten Decanol. Entsprechendes gilt für den 14 C-Guerbetalkohol bei seiner Herstellung aus geradzahligen Fettsäuren natürlichen Ursprungs sinngemäß. - Die Herstellung der Endgruppen-verschlossenen - aber auch der nicht mit Endgruppen-verschlossenen - Fettalkoholpolyglykolether der Formel (I) bzw. der Formel (II) erfolgt entsprechend den Angaben der DE-OS 33 15 951. So setzt man zweckmäßigerweise die vorstehend beschriebenen Fettalkohole höherer Kohlenstoffzahl mit Ethylenoxid im Molverhältnis von 1 : 5 bis 1 : 9 bzw. 1 : 2 bis 1 : 5 um und verethert gewünschtenfalls anschließend die im erhaltenen Reaktionsprodukt vorhandenen Hydroxylgruppen. Die Umsetzung mit Ethylenoxid erfolgt dabei unter den bekannten Alkoxylierungsbedingungen, vorzugsweise in Gegenwart von geeigneten alkalischen Katalysatoren. Die Veretherung der freien Hydroxylgruppen wird bevorzugt unter den bekannten Bedingungen der Williamsonschen Ethersynthese mit geradkettigen oder verzweigten C₄- bis C₈-Alkylhalogeniden durchgeführt. Besondere Bedeutung kommt im Rahmen des erfindungsgemäßen Handelns dem n-Butylrest für den Rest R₂ aus der allgemeinen Forme (I) zu. Beispiele für eine solche abschließende Veretherung sind dementsprechend n-Butylhalogenide wie n-Butylchlorid. Die Erfindung ist allerdings hierauf nicht beschränkt. Weitere Beispiele sind Amylhalogenide, Hexylhalogenide und die höheren Alkylhalogenide des genannten Bereichs. Die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (III) erfolgt sinngemäß.
- Dabei kann es zweckmäßig sein, Alkylhalogenid und Alkali im stöchiometrischen Überschuß, beispielsweise von 10 bis 50 %, über die zu verethernden Hydroxylgruppen einzusetzen. Die Reinigungsmittel, in denen die anteilsweise Endgruppen-verschlossenen Polyglykolethergemische der Erfindung zur Anwendung kommen, können die in solchen Mitteln üblichen Bestandteile wie Netzmittel, Gerüstsubstanzen und Komplexbildner, Alkalien oder Säuren, Korrosionsinhibitoren und gegebenenfalls auch organische Lösungsmittel enthalten. Als Netzmittel kommen nicht ionogene oberflächenaktive Verbindungen vom Typ der Polyglykolether, die durch Anlagerung von Ethylenoxid an Alkohole, insbesondere Fettalkohole, Alkylphenole, Fettamine und Carbonsäureamide erhalten werden sowie anionaktive Netzmittel wie Alkalimetall-, Amin- und Alkylolaminsalze von Fettsäuren, Alkylschwefelsauren, Alkylsulfonsäuren und Alkylbenzolsulfonsäuren in Betracht. An Gerüstsubstanzen und Komplexbildnern können die Reinigungsmittel vor allem Alkalimetallorthophosphate, -polymerphosphate, -silikate, -borate, -carbonate, -polyacrylate und -gluconate sowie Zitronensäure, Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, 1-Hydroxyalkan-1,1-diphosphonsäuren und Ethylendiamintetra-(methylenphosphonsäure), Phosphonoalkanpolycarbonsäuren, z. B. Phosphonobutantricarbonsäure und Alkalimetallsalze dieser Säuren enthalten. Hochalkalische Reinigungsmittel, insbesondere solche für die Flaschenreinigung enthalten beträchtliche Mengen Ätzalkali in Form von Natrium- und/oder Kaliumhydroxid. Wenn besondere Reinigungseffekte gewünscht werden, können die Reinigungsmittel organische Lösungsmittel, beispielsweise Alkohole, Benzinfraktionen und chlorierte Kohlenwasserstoffe sowie freie Alkylolamine enthalten.
- Entscheidend für die Lehre der Erfindung ist, daß die Herstellung von lagerstabilen, im Temperaturbereich von etwa 20 bis 60 °C bevorzugt klar flüssigen, wäßrig alkalischen Zubereitungen schaumdrückender Wirkstoffgemische möglich wird, die beispielsweise 5 bis 30 Gew.-% der Wirkstoffkonzentrate aus den Komponenten (1) bis (3) und gewünschtenfalls zusätzlich (4) bis (6) zusammen mit 70 bis 95 Gew.-% an konzentrierten wäßrigen Alkalihydroxidlösungen enthalten. Diese Alkalihydroxidlösungen können wäßrige Natrium- und/oder Kaliumhydroxidlösungen mit Gehalten des Alkalihydroxids von wenigstens 30 Gew.-%, insbesondere von wenigstens 40 Gew.-% sein. Geeignet ist beispielsweise wäßrige etwa 50%ige Natronlauge als Hauptanteil einer erfindungsgemäßen Formulierung, die bis etwa 70 °C lagerstabil als homogen klare wäßrige Lösung vorliegt.
- Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyglykolether-Gemische geben bereits in geringen Konzentrationen wirkungsvolle Effekte. Bevorzugt werden sie den Reinigungsmitteln in solchen Mengen zugesetzt, daß ihre Konzentration in den gebrauchsfertigen Lösungen etwa im Bereich von 50 bis 500 ppm liegt.
- In den nachfolgenden Beispielen wird die Schaumdämpfung der erfindungsgemäß ausgewählten Zusatzstoffe - und im Vergleich dazu strukturähnlicher jedoch nicht in den Rahmen der Erfindung fallender Zusatzstoffe - nach einer Prüfmethode ermittelt, die wie folgt beschrieben wird:
Die Prüfung der Entschäumungswirkung wird unter folgenden Bedingungen vorgenommen: In einem doppelwandigen 2-l-Meßzylinder werden 300 ml einer 1 gew.-%igen wäßrigen Natronlauge auf 20 °C bzw. 65 °C temperiert. Diese Lösung wird mit 0,1 ml des zu bestimmenden, entschäumend wirkenden Tensids versetzt. Mit Hilfe einer Schlauchpumpe wird die Flüssigkeit mit einer Umwälzgeschwindigkeit von 4 l/min. umgepumpt. Dabei wird die Prüfflotte ca. 5 mm über dem Boden des Meßzylinders mittels eines 55 cm langen Glasrohres (Innendurchmesser 8,5 mm, Außendurchmesser 11 mm), das mit der Pumpe über einen 1,6 m langen Silikonschlauch (Innendurchmesser 8 mm, Außendurchmesser 12 mm) verbunden ist, angesaugt und über ein zweites Glasrohr (Länge 20 cm), das an der 2000-ml-Marke des Meßzylinders angebracht ist, in freiem Fall zurückgeführt. - Als Testschäumer dient eine 1 Gew.-%ige wäßrige Lösung des Triethanolaminsalzes von Tetrapropylenbenzolsulfonat. Diese wird in Abständen von jeweils einer Minute in Mengen von jeweils 1 ml der in Umwälzung befindlichen Flotte zudosiert. Das entstehende Gesamtvolumen von Schaum und Flüssigkeit wird bestimmt. Die schauminhibierende Wirkung des jeweils eingesetzten tensidischen Materials ist um so besser, je länger der Zeitraum ist, der zum Erreichen der 2000-ml-Markierung im Meßzylinder durch das Gesamtvolumen von Flüssig- und Schaumphase benötigt wird. In den nachfolgenden Beispielen sind die jeweiligen entsprechenden Zahlenwerte für diesen Zeitpunkt in Minuten bzw. in ml Testschäumer angegeben.
- 15 % Alkylglucosid
10 % R₁O-(CH₂CH₂O)₇-n-Butylether, abgeleitet von
R₁OH 28 % 2-Octyldodecanol-1
25 % 2-Hexyldodecanol-1
25 % 2-Octyldecanol-1
22 % 2-Hexyldecanol-1
10 % 2-Hexyldecanol-1, umgesetzt mit 2 Mol Ethylenoxid
2 % Cumolsulfonat
63 % Wasser (deionisiert)
Formulierung:
10 % Produkt A
90 % 50%ige NaOH-Lösung
ergeben ein lagerstabiles klar-flüssiges Produkt im Bereich 20 bis 60 °C. - 15 % Alkylglucosid
20 % 2-Hexyldecanol-1, umgesetzt mit 2 Mol Ethylenoxid
2 % Cumolsulfonat
63 % Wasser (deionisiert)
Formulierung:
10 % Produkt B
90 % 50%ige NaOH-Lösung
ergeben bei 25 °C nach einigen Tagen ein trübes Produkt. - 15 % Alkylglucosid
20 % R₁O-(CH₂CH₂O)₇-n-butylether gemäß "Produkt A"
2 % Cumolsulfonat
63 % Wasser (deionisiert)
Formulierung:
10 % Produkt C
90 % 50%ige NaOH-Lösung
ergeben bei 25 °C nach einigen Tagen ein trübes Produkt. - 15 % Alkylglucosid
20 % Kokosalkohol-10 EO-butylether
2 % Cumolsulfonat
63 % Wasser (deionisiert)
Formulierung:
10 % Produkt D
90 % 50%ige NaOH-Lösung
ergeben bei 20 °C ein klar-flüssiges Produkt. - jeweils mit 0,5 ml der Produkte A, B, C und D (entspricht 0,1 ml des in diesen Produkten enthaltenen Antischaummittels).
ml Test-schäumer Produkt A Produkt B Produkt C Produkt D 20 °C 65°C 20°C 65°C 20°C 65°C 20°C 65°C 0 360 300 500 320 nicht durch-ge-führt 300 nicht durch-ge-führt 300 1 360 300 540 320 300 300 2 380 300 560 340 320 300 3 380 320 560 380 340 320 4 400 320 560 400 480 320 5 400 340 560 400 560 340 6 400 340 600 420 660 380 7 420 340 600 440 900 400 8 460 360 640 480 1500 480 9 480 380 660 540 1800 500 10 500 400 700 600 2000 580 11 520 420 800 640 650 12 560 520 900 720 750 13 560 580 1060 820 900 14 580 600 1560 1020 1100 15 600 640 2000 1600 2000 16 620 700 2000 17 660 780 18 720 900 19 800 1200 20 960 2000 21 1260 22 1800 - Nur Produkt A ist formulierbar und weist eine gute Antischaumwirkung bei 20 und 65 °C auf.
wenigstens 45 Mol-% des Isomerengemisches aus 2-Hexyldodecanol-1 und 2-Octyldecanol-1,
0 bis 55 Mol-% 2-Hexyldecanol-1 und
nicht mehr als 30 Mol-% 2-Octyldodecanol-1.
Claims (5)
- Verwendung eines gegebenenfalls Wasser in begrenzten Mengen enthaltenden Wirkstoffgemisches aus (Gew.-% jeweils bezogen auf Wirkstoffgemisch)1. 5 bis 30 Gew.-% Alkylglucoside auf Basis von C₆₋₁₂-Fettalkoholen mit einem Glucosidierungsgrad von etwa 1 bis 22. 5 bis 70 Gew.-% Endgruppen-verschlossener Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
R₁O-(CH₂CH₂O)n-R₂ (I)
in der sich der Rest R₁O- von 2-verzweigten geradzahligen Alkanolen mit 16 bis 20 C-Atomen ableitet, der Rest R₂ einen Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen und n eine Zahl von 5 bis 9 bedeuten3. 5 bis 70 Gew.-% nicht Endgruppen-verschlossener Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (II)sowie gewünschtenfalls
R₅O-(CH₂CH₂O)z-H (II)
in der sich der Rest R₅O- von 2-verzweigten geradzahligen Alkanolen mit 12 bis 20 C-Atomen ableitet und z eine Zahl von 2 bis 5 ist,4. 0 bis 70 Gew.-% Endgruppen-verschlossener Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (III)
R₃O-(CH₂CH₂O)m-R₄ (III)
in der R₃ einen linearen Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen oder einen verzweigten Alkylrest mit 8 bis 14 C-Atomen, R₄ einen Alkylrest mit 4 bis 10 C-Atomen und m eine Zahl von 5 bis 15 bedeuten,5. 0 bis 5 Gew.-% Alkali-Cumolsulfonat und/oder Alkali-Xylolsulfonat sowie6. 0 bis 70 Gew.-% deionisiertes Wasser als schaumdrückendes, wäßrig alkalisch stabil formulierbares Wirkstoffkonzentrat für schaumarme Reinigungsmittel. - Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (I) eingesetzt werden, in denen sich der Rest R₁O-von den nachfolgenden Alkoholgemischen (a) oder (b) ableitet:a) 10 bis 100 Mol-% eines äquimolaren Isomerengemisches aus 2-Hexyldodecanol-1 und 2-Octyldecanol-1bzw.
0 bis 90 Mol-% 2-Hexyldecanol-1
0 bis 50 Mol-% 2-Octyldodecanol-1b) 40 bis 70 Mol-% 2-Hexyldecanol-1und n eine Zahl von 5 bis 9 bedeutet.
60 bis 30 Mol-% 2-Octyldodecanol-1 - Ausführungsform nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß Polyethylenglykolether-Gemische der allgemeinen Formel (I) eingesetzt werden, deren Reste R₁O-sich von Alkoholgemischen der nachfolgenden Zusammensetzung ableiten:
wenigstens 45 Mol-% des Isomerengemisches aus 2-Hexyldodecanol-1 und 2-Octyldecanol-1
0 bis 55 Mol-% 2-Hexyldecanol-1
nicht mehr als 30 Mol-% 2-Octyldodecanol. - Ausführungsform nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Polyethylenglykolether-Verbindungen der allgemeinen Formel (II) eingesetzt werden, in denen sich der Rest R₅O- von wenigstens einem der nachfolgenden Alkanole ableitet:
2-Butyloctanol-1, 2-Butyldecanol-1, 2-Hexyloctanol-1, 2-Hexyldecanol-1, 2-Hexyldodecanol-1, 2-Octyldecanol-1 und/oder 2-Octyldodecanol-1. - Lagerstabile, im Temperaturbereich von etwa 20 bis 60 °C bevorzugt klar flüssige wäßrig-alkalische Zubereitungen schaumdrückender Wirkstoffgemische enthaltend
5 bis 30 Gew.-% der Wirkstoffkonzentrate nach Ansprüchen 1 bis 4 und
70 bis 95 Gew.-% konzentrierter wäßriger Alkalihydroxidlösung mit bevorzugten MeOH-Gehalten (Me = Natrium und/oder Kalium) von wenigstens 30 Gew.-%, insbesondere von wenigstens 40 Gew.-%.
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