SE504143C2 - Alkaliskt rengöringsmedel innehållande nonjonisk tensid och komplexbildare samt användning av en amfotär förening som solubiliserande medel - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 504 143 2 tensid mer än 2% av koncentratet. Andra vanligen använda solubiliseringsmedel i rengöringskompositioner är alkylfos- fatföreningar, amfotärer eller fettalkylaminetoxilat med 8- 14 kolatomer i alkylgruppen. I publikationen 3rd Cesio International Surfactants - a World Market; Proceedings Section D, Applications, p 312-313, beskrives således att amfotära föreningar har en solubiliserande effekt på non- joniska system i koncentrat med måttliga halter av både non- jonisk tensid och komplexbildare.

Syftet med föreliggande uppfinning är att kunna formulera ett alkaliskt rengöringskoncentrat i form av en klar lösning i vatten. Koncentratet skall innehålla en mycket hög halt nonjonisk tensid och komplexbildare och skall efter spädning med vatten vara lämpligt att använda som rengöringsmedel bland annat för hårda ytor, diskning och textiltvätt. Ett annat syfte är att koncentratet har formen av en lösning inom ett brett temperaturintervall. Eftersom koncentrat med höga halter nonjonisk tensid har omvänd lös- lighet, det vill säga lösligheten avtar med stigande tempe- ratur bör koncentraten ha formen av en klar lösning, åt- minstone upp till 40°C, företrädesvis upp till 50°C och allra helst upp till 80°C.

Det har nu överraskande visat sig att de ovan angivna önskemålen kan uppnås genom att som solubiliserande medel utnyttja en amfotär förening som löslighetsförmedlare. Det alkaliska koncentratet enligt uppfinningen, som har formen av en klar vattenlösning och som efter spädning med vatten lämplig att använda som rengöringsmedel, innehåller minst 4 viktprocent av en nonjonisk alkoxilattensid vilken inne- håller 2-12, företrädesvis 3-10 alkylenoxigrupper med 2-4 kolatomer, varvid minst 50% av alkylenoxigrupperna utgöres av etylenoxigrupper, minst 13 viktprocent av en komplex- bildare, och 1-15 viktprocent av en amfotär förening med formeln 10 15 20 25 30 35 504 143 RuznqvRnyfl/ (II) y R,cooM där RI är en kolvätegrupp med 4-20 kolatomer, Z är gruppen CO, en grupp (B)n0CH2CH(0H)CH2, där B är en oxialkylengrupp med 2-4 kolatomer och n är ett tal från 0 till 5, eller gruppen CH(OH)CH2, z är ett tal 0 eller 1, R2 är gruppen -Cgg-, eller gruppen -C§%-, Y är väte eller en grupp R3CO0M, y är ett tal 0-3, med det förhållandet att när z är 1 och Z är gruppen CO är y ett tal 1-3, R3 är -CH2- eller -C§fi- och M är väte eller en katjon, som solubiliserande medel. Den amfotära föreningen med formeln (II) har en över- raskande god solubiliserande förmåga och gör det möjligt att bereda koncentrat som har formen av en klar lösning vid temperaturer inom intervallet 40-80°C och som innehåller ca 5% nonjonisk tensid och 40 viktprocent komplexbildare eller ca 10% nonjonisk tensid och 30% komplexbildare under använd- ning av en relativt låg mängd av det solubiliserande medlet.

Företrädesvis är mängden nonjonisk alkylattensid och kom- plexbildare minst 24 viktprocent av koncentratet. Därmed kan aktivhalterna i koncentratet kraftigt höjas i jämförelse med känd teknologi. Det har även visat sig att koncentraten genom närvaro av den amfotära föreningen har en rengörande effekt som är väsentligt bättre än vad som kan förväntas med ledning av ingående nonjonisk alkoxilattensid och ingående komplexbildare.

Den nonjoniska alkoxilattensiden kan utgöras av före- ningar med formeln ROUHXH (Ia) där R är ett kolväte med 8-18 kolatomer, x är ett tal från 2 till 12, företrädesvis 3-10 och A är en alkylenoxigrupp med 2-4 kolatomer, varvid antalet etylenoxigrupper är minst 50% av totala antalet alkylenoxigrupper.

Den hydrofoba grupp R kan vara såväl aromatisk som alifatisk, och den kan vara grenad eller rak, mättad eller omättad. Exempel på lämpliga kolvätegrupper är 2-etylhexyl, 10 15 20 25 30 504 143 4 oktyl decyl, kokosalkyl, lauryl, oleyl, rapsalkyl, talg- alkyl, oktylfenol och nonylfenol. Företrädesvis är samtliga alkylenoxigrupper etylenoxigrupper. Den nonjoniska tensiden med formeln (Ia) kan framställas genom att 2-12, företrädes- vis 3-10 mol etylenoxid anlagras med 1 mol alkohol. Alkoxi- leringen kan utföras med etylenoxid eller genom en blandning av etylenoxid och högre alkylenoxid eller genom anlagring av etylenoxid och högre alkylenoxid i block.

Företrädesvis utgöres tensiden med formeln (Ia) av en förening där en alifatisk alkohol med 8-14 kolatomer etoxi- lerats med 3-6 mol etylenoxid per mol alkohol, lämpligen i närvaro av en katalysator, såsom Ca(OH)2, Ba(OH)2, Sr(OH)2 och hydrotalcit, vilken ger en snäv fördelning av etylenoxid och låga halter oreagerad alkohol. Om så önskas kan man för att erhålla en lägre skumning efter etoxileringen anlagra exempelvis 1 eller 2 mol propylenoxid eller butylenoxid per mol etoxilat. Den alifatiska alkoholen med 8-14 kolatomer utgöres lämpligen av oxoalkoholer, guerbertalkoholer, metyl- substituerade alkoholer med 2-4 grupper med formeln -CH(CH3)- ingående i alkylkedjan och raka alkoholer.

Andra lämpliga nonjoniska alkoxilattensider är de som har formeln I ,,.1H R N (Ib) '\ (Å)xflí där R* betecknar en kolvätegrupp eller en acylgrupp med 8-18 kolatomer, A har den i formeln (Ia) angivna betydelsen, och xl och X2 är oberoende av varandra ett tal från 0-12, varvid summan av xx och X2 är 2-12, företrädesvis 3-10. Kolväte- gruppen och acylgruppen kan vara aromatisk eller alifatisk, eller grenad, mättad eller omättad. Exempel på lämpliga grupper är 2-etylhexyl, oktyl, decyl, kokosalkyl, lauryl, oleyl, rapsalkyl, talgalkyl, oktylfenol och nonylfenol samt motsvarande alifatiska acylgrupper. Speciellt lämpliga kol- vätegrupper och acylgrupper är sådana med 8-14 kolatomer som erhållits från oxoalkoholer, guerbertalkoholer, metylsub 10 15 20 25 30 35 504 143 5 stituerade alkoholer med 2-4 grupper med formeln -CH(CH3)- ingående i alkylkedjan och raka alkoholer samt motsvarande karboxylsyror. För det fall R i formeln (Ia) betecknar en acylgrupp är företrädesvis en av xl och xz lika med noll medan när R1 i formeln (Ib) är en kolvätegrupp, det vill säga när kväveatomen är ett aminkväve, är xl och xz båda företrädesvis skilda från noll.

Den amfotära föreningen, som vanligtvis utgör 2-10 viktprocent av koncentratet, utgöres företrädesvis av före- ningar där antalet R3CO0M-grupper är minst 2, varvid M före- trädesvis är en monovalent katjon, såsom en alkalijon eller en organisk ammoniumjon. Beteckningen y är företrädesvis ett tal 0-2. Kolvätegruppen RI är företrädesvis en alifatisk grupp med 6-14 kolatomer. För det fall att R1 är en kolväte- grupp med mer än 14 kolatomer, är dessa företrädesvis omättade, alifatiska kolvätegrupper. Specifika exempel på lämpliga R1-grupper eller R1CO-grupper är 2-etylhexyl, oktyl, 3-propylheptyl, decyl, dodecyl, oleyl, kokosalkyl och talgalkyl och motsvarande acylgrupper. Exempel på lämpliga amfotära föreningar är föreningar med formlerna Cs"C14'alkY1-(1|'7R2)y1N\ (III) Y Racoom där R2, R3, M och Y har den i formeln (II) angivna betydel- sen och yl är ett tal 0-2, företrädesvis 0 eller 1, varvid antalet R3C00M-grupper är minst 2, N ,/” CS-Cn-alkyl-C-NHRZ MR, YZN, (IV) Y Racoon där R2, R3, Y och M har den i formeln (II) angivna betydel- sen och där yz är ett tal 0 eller 1, varvid antalet R3C00M- grupper är minst 2, //Y Cs-Cu-alkyl-fïflCl-iz lfR-z Y3N_ (V) oH Y R,cooM där R2, R3, Y och M har den i formeln (II) angivna betydel- 10 15 20 25 30 35 504 143 6 sen och där ya är ett tal 0-2, företrädesvis 0 eller 1, var- vid antalet R3C00M-grupper är minst 2, OH Y där R2, R3, B, Y, M och n har den i formeln (II) angivna - / C6"c14"a.lkYln_OcH2/cHCH2 IIqRZ Y4N Racoom betydelsen och där y4 är ett tal 0-2, företrädesvis O eller 1, varvid antalet R3C0OM-grupper är minst 2. Företrädesvis är B en etylenoxigrupp och n är företrädesvis 0 eller 1.

Komplexbildarna i koncentratet kan vara såväl oorgan- iska som organiska. De oorganiska komplexbildarna är i huvudsak alkalisalter av silikater och fosfater, såväl natriumtripolyfosfat, natriumortofosfat, natriumpyrofosfat, natriumfosfat, polymera natriumposfater och motsvarande kaliumsalter. De organiska komplexbildarna är i första hand alkaliska aminopolyfosfonater, organiska fosfater, poly- karboxylater, såsom citrater, och aminokarboxylater. Exempel på aminokarboxylater är natriumnitrilotriacetat (NTA), natriumetylendiamintetraacetat (EDTA), natriumdietylentri- aminopentaacetat (DTPA), natrium-1,3-propylendiamintetrace- tat (PDZ) och natriumhydroxietyletylendiamintriacetat (HEDTA). Mängden komplexbildare i koncentratet kan vara så högt som 50%.

Förutom den nonjoniska alkoxilattensiden, komplex- bildaren och den amfotära solubiliserande föreningen kan koncentratet ha en rad olika kompletterande tillsatser, så- som anjoniska tensider, exempelvis C,-C1¿-alkylbensensulfo- nater, Cg-Cm-paraffinsulfonater, Cn-Cm-olefinsulfonater, Cifflqj-alkylsulfater och tvålar, amfotära och zwitterjoniska tensider, katjoniska tensider och andra nonjoniska tensider än de alkoxilat som ovan beskrivits.

Andra tillsatser är förtjockande medel, såsom poly- akrylater, karboximetylcellulosa, metylhydroxietylcellulosa, metylcellulosa, hydroxietylcellulosa, etylhydroxietylcellu- losa och metyletylhydroxietylcellulosa, parfymer, färgämnen, återutfällningsförhindrande medel, frostupptiningsstabilisa- 10 15 20 25 '30 504 143 7 torer, lösningsmedel, konserveringsmedel, pestícider, m.m.

Uppfinningen åskådliggöres ytterligare av nedanståen- de utföringsexempel.

Exempel 1 Alkaliska rengöringskompositioner innehållande 5 alternativt 10 viktprocent av en nonjonisk tensid baserad på en tridecylalkohol till vilken anlagrats 10 mol etylenoxid per mol alkohol i närvaro av KOH som katalysator, varierande mängder av tetrakaliumfosfat, trinatriumnitrilotriacetat och tetranatriumetylendiamintetraacetat, försattes med solubili- serande medel enligt tabell (1) i varierande mängder för bestämning av de olika kompositionernas klarhet. De erhållna resultaten redovisas i tabellerna 2 och 3.

Tabell 1 Amfotär förening Kod /cnzcnzcozua c,H-,cx¶,cHcH,N 1 czfis cnzcuzcozua CH2CH2C02Na kokosalkyl-¥Cfig-N 2 cnzcnzcoona cnzcflzcozna /cnzcmcozfl kokosalkyl-N 3 \cH2cH,co2Na 'cnzcooua clmzcooua cH2cooNa oleyl-Ncafls-bfcansbl-caflslq\ 4 cnzcoona cnzcooua onzcoona (lzflzcoona cflzcoona talgalkyl-NCQQ-§C§gN-CgkN\\\ 5 CH2CO0Na CH2CO0Na cflzcooua kokosalkyl-§C¶gN 6 CH2COONa CH2COONa 504 143 c2H4cooK kokosacyl-NHCggN_ czmcoøx cnzcozna 5 cennocuzlcncflzu ' oH cflzcozNa cnzcnzcozna cenncfflcnzn oH cflzcnzcozna 10 FH, kokøsalkyl-rf- (so) tu äsof* (mo) ,H där t+r=15 Kumensulfonat 15 10 15 20 25 30 504 143 9 Tabell 2 5% Nonjonisk tensid Solubiliserande medel TKPP NTA EDTA Klarhet °c Kod % 1 8.0 20 80 1 7.2 30 50 1 7.2 30 50 2 3.9 20 >80 2 3.0 25 70 2 6.0 30 58 3 3.5 20 80 3 3.3 30 60 3 6.0 35 60 4 8.0 20 80 4 5.2 20 60 4 5.2 20 60 5 5.6 20 >80 5 6.0 20 75 5 6.0 20 75 6 6.8 20 >80 6 5.2 20 80 6 6.8 25 42 7 5.4 25 >80 8 7.8 30 40 9 9.0 35 60 A 20 20 Grumlig A 20 20 Grumlig A 20 20 Grumlig B 8.0 20 Grumlig B 6.0 20 70 B 6.0 20 70 504 143 10 Tabell 3 10% Nonjonisk tensid Solubiliserande medel TKPP NTA EDTA Klarhet Kod % °C 1 7.6 15 >80 5 1 8.0 25 55 1 8.0 25 55 2 4.8 15 >80 2 3.6 20 55 2 3.6 20 55 10 3 5.4 15 75 3 4.5 20 40 3 4.5 20 40 4 7.2 15 70 4 7.2 20 40 15 4 7.2 20 40 5 8.0 15 >80 5 4.0 15 40 5 4.0 15 40 6 7.6 15 >80 20 6 4.0 15 45 6 3.6 15 42 7 5.4 25 >80 8 7.8 25 45 9 9.0 25 55 25 A 20 15 Grumlig A 20 15 Grumlig A 20 15 Grumlig B 10 15 Grumlig . B 7.2 15 40 30 B 7.2 15 40 Solubiliseringsmedlen enligt uppfinningen uppvisade en förbättrad förmåga att solubilisera stora mängder non- jonisk tensid i kombination med komplexbildare i jämförelse 535 med aminetoxilatet och kumensulfonatet. 10 504 143 11 Exempel 2 Alkaliska rengöringskompositioner innehållande 5 alternativt 10 viktprocent av en nonjonisk tensid, baserad på en syntetisk primär Cyql-alkohol med en linearitet av över 80 viktprocent till vilken anlagrats 5 mol etylenoxid per mol alkohol i närvaro av Ca(0H)2, det vill säga en narrow-range-katalysator, varierande mängder av tetra- kaliumfosfat, trinatriumnitrilotriacetat och tetranatrium- etylendiamintetraacetat, försattes med solubiliserande medel enligt tabell (I) i varierande mängder för bestämning av de olika kompositionernas klarhet. De erhållna resul- taten redovisas i tabellerna 4 och 5. Följande resultat erhölls. 504 143 12 Tabell 4 5% Nonjonisk tensid Solubiliserande medel TKPP NTA EDTA Klarhet Kod % °c l 6.0 30 80 5 l 6.0 40 50 l 6.0 50 80 2 6.0 30 80 2 6.0 35 >80 2 6.0 40 >80 10 5 12.0 35 >80 5 8.0 25 >80 6 7.2 20 80 7 4.6 35 >80 8 6.7 30 45 15 9 5.7 35 >80 A 20 20 Grumlig A 20 20 Grumlig A 20 20 Grumlig B 8.0 20 Grumlig 20 B 6.8 25 80 B 8.0 30 80 10 15 20 25 504 143 13 Tabell 5 10% Nonjonisk tensid Solubiliserande medel TKPP NTA EDTA Klarhet Kod % °C 1 8.0 20 50 1 6.8 35 45 1 7.6 40 45 7 3.8 25 >8O 8 6.7 30 45 9 9.0 30 80 A 5.0 10 40 A 12.0 15 40 B 5.6 10 Grumlig B 6.4 15 50 B 6.0 15 50 Av resultaten framgår att de amfotära föreningarna genom- gående var minst likvärdiga eller bättre än jämförelsepro- dukterna som solubíliserande medel.

Exempel 3 Vita lackerade plåtar smutsades med en oljesotbland- ning erhållen från dieselmotorer. Plåtarnas reflektans mättes färgreflektionsmätare av märket Minolta Chroma Meters CR-200 före och efter rengöring med två olika alkaliska rengöringsmedel med följande sammansättning.

Tabell 6 Komponent Komposition, viktprocent I II Nonjontensid (Exempel 2) 5 5 NTA 25 25 Amføtär 1 3.2 - Kumensulfonat - 6.8” Vatten rest rest 1) Denna mängd behövdes för att erhålla en klar lösning. 504 143 14 En viktdel av kompositionerna späddes med 20 vikt- delar vatten och de utspädda lösningarna påfördes plåtarna och sköljdes efter 40 sekunder med kranvatten. Borttvättad smuts beräknades med det i mätaren inbyggda dataprogrammet, varvid för komposition I enligt uppfinningen erhölls ca 69% borttvättad smuts och för jämförelseprodukten ca 57%, trots att mängden kumensulfonat i komposition II var 6.8% jämfört med 3.2% amfotär i komposition I.

Claims (11)

10 15 20 25 504 143 15 PATENTKRÄV

1. Alkaliskt koncentrat i form av en klar vattenlösning, som efter spädning med vatten är lämplig att använda som rengöringsmedel, kännetecknat därav, att det innehåller minst 4 viktprocent av en nonjonisk alkoxilattensid, vilken innehåller 2-12, företrädesvis 3-10 alkylenoxigrupper med 2- 4 kolatomer, varvid minst 50% av alkylenoxigrupperna utgöres av etylenoxigrupper, minst 13 viktprocent av en komplex- bildare, varvid den sammanlagda mängden av den nonjoniska alkoxilattensiden och komplexbildaren är minst 24 vikt- procent, och 1-15 viktprocent av en amfotär förening med formeln R1(Z)=(fR2)yN. (II) y Racoom där R1 är en kolvätegrupp med 4-20 kolatomer, Z är gruppen CO, en grupp (B)nOCH¿CH(0H)CH2, där B är en oxialkylengrupp med 2-4 kolatomer och n är ett tal från 0 till 5, eller gruppen CH(OH)CH2, z är ett tal 0 eller 1, R2 är gruppen -Cgg-, eller gruppen -Cgg-, Y är väte eller en grupp RQCOOM, y är ett tal 0-3, med det förhållandet att när z är 1 och Z är gruppen C0 är y ett tal 1-3, R, är -CH2- eller -C2H4- och M är väte eller en katjon, som solubiliserande medel.

2. Koncentrat enligt krav 1, kännetecknat därav, att den nonjoniska alkoxilattensiden utgöres av föreningar med formeln R0(A)xH (Ia) där R är ett kolväte med 8-18 kolatomer, x är ett tal från 2 till 12, företrädesvis 3-10 och A är en alkylenoxigrupp med 2-4 kolatomer, varvid antalet etylenoxigrupper är minst 50% av totala antalet alkylenoxigrupper. 10 15 20 25 30 35 504 143 16

3. Koncentrat enligt krav 1, kännetecknat därav, att den nonjoniska alkoxilattensiden har formeln / (A) xifl alu (Ib) \,.2H där R1 betecknar en kolvätegrupp eller en acylgrupp med 8-18 kolatomer, A har den i formeln (Ia) angivna betydelsen, och X1 och xz är oberoende av varandra ett tal från O-12, varvid summan av xl och X2 är 2-12, företrädesvis 3-10.

4. Koncentrat enligt krav 3, kännetecknat därav, att RI är acyl och ett av xl och xz är 0, eller att RI är en kol- vätegrupp och xl och xz är båda skilda från noll.

5. Koncentrat enligt krav 1-4, kännetecknat därav, att den amfotära föreningen har formeln Y C6"C14"alkY1Ü.'7R2)y1N (III) Y R,cooM där R2, R3, M och Y har den i formeln (II) angivna betydel- sen och yl är ett tal O-2, företrädesvis 0 eller 1, varvid antalet R3C0OM-grupper är minst 2.

6. Koncentrat enligt krav 1-4, kännetecknat därav, att den amfotära föreningen har formeln 0 n // Cs-Cls-alkyl-C-NHRZ rfR2 Y2N\ Y R_-,cooM där R2, R3, Y och M har den i formeln (II) angivna betydel- sen och där yz är ett tal 0 eller 1, varvid antalet R3CO0M- grupper är minst 2.

7. Koncentrat enligt krav 1-4, kännetecknat därav, att den amfotära föreningen har formeln //Y cs-cu-alkyi-lcncnzírfn, wn (v) oH Y rgcoou där Rz, R3, Y och M har den i formeln (II) angivna betydel- sen och där y3 är ett tal 0-2, företrädesvis 0 eller 1, varvid antalet R3COOM-grupper är minst 2. 10 15 20 25 504 143 17

8. Koncentrat enligt krav 1-4, kännetecknat därav, att den amfotära föreningen har formeln /Y CS-Cn-alkyl (B) n-OCH2C\ZHCH2[%IR¶ Y4N_\ (VI) on Y R,cooM där R2, R3, B, Y, M och n har den i formeln (II) angivna betydelsen och där y4 är ett tal O-2, företrädesvis 0 eller 1, varvid antalet R3C00M-grupper är minst 2.

9. Koncentrat enligt krav 1-8, kännetecknat därav, att komplexbildarna är oorganiska fosfater eller aminkarboxy- later.

10. Koncentrat enligt krav 9, kännetecknat därav, att komplexbildarna är natriumnitrilotriacetat (NTA), natrium- etylendiamintetraacetat (EDTA), natriumdietylentriamino- pentaacetat (DTPA), natrium-1,3-propylendiamintetracetat (PDZ) och natriumhydroxietyletylendiamintriacetat (HEDTA).

11. Användning av en amfotär förening med formeln Y / R1(Z)=(§R2)yN (II) y Racoom där R1 är en kolvätegrupp med 4-20 kolatomer, Z är gruppen CO, en grupp (B)nOCH2CH(0H)CH2, där B är en oxialkylengrupp med 2-4 kolatomer och n är ett tal från 0 till 5, eller gruppen CH(0H)CH2, z är ett tal 0 eller 1, R2 är gruppen -CZH4-, eller gruppen -C3H5-, Y är en grupp RQCOOM, y är ett tal 0-3, med det förhållandet att när z är 1 och Z är gruppen CO är y ett tal 1-3, R3 är -CH2- eller -C2H4- och M är väte eller en katjon, som solubiliserande medel för ett alkaliskt vatteninnehållande rengöringskoncentrat innehåll- ande minst 4 viktprocent av en nonjonisk alkoxilattensid, vilken innehåller 2-12, företrädesvis 3-10 alkylenoxigrupper med 2-4 kolatomer, varvid minst 50% av alkylenoxigrupperna utgöres av etylenoxigrupper och minst 13 viktprocent av en komplexbildare.