SE524844C2 - En alkoxilatblandning av 2-etylhexanol, metod för framställning därav och dess användning som ett rengöringsmedel för hårda ytor - Google Patents

Description

20 25 30 524 844 2 Emellertid nämns inte 2-etylhexanol som en lämplig bas för sådana alkoxilat.

I EP 652 281 A1 beskrivs en alkalisk vattenhaltig komposition innehållande nonjoniska tensider vilka är derivat av propylenoxid-etylenoxid baserade på en alkohol med en linjär eller grenad alkyl- eller alkenylgrupp och som inne- håller 2.5-7 mol av PO och 1-10 mol av EO per mol alkohol.

Alkylgruppen innehåller 4-11 kolatomer. Denna komposition används för rengöring av ytan av artiklar såsom frukt, grön- saker eller behållare för mat, eller för kemisk skalning av frukt eller grönsaker, för metallbearbetning eller merceri- sering av bomull. Inga av exemplen hänför sig till någon produkt baserad på 2-etylhexanol, och mängden PO i produk- terna som visas i exemplen är 4-7 P0. Den höga mängden PO är en nackdel beroende på den sämre bionedbrytbarheten av sådana produkter jämfört med produkter med mindre PO.

Liknande alkoxilat beskrivs också i US 4 965 014 och EP 34 194 Bl, men i dessa publikationer exemplifieras alkoxi- laten endast av produkter med övervägande längre alkylkedjor.

Patentpublikationerna DD 292 146 A5 och DD 292 147 A5 beskriver vätmedel för finmalda material, såsom kolpulver, vilka vätmedel är nonjoniska tensider med en alkylkedja med 7-9 kolatomer, 1-4 propylenoxyenheter (PO-enheter) och 1.5-5 etylenoxyenheter (EO-enheter). Hos den optimala tensiden är alkylgruppen 2-etylhexyl, mängden PO är 2.5-3.5 och mängden EO är 2-3. De allra bästa vätbarhetsresultaten erhölls med en produkt med 2.7 PO-enheter och 2.1 EO-enheter.

Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla en alkoxilerad produkt baserad på 2-etylhexanol med en utomordentlig kombination av en god vätförmåga, en låg skumning, en god prestationsförmåga som en rengörande tensid för hårda ytor och en god bionedbrytbarhet samt en låg 10 15 20 25 30 524 844 3 toxicitet. Vidare skall produkten kunna tillverkas med en process som är enkel att utföra, och vilken inte är alltför kostsam.

Nu har det överraskande visat sig att dessa syften är uppfyllda med en alkoxilatblandning med formeln C4H9CHCH2O- (PO) n- (EO) m-H 1 C2H5 där PO är en propylenoxyenhet, E0 är en etylenoxyenhet, n har ett medelvärde i området 1.6 - 3.3, företrädesvis 1.6 - 2.4 och mest föredraget 1.8 - 2.3, per 2-etylhexylgrupp och m har ett medelvärde i området 3.0 - 5.5, företrädesvis 3.6 - 4.6, per 2-etylhexylgrupp, och innehållande mindre än 1.5 vikt- procent av oreagerad 2-etylhexanol; nämnda blandning erhålles genom att reagera 2-etylhexanol i ett första steg med propylenoxid och i ett andra steg reagera den erhållna propoxilerade blandningen med etylenoxid.

Alkoxilatblandningen har en mycket god rengörande och vâtande förmåga, och är utmärkt för rengöring av hårda ytor.

Den är lätt bionedbrytbar, uppvisar en låg toxicitet gentemot fisk, Daphnia och nitrifikationsbakterier samt en moderat toxicitet mot alger.

För att erhålla de utomordentliga prestationsegen- skaperna hos produkten är det viktigt att sätta till och reagera all propylenoxid i det första steget, så att PO- blocket är beläget intill 2-etylhexoxygruppen. Produkten som resulterar efter etoxileringen, vilken utförs i andra steget, kommer att innehålla en del oetoxilerad produkt, dvs 2-ety1- hexanol som bara har propoxilerats. Karakteristiskt kommer, detta propoxilat att finnas med i en mängd av mellan 2 och 20 viktprocent, normalt sett mellan 5 och 15 viktprocent. När- varon av propoxilater i blandningen förbättrar vätförmàgan 10 15 20 25 30 524 844 4 och minskar skumningen. Den totala mängden PO i relation till 2-etylhexanolen är också viktig. Om mängden är för låg kommer prestandan hos produkten inte att vara optimal, och om mängden PO är för hög kommer bionedbrytbarheten att vara sämre. Även balansen mellan E0 och PO är viktig för prestandan, och i en speciellt föredragen utföringsform är molförhàllandet EO/PO inom området 1.6 - 2.6.

Alkoxilatblandningen kan användas i vattenhaltiga rengöringskompositioner tillsammans med andra konventionella komponenter, såsom alkali och/eller alkaliska komplexbildare, hydrotroper, andra tensider, förtjockningsmedel, lösnings- medel, färgämnen, ämnen som förhindrar àterutfällning av smuts, stabilisatorer vid upptining, konserveringsmedel, korrosionsinhibitorer och skumreglerare.

Uppfinningen hänför sig också till en metod för att tillverka alkoxilatblandningen, där 2-etylhexanol reageras med 1.6 - 3.3, företrädesvis 1.6 - 2.4 och mest föredraget 1.8 - 2.3, mol propylenoxid per mol 2-etylhexanol i närvaro av en propoxileringskatalysator vid en temperatur av från l10°C till 130°C i ett första steg där den totala mängden propylenoxid får reagera, varpå propoxilatblandningen som erhållits, eller propoxilatblandningen som resulterar efter borttagande av oreagerad 2-etylhexanol, reageras i ett andra steg med 3.0 - 5.5, företrädesvis 3.6 - 4.6, mol etylenoxid per mol 2-etylhexanolpropoxilat i närvaro av en etoxileringskatalysator vid en temperatur av från 60°C till 180°C.

Propoxileringssteget kan utföras i närvaro av en propoxileringskatalysator, företrädesvis en alkalisk katalysator utvald från gruppen NaOH, KOH, NaOCH3 och KOCH, För etoxileringssteget kan antingen en alkalisk katalysator utvald från gruppen NaOH, KOH, NaOCH3 och KOCH3 eller en 10 15 20 25 30 524 844 5 katalysator som ger en snäv fördelning utvald från gruppen Brönstedtsyror, Lewissyror och Ca(OH)2 företrädesvis användas. Om en Brönstedt- eller Lewissyra ska användas i etoxileringssteget, så ska den alkaliska katalysatorn som används i första steget antingen tas bort eller neutraliseras innan etoxileringssteget startas. Företrädesvis utförs både propoxilerings- och etoxileringssteget i närvaro av en alkalisk katalysator, mest föredraget i närvaro av KOCH3.

Föreliggande uppfinning belyses ytterligare genom följande exempel.

Exempel 1 I tabell 1 har samlats några egenskaper för alkoxileringsblandningar enligt uppfinningen samt för alkoxilat som används för jämförelse.

Vätförmågan mättes enligt den modifierade Drave's testmetoden, där sjunktiden i sekunder mäts för ett specificerat bomullsgarn i en tensidlösning med en halt av ungefärligen O.1%.

Skummet mättes som mm skum som bildas i en 500 ml mätcylinder med 49 mm innerdiameter från 200 ml av en 0.5g/1 tensidlösning när cylindern vänds runt 40 gånger under en minut. Testet gjordes vid rumstemperatur och skumhöjden registrerades direkt samt efter 1 minut.

För testet av rengöringsförmâga användes en formule- ring i vatten innehållande 6% tetrakaliumpyrofosfat, 4% natriummetasilikat x 5 H20, 5% alkoxilat och 2.4% natrium- oktyliminodipropionat. Denna formulering späddes 1:30 med vatten.

Procedur för rengöringstest: Vita lackerade plåtar smutsades ner med en oljesot-blandning erhållen från dieselmotorer. 25 ml av ovannämnda utspädda formulering hälldes på den övre delen av de oljesmutsade 10 524 844 6 plåtarna och fick verka en minut. Plåtarna sköljdes sedan av med rikliga mängder vatten. Alla lösningar och vattnet hölls vid en temperatur av omkring 15-20°C. Den rengörande förmågan utvärderades genom att mäta mängden smuts som hade avlägsnats från ytan, och där 100% representerar en totalt vit och ren yta. Utvärderingen utfördes genom att mäta reflektansen hos plåtarna med en Minolta Chroma meter CR-200 reflektometer före och efter rengöringen.

Mängden fri 2-etylhexanol i alkoxilatblandningen bestämdes genom gaskromatografi.

Tabell 1 Skumhöjd (mm) Skumhöjds Rengörings- Fri Vätning efter 0 (mm) förmåga alkohol i Sjunk- och 1 efter 0 % bort- alkoxilat Produkt tid (s) min och 1 min tagande (%) 2-EH+2PO 7 20/0 10/1 80 1.1 +4Eo1 2-EH+2PO 12 0.4 +4Eo2 2-EH+4Eo~°' 90 12/o 25/1 40 < 0.5 2-EH+4Eo“ 125 37/0 70/20 20 11.4 2-EH+2PO 194 75/17 0.2 +10EO 2-EH+3PO 100 84/8 0.1 +10EO 2-EH+4PO 83 83/5 0.05 +10EO 2 EH+4EO 61 8/0 1.7 +2PO 2-EH = 2-etylhexanol 10 15 20 25 30 524 844 7 lalkalisk katalysator har använts både i propoxilerings- och etoxileringssteget zalkalisk katalysator har använts i propoxileringssteget och katalysator för snäv fördelning har använts i etoxileringssteget Bprodukt tillverkad enligt EP 845 449 A1 “alkalisk katalysator har använts för etoxilering sskumhöjd som erhållits under användning av rengörings- formuleringen ovan Från resultaten är det uppenbart att alkoxilat- blandningar enligt uppfinningen uppvisar en utomordentlig kombination av god vätförmága, låg skumning och hög rengöringsförmåga.

Exempel 2 I tabell 2 har samlats toxicitetsdata för alkoxilat- blandningarna enligt uppfinningen samt för alkoxilat som använts som jämförelse.

Bionedbrytbarhetstestet utfördes enligt OECD 301 B.

Följande toxicitetstester har använts: Fisk (Oncorhynchus mykiss): OECD 203 Alger (Scenedesmus subspicatus): OECD 201 Daphnia magna: OECD 202 Nitrifikationsbakterier: ISO guidelines (1989) No. 9509 Följande resultat erhölls. 10 15 20 524 844 8 Tabell 2 Nitrifika- Fisk Alger Daphnia tionsbakte- Bionedbryt- LC 50 EC50 EC50 rier Produkt barhet (mg/1) (mg/1) (mg/1) EC 50 (mg/1) 2-EH+2PO > 60% 42 7 48 >1000 +4EO 2-EH+4Eo” > 60% 13 6 7 680 2-EH+4PO < 60% +10EO 2-EH = 2-etylhexanol 3produkt tillverkad enligt EP 845 449 A1 Alkoxilatblandningen enligt uppfinningen är lätt bionedbrytbar, har låg toxicitet mot fisk och nitrifikationsbakterier och en moderat toxicitet mot alger.

Exempel 3 48 kmol 2-etylhexanol och 2 viktprocent, baserat på alkoholen, av KOCH3 laddades i en alkoxileringsreaktor.

Reaktorn sköljdes med kvävgas, och metanol drevs av. Reaktorn evakuerades, temperaturen ökades till 120°C och propylenoxid laddades i en total mängd av 96 kmol. Efter att reaktionen avslutats höjdes temperaturen till 160°C och etylenoxid laddades i en total mängd av 192 kmol. Den resulterande produkten neutraliserades med ättiksyra.

Exempel 4 Samma procedur följdes som i exempel 3, utom att 1 viktprocent, baserat pà alkoholen, av KOH användes för propoxileringsreaktionen, det intermediära propoxilatet neutraliserades och etoxileringssteget utfördes vid 70°C i närvaro av 0.3 viktprocent av BFL vilket är en katalysator som ger en snäv fördelning av etylenoxidenheter.

Claims (10)

10 15 20 25 30 524 844 KRAV

1. En alkoxilatblandning, kânnetecknad av att den har formeln C4H9CHCH2O- (PO) n' (EO) m-H 1 C2H5 där PO är en propylenoxyenhet, E0 är en etylenoxyenhet, n har ett medelvärde inom området 1.6 - 3.3 per 2-etylhexylgrupp och m har ett medelvärde inom området 3.0 - 5.5 per 2-etyl- hexylgrupp, och som innehåller mindre än 1.5 viktprocent av oreagerad 2-etylhexanol; nämnda blandning erhålls genom att reagera 2-etylhexanol i ett första steg med propylenoxid och i ett andra steg reagera den erhållna propoxilerade blandningen med etylenoxid.

2. Alkoxilat enligt krav 1, kännetecknat av att mängden 2-etylhexylpropoxilat är mellan 2 och 20 viktprocent.

3. Alkoxilat enligt krav 1 eller 2, kånnetecknat av att n har ett medelvärde inom området 1.6 - 2.4 och m har ett medelvärde inom omrâdet 3.6 - 4.6.

4. Alkoxilat enligt krav 1, 2 eller 3, kânnetecknat av att n har ett medelvärde inom området 1.8 - 2.3 och m har ett medelvärde inom området 3.6 - 4.6.

5. Alkoxilat enligt krav 1, 2, 3 eller 4, kânnetecknat av att molförhållandet mellan etylenoxid och propylenoxid är inom området 1.6 - 2.6.

6. Metod för att tillverka en alkoxilatblandning, kånnetecknad av att 2-etylhexanol reageras med 1.6 - 3.3 mol propylenoxid per mol 2-etylhexanol i närvaro av en propoxi- leringskatalysator vid en temperatur av från 110°C till 130°C i ett första steg där den totala mängden propylenoxid tillåts reagera, varpå den erhållna propoxilatblandningen, eller 10 15 524 844 10 propoxilatblandningen som resulterar efter borttagande av oreagerad 2-etylhexanol, reageras i ett andra steg med 3.0 - 5.5 mol etylenoxid per mol 2-etylhexanolpropoxilat i närvaro av en etoxileringskatalysator vid en temperatur av från 60°C till l80°C.

7. Metod enligt krav 6, kânnetecknad av att propoxileringskatalysatorn är en alkalisk katalysator vald från gruppen NaOH, KOH, NaOCH3 och KOCH3.

8. Metod enligt krav 6 eller 7 kânnetecknad av att etoxileringskatalysatorn år en alkalisk katalysator vald från gruppen Na0H, KOH, NaOCH3 och KOCH3 eller en katalysator som ger snäv fördelning vald från gruppen Brönstedtsyror, Lewissyror och Ca(OH)2.

9. Metod enligt krav 7 eller 8 kânnetecknad av att propoxilerings- och etoxileringskatalysatorn är KOCH3.

10. Användning av alkoxilatblandningen enligt vilket som helst av kraven 1 till 5 för rengöring av hårda ytor.