DE2723139A1 - Tensidsystem mit extremer schaumdaempfung - Google Patents
Tensidsystem mit extremer schaumdaempfungInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein synergistisch wirkendes Gemisch aus bestimmten schaumdämpfenden nichtionischen Tensiden, das sich
durch eine gegenüber den Einzelkomponenten besonders starke Schaumdämpfung auszeichnet.
Solche Systeme sind bei solchen Reinigungsprozessen sehr erwünscht,
die unter einer hohen mechanischen Belastung ablaufen, also bei Prozessen, wie der Geschirr- und Flaschenreinigung.
Bisher wurden als Standardtenside vor allem nichtionische Tenside auf Basis von Blockcopolymerisaten des Äthylen- und Propylenoxids
oder deren Derivaten, d.h., von Η-aktiven Verbindungen, an die blockweise Äthylenoxid und Propylenoxid angelagert sind,
verwendet, da diese Tenside wenig Schaum verursachen. Bei derartigen Systemen ist man häufig gezwungen, einen Kompromiß zwischen
Schaumdämpfung und Netzwirkung bzw. Waschwirkung einzugehen.
Systeme mit größeren Äthylenoxidblöcken, d.h., solche mit überwiegenden
hydrophilen Anteilen entwickeln relativ viel Schaum. Umgekehrt kann man beobachten, wenn der Propylenoxidblock das
Übergewicht besitzt: das System wird schaumärmer, da die hydrophoben Anteile überwiegen. Zum anderen ist aber das Optimum der
Reinigungswirkung bei höherem Anteil an Äthylenoxid zu suchen. Blockcopolymerisaten mit bestimmten definierten Anteilen an Äthylenoxid
und Propylenoxid, die man speziell auf hohe Reinigungskraft eingestellt hatte, mußten daher häufig Schaumdämpfer zugesetzt
werden, und hierfür kamen dann bestimmte Mengen an solchen Blockcopolymerisaten des Äthylen- und Propylenoxids in Betracht,
deren hydrophober Anteil relativ groß war und deren Schaumarmut mit geringer Reinigungskraft gekoppelt war. Man erreichte damit
relativ geringen Schaum und noch ausreichende Reinigungswirkung. Dasselbe erreichte man auch mit solchen Copolymerisaten, deren
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Äthylen- und Propylenoxid-Anteil in einem solchen Verhältnis stand, daß der obengenannte Kompromiß zustandekam, d.h., ein
relativ geringer Schaum gepaart mit einer technisch noch befriedigenden Reinigungskraft.
Es leuchtet ein, daß diese Lösungen zwar in vielen Fällen ausreichten,
jedoch noch keine optimalen Ergebnisse erbringen konnten. Gerade Reinigungsprozesse, die unter hoher mechanischer Belastung
ablaufen, also mechanisches Geschirrspülen oder Flaschenwäsche erfordern neben optimaler Netzwirkung und Reinigungskraft
ein möglichst schaumfreies Arbeiten.
Die Aufgabe, die der im folgenden beschriebenen Erfindung zugrunde
lag, bestand darin, auf Basis von Blockcopolymerisaten des Äthylen- und Propylenoxids ein Tensidesystem zu entwickeln, das
möglichst schaumfrei bei noch gesteigerter Netz- und Reinigungskraft arbeitet.
Die Lösung gelingt überraschenderweise mit einem Tensidsystem auf der Grundlage von Blockcopolymerisaten aus Äthylen- und Propylenoxid
und/oder deren Derivaten, das durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet ist:
a) 50 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das System, mindestens einer Verbindung der Formeln I, II und/oder III
H^)n, (OC3Hg)1n, (OC2H11 )n,-0H II
und/oder
CH2N III
(C3H6O)m„(C2Hl4O)n„H
wobei m 5 bis 20, η für 5 bis 20, m1 für 15 bis 100, nf für
1 bis 20, m" für 3 bis 40, n" für 1 bis 15 und R den Rest
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-H-
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eines geradkettigen oder verzweigten Fettalkohols mit 8 bis
22 C-Atomen bedeuten, und wobei in Formel I die Oxäthyl- und Oxpropylgruppen statistisch verteilt oder als Blöcke vorliegen,
b) 10 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das System, mindestens einer Verbindung der Formel IV
H(OC3H6) (OC2H1J)x-O-CH-CH2-O-CH-CH2-O(C2H11O)x(C3H6O)^ IV
CH, CH3
in der χ für 5 bis 50 und y für 10 bis 100 stehen.
Die Komponente a, die den Formeln I, II und III gehorchen, stellen
ausnahmslos Tenside dar, die Propylenoxid in einer solchen Menge enthalten, daß der obengenannte Kompromiß bezüglich Schaumarmut
und Netzkraft verwirklicht wird.
Die Komponente b, die der Formel IV gehorcht, enthält Propylen oxid in starkem Überschuß und wirkt für sich allein demzufolge
als sehr schaumarmes aber relativ schlecht netzendes Tensid. In Verbindung mit äthylenoxidreichen, stärker schäumenden Tensiden
wirkt sie als Schaumdämpfer, wobei die Dämpfung zahlenmäßig nie vollständig an die Werte herankommt, wie sie mit der Komponente b
allein erreichbar sind.
Die Erfindung beruht nun auf dem überraschenden synergistischen
Effekt einer selbst gegenüber der Komponente b verbesserten Schaumarmut und einer gegenüber der Komponente a noch verbesserten Netz-und Waschkraft. Es war nicht zu erwarten, daß einmal
ein System mit überschüssigen hydrophoben Anteilen durch Zufügen von weiteren an hydrophoben Anteilen reichen Tensiden in der
Netzkraft besser würde, und daß zum anderen ein stark schaumdämpfendes System in Verbindung mit einer weniger stark schaumdämpfenden Verbindung insgesamt noch weniger Schaum erzeugt.
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5 -
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Dieser unerwartete Synergismus, dessen Ursache nicht erklärbar ist, ermöglicht nunmehr die Prozesse vor allem des Geschirrspülens
und der Flaschenreinigung in vorteilhafter Weise wirkungsmäßig zu verbessern.
Die Komponente a kann erfindungsgemäß eine oder mehrere Verbindungen
der Formeln I, II oder III oder eine Mischung daraus sein.
Die Vertreter der Formel I sind an sich bekannte alkoxylierte Fettalkohole mit 8 bis 22, vorzugsweise 10 bis 18 C-Atomen pro
Alkylrest, der geradkettig oder verzweigt, vorzugsweise verzweigt ist. Die bevorzugten Vertreter dieser Alkohole sind natürliche
Fettalkohole, wie n-Decylalkohol, n-Dodecylalkohol, n-Palmitylalkohol,
Stearylalkohol sowie synthetische Fettalkohole und (vorzugsweise) Gemische davon, die aus der Oxosynthese stammen. Hiervon
sind vor allem der c^^Gi^"» C17/'Ciq~ sow^e der cq/'cii~
Schnitt zu nennen. Der Alkohol ist zunächst mit 5 bis 20 (m) Mol Äthylenoxid und anschließend mit 5 bis 20 (n) Mol Propylenoxid
umgesetzt. Ein bevorzugtes Verhältnis ist durch m : η = 1 : 0,3 bis 0,8 auszudrücken. Ebensogut können Äthylen- und Propylenoxid
als Gemisch im Rahmen der obengenannten Verhältnisse angelagert sein. Als bevorzugte Vertreter der Formel I kommen C.,/C.. ,--Oxoalkohole
vor, die 6 bis 13 Mol Propylen- und 3 bis 5 Mol Äthylenoxid im den Grenzen der obengenannten Vorzugsverhältnisse als
Blöcke oder als Mischung enthalten.
Vertreter der Formel II sind ebenfalls bekannte Äthoxylate eines Polypropylenglykols. Auch hier liegt der Propylenoxidanteil (mf)
gegenüber beiden Polyäthylenoxidblöcken (jeweils nf) im Überschuß
vor. m1 soll dabei für 15 bis 100, vorzugsweise 20 bis 60 und n1
für 1 bis 20, vorzugsweise 2 bis 15 stehen. Das bevorzugte Verhältnis
von n1 : m1 beträgt 1 : 2 bis 5.
Die Vertreter der Formel III sind die ebenfalls als schaumdämpfende
Tenside bekannten Alkoxylierungsprodukte des Äthylendiamins. Die aktiven Wasserstoffatome letzterer Verbindungsklasse sind da-
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bei durch Propylenoxidblücke, die ihrerseits Äthylenoxidblöcke
angelagert enthalten, ersetzt. Auch hier enthält das Molekül Propylerioxid im Überschuß gegenüber Äthylenoxid; vorzugsweise
ist das Verhältnis m" : n' wie 1 : (0,2 bis 1), vorzugsweise
1 : (0,2 bis 0,8).
Die Komponente a ist zu 50 bis 90, vorzugsweise 70 bis 90 Gewichtsprozent
im Gesamtsystem anwesend.
Die Komponente b stellt ein Blockcopolymerisat der Formel IV dar. Man erhält sie durch Äthoxylierung von Dipropylenglykol
und anschließende Oxpropylierung. Dabei ist Propylenoxid in sehr starkem Überschuß gegenüber Äthylenoxid anwesend, d.h., χ
bedeutet 5 bis 50 und y 10 bis 100.
Die Komponente b ist zu 10 bis 50 Gewichtsprozent im Gesamtsystem,
vorzugsweise zu 10 bis 30 Gewichtsprozent anwesend.
Die Herstellung der einzelnen Verbindungen ist bekannt und soll zur Erhöhung der Übersichtlichkeit nur kurz erläutert werden:
Die Propoxylierung findet bevorzugt unter alkalischer Katalyse bei 110 bis 1^00C bei 3 bis 10 bar in geschlossenem System statt.
Die Äthoxylierung läuft unter denselben Drücken bei 100 bis 1300C ab. Als umfassende Literatur für Oxalkylierungen sei auf
Schwartz/Perry "Surface Active Agents and Detergents", Vol. I und II, Interscience Publ., New York, verwiesen.
Die neuen Tensidsysteme sind vor allem für Spülprozesse von Wichtigkeit.
Ihre extreme Schaumarmut und verbesserte Netzkraft ist aus den folgenden Beispielen ersichtlich.
Die Schaumprüfungsergebnisse wurden in einer Haushaltsgeschirrspülmaschine
ermittelt. Dabei wurde die Schaumentwicklung eines Geschirreinigers durch die Umdrehungszahl des Sprüharmes gemessen.
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Hohe Umdrehungszahlen bedeuten hohe Schaumdämpfung. Hs wurden
;-() g filier; üenchirreinigers folgender Zusammensetzung eingesetzt.
1 g Tensidgemisch
19 β Grundpulver aus 50 % Na-metasilicat, 1JS % Pentanatriumtriphosphat,
5 * Natriumcarbonat. Die Ergebnisse sind aus der Figur J bis 3 entnehmbar. Dabei bedeuten jeweils in Figur
0 = Blockcopolymerisat aus 36 % 8o, 62 % PO, 2 % Dipropylenglykol
(Aufbau gemäß Formel IV)
1 = C1 ,/C15-OXOaIkOhOl + 6,5 55 äO + 3,5 % PO
? - 1 + 10 % 0 3 = 1 + 25 % 0 'I = 1 + 50 % 0
in Figur 2
O=S. Figur 1
1 = Blockcopolymerisat aus 90 % PO, 10 % KO
2 = 1 + 10 % 0
3 = 1 + 25 % 0 Ί = 1 + 50 # 0
in Figur 3
0=s. Figur 1
1 = 8'l,6 % PO, 1*4,2 % 'AO angelagert aus 1,2 % Äthylendiamin
2 = 1 + 10 % 0
3 = 1 + 25 % 0 '» = 1 + 50 % 0
BASF Aktiengesellschaft j
Zeichn.
809848/0203
L e e r s e
ite
Claims (1)
- BASF AktiengesellschaftUnser Zeichen: O.Z, 32 603 Ze/Br67OO Ludwigshafen, 20.05.1977PatentanspruchTensidsystem auf der Grundlage von Blockcopolymerisaten aus Äthylen- und Propylenoxid und/oder deren Derivaten, das durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet ist:a) 50 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das System, mindestens einer Verbindung der Formeln I, II und/oder IIIιΛ0Η R-<0C 3 H6>m τH1.) ,(OCJHf-) ,(0C0H,.) ,-0H II4η1 3Dm d 1I ηund/oder}mJL ^(C3H6O)m»(C2Hi|O)n«Hwobei m 5 bis 20, η für 5 bis 20, m1 für 15 bis 100, n1 für 1 bis 20, m" für 3 bis 40, n" für 1 bis 15 und R den Rest eines geradkettigen oder verzweigten Fettalkohols mit 8 bis 22 C-Atomen bedeuten, und wobei in Formel I die Oxäthyl- und Oxpropylgruppen statistisch verteilt oder als Blöcke vorliegen,b) 10 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das System, mindestens einer Verbindung der Formel IVC(OC3H6) (OC2H11 )x-O-CH-CH2-O-CH-CH2-O(C2H1|O)x(C3H6O)yH IVCH3 CH3in der χ für 5 bis 50 und y für 10 bis 100 stehen.809848/0203
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