DE944127C

DE944127C - Verfahren zur Herstellung von Netz-, Emulgier- und Reinigungsmitteln

Info

Publication number: DE944127C
Application number: DEG2698D
Authority: DE
Inventors: Dr Adolf Schmitz
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1941-10-29
Filing date: 1941-10-29
Publication date: 1956-06-07
Also published as: BE447658A

Description

Verfahren zur Herstellung von Netz-, Emulgier- und Reinigungsmitteln Es ist bekannt, Polyglykoläther höhermolekularer Alkohole dadurch herzustellen, daß man Sithylenoxyd in solchen Mengen auf die Alkohole einwirken läßt, daß in das Molekül des Ausgangsstoffes mindestens ein Polyglykolätherrest mit 4 oder mehr C2 H4 O-Gruppen eintreten kann. Das hierbei entstehende Reaktionsprodukt hat man zur Verwendung als Schaum-, Netz-, Reinigungs- oder Emulgiermittel vorgeschlagen.

Es wurde festgestellt, daß man, wenn man nach diesem Verfahren z. B. auf einen höheren aliphatischen Alkohol Äthylenoxyd, z.B. im Molverhältnis 1 : 6, einwirken läßt, keineswegs ein einheitliches Reaktionsprodukt erhält, etwa in dem Sinne, daß eine Verbindung des Alkohols mit einem Polyglykolätherrest, der 6 C2H4O-Gruppen enthält, entstände. Es wird vielmehr ein Gemisch erhalten, das aus unverändertem Alkohol, Mono-, Di-, Triglykoläther und höheren Polyglykoläthern bis zu solchen mit langen Ketten besteht. Ein nach diesem Verfahren hergestelltes Polyglykoläthergemisch des Pentadecylalkohols hat, wie eine fraktionierte Destillation zeigt, z. B. folgende Zusammensetzung:

Durchschnittlicher

Fraktion Siedebereich Prozentualer Gehalt an C2H4O-

Nr. 0C$Torr Anteil Gehalt an C2H4O-

1 95 bis 160/0,3 II I,7

2 I60 bis 232/0,3 I7 3,1

3 232 bis 245/0,3 12 5,1

4 - bis 60, 8,9

Es wurde nun die überraschende Feststellung gemacht, daß z. B. für die Emulgierwirkung dieses Produktes, d. h. für die Herstellung von Emulsionen, z. B. von Paraffinöl in Wasser, nur der Anteil des Reaktionsproduktes wirksam ist, der einen Polyglykolätherrest mit etwa 5 oder 6 C2 H4 0-Gruppen enthält. Im angeführten Falle sind also fü:r die Emulgierwirkung nur I2°/o des Reaktionsproduktes von Bedeutung. Die gesamten übrigen 88% des Reaktionsproduktes sind praktisch völlig unwirksam.

Die gleiche überraschende Feststellung wurde für Polyglykoläther anderer Alkohole gemacht, die anderen Zwecken, z. B. zur Verwendung als Netzmittel dienen. Untersucht man z. B. ein nach dem bekannten Verfahren hergestelltes Polyglykoläthergemisch des Dodecylalkohols - erhalten durch Einwirkung von etwa 6 bis 7 Mol Äthylenoxyd auf je I Mol Alkohol - auf seine Zusammensetzung, so erhält man folgendes Ergebnis:

Fraktion Siedebereich Prozentualer Durchschnittlicher

Nr. °C/Torr Anteil Gehalt an C2H40-

Gruppen

I 100 bis 200/0,9 20 I,5

2 200 bis 252/0,9 25 4,6

3 252 bis 294/1,0 I8 6,8

4 - 37 10,4

Von den Fraktionen dieses Gemisches sind nur die zwei letzten in Wasser löslich, infolgedessen kommen nur diese als Netzmittel in Betracht. Bei Netzversuchen mit Baumwollfäden in o,r0/oiger Lösung ergaben sich folgende Netzzeiten: Fraktion 3 = 10 Sekunden, Fraktion 4 = I20 Sekunden.

Hier ist also nur der Anteil mit 6,8 C2H=O-Gruppen von wirklich überragender Wirkung. Die übrigen 820/0. des Gemisches sind praktisch nicht verwendbar.
Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das es gestattet, den als Ausgangs stoff dienenden Alkohol nahezu vollständig allein in Polyglykoläther mit 5 bis 8 C2H4 O-Gruppen iiberzuführen, die eine maximale Wirksamkeit besitzen. Hierzu läßt man auf I Mol Alkohol einen Überschuß, jedoch weniger als 4 Mol Äthylenoxyd einwirken, und zwar bei einer Temperatur von etwa I00° und normalem Druck. So erhält man z. B. bei Anwendung von etwa 3 Mol Äthylenoxyd auf I Mol Pentadecylalkohol ein Reaktionsprodukt von folgender Zusammensetzung: I5°/o Glykoläther mit durchschnittlich 0,2 C2 H4 Gruppen 360/0. Glykoläther mit durchschnittlich 2,2 C2H40-Gruppen 490/0. Glykoläther mit durchschnittlich 5,5 C2H40-Gruppen Bei Anwendung von Dodecylalkohol unter den gleichen Bedingungen wird ein Reaktionsprodukt in folgender Zusammensetzung erhalten: 37 0/. Glykoläther mit durchschnittlich o,g C2 H4 0-Gruppen /o Glykoläther mit durchschnittlich 3,I C2H40-Gruppen so°/e Glykoläther mit durchschnittlich 7,3 C2H40-Gruppen Wie hieraus hervorgeht, fehlt nunmehr der höhere unbrauchbare Anteil ganz. Dagegen ist die Ausbeute an maximal wirksamem Polyglykoläther um ein vielfaches gestiegen. Außer dem maximal wirksamen Anteil erhält man bei diesem neuen Verfahren nur niedere Glykoläther. Diese werden durch Destillation abgetrennt und erneut mit Äthylenoxyd behandelt. Auf diese Weise kann die Gesamtausbeute an nahezu einheitlichem Reaktionsprodukt mit maximaler Wirkung quantitativ gestaltet werden.
Im folgenden wird die Überlegenheit der nach dem neuen Verfahren hergestellten Erzeugnisse gegenüber den nach bekannten Verfahren aus dem gleichen Ausgangsstoff gewonnenen gezeigt.
Tabelle I gibt einen Vergleich zwischen der Emulgierwirkung des aus einem Pentadecylalkohol nach dem neuen Verfahren hergestellten Polyglykoläthers mit 5,5 C2H4 0-Gruppen und des nach dem bekannten Verfahren aus dem gleichen Alkohol hergestellten, nicht fraktionierten Polyglykol äthers mit durchschnittlich 6 C2 H4 0-Gruppen. Es wird die Beschaffenheit von aus 2/9 Wasser und 1,,3 Ölphase bestehenden Emulsionen, die durch einfaches Schütteln hergestellt sind, nach 5stündigem Stehen beschrieben. Die Olphase, die aus Spindelöl und Emulgator besteht, enthält 5, 10 bzw.
25°/o Emulgator.

Tabelle I

5 °/0 Emulgator 100/0 IO % Emulgator 25 °lo Emulgator

Erzeugnis nach dem Emulsion Emulsion Emulsion

neuen Verfahren sehr gut sehr gut sehr gut

Erzeugnis nach dem Emulsion vollständig Emulsion vollständig. Emulsion teilweise

bekannten Verfahren aufgerahmt aufgerahmt aufgerahmt

Bei der Verwendung eines Dodecylalkohols wird nach dem neuen Verfahren ein Polyglykoläther mit durchschnittlich 7 C2 H4 0-Gruppen erhalten, der Baumwollfäden in o,I°/oiger Lösung in 6 Sekunden netzt. Der nach dem bekannten Verfahren aus dem gleichen Alkohol gewonnene Polyglykoläther mit durchschnittlich 6 bis 7 C2 H4 O-Gruppen ist als Netzmittel praktisch nicht brauchbar, da er in Wasser nicht vollständig löslich ist.

Als Ausgangsstoffe für das neue Verfahren sind sowohl natürliche oder aus Naturprodukten, wie Fetten, Ölen usw., darstellbare als auch synthetische Alkohole, z. B. solche, die durch Einwirkung von Wassergas auf Olefine auf katalytischem Wege erhalten werden, anwendbar.
Beispiel I 930 g Isododecylalkohol (5 Mol) werden mit einer Auflösung von 10 g Natrium in 100 g Äthylalkohol gemischt. Nachdem aus der Mischung der Äthylalkohol ahdestilliert ist, werden im Rührgefäß unter Erwärmen auf I00° der Mischung 770 g Äthylenoxyd (I7,5 Mol) zugeleitet, die vollständig aufgenommen werden. Das Reaktionsprodukt wird mit 38 cm3 konzentrierter Salzsäure versetzt und das hierdurch abgeschiedene Kochsalz abgesaugt. Nach Entfernen von im Reaktionsprodukt gelöstem Wasser gelangen I565 g Reaktionsprodukt zur fraktionierten Destillation.
582 g geben bei I mm Hg zwischen 86 und I830 über. Die Bestimmung der Hydroxylzahl ergibt ein SIolekulargesvicht von 227 und damit einen Gehalt von durchschnittlich o,g C,H,O-Gruppen im Molekühl. 205 g sieden bei o,g mm Hg zwischen I83 und 2I0°, Molekulargewicht 321, danach 3,I C2 H4 O Gruppen im Molekül.
Der Rückstand von 777 g, SIolekulargewicht 506. entsprechend 7,3 C2H4O-Gruppen im Molekül, ist vollkommen klar in Wasser löslich und zeigt überragende Netzwirkung.
Beispiel 2 2420 g Isohexadecylalkohol (Io Mol) werden mit einer Auflösung von 25 g Natrium in 300 g Äthylalkohol gemischt. Nach Abdestillieren des Äthylalkohols werden der Mischung im Rührgefäß unter Erwärmen auf I00° 1540 g Äthylenoxyd (35 Mol) zugeleitet, die vollständig aufgenommen werden.
Nach Abscheidung des Natriums in Form von Kochsalz und Entfernen von gelöstem Wasser werden 38I2 g Reaktionsprodukt fraktioniert destilliert.
575 g sieden bei 0,3 mm Hg zwischen 114 und 1720, durch Bestimmung der Hydroxylzahl wird das Molekulargewicht zu 262 errechnet, danach beträgt der Gehalt an C2 H4 O-Gruppen 0,45 im Molekül. I309 g destillieren bei 0,5 mm Hg zwischen I72 und 2320, Molekulargewicht 232, 2C2H4O-Gruppen im Molekül.
Der Rückstand von I928 g, Molekulargewicht 520, entsprechend 6,3 C2H4O-Gruppen im Molekül, ist ein hervorragender Emulgator, z. B. für Emulsionen von Paraffinöl in Wasser. Er ist zur Herstellung von mineralölhaltigen Spinnschmälzen besonders gut geeignet, ferner besitzt er gutes Waschvermögen und wirkt schaumverbessernd.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Netz-, Emulgier- und Reinigungsmitteln durch Kondensation von höheren aliphatischen Alkoholen mit 10 bis I8 C-Atomen mit Äthylenoxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man auf je I Mol des Alkohols einen Überschuß, jedoch weniger als 4 Mol von Äthylenoxyd bei etwa I00° und normalem Druck einwirken läßt und aus dem Reaktionsprodukt die Fraktion der Polyglykoläther mit 5 bis 8 C2 H4 0-Gruppen fraktioniert abtrennt und die niedriger siedenden Fraktionen einer erneuten Kondensation unterwirft.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 5I9 730, 542 765, 580075, 605 973, 6I7 76I, 695 o63; USA.-Patentschrift Nr. 2002613; britische Patentschrift Nr. 380 43I (C. 1933. 1.

3I3); Journal of the American Chemical Society, Bd. 62 (1940), S. 156I bis 1565.