ANTIFOAMING AGENT, ITS PREPARATION AND ITS USE IN HYDROUS SYSTEMS

Abstract: 1. Anti-foaming agents which contain a liquid hydrocarbon, a bis-fatty acid amide and a surfactant, characterized in that they contain a) 70-98 % by weight of a hydrocarbon which is liquid at room temperature and has a boiling point higher than 150 degrees C, b) 0.5-8 % by weight of an amide of the formula see diagramm : EP0035702,P7,F1 in which R represents a C10 -C22 -alkyl or -alkenyl radical and R' represents hydrogen or a C1 -C4 -alkyl radical or both R's together represent a 1,2-ethylene bridge, c) 0.5-15 % by weight of a non-ionic surfactant and d) 0-8 % by weight of a cationic surfactant.

Description: Schaumdämpfungsmittel, ihre Herstellung und Verwendung in wässrigen Systemen Gegenstand der Erfindung sind Schaumdämpfungsmittel, die a) 70 - 98 Gew.-% eines Mineralöls b) 8,5 - 8 Gew.-% eines Amids der Formel EMI1.1 in der R für C10-C22-Alkyl oder -Alkenyl, R' für , C1-C4-Alkyl oder beide R' zusammen für eine 1,2-Ethylenbrücke, und R" für die Reste EMI1.2 oder -CH2-O-CH2- stehen wobei R"' für H, C,-C2-Alkyl oder Phenyl steht, c) Gew.-% - 15 Gew.-% eines nichtionischen Tensids und d) O - 8 0,5 eines kationischen oder anionischen Tensids enthalten, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Entschäumung oder zur Verhinderung der Schaumbildung von wässrigen Systemen. Als Mineralöle in den erfindungsgemässen Schaumdämpfungsmitteln kommen bei Raumtemperatur flüssige aliphatische, alicyclische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe in Betracht, deren Siedepunkt insbesondere über 1500C liegt. Vorzugsweise kommen aliphatische Kohlenwasserstoffe, die gegebenenfalls unterschiedliche Mengen an cycloaliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoffen enthalten können, zum Einsatz. Als Beispiele hierfür seien die aliphatischen Kohlenwasserstoffe Dodecan, Tetradecan, Hexadecan, Octadecan, Eicosan oder deren Mischungen, synthetische Kohlenwasserstoffe, wie sie beispielsweise bei der Fischer-Tropsch-Synthese erhalten werden, oder technische Mineralöle aus unterschiedlich raffinierten Erdölen, wie sie beispielsweise als Paraffinöle, Spindelöle oder Weissöle im Handel sind, genannt. Als Amide der Formel (I) seien beispielsweise genannt: Methylen-bis-laurinsäureamid, Methylen-bis-myristin säureami ,Methylen-bis-palmitinsäureamid, Methylenbis-stearinsäureamid, Methylen-bis-eikosansäureamid, Methylen-bis-behensäureamid, Methylen-bis-ölsäure- amid, Isobutylen-bis-stearinsäureamid, Benzyliden-bisstearinsäureamid, Methylen-bis-linolsäureamid, Bispalmitoylaminomethyl-ether, Bis-stearoylaminomethyl ether, 1 ,3-Bis-lauroylimidazolidin oder 1 ,3-Bis-stearyl- imidazolidin. Bevorzugte Zusammensetzungen enthalten Methylen-bis-stearinsäureamid, Methylen-bis-eikosansäureamid oder Methylen-bis-behensäureamid, insbesondere jedoch Methylen-bis-stearinsäureamid. Die Verbindungen sind grösstenteils bekannt und lassen sich nach bekannten Verfahren, wie sie beispielsweise in der DE-OS 2 202 831 oder in der US-PS 2 554 846 beschrieben sind, herstel lein. Geeignete nichtionische Tenside sind Umsetzungsprodukte von 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltenden, gegebe nenfalls ungesättigten Fettsäuren, Fettsäurearniden, Fettalkoholen oder Fettaminen oder e C6-C12 -Alkylpheno- len mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, sowie Derivate solcher Verbindungen, wie sie beispielsweise durch Veresterung der endstandigen Hydroxylgruppe mit Carbon- säuren, wie Essigsäure, Laurinsäure oder Benzoesäure, oder durch Veretherung mit z.B. Isobutylen oder Alkylchloriden erhalten werden. Weitere geeignete nichtionische Tenside sind auch oberflächenaktive Derivate von mehrwertigen Alkoholen, beispielsweise Fettsäureester von Säuren mit 10 - 22 Kohlenstoff atomen und Pentiten, Hexiten, Pentosen, Hexosen oder Polysacchariden, sowie deren Oxethylierungsprodukte. Bevorzugte nichtionische Tenside sind Umsetzungsprodukte von 12 - 18 Rohlenstoffw atome enthaltenden Fettsäuren oder Fettsäureamiden mit 3 - 10 Mol Ethylenoxid, von 8 - 18 Kohlenstoffatome enthaltenden Fettalkoholen oder von C6-Cg- lky1phenoX len mit -3 - 10 Mol Ethylenoxid, oder Ester solcher Verbindungen mit 12 - 18 Kohlenstoffatome enthaltenden Fettsäuren. Als weitere Tenside enthalten die Zusammensetzungen O - 8 %, vorzugsweise 0,5 - 3 % einer kationaktiven oder anionaktiven Verbindung. Als kationaktive Verbindungen seien beispielsweise genannt: Salze von Aminen, die neben mindestens einem basischen Stickstoffatom mindestens einen 10 - 20 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkyl- oder Alkenylrest enthalten, hiervon abgeleitete quaternäre Pummoniumverbindungen, heterocyclische Verbindungen, wie Alkylpyridiniumsalze, Imidazoliniumverbindungen sowie Aminoxide oder Sulfo- niumverbindungen. Vorzugsweise enthalten die Zusammensetzungen als kationische Tenside solche der Formel EMI4.1 in der 1 für einen C12-C20-A1kyl- oder -Alkenylrest, R für die Hydroxyethyl- oder Hydroxypropylgruppe, R3 für R2 oder Methyl und A für ein Anion, insbesondere für 1e, Br9 oder CH3SO stehen. Geeignete anionische Tenside sind beispielsweise 12 22 Kohlenstoffatome enthaltende Alkansulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfate, sowie Salze von Fettsäuren. Als weitere Zusätze enthalten die Zusammensetzungen gegebenenfalls Wasser, Lösungsmittel wie niedere Alkoa hole, Glykole, sowie andere entschäumende Verbindungen, beispielsweise Fettalkohole, wie 2-Ethylenhexanol, Dodecylalkohol oder Stearylalkohol, Polypropylenglykole, Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockpolymerisate, Fettsäuren oder deren Salze, Fettsäureester oder Paraffinwachse. Bevorzugte Entschäumungsmittel enthalten a) 80 - 90 % eines Mineralöls mit einem Siedepunkt von mindestens 270ob, b) 2 - 6 % eines Amids der Formel (1), insbesondere Methylen-bis-stearinsäureamid, c3 4 - 10 % eines nichtionischen Tensids, insbeson dere eines Umsetzungsproduktes von einem 8 - 18 Koh lenstoffatome enthaltenden aliphatischen Alkohol, Fettsäureamid oder einer Fettsäure mit 3 10 Mol Ethylenoxid, und d) OFS - 3 % eines kationischen Tensids, insbesondere einer Verbindung der Formel EMI5.1 in der R2 und A die obengenannte Bedeutung besitzen, und R4 für einen C16-C20-Alkyl- oder -Alkenylrest steht. Zur Herstellung der erfindungsgemässen Zusammensetzungen können die einzelnen Komponenten in beliebiger Reihenfolge miteinander vermischt werden. Hierzu wird die Mischung über den Schmelzpunkt des Amids der Formel (I) erhitzt und anschliessend unter gutem Rühren möglichst rasch auf Temperaturen unter 400C abgekühlt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Amid der Formel (I) in einem Teil des verwendeten Mineralöls bei 100 - 1500C gelöst und die heisse Lösung dann langsam in eine auf 10 - 80 C, vorzugsweise 20 - 400C gehaltene Mischung aus dem restlichen Mineralöl, den Emulgatoren und gegebenenfalls weiteren Zusätzen eingetragen. Der nichtionische Emulgator kann auch ganz oder teilweise zur heissen Lösung des Amids im Mineral öl gegeben werden. Die erfindungsgemässen Schaumdämpfungsmittel eignen sich hervorragend zur Schaumdämpfung und zur Verhinderung der Schaumbildung in wässrigen, zum Schäumen neigenden Systemen. Insbesondere sind sie für den Einsatz in allen Verarbeitungsstufen der Textilindustrie, wie z.B. beim Entschlichten, Bleichen, bei der Vorbehandlung, beim Färben, Drucken, Nachwaschen, bei der Appretur undHochveredelung, geeignet. Weitere Einsatz gebiete sind beispielsweise die Zucker" Papier , Le der- und Lackindustrie. Die jeweiligen Einsatzmengen der Schaumdämpfungsmittel richten sich im allgemeinen nach dem Gehalt der wässri- gen Systeme an schäumenden Komponenten und nach den apparativen Gegebenheiten. Sie können durch einfache Vorversuche leicht ermittelt werden. Für Textilbehandlungsbäder haben sich im allgemeinen Mengen-von 0,5- 3 g/l bzw. 0,5 - 5 g/kg bei Druckpasten als ausreichend erwiesen. Gegenüber den bisher häufig verwendeten silikonhaltigen Schaumdämpfungsmitteln besitzen die erfindungsgemassen Schaumdämpfungsmittel den Vorteil, dass sie nicht zu den schlecht entfernbaren, gefürchteten Silikon- flecken auf den behandelten Textilien führen. Dieser Vorteil wirkt sich besonders beim Arbeiten in kurzen Flottenverhältnissen z.B. 1:5 bis 1:15 aus, da hierbei die Emulsionen von siliconhaltigen Schaumdämpfungsmit- tel durch die in den Apparaten auftretende hohe Mechanik zerschlagen werden. Ein weiterer Vorteil der er findungsgemässen Schaumdämpfungsmittel liegt in ihrer höheren Stabilität gegenüber Frosteinwirkung. Silikonhaltige Schaumdämpfungsmittel-Emulsionen werden unter diesen Bedingungen instabil. Gegenüber handelsüblichen, siliconfreien Schaumdampw fungsmitteln auf Mineralöl oder Polyetherbasis weich nen sich die erfindungsgemässen Schaumdämpfungsmittel dadurch aus, dass sie eine gleichbleibende schaumdämpfende Wirkung in stark saurem, im neutralen und im alkalischen Bereich zeigen. Die schaumdämpfende Wirkung der erfindungsgemässen Produkte wurde nach der in "Bayer Farben Revue Sonderheft 9, August 1967, S. 77 beschriebenen Methode geprüft. Bei Produktvergleichen werden bei Uberschreitung der 15-Sekunden-Grenze die Prüfmengen des Entschäumers so lange erhöht, bis der Schaum innerhalb des genann ten Zeitraumes von 0 - 15 Sekunden zerfällt. Beispiel 1 : In 405 Teilen eines Mineralöls (Dichte bei 15 C : 0,900 ; Viskosität bei 20 Oe: 13,2 c St, Siedeintervall 282-332 OC werden bei 70-80 0C 11,2 Teile Stearyl-diethyl-hydroxy- ethyl-ammoniumchlorid und 42 Teile eines Umsetzungsproduktes von einem C12-C14-Fettalkohol mit 3 Mol Ethylenoxid gelöst. Die erhaltene Lösung wird auf 20-30 0C abgekühlt und bei dieser Temperatur unter gutem Rühren langsam mit einer auf 120 C erhitzten Lösung von 21 Teilen Methylen-bis-stearin- säureamid in 400 Teilen Mineralöl versetzt. Es werden ca. 890 Teile einer öligen Flüssigkeit erhalten, aus der sich durch einfaches Eingiessen in Wasser und Unirühren eine stabile Emulsion herstellen lässt. Dichte 0,9; Durchlauizeit im Fordbecher (4 mm-Düse) : 18 Sek. eistiel 2: 3,5 Teile des nachstehend beschriebenen Benzyliden-bis- stearinsäureamids, 31,5 Teile Methylen-bis-steerinsëureemid, 1150 Teile des in Beispiel 1 verwendeten Mineralöls und 60 Teile eines Umsetzungsproduktes von 1 Mol eines technischen Laurylalkohols mit 3 Mol Ethylenoxid werden bei 140 C bis zur Bildung einer klaren Lösung gerührt. Die Lösung wird langsam auf 98 C abgekühlt, bei dieser Temperatur mit 24 Teilen Stearyl-dimethyl-hydroxyethyl-ammoniumchlorid versetzt und anschliessend unter gutem Rühren innerhalb von ca. 1 Stunde aui 30 C abgekühlt. Es werden ca. 1260 Teile einer hellbraunen, viskosen Flüssigkeit erhalten, die durch ein faches Einrühren in Wasser eine stabile Emulsion bildet. Das eingesetzte Benzyliden-bis-stearinsäureamid wurde hergestellt, indem 283 Teile Stearinsäureamid in Gegenwart von 1,5 Teilen konz. Schwefelsäure bei 140 C mit 53 Teilen Benzaldehyd versetzt wurden. Nach einer Reaktionszeit von 3-4 Stunden wurde das gebildete Reaktionswasser in Vakuum abdestilliert. Beim Erkalten erstarrt die Schmelze zu 315 Teilen Benzyliden-bis-stearinsäureamid. 3eisiel 3: 5,25 Teile Methylen-bis-stearinsäureami < i werden bei 120 0C in 1GO Teilen eines Mineralöls (Dichte bei -15 C: 0,853; Viskosität bei 20 OC: 36 c St; Sledeintervall 356-405 0C) gelöst. Diese Lösung lässt man langsam bei 20-30 C zu einer Lösung zutropfen, die durch 9ermiscnen von 101 Teilen des Mineralöls, 15,75 Teilen eines Umsetzungsproduktes von 1 Mol technischem Laurylalkohol mit 3 Mol Ethylenoxid, 2,8 Teilen Stearyl-dimethyl-h6droxyethyl-ammoniumchlorid und 0,7 Teilen Propylenglykol erhalten wurde. Es werden ca. 225 Teile einer öligen Flüssigkeit erhalten. Dichte: 0,85; Durchlaufzeit im Fordbecher (4 mm Düse): 22 Sek. Das Produkt lässt sich mit Wasser zu einer stabiler Emulsion verdünnen. Ein Produkt mit ähnlichen Eigenschaften wird erhalten, wenn das Methylen-bis-stearinsäureamid durch dieselbe Menge Bis stearoylaminomethyl-ether ersetzt wird. Dieser wird erhalten, wenn man 283 Teile Stearinsäureamid und 30 Teile Paraformaldehyd bei 110-1200C 1 Stunde reagieren lässt und dann innerhalb von 2 Stunden bei gleicher Temperatur das Reaktionswasser im Vakuum abdestilliert. Beispiel 4 : 42 Teile Methylen-bis-stearinsäureamid werden be 120 C in 400 Teilen eines FischerTropschKohlenwasserstofIs mit einer mittleren Kohlenstoffzahl von 15 gelöst. Diese Lösung lässt man unter gutem Rühren langsam in eine auf 20-30 0C gekühlte Lösung einlaufen, die durch Vermischen von 42 Teilen eines Umsetzungsproduktes von techn, Laurylalkohol mit 3 Mol Ethylenoxid, von 11,2 Teilen Octadecyl-dimethyl-hy- droxayethyl-ammoniumchlorid und L00 Teilen desselben Kohlenwasserstoffs erhalten wurde. Ms werden ca. 890 Teile eines weissen Öls erhalten. Dichte: 0,85; Durchlaufzeit im Fordbecher (4 mm Düse): 18 Sek. Das Produkt lässt sich mit Wasser zu einer stabilen Emulsion verdünnen. Beispiel 5 In 402 Teilen des in Beispiel 1 verwendeteten Mineral öls werden bei 0-800C 16 Teile eines Natriumalkan sulfonats (mittlere Kettenlänge: C21) und 63 Teile eines Umsetzungsproduktes von einem C12-C14-Fettalkohol mit 3 Mol Ethylenoxid gelöst Die erhaltene Lösung wird auf 20-30 C abgekühlt und bei dieser Temperatur unter gutem Rühren langsam mit einer auf 1200C erhitzten Lösung von 20,5 Teilen Methylen-bis-stearinsäureamid in 402 Teilen Mineralöl versetzt Es werden ca. 900 Teile einer öligen Flüssigkeit erhalten, die durch einfaches Eingiessen in Wasser und Umrühren emulgiert werden kann. Dichte: 0,9; Durchlauf zeit im Fordbecher (4 mm Düse):47 Sek. Beispiel 6 Gemäss de vorstehend genannten Vorschrift wurden die Schaum lämpfungsmittel nebeneinander geprüft: Cinsatzmengen : 0,2 g/l Schaumdämpfungsmittel una 0,4 g/1 eines Umsetzungsproduktes von 1 Mol Oleylalkohol mit 50 Mol Ethylenoxid. EMI13.1 ------------------------------------------------------------------------------------------------ <SEP> Temp. <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 75 <SEP> Kochtemperatur <tb> <SEP> ph-Wet <SEP> 2 <SEP> 7 <SEP> 12 <SEP> 2 <SEP> 7 <SEP> 12 <SEP> 2 <SEP> 7 <SEP> 12 <SEP> 2 <SEP> 7 <SEP> 12 <tb> ------------------------------------------------------------------------------------------------ Prod, <SEP> gemäss <SEP> Bsp. <SEP> 1 <SEP> 0/2 <SEP> * <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/1 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/4 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/4 <SEP> 0/3 <tb> " <SEP> " <SEP> Bsp. <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/1 <SEP> 0/3 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/7 <SEP> 0/8 <SEP> 0/8 <SEP> 0/6 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <tb> " <SEP> " <SEP> Bsp. <SEP> 3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/4 <SEP> 0/3 <SEP> 0/4 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <tb> " <SEP> " <SEP> Bsp. <SEP> 4 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/9 <SEP> 0/13 <SEP> 0/13 <SEP> 0/10 <SEP> 0/14 <SEP> 0/12 <tb> ------------------------------------------------------------------------------------------------ Die erste Zahl bedeutet die Zeit in Sekunden, nach der die Schaumdecke nach Abstellen des Luftstroms aufreisst. Die zweite Zahl bedeutet die Zeit in Sekunden, die bis zum völligen Verschwinden des Schaumes gebraucht wird.

Claims: Patentansprüche 1. Schaumdämpfungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass sie a) 70 - 98 % eines Mineralöls, b) 0,5 - 8 %- eines Amids der Formel EMI14.1 in der R für einen C1-0-C22-Alkyl- oder -Alkenylrest, R' für Wasserstoff, einen C1-C4-Alkylrest stehen oder beide R' zusammen für eine 1,2-Ethylen- brücke stehen, und R" für die Reste EMI14.2 oder -CH2-0-CH2 - und R"' für Wasserstoff, einen C16-Alky.lrest oder für den Phenylrest stehen, c) 0,5 - 15 % eines nichtionischen Tensids und d) O - 8 % eines kationischen oder anionischen Tensids enthalten. 2. Schaumdämpfungsmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Komponente b) Methyl len-bis-stearinsäureamid, Methylen-bis-eikosansäu reamid und/oder Methylen-bis-behensäureamid ent halten. 3. Schaumdämpfungsmittel gemäss Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Komponente b) Methylen-bis-stearinsäureamid enthalten. 4. Schaumdämpfungsmittel gemäss Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie als nichtionische Tenside Umsetzungsprodukte von C8-C18-Fettsäuren und/oder von C 8-C18-Fettsäureamiden und/oder von C8-C18-Fettalkoholen und/oder von C -C9 Cg-Alkylphenolen mit 3 - 10 Mol Ethylenoxid, oder Ester die durch Um setzung der endständigen Hydroxylgruppen dieser Ver bindungen mit C12-C18-Fettsäuren entstehen, ent halten. 5. Schaumdämpfungsmittel gemäss Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie als nichtionische Tenside Umsetzungsprodukte von C8-C18-Fettalkoho- len, -Fettsäuren und/oder -Fettsäureamiden mit 3 - 10 Mol Ethylenoxid enthalten. 6. Schaumdämpfungsmittel gemäss Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie als kationische Tenside solche der Formel EMI16.1 enthalten, in der R1 für einen C12-C20-Alkyl oder-Alkenylrest, R2 für die Hydroxyethyl- oder Hydroxypropylgruppe, R3 für R2 oder Methyl und A für ein Anion stehen. 7. Schaumdämpfungsmittel gemäss Ansprüchen 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass sie a) 80 - 90- % eines Mineralöls mit einem Siede punkt von mindestens 2700C, b) 2 - 6 % Methylen-bis-stearinsäureamid c) 4 - 10 % eines Umsetzungsproduktes von 8 - 18 Kohlenstoffatome enthaltenden Fettalkoholen und/oder Fettsäuren und/oder Fettsäureamiden mit 3 bis 10 Mol Ethylenoxid und d) 0,5 - 3 % eines kationischen Tensids der Formel EMI16.2 in der R4 für einen CH2 c16-c -Alkyl- oder -Alkenyl- rest steht und A1 e für Cl@@, Br oder CH3SO4 e steht, enthalten 8. Verfahren zur Herstellung von Schaumdämpfungs mitteln gemäss Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass man eine auf 100 - 150 C erhitzte Lösung der Komponente b) in einem Teil des Mineral öls unter gutem Rühren langsam zu einer auf 10 800C gehaltenen Lösung der Komponente c) und gege- benenfalls der Komponente d) in der restlichen Menge des Mineralöls zulaufen lässt. 9. Verwendung der Schaumdämpfungsmittel gemäss An sprüchen 1 bis 7 zur Verhinderung der Schaumbil dung oder zur Entschäumung von wässrigen Systemen. 10. Verwendung der Schaumdämpfungsmittel gemäss An sprüchen 1 bis 7 zur Verhinderung der Schaumbil dung oder zur Entschäumung von Textilbehandlungs flotten.

Inventors: BREYER, KARL-HEINZ, KORTMANN, WILFRIED, WALZ, KLAUS, DR.
Applicants: BAYER AG
Application year: 1981
Main classification: B01D19
IPC codes: B01D19