Способ получения основы синтетических моющих средств Советский патент 1992 года по МПК C11D1/722 C07C43/04 C07D303/00 

Изобретение относится к производству синтетических моющих средств бытового и технического назначения па основе неионогенных поверхностно-активных веществ, представляющих собой продукты одновременного оксиэтили- рования и оксипропилирования высших жирных спиртов.

Целью изобретения является повышение моющей способности и степени биораспада в водных средах активной основы синтетических моющих средств, в качестве которой используют аддукт высших жирных спиртов с оксидами этилена и пропилена.

Аддукты представляют собой моно- алкиловые эфиры полиоксналкиленгли- колей общей формулы ЕРцЕд где R - длина углеводородных радикалов фрак- ции высших жирных спиртов, Р - пропиле нгликолевые и Е - этиленгликолевые звенья полиоксиалкиленовой цепи, , у - количество моль оксида пропилена и х - количество моль оксида этилена в расчете на 1 моль жирных спиртов.

Пример 1. Берут 170 г I (1 моль) высших жирных (ВЖС) фракции С7-С 4 г катализатора (едкий кали), загружают в автоклав, автоклав герметизируют, азотом вытесняют воздух, нагревают до 130-160°С и при вращении автоклава со скоростью 100-500 об/мин, давлении оксида пропилена 0,1-0,4 МПа проводят полиприсоединение 58 г (1 моль) оксида пропилена. Затем при тех же условиях проводят полиприсоединение 308 г (7 моль I оксида этилена (см. таблицу, опыт 1 а). Получают 536 г аддукта, содержащего 98,5% моноалки-/ ловых эфиров поликсипропиленполнок- сиэтиленглшсолей общей формулы КР Е

d

о со о со

со следующими молярными соотногаенйя- мк мрдщу звеньями полимерных молекул - высший жирный спирьоксид npo- пнлена: оксид этилена 1 j 1s7 (у 1, х е 7) и 1,5 мас,% полиалкилеягли- колей.

В тех же условиях проводят опыт 16, присоединяя к спиотам 46,4 г (0,8 моль) оксида пропилена и 286 г (6,5 моль) оксида этилена. При этом получают 502,4 г аддукта, содержащег 93,8% эфиров общей формута , соответствующей молярному соотношению полимерных звеньев (зыстий жир- 1Й$ спирт:оксид пропиленаг оксид этилена 1:0,8г6,5 (у 0,8, х 6,5) и 1,2-мас.% полиалкиленгликолей.

Аналогично з той же фракции спирта присоединяют 23,2 г (0,4 моль) ок сида пропилена и 374 г (8,5 моль) оксида этилена (опыт 1в). Получают 567 г аддукта, содержащего 98,3% мо- ноалкиловых эйиров общей формулы КРЦЕХ, где у 0;Д их 8,5„

Свойства продуктов, полученных В4 опытах la, бив, представлены в таблице.

Пример 2. В условиях приме

ра 1 последовательно осуществляют ре- акции оксиэччширования и оксипропшш- рованкя фракции ВЖС . В результате в опытах 2а б и в получают ад- дукт, содержащий моноалкиловые эфиры общей формулы REjjPu (количеств-о (ад- дукта и значения х и у см. в табли- Це).

П р и м е р 3. Берут по 170 г (1 -м&пьХ-ВЖС фракции , по 1,7 г катализатора (едкий кали), загружают в автоклав, герметизируют, вытесняют азотом воздух, нагревают до 130-160вС и при давлении 0,1-0,4 МПа, перемзши- БЛНИИ (100-500 об/мин) проводят опыты За, J3 и в,.-осуществляя полиприсо- единение смеси окисей этилена и про- пилена: 308 г (7 моль) оксида этиле-,4 на и 58 г (1 моль) оксида пропилена (За), 286 г (6,5 моль) оксида этилена и 46,4 г (0,8 моль) оксида пропилена (36), 374 (8,5 моль) оксида эти- лена и 23,2 г (0,4 моль) оксида пропилена (Зв).

Получают 536 (За), 502,4 (36), 567,2 (Зв) аддуктов, содержащих 97,8, 98,2, 98,4% соответственно ыоноалкя- левых эфиров полиоксиалкиленгликолей общей формулы R(EP)x+a со следующими значениями числа смешанных полиэток

c

Q 5

0

0

., 0

5

си- и полипропнлоксигрупп: опыт За х+у гостазляет (7-1), опыт 36 - (6,5- 0,8) опыт Зв - (8,5-0,4). Количество примесей полиокскалкиленглнколей, мас.%: 2,2 (За), 1,8 (36) и 1,6 (Зв).

Характеристика свойств продуктов приведена в таблице.

Пример 4 (сравнительный). Берут 200 г (1 моль) высших жирных

спиртов фракции , загружают их в автоклав, туда же помещают 2 г катализатора (едкий кали), автоклав , герметизируют, вытесняют воздух азотом, нагревают до 130-160°С и при перемешивании смеси со скоростью вращения автоклава 100-500 об/мин проводят полиприсоединение 396 г (9 моль)., оксида этилена под давлением 0,1- МПа, После завершения реакции автоклав охлаждают до 80°С и продувают азотом.

Полученный продукт содержит 99,0% (591 г) оксиэтилированных ВЖС общей формулы RE и 1% (5 г) полиэтилен- гликолей.

Характеристика полученного продукта приведена в таблице.

Моющее действие полученных образцов поверхностно-активных веществ (ПАВ) определяют по методике ЗНИИЖ. Стирку стандартной загрязненной ткани осуществляют на лабораторной стиральной мчшине водным раствором образца при его концентрации 1,25 г/дм, жесткости воды 15°Ц и температуре 25°С. В качестве стан- дартного ПАВ используют лаурилсуль- фат натрия.

Бпораэлагаемость полученных поли- окскзтиленполиоксипропиленгликолевых эфиров определяют по стандартной ме- тодике с использованием синтетической модельной сточной жидкости и предварительно адаптированного активного ила.

Степень первичного биораспада определяют как среднее значение степени удаления ПАВ из синтетической сточной жидкости адаптированным активным илом с 21 до 41 сут0 испытаний по формуле

rt-Ziif ioo.

2( ш П

где С,, и С0 - концентрация ПАВ в исходной и очищенной сточной жидкости.

Степень полного биорасгпда определяют аналогично по среднему значению степени снижения ХПК синтетической сточной жидкости по формуле 41 ХПКП- (ХПК - ХПКК)

Ot 51™ -™ЮО,

ЪГ 20 хпкп

где ХПКр, ХПК и ХПКП - химическое потребление кислорода рабочего, контрольного аэротенков и ХПК, относящееся к испытуемым ПАВ.

Результаты определения степени биологического распада в водных1 средах для предложенных и известных не- иояогенных ПАВ приведены в таблице.

Предложенные аддукты оксидов этилена и пропилена со спиртами относятся к смешанным простым эфирам (смешанные алкоксилаты), у которых в качестве гидрофобного радикала выступает блок оксида пропилена, Елок-сополимерные смешанные алкоксилаты являются более подвюкнымн жидкостями, имеют более низкую температуру застывания, не характеризуются таким высоким гелеобраэованием, как аддукты с оксидом этилена, Поэтому использование их, например, в композициях моющих средств позволит получать 50%-ные жидкие концентраты, В то времч, как при использовании зддуктов с оксидом этилена можно получать только 30%-ные концентраты. При этом более низкая температура застывания предложенных ПАВ позволяет их использовать в условиях низких температур.

Как видно из таблицы, наиболее важной коллоидно-химической характеристикой предложенных неионогенных ПАВ является критическая концентра- ция мицеллообразования (ККМ), от величины которой зависят расходные нормы при применении веществ в качестве основы СНСг чем ниже значение ККМ, тем меньше расход ПАВ и его рабочая концентрация.

Для ПАВ, полученных предлагаемым .способом, кроме высокой степени бно- раэлагаемости, ККМ ниже по сравнению с прототипом в 2-2,5 раза и ниже, а по сравнению с аналогом в 1,1т1,5 раза (см.таблицу, пример 6). При этом температура помутнения и пенообразующая.способность у ПАВ,

1630311

5

0

5

0

3

17

5

0

5

полученных по тгрототипу и предлагав емому способу, практически одинаковы, ,

Из таблицы следует, что предлагаемые моноалкшшвые эфнры полиоксил- акнленглнколен относятся к биологически мягким ПАВ, что позволяет пги роко их использовать в качестве активной основы препаратов бытового и технического назначения, в частности основы синтетических моющих средств

(CMC).

Результаты, представленные в таблице, также показывают, что продукты, полученные предлагаемым способом, позволяют по сравнению с прототипом повысить моющую способность на 6-17J. При этом биоразлагаемрсть этих продуктов выше на 30-35%, что позволяет применять их в. составах бытовых я технических мскнчих средств.

Таким образом, использование заявленных биологически мягких алкнлполи- оксилалкиленгликолевой в качестве основы СПС позволит уменьшить опасность загрязнений водоемов с токами, содержащими ПАВ, н тем самым улучшить санитарное состояние водоемов хозяйственно-бытового назначения.

Кроме того, появляется возможность расширить ассортимент биологически мягких ПАВ на основу оксидов этилена и пропилена и разработать на их основе новые препараты для тех- , ники и быта, обладающие пониженным . пенообразованнем, что существенно -. при использовании современных стиральных и моечныхмашин.

Фор мулаиз обре тения

Способ полу--гення основы синтетических могомих средств одновременным или последовательным оксиэтилирова- нием и оксипропилированнем высших жирных спиртов в присутствии щелочнб- го катализатора при молярном соотношении высшие жирные спирты:оксид этилена, равном 1:6,5-8,5, температуре 130-160 С и давлении 0,1-0,4 МЛа, отличающийся тем, что, с целью повышения моющей способности и степени биораалагаемости в водных средах, используют жирные спирты .фракции С-у-С. и реакцию проводят при молярном соотношении спирты:оксид пропилена, равном 1:0,4-0,8.

«

B

a

a 6

8

а 6

0

CtC(4

CyC,,

c«-cw

(прототип)

Сиятайол

ДГ-7

(ТУ 6-141037-79)

R Ce-Cu

58

46,4

23,2

SB

46,A

23,2

38

46,4

23,2

174

t

0,8 0,4 1

0,8 0,4

0.8 0,4

308

286

374

308

286

374

308

286

374

396 .

308

7

6.5

8,5

7

6,5

8,5

7

6,5

8,5

9

7

4

2

4

4

2

98,5 98,8 98,3 98,3 98,5 .97,9 97,8 98,2 98,4 99 98

,5

,2

,7 ,7 .5 ,1 ,2 ,8 ,6 .0 2,0

RE,Pt

R/EP/Uu RE

Y«

7 6,5

8,5

6,5

8,5

7-1

6,5-0,8 8,5-0,4

9

7

1

0,8

0,4

1

0,8

0,4

RP

fc

Изобретение относится к моющим составам, в частности к получению основы синтетических моющих средств. Цель - повышение моющей способности и степени биоразлагаемости в водных средах. Получение ведут одновременным или последовательным оксиэтили- рованием и окснпропилированием жирных спиртов фракции С7-С14 в присутствии щелочного катализатора при молярном соотношении высшие жирные спирты:оксид этилена 1:6,5-8,5 при 130-160°С и давлении 0,1-0,4 МИа и молярном соотношении спирты:оксид пропилена 1:0,4-0,8. 1 табл.

Температура no- мутневяя U-uoro водного раствора, C

8045 S5J2 95t2 7&i5 95±3

78fc5 94Ј3 0±S

70t2 90±2 9042 6814 9012 90 2 9lt2 S9i4 90t2

sots

3543

2t3

15i2

32i3

2«

I2J2 15±2 20t3 30+3

39i3 41i3

39±3

Wt3

37t3 39±3 42t3 35+3

45t5

5215

Продолжение таблицы

6+1 6i1

6+1 6tl

6fl

6+1

10+2

St-1

80 88 84 82 86 87 80 83 84 65 76

86

105

103

90

98

103

92

100

100

78

88

85 96 92 86 92 94 9t 95 92 74 86

15±3

63

во

72