DE2015022B2 - Mittel zum Stabilisieren der Wasserhärte, insbesondere in Reinigungslösungen - Google Patents

Mittel zum Stabilisieren der Wasserhärte, insbesondere in Reinigungslösungen

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DE2015022B2 DE19702015022 DE2015022A DE2015022B2 DE 2015022 B2 DE2015022 B2 DE 2015022B2 DE 19702015022 DE19702015022 DE 19702015022 DE 2015022 A DE2015022 A DE 2015022A DE 2015022 B2 DE2015022 B2 DE 2015022B2
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    • C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
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Description

N-(CH2),- N
H2O3P-CH2 CH2PO3H2
H2O3P-CH2
N —CH-CH,N
wobei η = 2—3 bedeutet, zur Verhinderung von Kesselsteinbildung eingesetzt.
CH2PO3H2 ίο Auch ist schon bekannt Poly(äthylenamin)-methylen-
/ phosphonsäuren der Formel:
H2O3P-CH2 R
CH2PO3H2
wobei R = CH3 bedeutet.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es noch zusätzlich eine Poly(alkylenamin)-methylphosphonsäure der Formel:
N-/-R-N
H2O3P-CH2 [ CH2PO3H2
CH2PO3H2
wobei R = Äthyl, Propyl und η = 2—14 bedeutet, jo enthält.
3. Mittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Alkylendiamin-methylenphosphonsäure mit seitenständiger C-Alkylgruppe zu Poly(alkylenamin)-methylenphos- 3> phonsäure 1 :1 bis 1 : 4, vorzugsweise 1 : 2 beträgt.
4. Mittel nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß Mengen von 2 —500 mg/1 Wasser, vorzugsweise 5—30 mg/1 Wasser eingesetzt werden.
CH2PO1H,
H2O3P-CH2
H2O3P-CH2
/7=2—14 zu dem gleichen Zweck zu verwenden (US-Patentschrift 34 34 969).
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde nun ein Mittel zum Stabilisieren der Wasserhärte, insbesondere in Reinigungslösungen, gefunden, bestehend aus einer Alkylendiamin-methylenphosphonsäure mit seitenständiger C-Alkylgruppe der Formel:
H, O3 P-CH, CH1PO3H1
N-CH-CH1N
H2O3P-CH2 R CH2PO3H,
wobei R = CH3bedeutet.
Weiter wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, wenn das Mittel noch zusätzlich eine Poly(alkylenamin)-methylenphosphonsäure der Formel:
H2O3P-CH2
N-fR — N
H2O3P-CH2 \ CH2PO3H2
-CH2PO3H2
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Mittel zum Stabilisieren der Wasserhärte, insbesondere in Reinigungslösungen.
Zur Verhinderung von steinbildenden Ablagerungen in wäßrigen Systemen werden heute besonders Polyphosphate in ausgedehntem Maße eingesetzt. Polyphosphate werden hauptsächlich deshalb verwendet, weil sie schon in unterstöchiometrischen Mengen, sogenannten Impfmengen wirken und verhältnismäßig billig sind. Es ist jedoch bekannt, daß die Polyphosphate unter gewissen Umständen in wäßrigen Lösungen hydrolysieren können, wodurch der Verbrauch an Polyphosphaten mitunter relativ hoch und die Wirkung oft nicht mehr befriedigend ist.
Als Komplexbildner, die in wäßriger Lösung unbegrenzt haltbar sind und auch in unterstöchiometrischen Mengen steinbildende Ablagerungen verhindern, haben in den letzten Jahren die Aminoalkylenphosphonsäuren eine immer stärkere Bedeutung erlangt. So werden schon in der US-Patentschrift 33 36 221 Alkylendiaminmethylenphosphonsäuren der Formel:
wobei R = Äthyl, Propyl und η =2—14 bedeutet, enthält.
Die erfindungsgemäßen Mittel besitzen gegenüber den bisher bekannten Polyaminmethylenphosphonsäuren vor allem den Vorteil, daß sie neben einer ausgezeichneten härtestabilisierenden Wirkung auch leicht in Wasser löslich sind, sich mit den üblichen Reinigungskomponenten gut vertragen und vor allem bei der Bereitung von alkalischen Reinigungslösungen eine unerwünschte Entmischung der Reinigungskomponenten verhindern.
Die Konzentration, in der die erfindungsgemäßen Mittel zur Härtestabilisation eingesetzt werden, kann bis zu 500 mg/1 Wasser, vorzugsweise 2,5—5 mg/1 Wasser betragen.
Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert:
Anmelderin hat in Vergleichsversuchen festgestellt, daß die bekannten Alkylendiamin-methylenphosphonsäuren eine um so bessere härtestabilisierende Wirkung besitzen, je weniger CH2-Gruppen zwischen den beiden Aminogruppen bestehen, wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht.
Tabelle 1
Substanz
Menge Impfwirkung/Tage mg 1 2
Athylendiamin-tetra-
(methylenphosphonsäure)		 7,5 0 0 0 0 0
1,3-Propylendiamin-tetra-
(methylenphosphonsäure)		 7,5 0 0 0 0 0
1,4-Butylendiamin-tetra-
(methylenphosphonsäure)		 7,5 0 — — —
0 = Kein Belag an Glasstab und der Wandung des Becherglases.
Die beste Impfwirkung hat die ÄLhylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure). Diese Phosphonsäure besitzt jedoch den Nachteil, daß sie in Wasser schwer löslich ist.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß durch Einführung einer seitenständigen Methylgruppe in Äthylendiamin, nämlich bei der 1,2-Propylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure), die Wasserlöslichkeit wesentlich erhöht wird. So lösen sich von der Äthylendiamin-tetra-(niethylenphosphonsäure) nur 3 g in 100 ml Wasser von Zimmertemperatur, während von
Tabelle 2
der l,2-Propylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure) unter den gleichen Bedingungen 12 g in 100 ml Wasser bei Zimmertemperatur in Lösung gehen. Gleichzeitig bleibt die härtestabilisierende Wirkung erhalten und ist ebensogut wie die der Äthylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure) und deutlich besser als die Wirkung der entsprechenden Phosphonsäure aus 1,3-Propylendiamin, einem Amin mit der gleichen C-Atomzahl, aber keiner seitenständigen Methylgruppe. Die unterschiedliche härtestabilisierende Wirkung wird in der Tabelle 2 gezeigt:
Substanz
Menge Impfwirkung/Tage mg 1 2
Athylendiamin-tetra-
(methylenphosphonsäure)		 7,5 0 0 0 0 0 0
1,3-Propylendiamin-tetra
(methylenphosphonsäure)		 7,5 0 0 0 0 0
1,2-Propylendiamin-tetra-
(methylenphosphonsäure)		 7,5 0 0 0 0 0 0
0 = Kein Belag an Glasstab und der Wandung des Becherglases.
Zur Bestimmung der Impfwirkung wurde in einem 1000-ml-Becherglas eine bestimmte Menge der zu testenden Substanz oder des Substanzgemisches in 1 1 Wasser von 17^dH gelöst und 12 g Ätznatron zugegeben. Das Becherglas wurde mit einem Uhrglas bedeckt und bei Zimmertemperatur stehengelassen. Es wurde dann geprüft, ob sich am Glasstab oder der Wandung des Becherglases Kristalle abgesetzt hatten.
Geeignete Poly(alkylenamin)-methylenphosphonsäuren sind vorzugsweise Diäthylentriamin-penta-(methylenphosphonsäure) oder Dipropylentriamin-penta-(methylenphosphonsäure). Das Verhältnis dieser Poly(alkylenamin)-methylenphosphonsäuren im Gemisch mit der Alkylendiamin-methylenphosphonsäure mit seitenständiger C-Alkylgiuppe soll 1:1 bis 4 : 1, vorzugsweise 2 :1, betragen.
Die genannten Poly(alkylenamin)-methylenphosphonsäuren besitzen zwar sowohl eine gute Impfwirkung als auch eine gute Löslichkeit in Wasser. Werden sie jedoch zusammen mit den üblichen Reinigern, die beispielsweise anionische waschaktive Substanzen, wie saure Monophosphorsäureester mit C2 bis Cj und nichtionogene Netzmittel enthalten, in verdünnte alkalische Lösungen gegeben, so besitzen sie den Nachteil, daß mitunter klebrige flockige Ausscheidungen auftreten, was für den anschließenden Reinigungsvorgang, z. B. in Flaschenspülmaschinen, störend ist. Dieser Nachteil wird durch das erfindungsgemäße Mittel ausgeschaltet. Man erhält so klare, einwandfreie Reinigungslösungen mit einer guten härtestabilisierenden Wirkung. Ein entsprechendes Gemisch aus der bekannten Äthylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure) und Poly(alk.ylenamin)-methylenphosphonsäuren läßt sich wegen der geringen Löslichkeit der Verbindung in Wasser nicht herstellen. Dies ist nur mit der erfindungsgemäßen, in Wasser leichter löslichen
l,2-Propylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure)
•möglich.
Geeignete Reiniger können beispielsweise die folgen-
bo de Zusammensetzung besitzen:
Beispiel 1
40% saure Monophosphorsäurealkylester mit C2 bis C3, 20% eines Gemisches aus 1,2-Propylendiamin-tetrab5 (methylenphosphonsäure): Diäthylentriamin-penta-(methylenphosphonsäure) =1:3, 8% nichtionogenes Netzmittel, z.B. Pluronic L 61 (Kondensationsprodukt von Äthylenoxyd mit Polypropylenglycol), Rest Wasser.
0,2% dieser Mischung werden in l%ige Natronlauge jegeben, ohne daß ein Aufrahmen eintritt. Die leinigungslösung kann zur Flaschenspülung verwendet verden.
Beispiel 2
40% saure Monophosphorsäurealkylester mit C2 bis Z3,20% eines Gemisches aus 1,2-Propylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure): Dipropylentriamin-pentamethylenphosphonsäure) =1:2, 8% nichtionogenes Metzmiuel, z. B. Pluronic L 61, Rest Wasser.
0,2% dieser Mischung werden in 1%ige Natronlauge gegeben, ohne daß ein Aufrahmen eintritt. Die Reinigungslösung kann zur Flaschenspülung verwendet werden.
Beispiel 3
30% saure Monophosphorsäurealkylester mit C2 bis C3, 10% l,2-Propylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure), 10% nichtionogenes Netzmittel, z.B. Pluronic L 61 (Kondensationsprodukt von Äthylenoxyd mit Polypropylenglycol), Rest Wasser.
0,2% dieser Mischung werden in l%ige Natronlauge gegeben, ohne daß ein Aufrahmen eintritt. Die Reinigungslösung kann zur Flaschenspülung verwendet werden.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Mittel zum Stabilisieren der Wasserhärte, insbesondere in Reinigurigslösungen, bestehend aus einer Alkylendiaminmethylenphosphonsäure mit seitenständiger C-Alkylgruppe der Formel:
H2O3P-CH2 CH2PO3H2
DE19702015022 1970-03-28 1970-03-28 Mittel zum Stabilisieren der Wasserhärte, insbesondere in Reinigungslösungen Expired DE2015022C3 (de)

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