Demulgierendes Reinigungsmittel mit Flächenfeuchthalteeffekt

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft neue Reinigungsmittel, mit de­nen lackierte oder nichtlackierte Oberflächen von Fahrzeugen, Motoren, Fußböden in Werkstätten oder an­dere Arbeitsflächen gereinigt und entfettet werden können, wobei die entsprechenden entfernten Verunrei­nigungen demulgiert werden.

[0002] Mittel zur Reinigung von festen Oberflächen, die mit Fetten oder fettartigen Verschmutzungen verunreinigt sind, sind insbesondere im technischen Bereich weit verbreitet. Bisher werden für die entsprechenden Rei­nigungsoperationen entweder Zusammensetzungen verwen­det, die Fette oder fettartige Verschmutzungen emul­gieren, oder sogenannte "Kaltreiniger" eingesetzt. Letztere sind (nach Römpp's Chemie-Lexikon, Franck'sche Verlagsbuchhandlung Stuttgart, Band 3 (1983), Seite 2033/34) Lösungsmittelgemische, die hohe Anteile chlorierter oder nichtchlorierter Kohlenwas­serstoffe (Erdölfraktionen) enthalten und mit oder ohne Emulgatoren und anderen Zusätzen zur Kaltentfer­nung von Fetten, Ölen, Wachsen, Teer usw. verwendet werden. Bei Verwendung derartiger Kaltreiniger werden die Abwässer nicht nur mit den von den behandelten Oberflächen abgelösten Fetten, Ölen etc. belastet, sondern zusätzlich auch mit organischen Lösungsmit­teln, insbesondere mit chlorierten Kohlenwasserstof­fen, so daß eine Abtrennung der umweltschädlichen Komponenten von den entsprechenden Abwässern zwingend erforderlich, da gesetzlich vorgeschrieben, ist. Zudem haben organische Lösungsmittel enthaltende Kaltreini­ger den weiteren Nachteil, daß bei der Reinigungsope­ration feuergefährliche, geruchsbelästigende oder so­gar gesundheitsschädliche Dämpfe entstehen, so daß die entsprechenden Reinigungsoperationen nur unter extre­men Vorsichts- und Gesundheitsschutzmaßnahmen durchge­führt werden können.

[0003] Die erstgenannten, emulgierend wirkende Komponenten enthaltenden Reinigungsmittel haben den wesentlichen Nachteil, daß zwar Fette oder fettartige Verschmutzun­gen von den zu reinigenden Oberflächen entfernt werden können, diese Verschmutzungen jedoch im Wasser emul­giert werden. Dabei wird in Kauf genommen, daß entwe­der größere Mengen von Ölen, Fetten oder anderen Ver­unreinigungen in das Abwasser gelangen, was wegen der damit verbundenen Umweltverschmutzung unerwünscht ist, oder zusätzliche Mittel zum Brechen der gebildeten Emulsionen zugesetzt werden müssen, um eine Abtrennung der organischen Verunreinigungen in Ölabscheidern zu ermöglichen. Abgesehen von ökonomischen Aspekten ist jedoch der nachträgliche Zusatz demulgierender Agen­zien mit einer weiteren Gewässerbelastung verbunden, so daß auch diese Lösung nicht befriedigen kann.

[0004] In der DE-OS 25 29 096 werden Mittel zur Kaltreinigung von mit Fetten oder fettartigen Verunreinigungen kon­taminierten festen Oberflächen offenbart, die im we­sentlichen in wässrigen Emulsionen aus ethoxylierten Phenolen mit 8 bis 20 C-Atomen in der Alkylkette und ethoxylierten aliphatischen Alkoholen mit 9 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette bestehen. Die vorgeschla­genen Kaltreiniger sind neutral bis schwach alkalisch eingestellt und können bei gutem Fettlösevermögen auf­grund ihrer geringen bzw. fehlenden Alkalität gefahr­los gehandhabt werden.

[0005] Ferner werden in der DE-OS 29 01 927 Reinigungsmittel zur Entfernung von öligen Verunreinigungn vorgeschla­gen, die Fettalkoholethoxylate in Kombination mit Phe­nol- oder Niederalkylphenolethoxylaten enthalten. Bei der Reinigungsoperation werden die fett- oder ölhalti­gen Verunreinigungen in Form einer Emulsion von der zu reinigenden Oberfläche entfernt. Die gebildeten Emul­sionen sind zwar relativ kurzlebig, es werden jedoch Stunden bis zum Brechen derselben benötigt.

[0006] Zusätzlich zu den oben genannten Nachteilen, die den meisten aus dem Stand der Technik bekannten Reini­gungsmitteln zueigen sind, haben die genannten Reini­ger eine solche Konsistenz, daß sie auf senkrechten Flächen, beispielsweise auf Wänden oder auf den senk­rechten Außenflächen von Fahrzeugen, unmittelbar ab­laufen und eine längere Einwirkzeit nur dadurch er­reicht werden kann, daß ein Mittel zur Viskositäts­erhöhung zugesetzt oder die Fläche mehrfach mit dem Reiniger behandelt werden muß. Die Fläche wird also nicht für eine genügend lange Zeit mit dem Reiniger in Kontakt gehalten, so daß in der Regel eine wiederholte Applikation erforderlich ist.

[0007] Aufabe der vorliegenden Erfindung war es, alternativ zu den aus dem Stand der Technik bekannten Mitteln solche Reiniger zur Verfügung zu stellen, die ohne Belastung der Umwelt eingesetzt werden können. Insbe­sondere sollte eine Emulsionsbildung vermieden und auf die Verwendung von organischen Lösungsmitteln, bei­spielsweise Chlorkohlenwasserstoffen, Estern und Frak­tionen der Mineralöldestillation (Benzin, Kohlenwas­serstoffe), vollständig verzichtet werden. Die Appli­kation der neuen Reiniger sollte auf jedem Wege mög­lich sein und dabei zu einer über längere Zeit anhal­tenden Benetzung der behandelten Oberfläche führen. Eine Reinigungswirkung sollte zudem schon bei Raum­temperatur gegeben sein. Außerdem wurden an die bio­logische Abbaubarkeit über das gesetzlich vorgeschrie­bene Maß hinaus (Waschmittelgesetz, Chemikaliengesetz) erhöhte Anforderungen gestellt.

[0008] Überraschend wurde nun gefunden, daß Reiniger mit gu­ter Reinigungswirkung und demulgierenden Eigenschaften erhalten werden können, die die zu reinigende Fläche auch ohne Mittel zur Viskositätserhöhung ausreichend lange mit den Reinigerkomponenten in Kontakt halten, wenn man wässrige Kombinationen von Buildern bzw. Kom­ plexbildnern mit einem oder mehreren Alkanolaminen und einem oder mehreren nichtionischen Tensiden verwendet.

[0009] Die Erfindung betrifft somit demulgierende Reinigungs­mittel mit Flächenfeuchthalteeffekt, die folgende Kom­ponenten enthalten:

(a) Builder/Komplexbildner in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%,

(b) ein oder mehrere Alkanolamin(e) in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-%,

(c) ein oder mehrere nichtionische(s) Tensid(e) in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% sowie

(d) Wasser in einer Menge, die sich mit den Komponen­ten (a) (b) und (c) zu 100 Gew.-% summiert.

[0010] Die erfindungsgemäßen demulgierenden Reinigungsmittel können gegebenenfalls zusätzlich Lösungsvermittler in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% und/oder Korrosionsin­hibitoren für Leichtmetalle in einer Menge von 0,15 bis 0,25 Gew.-% und/oder Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle in einer Menge von 0,2 bis 0,4 Gew.-% und/oder Duftstoffe und/oder Farbstoffe in einer Menge von 0 bis 1 Gew.-% enthalten.

[0011] Als Builder/Komplexbildner kommen an sich bekannte, Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und/oder Übergangs­metallionen komplexierende Verbindungen in Frage. Als solche sind beispielsweise Ethylendiamintetraessig­säure, Nitrilotriessigsäure, Diethylentriaminpenta­essigsäure, N-(2-Hydroxyethyl-)ethylendiamintriessig­säure (Trilon^R C) und deren wasserlösliche Alkali­metallsalze, bevorzugt deren Natriumsalze, zu nennen. Die genannten Builder/Komplexbildner werden bevorzugt in einer Menge von 2 bis 4 Gew.-% in den erfindungs­gemäßen Reinigern eingesetzt.

[0012] Eine weitere Komponente der erfindungsgemäßen Reiniger sind Alkanolamine. Alternativ kann entweder eine Ver­bindung dieser Stoffklasse oder mehrere derartige Ver­bindungen in beliebigem Mischungsverhältnis miteinan­der eingesetzt werden. Als Beispiele bevorzugter Al­kanolamine sind Diethanolamin, Triethanolamin, Diiso­propanolamin und Triisopropanolamin zu nennen. Verbin­dungen dieser Stoffklasse werden bevorzugt in Mengen von 25 bis 50 Gew.-% eingesetzt.

[0013] Für das Erreichen des erfindungsgemäß angestrebten Effektes der "Feuchthaltung" der behandelten Ober­fläche, d.h. das Ermöglichen eines über einen unmit­telbaren Ablauf des angewendeten Mittels hinaus an­dauernden Kontaktes der Reinigerkomponenten mit der behandelten Oberfläche, ist die Verwendung der Al­kanolaminkomponente in einer Menge unterhalb von 20 Gew.-% kritisch: Mengen unterhalb von 20 Gew.-%, bezogen auf das erfindungsgemäße wässrige Reiniger­konzentrat, würden den angestrebten "Feuchthalte­effekt" deutlich verschlechtern.

[0014] Als weitere Komponente enthalten die erfindungsgemäßen demulgierenden Reinigungsmittel nichtionische Tenside. Auch in diesem Fall kann ein einziger Vertreter dieser Stoffgruppe oder alternativ ein Gemisch zweier oder mehrerer nichtionischer Tenside eingesetzt werden, solange dabei die Menge im Bereich von 1 bis 15 Gew.-% liegt. Als Vertreter dieser Stoffklasse sind Addukte von 4 mol Ethylenoxid an n- oder i-Octanol sowie Ad­dukte von 2 mol Propylenoxid und 5 bis 6 mol Ethylen­oxid an die genannten C₈-Alkohole zu nennen. Die be­vorzugte Menge der verwendeten nichtionischen Tenside liegt im Bereich von 3 bis 6 Gew.-%.

[0015] Als Lösungsvermittler, die den aus den oben genannten Komponenten (a), (b), (c) und (d) bestehenden demul­gierenden Reinigungsmitteln gegebenenfalls zusätzlich beigegeben werden können, kommen aromatische Sulfona­te, wie Cumolsulfonat oder Butylglykolsulfonat in Fra­ge. Außerdem können gegebenenfalls Korrosionsinhibito­ren für Leichtmetalle wie beispielsweise Phosphorsäure und/oder Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle, bei­spielsweise Tolyltriazol, zugesetzt werden. Falls dies erwünscht ist, können die demulgierenden Reinigungs­mittel gemäß der Erfindung auch Duftstoffe und/oder Farbstoffe enthalten.

[0016] Die Reiniger werden dadurch hergestellt, daß die ge­nannten Komponenten in den jeweiligen Mengen nach an sich bekannten Methoden miteinander vermischt werden. Die Lagerung bzw. der Versand erfolgt in der Regel in Form eines die Kombination der angegebenen Rohstoffe enthaltenden wässrigen Konzentrates, auf das sich auch die angegebenen Mengen (in Gew.-%) beziehen.

[0017] Zur Reinigung und Entfettung von lackierten oder un­lackierten Oberflächen von Fahrzeugen, Motoren, Fuß­boden und Wänden von Werkstätten etc. werden die er­findungsgemäßen demulgierenden Reinigungsmittel mit Feuchthalteeffekt in beliebiger Verdünnung mit Wasser eingesetzt. Je nach Applikationsart und Verschmut zungsgrad der zu reinigenden Flächen werden 3 %ige oder höher konzentrierte wässrige Lösungen eingesetzt. Bei hoher Verschmutzung kann sogar das Konzentrat ver­wendet werden. Die Applikation erfolgt im Sprüh-, Tauch- oder Hochdruckspritzverfahren mit entsprechen­den Geräten. Bereits bei Raumtemperatur wird ein her­ vorragendes Reinigungsergebnis erzielt. Die Produkt­zusammensetzung gewährleistet außerdem eine ca. 20-­bis 30-minütige Feuchthaltung der zu reinigenden Ober­fläche und damit einen entsprechend langen Kontakt der reinigend wirkenden Komponenten mit der Kontamination. Dies ist beispielsweise bei der Reinigung von Lokomo­tiven zur Erzielung eines guten Reinigungsergebnisses von außerordentlicher Wichtigkeit.

[0018] Abgesehen von dem oben genannten Feuchthalteeffekt ist gegenüber den herkömmlichen Produkten die demulgieren­de Wirkung von entscheidendem Vorteil. Wird beispiels­weise bei Raumtemperatur eine erfindungsgemäße Anwen­dungslösung von 10 bis 50 %iger Konzentration mit Spülwässern auf eine Konzentration kleiner/gleich 2 % verdünnt, so scheidet sich zusätzlich eingebrachtes Mineralöl von der Lösung selbsttätig praktisch voll­ständig ab, wenn diese 30 Minuten ruht. Mit entspre­chenden Abwasser-Sammelbehältern kann allein durch eine derartige mechanische Ölabscheidung der Ölgehalt von Abwasser auf weniger als 50 mg . 1⁻¹ gesenkt wer­den.

[0019] Gegebenenfalls ist es möglich, zur weiteren Senkung des Ölgehaltes das Abwasser mit Eisen(II)sulfat oder Aluminiumsulfat zu versetzen und dadurch eine Aus­flockung der Verunreinigungen zu erzielen. Durch die­sen, aus dem Stand der Technik bekannten, zusätzlichen Reinigungsschritt kann der Restölgehalt im Abwasser auf einen Wert unter 10 mg . 1⁻¹ gesenkt werden.

[0020] Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Reinigungswirkung

[0021] Entfettete Stahlbleche (50 mm × 100 mm × 1 mm) wurden in eine Mischung von Heißdampfzylinderöl und ASTM III-­Öl im Volumenverhältnis 1 : 1 eingetaucht, nach 10 min entnommen und 4 h senkrecht aufgehängt. Die so vorbe­handelten Testbleche wurden dann in 50 %ige Reiniger­lösung der nachfolgenden Zusammensetzung getaucht und die Zeit bis zur vollständigen Entfettung (visuelle Beurteilung) wurde gemessen.

(a) Reiniger gemäß der Erfindung (Konzentrat):
7 Gew.-% Nitrilotriacetat-Trinatriumsalz (Trilon A^R, 38 %ig),
9,5 Gew.-% Diethanolamin,
18,0 Gew.-% Triethanolamin,
6,0 Gew. % eines Kondensationsproduktes von n-Octanol an 4 mol EO,
5,0 Gew.-% Natriumcumolsulfonat, 40 %ig und 54,5 Gew.-% Wasser.

(b) Reiniger gemäß der Erfindung (Konzentrat):
4,0 Gew.-% Ethylendiamintetraacetat-Natriumsalz (Trilon B^R,
30,0 Gew.-% Triethanolamin,
15,0 Gew.-% Diethanolamin,
7,0 Gew.-% eines Kondensationsproduktes von i-Oc­tanol an 2 mol Propylenoxid und 5 bis 6 mol Ethylenoxid,
3,0 Gew.-% Natriumbutylglykolsulfonat,
0,2 Gew.-% Phosphorsäure,
0,2 Gew.-% Tolyltriazol und
40,6 Gew.-% Wasser.

[0022] Vergleichsreiniger (Konzentrat):
5 Gew.-% eines Kondensationsproduktes von Nonyl­phenol an 5 mol EO,
2 Gew.-% Natriumcumolsulfonat,
5 Gew.-% Ethylenglykolmonobutylether,
1 Gew.-% Natronlauge und
87 Gew.-% Wasser.

[0023] Der Vergleichsreiniger enthielt also ein stark emul­gierend wirkendes Tensid.

[0024] Ergebnis:
Die Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Mittel lag deutlich höher als die des Vergleichsreinigers. Es wurde ein Zeitfaktor von 0,7 zugunsten der erfindungs­gemäßen Mittel erzielt, d.h., daß die erfindungsge­mäßen Mittel in einer deutlich kürzeren Zeit, bezogen auf den Vergleichsreiniger, die geforderte vollstän­dige Entfettung bewirkten.

Beispiel 2

Feuchthaltung:

[0025] Zur Erzielung eines optimalen Reinigungsergebnisses, insbesondere bei der Außenreinigung von Fahrzeugen, ist eine Feuchthaltung über einen gewissen Zeitraum zwingend erforderlich. Die in Beispiel 1 genannten Reiniger (a) und (b) wurden im Volumenverhältnis l : 10 mit Wasser verdünnt. Ein mit Polyurethanlack beschichtetes Stahlblech (50 mm × 100 mm × 1 mm) wurde in die entsprechende Lösung eingetaucht, nach einigen Minuten entnommen und senkrecht aufgehängt. Nach 25 min war auf den behandelten Lackflächen noch ein mit dem Finger wischbarer Flüssigkeitsfilm vorhanden.

Beispiel 3

Demulgierung

[0026] Die nachfolgend angegebenen Komponenten wurden in einem 2 1-Becherglas gemischt und 10 min mit einem Flügelrührer (16/15 mm) auf halber Flüssigkeitshöhe mit einer Rührgeschwindigkeit von 800 U . min⁻¹ ge­rührt:
1620 ml Wasser,
20 ml Reinigerkonzentrat (vgl. Beispiel 1(a) (b)) und
2 ml einer Mischung von Heißdampfzylinderöl und ASTM III-Öl im Volumenverhältnis 1 : 1.

[0027] Nach Ablauf von 10 min wurde der Ansatz in einen 2 1-­Scheidetrichter umgefüllt und 30 min ruhen gelassen. Nach 30 min wurde eine Flüssigkeitsprobe von 500 ml aus dem Scheidetrichter abgelassen. Diese Wasserprobe enthielt nur noch geringe Mengen an Restöl (kleiner 50 mg . l⁻¹.

[0028] Zu einer weiteren Probe von 500 ml der aus dem Schei­detrichter abgelassenen Lösung wurden 0,75 g wasser­freies Aluminiumsulfat zugegeben und der pH-Wert mit 1 n-Natronlauge auf 7,3 eingestellt. Danach wurde die Lösung 30 min ruhen gelassen. Der dabei gebildete flockige Niederschlag wurde mit Hilfe eines Filters (NN 651 1/4) abfiltriert. Der Restölgehalt des Fil­trates betrug weniger als 10 mg . 1⁻¹.

Beispiel 4

Korrosionsschutz

[0029] Der auf den gereinigten Teilen nach der Behandlung verbleibende Produktfilm bietet neben der Feucht­haltung - außerdem einen notwendigen temporären Korro­sionsschutz. Dies ist insbesondere bei der Reinigung des Motorenraumes von Bedeutung.

[0030] Die Prüfung bezüglich des Lagerungs-Korrosionsschutzes erfolgte gemäß des sogenanten "Platten-Klimatests". Es wurden Stahlbleche der Qualität ST 1405 mit Trichlor­ethylen gereinigt und anschließend in 10 %ige Lösungen der erfindungsgemäßen Reiniger getaucht. Nach 5 min wurden die Bleche entnommen und bei Raumtemperatur getrocknet. Die Lagerung der Bleche erfolgte in einer Klimabox bei 23°C und 100 % relativer Luftfeuchtig­keit. Derartig behandelte Bleche zeigten auch nach 14 Tagen noch keine Korrosionserscheinungen.

[0031] Bei Zusatz von 0,15 bis 0,25 Gew.-% Phosphorsäure zum Produktkonzentrat und/oder 0,2 bis 0,4 Gew.-% Tolyl­triazol zum Produktkonzentrat wurde auch ein vollstän­diger Korrosionsschutz von Leichtmetalloberflächen, wie beispielsweise Oberflächen aus Aluminium oder Magnesium, oder von Buntmetalloberflächen erreicht.

Ansprüche

1. Demulgierende Reinigungsmittel mit Flächenfeucht­halteeffekt, enthaltend

(a) Builder/Komplexbildner in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%.

(b) ein oder mehrere Alkanolamin(e) in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-%.

(c) ein oder mehrere nichtionische(s) Tensid(e) in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% sowie

(d) Wasser in einer Menge, die sich mit den Komponen­ten (a), (b) und (c) zu 100 Gew.-% summiert.

2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß sie gegebenenfalls zusätzlich

(e) Lösungsvermittler in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% und/oder

(f) Korrosionsinhibitoren für Leichtmetalle in einer Menge von 0,15 bis 0,25 Gew.-% und/oder

(g) Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle in einer Menge von 0,2 bis 0,4 Gew.-% und/oder

(h) Duftstoffe und/oder Farbstoffe in einer Menge von 0 bis 1 Gew.-% enthalten.

3. Demulgierende Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Builder/Kom­plexbildner in einer Menge von 2 bis 4 Gew.-% enthal­ten.

4. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere Alkanolamine in einer Menge von 25 bis 50 Gew.-% enthalten.

5. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere nichtionische Tenside in einer Menge von 3 bis 6 Gew.-% enthalten.

6. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Builder/Komplexbildner ausge­wählt sind aus der Gruppe Ethylendiamintetraessig­säure, Nitrilotriessigsäure, Diethylentriaminpenta­essigsäure, N-(2-Hydroxyethyl-)ethylendiamintriessig­säure und deren lösliche Alkalimetallsalze.

7. Reinigungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Builder/Komplexbildner ausgewählt sind aus der Gruppe der Natriumsalze von Ethylendi­amintetraessigsäure und Nitrilotriessigsäure.

8. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkanolamine ausgewählt sind aus der Gruppe Diethanolamin, Triethanolamin, Diiso­propanolamin und Triisopropanolamin.

9. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtionischen Tenside ausge­wählt sind aus der Gruppe der Kondensationsprodukte von n-Octanol an 4 mol EO, i-Octanol an 4 mol EO, n-­Octanol an 2 mol PO und 5 bis 6 mol EO und i-Octanol an 2 mol PO und 5 bis 6 mol EO.

10. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie gegebenenfalls zusätzlich als Lösungsvermittler aromatische Sulfonate wie Cumolsul­fonat oder Butylglykolsulfat, als Korrosionsinhibi­ toren für Leichtmetalle Phosphorsäure sowie als Korro­sionsinhibitoren für Buntmetalle Tolyltriazol enthal­ten.

11. Reinigungsmittelzubereitungen, enthaltend 3 bis 100 Gew.-% der demulgierenden Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 10 und 0 bis 97 Gew.-% zusätzliches Wasser.