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Title:
GLYCOL ETHER MIXTURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/094951
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to mixtures consisting of compounds of general formula (I), R?1¿O-(CHR?2¿-CHR?3¿-O)¿x?-H, in which R?1¿ represents an n-butyl group or a 2-methylpropyl group; R?2¿ and R?3¿, independent of one another, represent hydrogen or methyl, and; x is a whole number ranging from 3 to 15. The invention also relates to the use of mixtures of this type, particularly as solvents and for removing polymeric coatings from metals.

Inventors:
GROSCH GEORG HEINRICH (DE)
BREITSCHEIDEL BORIS (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/005263
Publication Date:
November 28, 2002
Filing Date:
May 14, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
GROSCH GEORG HEINRICH (DE)
BREITSCHEIDEL BORIS (DE)
International Classes:
C08G65/26; C08G65/28; C08L71/02; C09D7/00; C09D9/00; C09K23/42; (IPC1-7): C09D9/00; C09D7/00; C08G65/26
Foreign References:
DE1621581A11970-07-30
US5738127A1998-04-14
US5238987A1993-08-24
GB601604A1948-05-10
Attorney, Agent or Firm:
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Gemische aus Verbindungen der allgemeinen Formel I R1o(CHR2CHR3o) xH (I) in welcher R1 für eine nButylgruppe oder eine 2Methylpro pylgruppe steht, R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten und x eine ganze Zahl von 3 bis 15 ist.
2. Gemische von Ethylenglykolethern der allgemeinen Formel I ge mäß Anspruch 1, in welcher R2 und R3 Wasserstoff bedeuten und R1 und x die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.
3. Gemische von Propylenglykolethern der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1, in welcher die eine der beiden Gruppen R2 und R3 Methyl und die andere Wasserstoff bedeutet, und in der R1 und x die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.
4. Gemische nach Anspruch 3, in denen R2 Methyl und R3 Wasser stoff bedeutet.
5. Gemische nach Anspruch 3, in denen R2 Wasserstoff und R3 Me thyl bedeutet.
6. Gemische nach den Ansprüchen 1 bis 5, welche weiterhin 0,1 bis 30 Gew.% einer oder mehrerer wasserlöslicher anorgani schen oder organischen Verbindung enthalten, deren wäßrige Lösungen einen pHWert von 8 bis 14 aufweisen.
7. Gemische nach Anspruch 6, welche als wasserlösliche anorgani sche oder organische Verbindung eine oder mehrere Verbindun gen aus der Gruppe der Hydroxide, Carbonate und alkalischen Hydrogencarbonate der Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle enthalten.
8. Gemische nach den Ansprüchen 6 oder 7, welche als wasserlös liche anorganische Verbindung Natriumhydroxid enthalten.
9. Verwendung der Gemische gemäß den Ansprüche 1 bis 8 als Lö sungsmittel.
10. Verwendung der Gemische gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 als Mit tel zur Entfernung von polymeren Beschichtungen von Metallen.
11. Verwendung der Gemische gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 als Mit tel zur Lackentfernung von Metallen.
Description:
Glykolethergemische Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft Gemische aus Verbindungen der allgemeinen Formel I R1o-(CHR2-CHR3-o) x-H (I) in welcher R1 für eine n-Butylgruppe oder eine 2-Methylpropyl- gruppe steht, R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten und x eine ganze Zahl von 3 bis 15 ist.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der- artiger Gemische, insbesondere als Lösungsmittel sowie als Mittel zur Entfernung von polymeren Beschichtungen von Metallen.

Aus der WO-A 00/63304 sind Mischungen bekannt, welche ein orga- nisch-chemisches Carbonat, einen dibasischen Ester, Wasserstoff- peroxid und Wasser enthalten. Diese Mischungen eignen sich als Lackentferner. Aus WO-A 00/78875 sind Mischungen bekannt, welche ein vor allem organisch-chemisches Carbonat, einen dibasischen Ester und einen Monoester enthalten. Diese Mischungen eignen sich ebenfalls als Lackentferner. Das chinesische Patent CN 1 113 926 offenbart ein Mittel zum Entfernen von Farbe von diversen Mate- rialien, welches einen Chlorkohlenwasserstoff, eine Säure, einen Alkohol, einen Ether, Phenol, eine Kerosin-Paraffin-Lösung, einen Verdicker, eine oberflächenaktive Substanz und Wasser enthält. In EP-A 662 313 wird ein Mischung beschrieben, welche Aceton, Wasser und ein flüchtiges Silicon enthält und welche sich zum Entfernen von Lacken und Farben eignet. Zum Entfernen von Farbschichten schlägt die EP-A 335 392 eine Mischung vor, welche 20 bis 80 Gew.-% eines niederalkyl-substituierten 2-Oxazolidinons enthält.

Mischungen, welche Natriummethanolat, Methanol und N-Me- thyl-2-pyrrolidon enthalten sowie deren Verwendung zur Entfernung von Farbe oder anderen organischen Beschichtungen werden in der US-A 5 073 287 beschrieben. y-Butyrolacton, eine organische Säure und Wasser sind gemäß der US-A 5 106 525 Bestandteile einer was- serlöslichen Mischung zum Entfernen von Beschichtungen.

Die genannten Mittel weisen jedoch einen oder mehrere der folgen- den Nachteile auf :

Niedriger Siedepunkt/hohe Flüchtigkeit : Ein Arbeiten mit den Mittel bei erhöhten Temperaturen ist erschwert oder unmög- lich.

Aufwendige Herstellung : Häufig ist eine ganze Reihe von zum Teil teuren chemischen Stoffen miteinander bei der Herstel- lung der Mittel zusammen zu fügen.

- Unter Umwelt-und Sicherheitsaspekten bedenkliche Inhalts- stoffe : Chlorkohlenwasserstoffe, Wasserstoffperoxid.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, Mi- schungen bereit zu stellen, welche gute Lösungsmitteleigenschaf- ten und insbesondere gute Eigenschaften beim Entfernen von Farben und Lacken von Materialien aufweisen. Eine weitere Aufgabe be- stand darin, derartige Mischungen zu finden, welche sich auch gut bei erhöhten Temperaturen anwenden lassen. Weiterhin war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, derartige Mischungen kosten- günstig herzustellen und dabei auf unter Umwelt-und Sicherheits- aspekten bedenkliche Substanzen zu verzichten.

Demgemäß wurden die eingangs erwähnten Gemische sowie deren Ver- wendung, insbesondere als Lösungsmittel sowie als Mittel zur Ent- fernung von polymeren Beschichtungen von Metallen, gefunden.

Die erfindungsgemäßen Gemische umfassen Gemische von Ethylengly- kolethern der allgemeinen Formel I R1o-(CHR2-CHR3-o) x-H (I) in welcher R1 für eine n-Butylgruppe oder eine 2-Methylpropyl- gruppe steht, R2 und R3 Wasserstoff bedeuten und x eine ganze Zahl von 3 bis 15 ist.

Insbesondere sind dabei Gemische umfasst, welche mindestens zwei der folgenden Verbindungen enthalten : Triethylenglykolmono-n-butylether, Triethylenglykolmono-2-methyl- propyl-ether, Tetraethylenglykolmono-n-butylether, Tetraethylen- glykolmono-2-methylpropyl-ether, Pentaethylenglykolmono-n-butyle- ther, Pentaethylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Hexaethylen- glykolmono-n-butylether, Hexaethylenglykolmono-2-methylpropyl- ether, Heptaethylenglykolmono-n-butylether, Heptaethylenglykol- mono-2-methylpropyl-ether, Oktaethylenglykolmono-n-butylether, Oktaethylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Nonaethylenglykol- mono-n-butylether, Nonaethylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Decaethylenglykolmono-n-butylether, Decaethylenglykolmono-2-me-

thylpropyl-ether, Undecaethylenglykolmono-n-butylether, Undecae- thylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Dodecaethylenglykolmono- n-butylether, Dodecaethylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Tri- decaethylenglykolmono-n-butylether, Tridecaethylenglykol- mono-2-methylpropyl-ether, Tetradecaethylenglykolmono-n-butyle- ther, Tetradecaethylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Pentade- caethylenglykolmono-n-butylether, Pentadecaethylenglykol- mono-2-methylpropyl-ether.

Die erfindungsgemäßen Gemische umfassen weiterhin Gemische von Propylenglykolethern der allgemeinen Formel I R1o-(CHR2-CHR3-o) x-H (I) in welcher R1 für eine n-Butylgruppe oder eine 2-Methylpropyl- gruppe steht, in welcher die eine der beiden Gruppen R2 und R3 Me- thyl und die andere Wasserstoff bedeutet und x eine ganze Zahl von 3 bis 15 ist.

Insbesondere sind dabei Gemische umfasst, welche mindestens zwei der folgenden Verbindungen enthalten : Tripropylenglykolmono-n-butylether, Tripropylenglykolmono-2-me- thylpropyl-ether, Tetrapropylenglykolmono-n-butylether, Tetrapro- pylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Pentapropylenglykolmono- n-butylether, Pentapropylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Hexa- propylenglykolmono-n-butylether, Hexapropylenglykolmono-2-methyl- propyl-ether, Heptapropylenglykolmono-n-butylether, Heptapropy- lenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Oktapropylenglykolmono-n-bu- tylether, Oktapropylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Nonapropy- lenglykolmono-n-butylether, Nonapropylenglykolmono-2-methylpro- pyl-ether, Decapropylenglykolmono-n-butylether, Decapropylengly- kolmono-2-methylpropyl-ether, Undecapropylenglykolmono-n-butyle- ther, Undecapropylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Dodecapropy- lenglykolmono-n-butylether, Dodecapropylenglykolmono-2-methylpro- pyl-ether, Tridecapropylenglykolmono-n-butylether, Tridecapropy- lenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Tetradecapropylenglykolmono- n-butylether, Tetradecapropylenglykolmono-2-methylpropyl-ether, Pentadecapropylenglykolmono-n-butylether, Pentadecapropylengly- kolmono-2-methylpropyl-ether.

Die Anteile der einzelnen Ethylenglykolether bzw. Propylenglyko- lether in den erfindungsgemäßen Gemischen liegen im Allgemeinen bei 1 bis 90, vorzugsweise 3 bis 50 und insbesondere 5 bis 30 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Gemische können weiterhin bis zu 15 Gew.-% an Ethylenglykolen und/oder Propylenglykolen oder gemischten Ethylenpropylenglykolen enthalten, d. h. Produkten der Selbstpoly- merisation von Ethylenoxid und Propylenoxid, wobei die Bestand- teile dieser Produkte von einheitlicher oder unterschiedlicher Molmasse sein können. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemä- ßen Gemische bis zu 10, besonders bevorzugt bis zu 5 Gew.-% der- artiger Glykole.

Bevorzugt sind Gemische aus Ethylenglykolethern mit 1 bis 15 Gew.-% Triethylenglykolmono-n-butylether, 5 bis 25 Gew.-% Tetrae- thylenglykolmono-n-butylether, 10 bis 40 Gew.-% Pentaethylengly- kolmono-n-butylether, 10 bis 40 Gew.-% Hexaethylenglykolmono- n-butylether, 10 bis 40 Gew.-% von einem oder mehreren Ethern aus der Gruppe : Heptaethylenglykolmono-n-butylether, Oktaethylengly- kolmono-n-butylether, Nonaethylenglykolmono-n-butylether, Decae- thylenglykolmono-n-butylether, Undecaethylenglykolmono-n-butyle- ther, Dodecaethylenglykolmono-n-butylether, Tridecaethylenglykol- mono-n-butylether, Tetradecaethylenglykolmono-n-butylether und Pentadecaethylenglykolmono-n-butyl-ether, sowie 2 bis 20 Gew.-% Natriumhydroxid.

Ganz besonders bevorzugte Gemische von Ethylenglykolethern ent- halten 3 bis 10 Gew.-% Triethylenglykolmono-n-butylether, 10 bis 20 Gew.-% Tetraethylenglykolmono-n-butylether, 20 bis 35 Gew.-% Pentaethylenglykolmono-n-butylether, 10 bis 30 Gew.-% Hexaethy- lenglykolmono-n-butylether, 20 bis 35 Gew.-% von einem oder meh- reren Ethern aus der Gruppe : Heptaethylenglykolmono-n-butylether, Oktaethylenglykolmono-n-butylether, Nonaethylenglykolmono-n-buty- lether, Decaethylenglykolmono-n-butylether, Undecaethylenglykol- mono-n-butylether, Dodecaethylenglykolmono-n-butylether, Tride- caethylenglykolmono-n-butylether, Tetradecaethylenglykolmono- n-butylether und/oder Pentadecaethylenglykolmono-n-butylether so- wie 3 bis 15 Gew.-% Natriumhydroxid.

Weiterhin bevorzugt sind Gemische aus Propylenglykolethern mit 1 bis 15 Gew.-% Tripropylenglykolmono-n-butylether, 5 bis 25 Gew.-% Tetrapropylenglykolmono-n-butylether, 10 bis 40 Gew.-% Pentapro- pylenglykolmono-n-butylether, 10 bis 40 Gew.-% Hexapropylengly- kolmono-n-butylether, 10 bis 40 Gew.-% von einem oder mehreren Ethern aus der Gruppe : Heptapropylenglykolmono-n-butylether, Ok- tapropylenglykolmono-n-butylether, Nonapropylenglykolmono-n-buty- lether, Decapropylenglykolmono-n-butylether, Undecapropylengly- kolmono-n-butylether, Dodecapropylenglykolmono-n-butylether, Tri- decapropylenglykolmono-n-butylether, Tetradecapropylenglykolmono-

n-butylether und Pentadecapropylenglykolmono-n-butylether, sowie 2 bis 20 Gew.-% Natriumhydroxid.

Ganz besonders bevorzugte Gemische aus Propylenglykolethern ent- halten 3 bis 10 Gew.-% Tripropylenglykolmono-n-butylether, 10 bis 20 Gew.-% Tetrapropylenglykolmono-n-butylether, 20 bis 35 Gew.-% Pentapropylenglykolmono-n-butylether, 10 bis 30 Gew.-% Hexapropy- lenglykolmono-n-butylether, 20 bis 35 Gew.-% von einem oder meh- reren Ethern aus der Gruppe : Heptapropylenglykolmono-n-butyle- ther, Oktapropylenglykolmono-n-butylether, Nonapropylenglykol- mono-n-butylether, Decapropylenglykolmono-n-butylether, Undeca- propylenglykolmono-n-butylether, Dodecapropylenglykolmono-n-buty- lether, Tridecapropylenglykolmono-n-butylether, Tetradecapropy- lenglykolmono-n-butylether und Pentadecapropylenglykolmono-n-bu- tylether, sowie 3 bis 15 Gew.-% Natriumhydroxid.

Die Dichte der erfindungsgemäßen Gemische, gegebenenfalls ein- schließlich einer oder mehrerer der wasserlöslichen anorganischen oder organischen Verbindung, deren wäßrige Lösungen einen pH-Wert von 8 bis 14 aufweisen, beträgt 0,6 bis 1,4, vorzugsweise 0,8 bis 1,2, und besonders bevorzugt 0,9 bis 1,1 g/cm3.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Gemische kann entweder durch Mischen der reinen Einzelbestandteile erfolgen oder durch eine Direktsynthese, bei der man etwa n-Butanol bzw. Isobutanol mit Ethylenoxid bzw. Propylenoxid in Gegenwart von Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallhydroxiden als Katalysator umsetzt und unumgesetzte Ausgangsstoffe und niedermolekulare Nebenprodukte in an sich bekannter Weise, vor allem destillativ, entfernt. Die Um- setzung von Alkoholen mit Epoxiden ist allgemein bekannt und bei- spielsweise in"CD Römpp Chemie Lexikon, Version 1.0, Stuttgart/ New York : Georg Thieme Verlag 1995", unter dem Stichwort"Ethoxy- lierung"beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Gemische eignen sich als Lösungsmittel, Filmbildehilfsmittel, Prozeßhilfsmittel bei der Destillation und als Entfettungsmittel.

Ferner eignen sich die erfindungsgemäßen Gemische als Ausgangsma- terialien zur Herstellung von Weichmachern.

Weiterhin eignen sich die erfindungsgemäßen Gemische als Zusatz zu Beizmitteln, Entrostungsmitteln, Kaltreinigern, Kraftstoffad- ditiven, Schneidölen, Bremsflüssigkeiten und Reinigungsmitteln.

Die erfindungsgemäßen Gemische eignen sich insbesondere zum Ent- fernen von Lackschichten, insbesondere Phenol-, Acryl-, Epoxy-, Polyurethan-und Bitumenlacken.

Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Gemische zur Ent- fernung von Lacken von Oberflächen, auf denen diese Lacke bekann- termaßen sehr fest haften, beispielsweise Metalloberflächen.

Hierbei ist es häufig von Vorteil, wenn die Lackentfernung bei erhöhten Temperaturen vorgenommen wird, wobei die Anwendungstem- peratur normalerweise nach oben nur durch die Siedepunkte der Be- standteile der Gemische begrenzt wird. Besonders effektiv und wirtschaftlich ist die Lackentfernung mittels der erfindungsgemä- ßen Gemische bei Temperaturen bis zu 150°C, vorzugsweise im Be- reich von 50 bis 150°C.

In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man den erfindungsge- mäßen Gemischen bei deren Verwendung für die Lackentfernung 0,1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-% einer oder mehrerer wasser- löslicher anorganischer oder organischer Verbindung zu, welche für sich in wäßriger Lösungen einen pH-Wert von 8 bis 14 aufwei- sen. Bevorzugt sind dabei eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Hydroxide, Carbonate und alkalischen Hydrogencarbonate der Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle wie Lithiumhydroxid, Na- triumhydroxid, Kaliumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciumhydro- xid, Strontiumhydroxid und/oder Bariumhydroxid. Besonders bevor- zugt sind hieraus Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, und von diesen ist wiederum Natriumhydroxid ganz besonders bevorzugt.

Wie die Entfernung von Lack-und sonstigen polymeren Beschichtun- gen von Materialien im Übrigen durchzuführen ist, ist dem Fach- mann auf diesem Gebiet geläufig (vgl. die eingangs zitierte Lite- ratur sowie"Paints, Coatings and Solvents", Verlag Chemie 1993, Weinheim/New York, Seiten 171-174).

Beispiel Herstellung eines erfindungsgemäßen Ethylenglykolmono-n-butyle- ther-Gemisches durch Umsetzung von n-Butanol mit Ethylenoxid in Gegenwart von Natriumhydroxid als Katalysator In einem kontinuierlich betriebenen, beheizbaren Rohrreaktor wur- den 28000 kg/h n-Butanol, in dem zuvor 0,2 Gew.-% Natriumhydroxid gelöst worden waren, mit 3500 kg/h Ethylenoxid bei einer Tempera- tur von 220°C und einem Druck von 15 bar umgesetzt. Der Reak- toraustrag wurde destillativ bei einer Sumpftemperatur von 180°C bei Normaldruck vom nicht umgesetzten n-Butanol befreit. An- schließend wurde zunächst Butylglykol (Monoglykol von Butanol)

bei einer Sumpftemperatur von 180°C und einem Druck von 200 mbar destillativ entfernt. Danach erfolgte bei einer Sumpftemperatur von 170°C und einem Druck von 5 mbar die destillative Abtrennung von Butyldiglykol und abschließend bei einer Sumpftemperatur von 200°C und einem Druck von 1 mbar die des Großteils des Butyltrig- lykols.

Auf diese Weise erhielt man 650 kg/h eines Gemisches, welches folgende Zusammensetzung aufwies : 5,2 Gew.-% Triethylenglykolmono-n-butylether 15,8 Gew.-% Tetraethylenglykolmono-n-butylether 28,8 Gew.-% Pentaethylenglykolmono-n-butylether 18,5 Gew.-% Hexaethylenglykolmono-n-butylether 26,4 Gew.-% Heptaethylenglykolmono-n-butylether, Oktaethy- lenglykolmono-n-butylether, Nonaethylenglykol- mono-n-butylether, Decaethylenglykolmono-n-buty- lether, Undecaethylenglykolmono-n-butylether, Dodecaethylenglykolmono-n-butylether, Tridecae- thylenglykolmono-n-butylether, Tetradecaethylen- glykolmono-n-butylether und Pentadecaethylengly- kolmono-n-butylether sowie 5,3 Gew.-% Natriumhydroxid.

Die Dichte dieses Gemisches betrug 1,08 g/cm3 bei 20°C.