CS232660B1 - Kapalné íenzídy na bázi sulfofantaranů - Google Patents

Abstract

Vynález se týká kapalných tenzidu na bázi sulfojantaranů obecného vzorce nebo obsahujících jako ztekucovadlo 1 až 15 % hmotnostních glykolů a 1 až 20 % hmot. alkoholů Ci až Cí. Tyto tenzidy mají nižší viskozitu a sníženou hořlavost.

Description

Vynález se týká kapalných tenzidu na bázi sulfojantaranů obecného vzorce

SOsMe

H—C—COORi

H—C—COOR2 I

H nebo

SOsMe

H—C—COORž I

H—C—COORi

I

H obsahujících jako ztekucovadlo 1 až 15 % hmotnostních glykolů a 1 až 20 % hmot. alkoholů Ci až Cí. Tyto tenzidy mají nižší viskozitu a sníženou hořlavost.

Vynález popisuje kapalné tenzidy na bázi sulfojantaranů.

Významné místo mezi povrchově aktivními látkami mají sulfocstery odvozené od polykarhoxylových kyselin a jejich esterů. V literatuře je popsáno použití celé řady sloučenin tohoto druhu, ale v průmyslové praii se využívá pouze sulfoftalátů, sulfotrikarboxylátů; nejrozšířenější jsou estery solí kyseliny sulfojantarové, nazývané sulfojantarany. Sulfojantarany s kratším alkylovým řetězcem (Cd) mají speciální použití ve fotochemii a elektrochemii. Estery s alkylovým řetězcem Co až Cb byly využívány jako první ze sulfojantaranů a dodnes jsou nejrozšířenější, především díky svým vynikajícím smáčecím vlastnostem. Dodnes jsou prakticky nejúčinnějšími smáčedly. S prodlužujícím se alkylovým řetězcem stoupá i prací schopnost sulfojantaranů. Pro uvedená použití se využívá především diesterů sodných solí sulfojantarové kyseliny. Pro praní surové vlny a vlněných textilií se často využívají i monoestery odvozené od mastných alkoholů C12 až Cis, etoxylovaných mastných alkoholů a alkanolamidů mastných kyselin s 12 až 18 uhlíky v základním skeletu. Monoestery odvozené od mastných alkoholů a etoxylovaných mastných alkoholů nacházejí díky dobrým dermatologickým vlastnostem použití i v kosmetice. Sulfojantarany se v poslední době také používají při práškování detergentů. Jakkoliv jsou samotné sulfojantarany v pevném stavu gelovité a samotné je práškovat nelze, zvyšuje přídavek 1 až 3 o/o hmot. sulfojantaranů podstatně sypnou váhu pracích prášků a snižuje jejich spékavost. Povrchově aktivní vlastnosti jako smáčivost, pěnivost a prací schopnost se zlepšují se vzrůstající molekulovou hmotnosti substituovaného alkylu, ale zároveň s ní klesá i rozpustnost sulfojantaranů ve vodě. Proto se koncentrované roztoky s obsahem 20 až 70 % povrchově aktivní látky ztekucují přídavky dalších sloučenin. Kapalné tenzidy na bázi sulfojantaranů jsou nejčastěji ztekuceny přídavkem lineárního alkoholu, pro velmi dobré ztekucující vlastnosti, dostupnost i z důvodů ekonomických je nejčastěji používán etanol v množství 10 až 30 hmotnostních procent. Jsou známy také produkty ztekucené glykoly, vyššími lineárními alkoholy, glycidy, případně i vysokým podílem hydrotropních činidel. Tak lze například zvýšit rozpustnost dioktylsulfojantaranu sodného přídavkem 3 dílů močoviny na jeden díl aktivní látky.

Největší nevýhodou jinak optimálních lineárních alkoholů je jejich nízký bod vzplanutí a vysoká tenze par i ve zředěných roztocích. Pro skladování, manipulaci i zpracování jimi ztekucených sulfojantaranů je pak nutné respektovat ustanovení pro práci s hořlavinami. Glykoly mají podstatně menší ztekucující účinek a pokud jsou aplikovány ve vysoké koncentraci, projeví se jejich jedovatost. Tenzidy ztekucené glycidy nebo vysokým podílem hydrotropního činidla mají mnohem vyšší viskožitu a při jejich přípravě je nutné velmi pečlivě udržovat technologický režim, jinak rezultuje tuhý, obtížně rozpustný gel.

Nyní bylo zjištěno, že uvedené nedostatky lze zmírnit kapalnými tenzidy na \ bázi solí esterů kyseliny sulfojantarové, obsahující 20 až 75 % hmot, solí esterů kyseliny sulfojantarové obecného vzorce , ^;

SOsMe

H—C—COORt

H—-C—CQORz

H a/nebo

H

H—C—COORt

H -C-COORz

SOJMe kde

Me je alkalický kov, amonium nebo amin,

Ri je lineární, rozvětvený nebo etoxylovaný alkyl Ci až C22,

Rz je lineární, rozvětvený nebo etoxylovaný alkyl C4 až C22, alkalický kov, amonium, prvek ze skupiny žíravých zemin nebo amin, a

0,05 až 5 % hmot, alkoholu použitého k esterifikaci maleinové kyseliny, jejichž podstata spočívá v tom, že obsahují až 15 % hmot. glykolů a až 20 % hmot. alkoholu s Ci až C4.

Kapalné tenzidy podle vynálezu jsou i za teplot kolem 0 °C dobře tekuté, při teplotě cca 20 °C mají viskozitu kolem 100 mPa. s a zachovávají si vynikající smáčivost a ostatní povrchově aktivní vlastnosti sulfojantaranům vlastní. Nacházejí použití ve všech odvětvích, ve kterých jsou používány klasické formulace sulfojantaranů, zvláště jsou vhodné pro formulace kapalných detergentů, které nacházejí použití v domácnosti i průmyslu.

V porovnání s tenzidy ztekucenými samotnými alkoholy Ci až C4 je tenze hořlavých par nad tenzidy připravenými podle vynálezu mnohem menší, takže produkty nejsou hořlavé.

V porovnání s tenzidy ztekucenými samotnými glykoly mají produkty podle vynálezu menší viskozitu a ke ztekucení postačí podstatně menší procento glykolu.

V porovnání s tenzidy na bázi sulfojanta5 ranů, které, jsou ztekuceny přídavkem glycidů mají tenzidy podle vynálezu podstatně nižší viskozítu. Tenzidy podle vynálezu jsou také mnohem méně citlivé na přesné dodržení. technologických podmínek při sulfitaci, zejména teploty a doby sulfitace. Nedodržení těchto podmínek vede u tenzidu ztekucených glycidy ke vzniku gelů, které jsou dalším přídavkem glycidu již neztekutitelné.

Vzhledem k technologii přípravy sulfojantaranů obsahuje produkt kromě aktivní látky, zbytkového alkoholu a ztekucujících prostředků vždy určité procento obtížně identifikovatelných produktů vedlejších nebo jiných konkurentních reakcí. Dochází k částečné polyesterifikaci dvojsytných kyselin a glykolů, k reakcím mezi katalyzující bází a estery maleinových kyselin nebo sulfojantarových kyselin, k reakcím sulfitačního činidla nebo báze s formaldehydem, který je přidáván jako konzervační prostředek nebo k potlačení zápachu amoniaku, k reakcím různých znečišťujících látek atd. Identifikace těchto produktů jo na hranici dnešních analytických metod a většina z nich nemá význam pro aplikační vlastnosti produktů podle vynálezu.

Příklad 1

Sulfitací 155 hmot. dílů di(2-ethylhexyl) maleátu vodným roztokom hydrogensiřičitanu. sodného za katalýzy vodným roztokem čpavku, a homogenizace výsledným produktem a 18 hmot. díly propylenglykolu byl připraven viskózní produkt o složení (hmotnostně j % di(2-ethylhe’;yllsulíojgntaraa^:i sodného

5,3 % propylenglykolu % 2-ethylenhexanolu % neidentifikovaných podílů vedlejších reakcí.

Zbytek do 100 % je voda.

Naředěním 25 hmot. díly etanolu vznikl produkt o složení (hmotnostně) % di(2-ethylhexyl)sulfojantaranu sodného % propylenglykolu % 2-ethylbexanolu

2,8 % neidentifikovaných podílů 8 % etanolu.

Zbytek do 100 % je voda.

Produkt měl viskozitu 100 mPa . s, bod zákalu 6 °G byl čirý a homogenní, bod vzplanutí se nepodařilo stanovit, neboť páry nebyly hořlavé. Produkt ztekucený samotným etanolem (20 % j měl bod vzplanutí 42 °C, při ztekuceni samotným propylenglykolem bylo nutné přidat minimálně 23 % glykolu. Při ztekuceni glycidem (10 °/o sorbitu) měl produkt viskozitu 180 mPa . s a při překro5 v cení reakční teploty o 5 °G vznikl tuhý nerozpustný gel.

P ř í k 1 a d · 2

Postupem podle příkladu 1 byl připraven produkt o složení (hmotnostně)' % dihe; viqtofo-janíarami sodného 5 % ethylm 'vkolu % hexanolu °/a neidentifikovaných podílů.

Zbytek do 100 % js voda.

Naředěním 100 hmot. dílů gelovitého produktu 7 hmot. dílv metanolu byl připraven produkt o složení (hmotnostně)

52.3 % dihexylsulfojnntaranu sodného

4,6 % ethylenglykolu

0,9' °/o hexanolu

2.8 % neidentifikovaných podílů

6.5 % metanolu.

Zbytek do 100 % je voda.

Produkt měl viskozitu 65 mPa . s, bod zákalu 0 °C, byl čirý a homogenní. Bod vzplanutí byl vyšší nez 120 °C. Produkt ztekucený samotným metanolem (12 % metanolu) měl bod vzplanutí 56 °C. Při ztekuceni samotným ethylenglykolem bylo nutné přidat 16 % ethylenglykolu k získání homogenního produktu. Při ztekuceni glycidem (10 % xylitu) měl produkt viskozitu 170 mPa . s a reakční doba musela být dodržena s přesností 15 minut, jinak byl produkt kalný.

Příklad 3

Postupem podle příkladu 1 byl připraven velmi viskózní produkt o složení (hmotnostně ) % dioktylsulfojantaranu sodného

0,5 % sodné soli monooktylsulfojantaranu amonného 5 % oktanolu % neidentifikovaných podílů % propylenglykolu.

Zhvtek do 100 % je voda,

Naředěním 100 hm. dílů viskózního produktu 7 hmot. dílv izopropylalkoholu vznikl produkt o složení (hmotnostně)

51.4 % dioktylsulfojantaranu sodného

0,5 % sodné soli monooktylsulfojantaranu amonného

4.6 % oktanolu

1.8 vo propylenglykolu

1,8 % neidentifikovaných podílů 6,5 % izopropylalkoholu.

Zbytek do 100 % je voda.

Produkt měl viskozitu 87 mPa . s, bod zákalu 0°C, byl čirý a homogenní. Bod vzpla232 nutí nebylo možné stanovit, protože páry obsahovaly převážně vodu. Produkt ztekucený samotným izopropylalkoholem (20 % izopropylalkoholu) měl bod vzplanutí 87 °C. Při ztekucení samotným glykolem bylo nutné použít 18 % propylenglykolu k získání homogenního produktu. Při ztekucení glycldem (12 °/o směsi sorbit a xylit) měl produkt viskozitu 220 mPa . s.

Příklad 4

Esterifikací maleinanhydridu směsi mastných alkoholů Ci4 až C20, které byly etoxylovány 2 až 4 moly ethylenoxidu na jednu molekulu mastného alkoholu byla připravena směs mono a diesterů maleinové kyseliny. Vzniklý ester byl sulfitován postupem podle bodu 1 za vzniku gelovitého produktu o složení (hmotnostně) % směsi sulfojantaranů % propylenglykolu

0,1 % zbytkových alkoholů 5 % neidentifikovaných podílů.

Zbytek do 100 % je voda.

100 hmot. dílů vzniklého produktu bylo naředěno 12 hmot. díly etanolu, takže resultoval produkt o složení (hmotnostně) % směsi sulfojantaranů

1,8 % propylenglykolu

0

0,09 °/o zbytkových alkoholů 4,4 % neidentifikovaných podílů

10.7 etanolu.

Zbytek do 100 % je voda.

Produkt byl homogenní a čirý s bodem zákalu 5 °C, bod vzplanutí nebylo možné stanovit, protože páry obsahovaly převážně vodu.

Příklad 5

Postupem podle příkladu 1 byl připraven produkt o složení (hmotnostně] % di(2-ethylhexyl) sulfojantaranů sodného % propylenglykolu 3 % 2-ethylhexanolu 3 % neidentifikovaných podílů.

Zbytek do 100 % je voda.

Naředěním 100 hmot. dílů produktu 2 hmotovými díly etanolu vznikl produkt o složení (hmotnostně)

54,9 % di(2-ethylhexyl)sulfojantaranů sodného

11.8 '% propylenglykolu

2.9 % 2-ethylhexanolu

1.9 %. etanolu

2.9 % neidentifikovaných podílů.

Zbytek do 100 °/o je voda.

Claims (1)

1. Kapalné tenzidy na bázi sulfojantaranů obsahující 20 až 75 % hmot. solí esterů sulfojantarové kyseliny obecného vzorce

   SOsMe

   H—C—COORi

   H—C—COOR2

   I

   H a/nebo

   ZYNALEZU

   H

   I

   H—C—COORi

   H—C—COOR2

   I

   SCbMe kde

   Me je alkalický kov, amonium nebo amin,

   Ri je lineární, rozvětvený nebo etoxylovaný alkyl C4 až C22 a

   R2 je lineární, rozvětvený nebo etoxylovaný alkyl C4 až C22, alkalický kov, amonium, prvek ze skupiny žíravých zemin nebo amin, a

   0,05 až 5 % hmot. alkoholu použitého k esterifikací vyznačené tím, že obsahují 1 až 15 % hmot. glykolů a 1 až 20 % hmot. alkoholů Cl až Ci.