DD234687A1

DD234687A1 - Verfahren zur herstellung von konzentrierten fluessigen dispersionen quartaerer fettsaeuretriethanolaminester

Info

Publication number: DD234687A1
Application number: DD27332685A
Authority: DD
Inventors: Werner Eppendorfer; Guenter Hornbogen; Margit Gaertner; Klaus Ueberschaer; Gerald Fricke; Ruth Schumann; Gerhard Moebius; Lothar Wolf; Fritz Hilbert
Original assignee: Fettchemie Bereich F Veb
Priority date: 1985-02-18
Filing date: 1985-02-18
Publication date: 1986-04-09

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung von konzentrierten fluessigen Dispersionen quartaerer Fettsaeuretriethanolaminester. Derartige Dispersionen werden sowohl als Weichmacher fuer die Textilindustrie als auch fuer die Herstellung von Waescheweichspuelern verwendet. Das Ziel der Erfindung besteht in einem Verfahren, nach dem hoeher konzentrierte fluessige und stabile Dispersionen mit guter Wasserverduennbarkeit erhalten werden. Dadurch werden Voraussetzungen fuer den rationellen Transport derartiger Produkte geschaffen und schwere koerperliche Arbeit wird weitgehend vermieden. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass den quartaeren Fettsaeuretriethanolaminestern zur Verfluessigung und Stabilisierung neben Wasser noch oxethyliertes Fettamin und waessrige Polyethylendispersion zugesetzt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von konzentrierten flüssigen, dispersionsstabilen, wäßrigen Einstellungen quartärer Fettsäuretriethanolaminester mit guter Wasserdispergierbarkeit und Lagerbeständigkeit. Derartige Konzentrate sind aufgrund ihrer ausgezeichneten weichmachenden, antielektrostatischen und hydrophilen Eigenschaften als Textilweichmacher und zur Herstellung von Wäscheausrüstungsmitteln geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß bestimmte quartäre Ammoniumverbindungen, eingesetzt in der Spülphase des Waschvorganges oder im technischen Prozeß der Textilausrüstung, dem Textilgut nach der Trocknung eine erhöhte Weichheit, Fülle sowie antielektrostatische Eigenschaften verleihen.

Als Wirksubstanz zur Herstellung von Textilweichmachern bzw. Wäscheweichspülmitteln werden vorwiegend die technisch aufwendig herstellbaren quartären Ammoniumverbindungen mit mindestens zwei langkettigen Alkylresten vom Typ des Dimethyl -dialkyl-ammoniumchlorids, Imidazolinverbindungen der Formel I

/CL₂

N — \

CTT rvrr ?τΓτ rtr\ τι ilp—»wiilp — i'iXl— ^J \J—H^,

oder auch Verbindungen der Formel

₁ H₂

' (GHp-GH-O) H

R₃

verwendet, wobei Ri Alkyl oder Alkenyl mit 8 bis 22, vorzugsweise 16 bis 18 C-Atomen, R ₂ Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, vorzugsweise Methyl, R₃ Methyl oder Wasserstoff, χ eine Zahl von 1 bis 5 und A" ein Anion bedeuten.

Diese Verbindungstypen haben im Falle von gesättigten, langkettigen Alkylresten den Nachteil, daß sie in wasserfreier Form von fester Konsistenz sind. Auch wäßrige Einstellungen derartiger Produkte in ökonomisch vertretbaren Konzentrationsbereichen sind von stark pastöser Konsistenz, so daß keine Fließfähigkeit und Wasserverdünnbarkeit bei Zimmertemperatur gegeben

In verschiedenen Patentschriften sind Verfahren zur Herstellung höher konzentrierter Dispersionen beschrieben.

Wie in der DE-OS 3150179 offenbart, werden konzentrierte Vormischungen für Wäscheweichspüler auf Basis Distearyl dimethyl-ammoniumchlorid bzw. Stoffen der Formel I und Il in der Weise hergestellt, daß man den quartären Ammoniumverbindungen außer Paraffin, Fettalkoholen, Fettsäuren, Fettsäureaikylestern, Polyaikyiengiykol und Alkylester eines Polyalkylenglykols oder Polypropyienglykols noch Fettaminoxethylate zusetzt. Diese Vormischungen sind nicht wäßriger Natur und bedürfen weiterer Zusätze zur Überführung in anwendungsbereite Weichspüimittel. Durch die hohen Mengen an für die weichmachende Wirkung inerten Verflüssigungskomponenten werden außerdem die quartären Ammoniumverbindungen in ihrer Wirksamkeit gemindert.

In der DE-AS 2246866 wird die Erhöhung der antistatischen Wirkung von handelsüblichen Weichspülerkonzentraten durch quartäre oxethylierte Ammoniumsalze neben Zusätzen von Poiyglykolen bzw. kurzkettigen Alkoholen bewirkt. Die dort angeführter, Konzentrationsbereiche für die wirksamen Weichmachersubstanzen liegen nur bei 4 bis 10%.

In den DE-AS 3213667 und 3204165 sowie der EP-PS 85 933 werden konzentrierte Wäscheweichspülmitte! auf Basis von Dialkyldimethyi-ammoniumverbindungen beschrieben. Ais Verflüssiger werden 0,05 bis 35% oxethylierte Fettaminaddukte in Salzform angeführt.

Die nach EP-PS 56695 und EP-PS 59502 beanspruchten Verfahren zur Herstellung von Textilbehandlungszusammensetzungen

/firWfinrifin AYAthvliprte Amino Hor aÜnamainnn LVrmal

/erwenden oxethylierte Amine der allgemeinen Formel

(vobei R₁C₈ bis C₂₂ Alkyl oder Alkenyl, R₂ C₁ bis C₄ Alkyl oder (C_nH_2nO)_yH und χ und y jede Zahl zwischen 0 und 14, die Summe aus seiden zwischen 2 und 14 sein können. Diese Verbindungen werden mit einem kationaktiven wasserunlöslichen jewebeweichmacher und einem nichtionogenen wasserunlöslichen Gewebeweichmacher zu Produkten verarbeitet. Als cationaktive wasserunlösliche Gewebeweichmacher werden Verbindungen vom Typ der Dialkyl-dimethylammoniumverbindungen oder Imidazolinderivate verwendet. Nach der EP-PS 59502 werden statt der freien, niedrig Dxethylierten Amine Salze der Phosphorsäure, Essigsäure und Benzoesäure eingesetzt. Die mitverwendeten Anteile an nichtionogenem wasserlöslichem Weichmacher für Wäscheweichspülmittel können aufgrund ihrer fehlenden Substantivität nicht die optimale Wirkung erzielen wie die kationischen Gewebeweichmacher.

Auch die technisch leicht herstellenden Verbindungen vom Typ quaternärer Fettsäurealkanolaminester zählen seit langem zu den textlien Ausrüstungsmitteln (K. Lindner „Tenside-Textilhilfsmittel-Waschrohstoffe", 2. Auflage, Bd. 1, S.491,904,979). Sie finden bevorzugt als wäßrige Dispersionen Verwendung. Ein wesentlicher Nachteil dieser Mittel besteht ebenfalls darin, daß selbst bei einem Wassergehalt von ca. 80% bereits nach kurzer Lagerung eine pastöse Konsistenz vorliegt, die zu Schwierigkeiten beim Dispergieren der Produkte in der Spülphase führt. Verdünnte Einstellungen sind über einen bestimmten Zeitraum flüssig, zeigen jedoch bei längerer Lagerung Trennungserscheinungen.

In der DE-OS 2525610 sind kationische Avivagemittel beschrieben, die als Basis u.a. die Salze von Fettsäurealkanolaminestern bzw. quartäre Fettsäurealkanolaminester haben und die verbesserte Kaitwasserlöslichkeit aufweisen. Als Verflüssiger werden bis 30% einer quartären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel _~ —

-(GH₂-CH-O)₁₁₁H

eingesetzt, wobei R₁ Alkyl oder Alkylaryl der Ketteniänge Cb bis C22/ R2 Wasserstoff oder Methyl, m eine ganze Zahl von 2 bis 10 und X" ein anorganisches oder organisches Anion bedeuten.

Nach der PL-PS 90133 werden Mittel mitanistatisch-weichmachenden Eigenschaften beansprucht, die als weichmachends Komponente quartäre Fettsäurealkanolaminester enthalten. Als weitere Bestandteile kommen neben großen Mengen Ethyienglykol, Glycerol oder Hexantriol 1 bis 5% von EO-Addukten auf Basis Fettsäure, Alkylphencl, Alkohol, Armin oder Amid sowie 5 bis 10% alkalisch hydrolisierender Salze zum Einsatz. Außerdem unökonomischen Einsatz beträchtlicher Mengen an hydrotypen Substanzen wirkt sich die Anwesenheit der alkalisch hydrolisierenden Salze im wäßrigen Medium dahingehend negativ auf das Produkt aus, daß die Fettsäurealkanolaminester einer starken Verseifung unterliegen und dadurch die Viskosität des Systems stark ansteigt. Zudem trennt das Mittel bereits in der Kälte nach kurzem Stehen auf.

Gemäß DD-PS 159 263 ist das Problem der weiteren Verdünnbarkeit von Weichspüler-Konzentration auf dar Basis quartärer Fettsäuretriethanolaminester dadurch zu lösen, daß man hohe Anteile (bis zu 20%) von Lösungsvermittlern wie 1,2-Propylen-, Diethylen- oder Dipropylenglykol oder Gemischen derselben sowie geringe Mengen eines Gemisches von Aikylpolyglykolethern zur Dispergierung von ca. 17% kationischer Weichmachersubstanz zusetzt. Diese Lösung des Problems bedingt jedoch einen unvertretbar hohen Materialeinsatz an Glykol- bzw. Glykolgemischen, die keinerlei Einfluß auf den weichmachenden Effekt aufweisen. Eine vollständige Homogenität dieser Weichspülerkonzentrate ist selbst durch die Verwendung hoher Anteile an Lösungsvermittlersubstanz nicht gewährleistet.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung bestand darin, höher konzentrierte, flüssige, lagerstabile wäßrige Dispersionen auf der Basis von quartären Fettsäuretriethanolaminestern herzustellen, die mit Wasser verdünnbar sind und stabile Gemische ergeben.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Herstellung von konzentrierten, flüssigen, lager-stabilen wäßrigen Dispersionen auf der Basis von quartären Fettsäuretriethanolaminestern wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Ester oder ihre wäßriggn Mischungen mit einem Gehalt von mindestens 50 Ma.-% durch Zugabe von oxethylierten primären Alkylaminen und Wasser sowie einer wäßrigen Polyethylendispersion in stabile Dispersionen mit einem Gehalt von 20 bis 35 Ma.-% Ester überführt.

Gemäß der Erfindung haben die oxethylierten Alkylamine eine Kettenlänge von C₁₂ bis C22 und einen Gesamtoxethyüerungsgrad von 5 bis 25 und werden in Mengen von 0,5 bis 5 Ma.-% eingesetzt.

Erfinderisch ist weiterhin, daß eine nichtionische oder kationische Polyethylendispersion mit 20 bis 50 Ma.-% Aktivsubstanz in Mengen von 2 bis 8 Ma.-% zur Anwendung kommt. Den erfindungsgemäß hergestellten Produkten können, wie bereits in der Literatur beschrieben, geringe Mengen an Harnstoff, Elektrolyten, Entschäumer, Parfüm und Farbstoffe zugesetzt werden.

Derartige Zusätze dienen der positiven Beeinflussung der Gebrauchseigenschaften der Produkte, wie beispielsweise der Kältebeständigkeit, der Viskosität, des Schaumverhaltens und der pH-Regulierung. Die erhaltenen Produkte zeichnen sich gegenüber bekannten Mischungen mit weichmachenden Substanzen gleicher chemischer Basis durch flüssige Konsistenz aus.

Das erleichtert ihre Dosierbarkeit und Löslichkeit in kaltem Wasser. Schwere manuelle Arbeit und thermische Belastung der Produkte werden durch optimal mögliche Gestaltung der TUL-Prozesse vermieden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte sind geeignet als Textüweichmacher, als Zwischenprodukt für die Herstellung

handelsüblicher Weichspüler und in unverdünnter Form mit entsprechenden Zuschlagstoffen, wie Entschäumer, Parfüm und Farbstoff, als Weichspülerkonzentratfür den Verbraucher, wobei die sehr guten Avivageefekte und die Hydrophilie des quartären Fettsäuretriethanolaminesters in voller Höhe erhalten bleiben.

Die Herstellung der konzentrierten flüssigen Dispersionen quartärer Fettsäuretriethanolaminester erfolgt gemäß der Erfindung allgemein in der Weise, daß zum frisch hergestellten quartären Fettsäuretriethanolester bzw. zu einer hochkonzentrierten, pastösen wäßrigen Einstellung desselben bei Temperaturen von 323 bis 333 K die entsprechenden Mengen Fettamin-EO-Addukt und Entschäumer zugegeben und die Komponenten homogen vermischt werden. Anschließend wird das zur Einstellung der gewünschten Konzentration erforderliche Wasser bei Temperaturen zwischen 333 und 343 K unter Rühren zugesetzt. Die Zugabe der Polyethylendispersion und gegebenfalls erforderlicher weiterer Zuschlagstoffe kann sofort oder nach Abkühlen der Dispersion erfolgen. _ _

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

130 Teile quartärer Stearinsäuretriethanolaminester werden mit 15 Teilen eines oxethylierten primären Fettamins der Kettenlänge C₁₆ bis C₁₈ und einem Gesamtoxethylierungsgrad (Gesamt-EO-Grad) von 20 Mol Ethylenoxid sowie 0,5 Teilen Entschäumer geschmolzen und homogen verrührt. In diese Schmelze werden bei ca. 343 K 340 Teile Wasser von etwa gleicher Temperatur eingerührt. Der erhaltenen Dispersion werden 20 Teile einer ca. 36%igen nichtionogenen, wäßrigen Polyethylendispersion und 15 Teile Harnstoff zugesetzt. Danach wird unter Rühren auf Raumtemperatur gekühlt. Es wird eine flüssige, stabile Dispersion mit ca. 30% Trockenmasse erhalten, die sich leicht mit Wasser verdünnen läßt.

Beispiel 2

400 Teile einer 50%igen wäßrigen Paste von quartärem Stearinsäuretriethanolaminester werden mit 20 Teilen eines oxethylierten primären Fettamins der Kettenlänge C₁₆ bis C₁₈und einem Gesamt-EO-Grad von 20 Mol Ethylenoxid sowie einem Teil Entschäumer versetzt und unter Rühren auf 323 bis 333 K erwärmt. In die homogene Mischung werden 240 Teile Wasser von ca. 333 K eingerührt. Zur erhaltenen Dispersion werden 10 Teile Harnstoff und 40 Teile einer ca. 30%igen nichtionogenen wäßrigen Polyethylendispersion zugefügt und anschließend auf Raumtemperatur gekühlt. Es wird eine mittelviskose stabile Dispersion mit ca. 35% Trockenmasse und guter Wasserverdünnbarkeit erhalten.

Bespiel 3

300 Teile einer 70%igen wäßrigen Paste von quartärem Stearinsäuretriethanolaminester werden mit 30 Teilen eines oxethylierten primären Fettamins der Kettenlänge C₁₆ bis C₂₂und einem Gesamt-EO-Grad von 12 Mol Ethylenoxid sowie einem Teil Entschäumer vermischt und auf 338 bis 343 K erwärmt. Wenn eine homogene Mischung vorliegt, werden 570 Teile Wasser von 343 bis 353 K eingerührt. Anschließend erfolgt die Zugabe von 40 Teilen einer ca. 30%igen kationischen wäßrigen Polyethylendispersion und 5 Teilen Magnesiumchlorid. Die erhaltene Dispersion wird unter Rühren auf Raumtemperatur gekühlt. Man erhält eine niedrigviskose Dispersion mit einer Trockenmasse von 27%.

Beispiel 4

264 Teile einer 50%igen wäßrigen Paste des quartären Triethanolaminesters hydrierter Talgfettsäure werden mit 15 Teilen eines oxethylierten primären Fettamins der Kettenlänge C₁₂ bis C₂ound einem Gesamt-EO-Grad von 24 Mol Ethylenoxid sowie 0.5 Teilen Entschäumer vermischt und auf 328 bis 333 K erwärmt. Wenn eine homogene Mischung vorliegt, werden 125 Teile Wasser von 333 bis 343 K eingerührt. Bevor die erhaltene Dispersion gekühlt wird, gibt man noch 10 Teile Harnstoff und 25 Teile einer ca. 30%igen nichtionogenen wäßrigen Polyethylendispersion zu. Es wird eine höherviskose, stabile Dispersion mit ca. 38% Trockenmasse erhalten.

Beispiel5

400 Teile einer 50%igen wäßrigen Dispersion des quartären Triethanolaminesters eines Fettsäuregemischs mit einer Kettenlängenverteilung von C₁₅ bis C₂₂ werden bei einer Temperatur von ca. 333 K mit 20 Teilen eines oxethylierten primären Fettamins der Kettenlänge C₁₆ bis C₁₈ und einem Gesamt-EO-Grad von 20 Mol Ethylenoxid sowie einem Teil Entschäumer homogen vermischt. In diese Mischung werden 230 Teile Wasser von ca. 333 K eingerührt. Bevor die Dispersion unter Rühren auf Raumtemperatur gekühlt wird, erfolgt noch die Zugabe von 5 Teilen Natriumchlorid, 10 Teilen Harnstoff und 40 Teilen einer ca. 36%igen nichtionogenen wäßrigen Polyethylendispersion. Es wird eine mittelviskose, stabile Dispersion mit ca. 35% Trockenmasse erhalten, die sich leicht mit Wasser verdünnen läßt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Herstellung von konzentrierten flüssigen Dispersionen quartärer Fettsäuretriethanolaminester dadurch gekennzeichnet, daß die Ester oder wäßrige Einstellungen derselben mit einem Gehalt von mindestens 50Ma.-% unter Zugabe von oxethylierten primären Alkylaminen und Wasser sowie einer wäßrigen Polyethyiendispersion in stabile Dispersionen mit einem Gehalt von 20 bis 35 Ma.-% Ester überführt werden.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oxethylierten primären Alkylamine eine Kettenlänge von Ci₂WsC₂₂ und einen Gesamtoxethylierungsgrad von 5 bis 25 besitzen und in Mengen von 0,5 bis 5 Ma.-% eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyethyiendispersion nichtionischer oder kationischer Natur ist, Aktivsubstanz von 20 bis 50 Ma.-% enthält und in Mengen von 2 bis 8 Ma.-% zur Anwendung kommt.