DE19631225A1 - Viscosity reducing agents for alkyl sulphate pastes used to make detergents - Google Patents

Viscosity reducing agents for alkyl sulphate pastes used to make detergents

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Abstract

Viscosity reducing agents for highly concentrated pastes containing alkyl sulphates of formula R1OSO3X (I) comprise gemini surfactants of formula R2C(O)N(X)R3N(Y)C(O)R4z (II). In the formulae, R<2>, R<4> = 1-22C hydrocarbon; R<3> = spacer group containing 2-200 C, N and/or O atoms; X, Y = functional groups; z = 1-10; R<1> = 10-22C alk(en)yl; and X = alkali(ne earth) metal, (alkyl)ammonium or alkanolammonium. Also claimed are: (i) the preparation of alkyl sulphate pastes, in which compounds (II) are added during or after neutralisation and (ii) the preparation of alkyl sulphate pastes by reacting fatty alcohols with non-sulphated precursors of compounds (II) and then neutralising the co-sulphation reaction product.

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Geminitensiden als Viskositätsminderer zur Herstellung von Alkylsulfatpasten mit verbesserter Fließfähigkeit. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung der Geminitensid-Alkylsulfat-Mischungen.The invention relates to the use of gemini surfactants as Viscosity reducer for the production of alkyl sulfate pastes with improved Flowability. Another object of the invention is the production of Gemini surfactant-alkyl sulfate mixtures.

Die zur Gruppe der Aniontenside gehörenden Alkylsulfate werden aufgrund ihrer guten anwendungstechnischen Eigenschaften und ihrer ausgezeichneten ökologischen Verträglichkeit in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt. Für den Transport der Alkylsulfate und die Herstellung von Waschmitteln sind möglichst hochkonzentrierte wäßrige Anbietungsformen erwünscht. Die Herstellung von Alkylsulfatpasten mit einer Konzentration zwischen 30 und 80 Gew.-% Aktivgehalt bereitet jedoch erhebliche Probleme, da die Viskosität der konzentrierten Pasten so hohe Werte erreicht, daß ein Pumpen und ein Umfüllen derartiger Pasten praktisch unmöglich wird.The alkyl sulfates belonging to the group of anionic surfactants are known for their good properties application properties and their excellent ecological Compatibility used in detergents and cleaning agents. For the transportation of Alkyl sulfates and the production of detergents are as highly concentrated as possible aqueous forms of supply desirable. The production of alkyl sulfate pastes with a Concentration between 30 and 80 wt .-% active content, however, prepares considerable Problems because the viscosity of the concentrated pastes reaches such high values that a Pumping and transferring such pastes becomes practically impossible.

In der Vergangenheit ist das Problem der hohen Viskosität wäßriger Aniontensid-Pasten Gegenstand einer Vielzahl von Untersuchungen gewesen. Stellvertretend soll an dieser Stelle EP-B-0 024 711 genannt werden, in der die Verwendung von wasserlöslichen Salzen eines Polyalkylenetherglykolsulfats, dessen Molekulargewicht wenigstens 600 beträgt, als Viskositätsminderer beansprucht wird. Ebenso werden Tensidkonzentrate, welche ein oder mehrere Tenside aus der Gruppe Alkylpolyglykolethersulfate, Alkylarylpolyglykolethersulfate, Alkylpolyglykolethersul­ fosuccinate und Alkylarylpolyglykolethersulfosuccinate enthalten, aufgrund eines verbesserten Viskositätsverhaltens beansprucht.In the past, the problem has been the high viscosity of aqueous anionic surfactant pastes Has been the subject of a variety of investigations. Representative to EP-B-0 024 711, in which the use of water-soluble salts of a polyalkylene ether glycol sulfate, its molecular weight is at least 600 is claimed as a viscosity reducer. Likewise, Surfactant concentrates, which are one or more surfactants from the group Alkyl polyglycol ether sulfates, alkylaryl polyglycol ether sulfates, alkyl polyglycol ether sulfate fosuccinate and alkylaryl polyglycol ether sulfosuccinate contain, due to a claimed improved viscosity behavior.

Gemäß der Lehre der EP-B-0 116 905 kann die Viskosität von Alkylsulfat-Pasten durch Zusatz von 1 bis 10 Gew.-% - bezogen auf den Tensidanteil - eines Anlagerungsproduktes von 1 bis 15 mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkohole mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen auf Werte unterhalb von 10 000 mPa·s bei 70°C herabgesetzt werden.According to the teaching of EP-B-0 116 905, the viscosity of alkyl sulfate pastes can by adding 1 to 10% by weight, based on the surfactant content, of one Addition product of 1 to 15 mol ethylene and / or propylene oxide to linear or branched, saturated or unsaturated alcohols with 8 to 40 carbon atoms  can be reduced to values below 10,000 mPa · s at 70 ° C.

Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, wäßrige Alkylsulfatkonzentrate herzustellen, die auch bei Konzentrationen von 30 bis 90 Gew.-% pumpbar sind und beim Ver­ dünnen mit Wasser kein unerwünschtes Ansteigen der Viskosität bzw. Eindicken einer Tensid-Gelphase zeigen. Da die Erfindung Einsatz im Bereich Waschen und Reinigen findet, sollten zur Verringerung der Viskosität Tenside eingesetzt werden, die selbst sehr gute Detergenseigenschaften aufweisen.The object of the invention was to produce aqueous alkyl sulfate concentrates, which can also be pumped at concentrations of 30 to 90% by weight and when ver thin with water no undesirable increase in viscosity or thickening of a Show surfactant gel phase. Since the invention use in the field of washing and cleaning detergents should be used to reduce the viscosity have very good detergent properties.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß die rheologischen Eigenschaften, wie Fließgrenze und Viskosität, wäßriger Alkylsulfatpasten durch den Zusatz von Gemini-Tensiden eingestellt werden können, so daß die mit der hohen Viskosität der Alkylsulfate verbundenen ungünstigen Produkteigenschaften entfallen. Dadurch können die Alkylsulfatpasten bei geringeren Temperaturen und höheren Tensidgehalten hergestellt werden als das für die Produkte ohne Zusatz von Gemini-Tensiden möglich ist.It has now surprisingly been found that the rheological properties, such as Yield point and viscosity, aqueous alkyl sulfate pastes through the addition of Gemini surfactants can be adjusted so that the high viscosity of the Unfavorable product properties associated with alkyl sulfates are eliminated. This allows the alkyl sulfate pastes at lower temperatures and higher surfactant levels are produced as that possible for the products without the addition of Gemini surfactants is.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Geminitensiden als Viskositätsminderer zur Herstellung von Alkylsulfat-Pasten mit verbesserter Fließfähigkeit. In einer bevorzugten Ausführungsform werden wäßrige Pasten von Alkylsulfaten der Formel (1)The invention relates to the use of gemini surfactants as Viscosity reducer for the production of alkyl sulfate pastes with improved Flowability. In a preferred embodiment, aqueous pastes of Alkyl sulfates of formula (1)

R₁O-SO₃X (1)R₁O-SO₃X (1)

in der R¹ für einen Alkylrest oder Alkenylrest mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen und X für ein Alkali- und/ oder Erdalkalimetall-, Ammonium-, Alkylammonium- oder Alkanolammoniumion (Mono-, Di-, Trisubstituiert mit jeweils 1-6 Kohlenstoffatomen im Substituent) steht,
mit 0,01 bis 10 Gew.-% Gemini-Tensiden der allgemeinen Formel (2)
in which R¹ is an alkyl or alkenyl radical having 10 to 22 carbon atoms and X is an alkali and / or alkaline earth metal, ammonium, alkylammonium or alkanolammonium ion (mono-, di-, tri-substituted with 1-6 carbon atoms in each substituent) ,
with 0.01 to 10% by weight of gemini surfactants of the general formula (2)

wie sie in WO 95/19955 und WO 96/14926 beschrieben sind, gemischt. Hierbei stehen R₂ und R₄ unabhängig voneinander für einen verzweigten oder unverzweigten, cyclischen oder acyclischen, aromatischen oder aliphatischen, gesättigten oder ein-, zwei- oder dreifach ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, R₃ für einen Spacer mit 2 bis 200 Kohlenstoff- und/oder Stickstoff- und/oder Sauerstoff-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 18 und besonders bevorzugt mit 2 bis 8 Atomen in der Kette, ganz besonders bevorzugt mit 2 bis 8 Alkyleneinheiten, und X und Y unabhängig voneinander für funktionelle Gruppen wie z. B. (CH₂CH₂O)xZ, [CH₂CH(CHC₃)O]xZ, Mischungen von beiden oder [CH₂(CHOH)nCH₂OH], wobei Z für H, SO₃M, C₂H₄-SO₃M oder CH₂COOM steht und M entsprechende Äquivalente Alkali, Ammonium, Erdalkali oder Alkanolammonium (mono- bis tri-) bedeutet. x kann (im Mittel) Werte von 0 bis 30, vorzugsweise 0 bis 20, annehmen. n steht für eine Zahl von 2 bis 8, vorzugsweise 4. Der Oligomerisierungsgrad beträgt z=1 bis 10. Die erfindungsgemäß verwendeten Geminitenside können als Mischung verschiedener Homologen der gleichen Grundstruktur (sowohl hinsichtlich der C-Kettenlänge der lipophilen Ketten als auch des Spacers oder der Alkoxyetherketten) und Mischung von Verbindungen mit verschiedenem Funktionalisierungsgrad, zum Beispiel Sulfierungsgrad zwischen 1 und 2, vorliegen. Ebenso können sie als Mischungen verschiedener Homologen verschiedener Grundstrukturen vorliegen.as described in WO 95/19955 and WO 96/14926, mixed. Here, R₂ and R₄ independently of one another represent a branched or unbranched, cyclic or acyclic, aromatic or aliphatic, saturated or mono-, di- or tri-unsaturated hydrocarbon radical with 1 to 22 carbon atoms, R₃ for a spacer with 2 to 200 carbon and / or nitrogen and / or oxygen atoms, preferably with 2 to 18 and particularly preferably with 2 to 8 atoms in the chain, very particularly preferably with 2 to 8 alkylene units, and X and Y independently of one another for functional groups such as, for. B. (CH₂CH₂O) x Z, [CH₂CH (CHC₃) O] x Z, mixtures of both or [CH₂ (CHOH) n CH₂OH], where Z is H, SO₃M, C₂H₄-SO₃M or CH₂COOM and M corresponding equivalents of alkali, Ammonium, alkaline earth or alkanolammonium (mono- to tri-) means. x can assume (on average) values from 0 to 30, preferably 0 to 20. n stands for a number from 2 to 8, preferably 4. The degree of oligomerization is z = 1 to 10. The gemini surfactants used according to the invention can be used as a mixture of different homologues of the same basic structure (both with regard to the C chain length of the lipophilic chains and also of the spacer or Alkoxyether chains) and mixture of compounds with different degrees of functionalization, for example degree of sulfation between 1 and 2, are present. They can also be present as mixtures of different homologues of different basic structures.

Die als "New Generation of Surfactants" bezeichneten Gemini- oder auch Zwillings­ tenside [M. J. Rosen, Chemtech, No. 3 (1995) 30] sind, sofern ihre Struktur optimal gewählt ist, Tenside mit einer deutlich höheren Leistungsfähigkeit als ihre kon­ ventionellen Äquivalente und bieten darüber hinaus, bei der Wahl der richtigen Strukturvariante, eine hohe Multifunktionalität und helfen somit, die Wasch- bzw. Reinigungsleistung pro Masseneinheit der Formulierung zu steigern.The Gemini or Twin called "New Generation of Surfactants" tensides [M. J. Rosen, Chemtech, No. 3 (1995) 30], provided their structure is optimal is selected, surfactants with a significantly higher performance than their con conventional equivalents and also offer the right choice  Structure variant, a high multifunctionality and thus help the washing or Increase cleaning performance per unit mass of formulation.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung der Geminitensid-Alkylsulfat-Pasten. Um die Viskosität und die Fließgrenze der Alkylsulfat-Pasten zu vermindern, können die Gemini-Tenside sowohl während der Neutralisation als auch nach der Neutralisation zugesetzt werden. Es ist außerdem möglich, daß eine Mischung aus Fettalkohol und einem unsulfierten Vorläufer eines Geminitensids der allgemeinen Struktur (2) hergestellt wird, um die gewünschte Tensidmischung in situ durch Co-Sulfatierung und anschließende Neutralisation herzustellen.Another object of the invention is the production of Gemini surfactant alkyl sulfate pastes. To increase the viscosity and yield point of the alkyl sulfate pastes can decrease, the Gemini surfactants both during neutralization and added after neutralization. It is also possible that a mixture from fatty alcohol and an unsulfated precursor of a gemini surfactant of the general Structure (2) is made to achieve the desired surfactant mixture in situ To produce co-sulfation and subsequent neutralization.

Die konzentrierten Alkylsulfatpasten weisen ausgezeichnete Detergenseigenschaften auf. Sie werden daher vorzugsweise zur Herstellung von flüssigen und festen Wasch- und Reinigungsmitteln, zu denen auch Spülmittel gezählt werden, eingesetzt.The concentrated alkyl sulfate pastes have excellent detergent properties on. They are therefore preferred for the production of liquid and solid washing and Detergents, including detergents, are used.

BeispieleExamples

Die folgenden Beispiele, die keinen die Ansprüche einschränkenden Charakter haben sollen, zeigen den viskositätsmindernden Einfluß der Geminitenside gemäß Formel (2) auf konzentrierte Alkylsulfatpasten.The following examples, which are not intended to limit the claims show the viscosity-reducing influence of the gemini surfactants according to formula (2) on concentrated alkyl sulfate pastes.

1) Es wurden wäßrige Tensidmischungen hergestellt aus einem C₁₆/C₁₈ Alkylsulfat (Suffopon® T, Henkel KGaA) mit einem Geminitensid A der Strukturformel (2), in dem
R₂ und R₄ für einen C₁₂/C₁₄-Alkylrest stehen,
R₃ ein Spacer mit 6 CH₂-Einheiten ist und
X und Y für (CH₂CH₂O)₅H-Gruppen
stehen.
1) Aqueous surfactant mixtures were prepared from a C₁₆ / C₁₈ alkyl sulfate (Suffopon® T, Henkel KGaA) with a gemini surfactant A of the structural formula (2) in which
R₂ and R₄ represent a C₁₂ / C₁₄ alkyl radical,
R₃ is a spacer with 6 CH₂ units and
X and Y for (CH₂CH₂O) ₅H groups
stand.

Die Viskosität der Pasten wurde mit einem Rotationsrheometer Haake Rotovisko RV 20 mit SV-DIN Meßkörper ermittelt. In Tabelle 1 sind die Viskositäten der Tensidpasten zusammengestellt. The viscosity of the pastes was determined using a Haake Rotovisko RV 20 determined with SV-DIN measuring body. In Table 1 the viscosities are Composed of surfactant pastes.  

Tabelle 1 Table 1

Viskositäten von Tensidmischungen Viscosities of surfactant mixtures

Claims (9)

1. Verwendung von Gemini-Tensiden der allgemeinen Formel (2) wobei R² und R⁴ unabhängig voneinander einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, R³ einen Spacer mit 2 bis 200 Kohlenstoff- und/oder Stickstoff- und/oder Sauerstoffatomen und X und Y unabhängig voneinander funktionelle Gruppen bedeuten und der Oligomerisierungsgrad z=1 bis 10 beträgt, zur Verminderung der Viskosität von hochkonzentrierten Pasten von Alkylsulfaten der Formel (1)R₁O-SO₃X (1)in der R¹ für einen Alkylrest oder Alkenylrest mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall-, Ammonium-, Alkylammonium- oder Alkanolammoniumion steht.1. Use of Gemini surfactants of the general formula (2) where R² and R⁴ independently of one another are a hydrocarbon radical with 1 to 22 carbon atoms, R³ is a spacer with 2 to 200 carbon and / or nitrogen and / or oxygen atoms and X and Y are independently functional groups and the degree of oligomerization is z = 1 to 10 , to reduce the viscosity of highly concentrated pastes of alkyl sulfates of the formula (1) R₁O-SO₃X (1) in the R¹ for an alkyl radical or alkenyl radical having 10 to 22 carbon atoms and X for an alkali and / or alkaline earth metal, ammonium, alkylammonium - or Alkanolammoniumion stands. 2. Verwendung von Geminitensiden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spacer R³ 2 bis 18 Atome in der Kette enthält.2. Use of gemini surfactants according to claim 1, characterized, that the spacer R³ contains 2 to 18 atoms in the chain. 3. Verwendung von Geminitensiden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spacer R³ 2 bis 8 Alkyleneinheiten enthält. 3. Use of gemini surfactants according to claim 1, characterized, that the spacer R³ contains 2 to 8 alkylene units.   4. Verwendung von Gemini-Tensiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß X und/oder Y für SO₃M steht.4. Use of Gemini surfactants according to one of the preceding claims, characterized, that X and / or Y stands for SO₃M. 5. Verwendung von Gemini-Tensiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß X und/oder Y für (CH₂-CH₂O)xH steht.5. Use of gemini surfactants according to one of the preceding claims, characterized in that X and / or Y represents (CH₂-CH₂O) x H. 6. Verwendung von Gemini-Tensiden nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß x=5 ist.6. Use of Gemini surfactants according to claim 5, characterized, that x = 5. 7. Verfahren zur Herstellung der Alkylsulfattensidpaste, dadurch gekennzeichnet, daß die Geminitenside während der Neutralisation zugesetzt werden.7. Process for the preparation of the alkyl sulfate surfactant paste, characterized, that the gemini surfactants are added during the neutralization. 8. Verfahren zur Herstellung der Alkylsulfattensidpaste, dadurch gekennzeichnet, daß die Geminitenside nach der Neutralisation zugesetzt werden.8. Process for the preparation of the alkyl sulfate surfactant paste, characterized, that the gemini surfactants are added after neutralization. 9. Verfahren zur Herstellung der Alkylsulfattensidpasten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus Fettalkohol und einem unsulfierten Vorläufer eines Geminitensids nach Formel (2) in situ durch Co-Sulfatierung und anschließende Neutralisation hergestellt wird.9. Process for the preparation of the alkyl sulfate surfactant pastes, characterized, that a mixture of fatty alcohol and an unsulfated precursor one Gemini surfactant according to formula (2) in situ by co-sulfation and subsequent Neutralization is made.
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