DE2002906A1

DE2002906A1 - Waessrige Loesungen anionischer Tenside und organischer Komplexbildner

Info

Publication number: DE2002906A1
Application number: DE19702002906
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Stache
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1970-01-23
Filing date: 1970-01-23
Publication date: 1971-07-29
Also published as: FR2075551A5; GB1329508A

Description

Wäßrige Lösungen anionischer Tenside und organischer Komplexbildner

Die vorliegende Erfindung betrifft wäßrige Lösungen anionischer Tenside und organischer Komplexbildner.

Es ist bereits bekannt, wäßrigen Lösungen von waschaktiven Substanzen (Tensiden) Stoffe zuzusetzen, welche die Löslichkeit der Tenside in Wasser erhöhen. Dies kann einmal notwendig sein, um beim Transport der wäßrigen Lösungen große Volumina zu vermeiden, zum anderen, um bei der Herstellung von pulverförmigen Substanzen nach dem Heißluft-Sprühverfahren durch Einsatz hochkonzentrierter Lösungen Energie einzusparen.

So gehört es durch Rath und Mitarbeiter, Melliand-Textilberichte 40, 1959, Seite 787 sowie 30, 1962, Seite 718, bereits zum Stand der Technik, kurskettige Alkylbenzolsulfonate wie Toluolsulfonat oder Xylolsulfonate als Hydrotropika für Tensid-Lösungen einzusetzen„

Bei bestimmten flüssigen Reinigungsmitteln ist es angebracht, daß sie außer Tensiden Verbindungen enthalten, welche die Hartwasserbeständigkeit durch Komplexbildung erhöhen sowie unerwünschte Schwermetallspuren binden. Solche

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Verbindungen sind z.B. die stickstoffhaltigen, organischen Komplexbildner Xthylendiamintetraessigsäure-Natriumsalz und Nitrilotriessigsäure-Natriumsalz. Der Zusatz dieser Verbindungen in wirksamen Konzentrationen verschlechtert jedoch die Löslichkeit der anionischen Tenside erheblich, welche zur Erzielung einer guten Waschwirkung in möglichst hohen Konzentrationen» wenigstens jedoch zu 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtlösung, anwesend sein sollen.

Setzt man die aus der oben genannten Literaturstelle bekannten Hydrotropika Natrium-Toluolsulfonat und -Xylolsulfonate solchen wäßrigen Lösungen aus 5 Gewichtsprozent und mehr enthaltenden anionischen Tensiden und organischen Komplexbildnern zu, so erzielt man erst bei einer Temperaturerhöhung auf mehr als 2O°C eine klare Lösung (vgl. Tabellen I bis III),

Dies bedeutet, daß schon bei kleinen Tetnperaturschwankungen um bzw. unter 2O°C Trübung und gegebenenfalls sogar Ausfällung einer Komponente - itoo Phasentrennung - eintritt. Solche Lösungen sind in der Praxis unerwünscht, da bei Transport und Lagerung unter Norraa!bedingungen eine gleichmäßige Zusammensetzung nicht gewährleistet ist.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß sich diese Nachteile des Standes der Technik vermeiden lassen, wenn wäßrige Lösungen anioniseher Tenside und organischer Komplexbildner bestehen aus:

a) 5 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent, Natrium-Alkylbenzolsulfonat mit 1Ö bis 16 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 11 bis.13 Kohlenstoffatomen, in der Alkylkette oder Natrium-Alkansulfonat mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen,

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b) 2 bis Io Gewicht upi'itüfciUt _# Vm üiUjb\/dibü 2 bit» 5 prozent, Nitrilotriessigsäure-Natriumsalz oder Äthylendiamintetraessigsäure-Natriumsalz,

c) 5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7 bis 10 Gewichtsprozent« Alkali-Cumolsulfonat,

wobei sich die Gewichtsprozente jeweils auf die Gesamtlösung beziehen.

Wie den Darstellungen in den Tabellen I bis III entnommen werden kann, erhält man bei Einsatz geringer Mengen anionaktiver Tenside und geringer Mengen organischer Komplexbildner schon mit geringen Mengen Cumolsulfonaten (5 Gewichtsprozent) bei sehr tiefen Temperaturen klare Lösungen (Tabellen I und I a). Bei höheren Konzentrationen an anionaktiven Tensiden (10 Gewichtsprozent - Tabellen II und II a) genügt auch bereits der Zusatz geringer Mengen Cumolsulfonat (5 Gewichtsprozent), wenn kleinere Mengen (2 bis 5 Gewichtsprozent) organische Komplexbildner zugesetzt werden. Steigert man dagegen die Menge des organischen Komplexbildners auf ca. 10 Gewichtsprozent, so wird man den Gehalt an Cumolsulfonat entsprechend steigern.

Enthält die Lösung ca. 20 Gewichtsprozent anionaktive Tenside (Tabellen III und III a), so wird man auch bei kleineren Gehalten an organischen Komplexbildnern höhere cumolsuIfonat-Mengen einsetzen.

In allen angeführten Beispielen zeigt der Zusatz von Cumolsulfonat gegenüber demjenigen von gleichen Mengen Xylolsulfonaten oder Toluolsulfonat eine wesentliche Senkung des Aufklarungspunktes (auch Klarschmelzpunkt genannt). Mithin zeigen die erfindungsgemäßen Lösungen eine wesentlich bessere Stabilität bei den während Lagerung und Transport in der Praxis bestehenden niedrigen Temperaturen und gewährlei-

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sten somit eine stets gleichmäßige Zusammensetzung.

Es war zwar aus der USA-Patentschrift 2 501 677, SpaItο 1, Zeilen 23 bis 25, bekannt, wäßrigen Lösungen aus anionischen Tensiden und Polyphosphaten lösungsvermittelnde Substanzen wie Toluolsulfonat, Xylolsulfonate oder Cumolsulfonat zuzusetzen, jedoch wird in dieser Literaturstelle Cumolßulfonat don übrigen orwühnton kurzkottirjon Alkylbcnzolnulfonnton völlig gleichgesetzt, und es findet sich kein Hinweis darauf, daß bei der Kombination von anionischen Tensiden und A'thylendiamintetraessigsäure bzw. Nitrilotriessigsäure und deren Salzen Alkali-Cumolsulfonat gegenüber den übrigen kurzkettiten Alkylbenzolsulfonaten eine derart signifikant gesteigerte Wirkung zeigen würde. Es handelt sich daher bei der vorliegenden Erfindung um eine echte Auswahl.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Natrium-Alkylbenzolsulfonate haben 10 bis 16 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 11 bis 13 Kohlenetoffatome, in der Alkylkette. Es können Individuen eingesetzt werden; man wird jedoch i.a. Handelsprodukte, d.h. Gemische heranziehen, z.B. solche, die 40 bis 50 Gewichtsprozent C,,, 20 bis 30 Gewichtsprozent C₁₂ und 10 bis 20 Gewichtsprozent C₁₃ in der Alkylkette enthalten.

Die erfindungegemäß einzusetzenden Natrium-Alkansulfonate enthalten 10 bis 20, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome. Man wird i.a. Gemische einsetzen, deren Kohlenwasserstoffgerüst ein mittleres Molekulargewicht von etwa 210 bis 220 hat und deren Haupt-Anteile der C-Verteilung bei C₁₄ bis C₁₆ liegen·

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Zur Herstellung der Lösungen sind keine besonderen Voraussetzungen einzuhalten, da die einzelnen Produkte gut mischbar sind.

Es ist jedoch darauf zu achten« daß Verunreinigungen an anorganischen Salzen 1 Gewichtsprozent nicht übersteigen.

Die in den Tabellen I, Ia, II, Ha, III und IHa beschriebenen Versuche wurden jeweils auch mit den entsprechenden Kalium- und Ammoniumsalzen der verschiedenen Hydrotropika mit praktisch gleichen Ergebnissen durchgeführt. Um die Übersichtlichkeit der Gesamtdarstellung zu bewahren, wurde auf die Anfügung weiterer Tabellen, welche die Wirkungen von Kalium- und Ammonium-Cumolsulfonaten zeigen, verzichtet.

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Tabelle I Aufklarungspunkt

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5 Gewichtsprozent Natrium- Alkylbenzolsulfonat ^x)	I	2%	Na-Toluolsulfonat	7 % 10 %	Na-Xylolsulfonat ο - m	-	ira-Cumolsulfonat	7 %	10 %
und t	}	5%	5 %		*5 % 7 %* 10 %**	— — —	5 %	1°	-1°
Nitrilotriessigsäure -	J	7%			_ _ _	2°	-1°	-1°
TrinatriuraaaIz		5%	-	-	18°	1°	2°	0°
Xthylendiamintetra- essigsäure -	-		3°	7°	2°
Tetra-Na-SaIz		9°

x)

- bedeutet: Bei einer solchen Mischung werden Aufklarungspunkt e gemessen« die nicht nehr im praktisch interessanten Bereich - also über Zimmertemperatur (20⁰C) - liegen.)

Zusammensetzung wie in Tabelle II

CD O O)

Tabelle I a
Aufklarungspunkt °c

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to
oo
co

5 Gewichtsprozent Paraffinsulfonat ³⁰O	2%	Na-Toluolsulfonat	7 % 10 %	Na-JCy lolsu If onat o-m-p	-	Na-CumolsuIfonat	7 %	IO %
und:	s%	5 %		5 % 7 % 10 %	— — «·	5 %	2°	1°
Nitrilotriessigsäure -	2%		_ -	14°	1,5°	0°	0,5°
Trinatriumsalz	*^f s%*		-	20°	1°	2°	0°
Xthylendiamintetra- •ssigsäure	-		3°	2°	0°
Tetra-Na-SaIz		2°

( - bedeutet: Äufklarungspunkte über 20 C,

liegen nicht im technisch interessanten Bereich.)

XX)

Zusammensetzung wie in Tabelle II a

O O N) CO O CJ)

Tabelle II Av fklarungspunkt

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10 Gewichtsprozent Na- * triumalkylbenzolsulfonat '	2% . 5% 7% 10%	Na-Toluolsulfonat	7 % 10 %	Na-XylolsuIfonat	Na-CunolsuIfonat	7%	10 %
and t	2% 5%	5 %	I I I I I I I I	5 % 7 % 10 %	5 %	i 15°	i 13°
Nitrilotriessigsäure -" Trinatriumsalz 4	' 7% 10%	-	-		20° 22°
Äthy lend iamint et r a- essigsäure -	-		_	S
Tetra-Na-Salz

- bedeutet: Aufklarungspunkte liegen über Zimmertemperatur -

also nicht mehr im technisch interessanten Bereich.)

mit 11 bis 13 C-Atomen in der Alkylkette, und zwar 50 Gewichtsprozent C,, , 30 Gewichtsprozent C,₂ 20 Gewichtsprozent C,-

Tabelle II a
Aufklarungspunkt O.Z. 2437
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lO Gewichtsprozent » Paraffinsulfonat ^ÄX;

und :

Na-Toluolsulfonat ' Na-Xylolsulfonat

5 % % 10 % 5 % 7 % 10

Nitrilotriessigsäure TrinatriumsaIz

Äthylendiaraint e t r a -essigsäure -

Tetra"~Na-Sa Iz

12% 5% 7% 10%

J:

1 2% I 5%

J10%

Na-Cunolsulfonat

5e/
/β

% 10 %

6,5* 20°

20

⁸ 13*

13'

( - bedeutet: Aufklarungspunkte liegen über Zimerteraperatur -also nicht mehr im technisch interessanten Bereich.)

xx) mit 12 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette, und
Gewichtsprozent C-_4# 30 Gewichtsprozent C₁
prozent C,g und 15 Gewichtsprozent C._

war
Gewichts

ο ο ro

CD O CD

Tabelle III Aufklarungspunkt

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2O Gewichtsprozent Na- triumalkylbenzolsulfonat ^χ)	-12% J⁵*	Na-Toluolsulfonat	*1"£. Λ CPL* //ο X\J7a	Na-Xylolsulf onat o-m-p	Na-Cumolsulfonat	7% 10%
und t	1 2% > J 5%	5%	-	5% 7% 10%	5%	!2°, 6° 16° 9°
Nitrilotriessigsäure Trinatriumsalz		mm mm-	_	21°	13° 8° 19° 13°
Xthylendiamintetra- essigsäure - Tetra-Na-SaIz	-	...	20° 23°

( - bedeutet: Auch hier weisen die Mischungen

Aufklarungspunkte auf« die über 20 C liegen; daher sind die Mischungen nicht verwendbar.)

x)

Zusammensetzung wie in Tabelle II

O ro CD O

Tabelle III a Aufklarungspunkt °c

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20 Gewichteprozent Paraffineulfonat ) unds**	1	2% 5%	Na-Toluolsulfonat *5 % 7 %* 10 %**	-	-	Na-xyiolsulfonat o-m-p *5 % 7 %* 10 %**	Na-Cumolsulfonat 5 % 7 % 10 %	3° 14°	1,5° 9°
Nitrilotriessigsäure Trinatriumsalz	}	2% 5%	-	-	4M	-	19° 21°	11° 18°	3,5° 11°
Xthylendiamintetra- eesigsäure - Tetra-Na-SaIz		-	...	19° 23°

( - bedeutet: Aufklarungspunkte über 20 C;

die Mischungen sind daher nicht verwendbar.)

xx)

Zusammensetzung wie in Tabelle II a

ro σ ο ro

Claims

Patentansprüche

1. Wäßrige Lösungen anionischer Tenside und organischer Komplexbildner,

dadurch gekennzeichnet, daß

sie bestehen aus»

a) 5 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent, Natriuxn-Alkylbenzolsulfonat mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 11 bis 13 Kohlenstoffatomen, in der Alkylkette oder Natrium-Alkansulfonat mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen,

b) 2 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 5 Gewichtsprozent, Nitrilotriessigeäure-Natriumsalz oder Äthylendiamintetraessigsäure-Natriumsalz,

c) 5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7 bis 10 Gewichtsprozent, Alkali-Cumoleulfonat,

wobei eich die Gewichteprozente auf die Gesamt lösung beziehen.

2. Wäerige Lösungen anionischer Tenside nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bestehen aus:

a) 5 bis 15 Gewichtsprozent Natriumalkylbenzolsulfonat oder Natriuroalkansulfonat,

b) 2 bis 5 Gewichtsprozent Nitrilotriessigsäure-Natriumsalz oder Xthylendiamintetraessigsäure-Natriumsalz,

c) 5 bis 10 Gewichtsprozent Alkali-Cumoleulfonat.

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3. WSArige Lösungen anionischer Tenside nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, das

sie bestehen auss

a) 15 bis 20 Gewichtsprozent Natriuma^kylbenzolsulfonat oder NatriumalkansuIfonat,

b) 2 bis 5 Gewichtsprozent Nitrilotriessigsäure-Natriunisalz oder Xthylendianintetraessigsäure-Natriumsalz«

c) 7 bis 10 Gewichtsprozent Ajkali-Cumolsulfonat.

4, Wäflrige Lösungen anionischer Tenside nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» das sie bestehen aus»

a) 5 bis 10 Gewichtsprozent NatriumalkylbenzolsuIfonat oder Natriuwalkansulfonat,

b) 5 bis 10 Gewichtsprozent Nitrilotriessigsfture-Natriu*- sal* oder Xthylendiastintetraessigsture-Natriuasalz·

c) 7 bis 10 Gewichtsprozent Alkali-Cueolsulfonat.

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