DE2238307A1

DE2238307A1 - Wasch- und reinigungsmittel

Info

Publication number: DE2238307A1
Application number: DE2238307A
Authority: DE
Inventors: Wahid Rahamut Ali; William Raoul Bryan
Original assignee: Texaco Trinidad Inc
Current assignee: Texaco Trinidad Inc
Priority date: 1971-08-05
Filing date: 1972-08-03
Publication date: 1973-02-15
Also published as: US3764569A; CA976449A; FR2148120A1; GB1352793A; IT972168B; FR2148120B1; NL7210495A; BE787231A; JPS4828505A

Description

Hydrotrope Mittel sind Salze, die .eine beträchtlich größere Löslichkeit schwach löslicher Substanzen bewirken,als dies Wasser bei der gleichen Temperatur vermag. Dieses Verhalten stellt den umgekehrten Effekt zur sogenannten "_wAussalzwirkung" bei Zugabe verschiedener Elektrolyte zu bestimmte gelöste Stoffe enthaltenden wäßrigen Lösungen dar.

Übliche hydrotrope Salze sind Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze von Toluol- und Xylolsulfonaten. In Wasch- und Reinigungsmitteln wird als hydrotropes Mittel vornehmlich Natriumxylolsulfonat verwendet, da es billig ist und Lösungsmitteleigenschaften aufweist. Bei der Herstellung von pulverförmigen Hochleistungswasch- und'-reinigungsmitteln vermindern solche hydrotrope Mittel die Viskosität der Aufschlämmung vor der Sprühtrocknung. Bei flüssigen Hochleistungswasch- und -reinigungsmitteln vermögen sie als Lösungsvermittler und Kuppler oder sogar als ein Kristallisationspunkt bzw. Trübungspunkt erniedrigende Mittel zu wirken.

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Erfindungsgemäß hat es sich nun gezeigt, daß sich Heptyl- und Octylsulfonate in Wasch- und Reinigungsmitteln als
hydrotrope Mittel verwenden lassen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform enthalten solche Wasch- und Reinigungsmittel gemäß der Erfindung 3 bis 9 Gew.-% der
genannten hydrotropen Mittel.

Die erfindungsgemäß verwendbaren sekundären Alkylsulfonate können in der in der deutschen Patentanmeldung P 21 25 875.5 geschilderten Weise durch eine Sulfoxidationsreaktion hergestellt werden.

Bei dieser Reaktion werden C₇-Co η-Paraffine allein oder in Mischung unter praktisch wasserfreien Bedingungen in Gegenwart von Essigsäureanhydrid oder eines niedermolekularen Acyloxids bei Temperaturen von etwa 25° bis etwa 55°C unter einem Druck von Atmosphärendruck bis 7- atü mit Sauerstoff und Schwefeldioxid umgesetzt.

Die erfindungsgemäß verwendbaren primären Alkylsulfonate können entsprechend den Lehren der deutschen Patentanmeldung P 21 27 608.4 durch Bisulfitreaktion, d.h. durch Umsetzen des jeweiligen 1-Olefins oder von 1-Olefinen mit wäßrigem Bisulfit in einem gemeinsamen Lösungsmittel unter basischen Bedingungen bei relativ niedrigen Temperaturen in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Anspringmittels, hergestellt werden.

Im Hinblick auf optimale Ergebnisse wurden die für die beiden genannten deutschen Patentanmeldungen geltenden Reaktibnsbedingungen untersucht.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß bei gleichen Reaktionsbedingungen die kurzkettigen Olefine längere Reaktionszeiten (15 bis 20 std) benötigen als längerkettige Olefine (etwa 8 std) - vergl. Tab.I. Die Analyse der zur

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Herstellung der sekundären Sulfonate verwendeten Paraffinausgangsmaterialien ist in Tab. II angegeben. Die SuIfoxidationsreaktion wurde in einem mit einem Rührer versehenen tankförmigen Reaktor bei Atmosphärendruck durchgeführt. Die angewandten Reaktionsbedingungen sind in Tab. III zusammengestellt. Es. sei darauf hingewiesen, daß zwischen den Reaktionsgeschwindigkeiten der C₇- und Gq-Paraffine ein beträchtlicher Unterschied festgestellt werden konnte. Dies ist wahrscheinlich auf die große Menge an (hauptsächlich aus Naphthenen bestehenden). Verunreinigungen in ersterer Probe (vergib Tab. II) zurückzuführen. Sowohl die primären als auch die sekundären Sulfonate wurden analysiert* Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle iv zusammengestellt:

Tabelle I Reaktionsbedingungen für die 1-Qlefin-Bisulfitreaktion

Reaktionstemperatur: , 6o°C

pH-Wert der.Ammoniumsulfitlösung: 8,5

Anspringmitte 1.: Tert. -buty lperbenzoat

Versuchnr. *. 520*^a^ 517*^a' 522*^b' 523

Charge: . ;'

Olefine {Anzahl der Kohlenstoff atome) (Mole)

SuIfit (Mole) (Volumen in ml) Isopropanol in ml

Reaktionsdauer in std 20 ' 20 8 I5

(a) Um größere Probenmengen herzustellen, war es erforderlieh, mehrere Versuche zu fahren und mehrere Reaktionsprodukte miteinander zu vereinigen. Die Ergebnisse der hier angegebenen Verbuche stellen typische Ergebnisse dar..

(b) Dez· verbuch mit C_{1 g} -Olefinen wurde zu Vergleiehszweeken mitgefahren, um den auf die Kohlenstoffkettenlänge zurückzu-

3 i)' H 0 V / 1 7 I, fj \

°7	Cg	■^C12	C₇
1,0	VO	0,5	0,5
1,0	1,0	0,5	0,5
620	620	310	310
620	620	310	310

führenden Unterschied in der Reaktionsfähigkeit zu zeigen.

Tabelle II

Analyse der bei der Sulfoxidation verwendeten C₇- und Co-

7 ο Paraffine

Identifizierung durch Gas/Flüssigkeitschromatographie

C	4	6
i-C	4
n-C	5
i-C	5
n-C	2-Methylpentan
	5-Methylpentan
n-C

Methylcyclopentan

Cyclohexan
2-Methylhexan nicht identifiziert 3-Methylhexan Dimethylcyclopentane

Methy lcyc lohexan nicht identifiziert

i-Cg - 1,16

n-Cg 0,50 95,46

C₇-Probe	Cg-Probe
0,01
0,01
0,06
0,06
0,08
0,09
0,04
0,22
0,09
0,07
1,67
0,35
2,24
1,00
0	0,15
91,98	0,42
0,55	-
0,19	-

- 2.02

₉ - 1,79

Optische Dichte bei 270 nyu 0,06 0,1

-5-

3 0 9 M f) 7 / 1 '? t< Q

Tabelle III

Reaktionsbedingungen bei der n-Päraffinsulfoxidation Sulfoxidationsversuchsnr. STR-77 STR-78

Paraffincharge. (Kohlenstoffanzahl)	n-C₈	n-CU
(Volumen in ml)	1000	1000
Reaktionstemperatur	35	35
S0₂/0₂-Verhältnis in 1/std	20/10	20/10
Reoyclisierungsgeschwindigkeit
in 1/std	2	2
Reaktionsprodukt in g/std	100-110	45-50
Tabelle IV

Analyse der C₇- und Cg - Alkylsulfonate Beschreibung der Proben:

Lieferant n-Paraffin/Sulfoxidation 1-Olefin/Bisulfit

^C8

85 15

93

Die im folgenden angegebenen Viskositätsmessungen.zeigen, daß bei Zugabe von'5$ C₇- und Cg-Alkylsulfonaten die Viskosität einer 25^-igen handelsüblichen Dodecylbenzolsulfonatlösung erniedrigt wird.

Kohlenstoffzahl	°7	^C8	^C7
Versuchnr. 1	122/70	1123/70	917/
Sulfonatge- halt in Qevi.-%	81	79	79
Sulfatgehalt in &ew^r.-?o	19 .	21	21
Konosulfonat gehalt in Mo1-% (auf sul fatfreie Basis be zogen	76	63	90

309807/1240 ^8AD °««.NAL

Probe

Handelsübliche sulfonatlösung ti
Il

ige Dodecylbenzol-

Viskosität (in Sayboltsekunden bei einer Temperatur von 37,8 C)

+o-Xylolsulfonat

+primäres C₇-Alkylsulfonat ()

+primäres Cg-Alkylsulfonat

+sekundäres C₇~Alkylsulfonat

+sekundäres Cg-Alkylsulfonat (

33

33 34 33

Ferner wurden die lösungsvermittelnden Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendbaren hydrotropen Mittel bestimmt, indem die Löslichkeit einer gegebenen primären Cj.j-C.jq-Alkylsulfonatprobe sowie von Mischungen dieser Probe mit den erfindungsgemäß verwendbaren hydrotropen Mitteln bestimmt wurde. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V zusammengstellt. Bei der Bestimmung der Löslichkeit wurde so viel Wasser zugegeben, daß lediglich ein geringer fester Rückstand nicht gelöst blieb. Die Kohlenstoffzahlverteilung der primären C₁₁ -C^-Alkylsulfonate ist in der Tabelle VI zusammengestellt. Diese Verbindungen besitzen eine optimale Reinigungswirkung.

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Sulfonatprobe

Tabelle V

Hydrotropes Mittel #-ualer Anteil des hydrotropen Mittels in der Mischung

Löslichkeit der

Mischung bei einer Temperatur von j30 C

Mischung aus primären C₁₁-C₁₉- und C₁₅-C₁₈-Sulfonaten

»t I» tt

o-Xylolsulfonat

Primäres C₇-Älkylsulfonat '

Primäres Cg-Alkylsulfonat

Sekundäres C₇-Alkylsulfonat '

Sekundäres Cg-Alkylsulfonat

-	4,	7	S	/	100	ml	I
19	4,		g	/	100	ml
		8					I
22	12,	2	g	/	100	ml
27	13.	2	g	/	100	ml
26	17,	8	g	/	100	ml
	16,		g	/	100	ml
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Tabelle VI

Kohlenstoffzahlverteilung bei primären ^C1 i"^ciQ

Identifizierung durch Gas/Flüssig keitschromatographie

₁₁ ₁₂

13

₁₈ ₁₉

₂₀

3,5 5,0

⁵'⁵ 5,6 13,7 22,4 21,6 13,4

6,3

2,5

0,5

Geeignete Bereiohe für die Wasch- und Reinigungsmittelbestandteile von erfindungsgemäß verwendbare hydrotrope Mittel enthaltende Wasch- und Reinigungsmitteln sind!

Hydrotropes Mittel» 20 bis 30 Gew.-#, bezogen auf den Gesamtgehalt an aktiver Substanz;

Wasch- und Reinigungsmittelbestandteile (Natriumalkylsulfonat): 15 bis 30 g pro 100 Gewichtsteile Lösung;

30 Ί '"Μ¹/ / 1 ? /, 0 " ^q

Schaumstabilisator (Pettsäurealkylolamid)j (Palls' erforderlich) ο bis 5 S pro 1OO Gewichtsteile verwendeter Lösung;

Wasser: Rest

Im folgenden werden einige spezielle Wasch- und Reinigungsmittelzubereitungen angegeben. Bei den einzelnen Bestandteilen handelt es sich jeweils um die Natriumsalze. Die Zahlenangaben bedeuten Gewichtsteile.

A B C _D_

Aktive Substanzen (z.B. LAS) 25 25 25 25 Primäres C₇-Alkylsulfonat 5 Primäres Cg-Alkylsulfonat - 5 - Sekundäres C₇-Alkylsulfonat - - 5 Sekundäres Co-Alkylsulfonat - 5

Ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung, ob die erfindungsgemäß verwendeten hydrotropen Mittel biologisch abbaubar sind, steht nicht zur Verfügung. Die von der "The Soap and Detergent Association⁶⁹ empfohlene Analysenmethode spricht auf G₇-Oo- und andere kurzkettige Alkylsulfonate nicht an. Da jedoch die Alkylketten linear sind, dürften die Verbindungen biologisch abbaubar sein.

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Claims

Patentan Sprüche

ή\ Wasch- und Reinigungsmittel mit einem Gehalt an einem hydrotropen Mittel, daduroh gekennzeichnet, daß es als hydrotropes Mittel ein lineares C₇- oder Cg-Alkylsulfonat enthält.

2, Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als wasch- und reinigungsaktive Substanz ein lineares Alkylsulfonat mit einem Kohlenstoffgehalt im C₁^- bis C.Q-Bereich enthält.

2. Wasch- und Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als hydrotropes Mittel ein primäres Alkylsulfonat enthält.

4. Wasch- und Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als hydrotropes Mittel ein sekundäres Alkylsulfonat enthält.

5. Wasch- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß es, bezogen auf sein Gesamtgewicht, 3 bis 9 Gew.-Ji des hydrotropen Mittels und zusätzlich ein Verdünnungsmittel enthält.

6. Wasch- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es, bezogen auf den Gesamtgehalt an aktiven Substanzen, 20 bis j50 Gew.-% des hydrotropen Mittels enthält.

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