DE2305554A1

DE2305554A1 - Komponenten fuer waessrige detergentkonzentrate

Info

Publication number: DE2305554A1
Application number: DE2305554A
Authority: DE
Inventors: Douglas Edward Mather; Edward Tunstall Messenger
Original assignee: Albright and Wilson Ltd
Current assignee: Solvay Solutions UK Ltd
Priority date: 1972-02-07
Filing date: 1973-02-05
Publication date: 1973-08-23
Also published as: JPS5550998B2; FR2171199B1; JPS4890979A; CA1017217A; FR2171199A1; US3899448A; AU5184173A; DE2305554B2; BE795095A; DE2305554C3; NL7301591A; GB1410784A; AU472330B2

Description

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MP. 178/G

Albright & Wilson Limited Oldbury, Warley, Worcestershire, Großbritannien

Komponenten für wäßrige Detergent-Konzentrate

Die vorliegende Erfindung betrifft Komponenten für Detergentien, und sie betrifft vor allem Sulfate von alkoxylierten Alkoholen, insbesondere Sulfate von alkoxylierten Co- bis Cgj^-Alkoholeri, z.B. sulfatierten äthoxylierten Laurylalkohol, oder Gemische, die Laurylalkoholderivate enthalten, beispielsweise solche, bei denen das Alkylderivat eine Kette mit einer Kohlenstoffzahl von Co bis C.g auf v/eist. Ein solches Grundmaterial kann leicht aus Kokosnuß- oder Palmkern (PK)-Ol oder aus im Handel erhältlichen Ziegler- oder Oxo-Alkoholen gewonnen werden.

V/äßrige Lösungen dieser Verbindungen werden in kosmetischen Mitteln, Toilette-Artikeln und Detergentien, wie z.B. Shampoos und Schaumbädern sowie flüssigen Reinigungsmitteln, verwendet. Normalerweise v/erden die Materialien mit einem Gehalt von 28 % an Aktivsubstanz geliefert, doch

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werden sie aus wirtschaftlichen Erwägungen zwecks Einsparung 'von Transport- und Verpackungskosten auch in hohen Konzentrationen, nämlich in Konzentrationen von 50 bis 70 %, im Handel vertrieben. Bei diesen hohen Konzentrationen weisen sie die Konsistenz einer dicken Paste auf. In der fertigen Formulierung sind sie normalerweise in einer Menge von weniger als j5O % Aktivsubstanz in der wäßrigen Lösung vorhanden.

Bei der Verdünnung diesel¹ Konzentrate mit Wasser nimmt die Viskosität nicht, wie man erwarten könnte, ab, sondern sie beginnt leider anzusteigen. So weist z.B. das Natriumsalz eines Sulfats eines di-äthoxylierten Derivates des üblicherweise verwendeten Gemisches von Co- bis C.,o-Alkoholen bei einer Konzentration von 60 % Aktivsubstanz mit Wasser als. Restbestandteil eine Viskosität von 17 000 Centipoisen auf. Bei Verdünnung auf einen Aktivsubstanz-Gehalt von 45 % steigt die Viskosität auf einen Wert von über 5OO 000 Centipoisen an. Bei weiterer Verdünnung nimmt die Viskosität wieder ab, bis das Material bei der Konzentration, wie sie in Shampoos verwendet wird, wieder flüssig wird.

Wenn es auch möglich ist, solche Konzentrate ohne Einarbeitung eines die Viskosität modifizierenden Zusatzstoffes zu verwenden, bereitet natürlich ein derartiger Anstieg der Viskosität während der Verdünnung demjenigen, der die Formulierung vornimmt,· beträchtliche Schwierigkeiten. Zu diesen Schwierigkeiten gehört, daß Gel-Stückchen an den verwendeten Behältern und Rührern festzukleben beginnen. Darüber hinaus sind die während der Verdünnung gebildeten Gel-Stückchen selbst nur unter Schwie-

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rigkeiten in Lösung zu bringen bei der weiteren Verdünnung,

Urn derartige Schwierigkeiten zu beseitigen, sind den wäßrigen Konzentraten der Sulfate von äthoxylierten Alkoholen viskositäts-modifizierende Mittel einverleibt worden, um die Viskosität einer Lösung bei hohen Konzentrationen auf einer Höhe zu halten, die gewährleistet, daß die Lösungen in technisch befriedigendem Ausmaß frei fließfähig sind und leicht auf jede gewünschte Konzentration verdünnt werden können. Zu den vorgeschlagenen Formulierungen gehören die in der britischen Patentschrift 1 164 85^ beschriebenen, bei denen die charakteristischen Viskositäts-Eigenschaften einer Formulierung, die ein Alkylarylsulfonat mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen in der Alkylkette und einen sulfatierten alkoxylierten Alkohol enthälc, durch Einarbeitung eines Magries ium salze s modifiziert ν;erden. In der britischen Patentschrift 9^8 2^0 ist die Verwendung von beträchtlichen Mengen Natrium-Xylolsulfonat oder Natrium-Toluolsulfonat als Lösungsverrnittler für ein Alkylbenzolsulfonat/Alkyl-polyoxyäthylen-sulfat-Gemisch beschrieben. Über die Modifizierung der Viskosität einer Lösung bei Konzentrationen von 25 bis 73 % Aktivsubstanz-Gehalt hinaus ist es ferner erforderlich, daß jeder Zusatzstoff, der zur Anwendung gelangt, nicht den Effekt von Verdickungsmittel beeinträchtigt oder gar ganz unterbindet, wie sie üblicherweise verwendet werden, beispielsweise Natriumchlorid oder Ammoniumsalze, deren Einarbeitung in die fertige Formulierung erv.'ünscht sein kann, um ihr eine bfriedigende Konsistenz zu verleihen.

Zur Zeit wird dieses Problem durch Einarbeiten eines iieder-rnolekularen Alkohols, wie Isopropanol oder Äthanol, in das konzentrierte wäßrige Sulfat dc;; äthoxylierten

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Alkohols zu lösen versucht. Die Anwendung derartiger Alkohole ist jedoch insofern von Nachteil,- als diese hohe Dampfdrücke aufweisen, ihr Geruch in der fertigen Formulierung .erkennbar ist und ihr Vorhandensein mitdem Risiko einer Entflammung verbunden ist.

Es ist nun gefunden worden, daß man wäßrige Lösungen von Salzen der sulfatierten alkoxylierten Alkohole herstellen kann, die Viskositäts- und Verdünnbarkeits-Eigenschaften aufweisen, die es möglich machen, solche Lösungen als Konzentrate zuzubereiten, die dann auf normale Formulierungs-Konzentrationen verdünnt werden können, ohne daß die Eigenschaften derartiger Formulierungen verschlechtert werden. Dieses Ziel kann dadurch erreicht werden, daß man dem wäßrigen Konzentrat des oberflächenaktiven Mittels eine Sulfonsäure der Formel

^Ru^Ya^Ar^°3^H)b^Xc

oder das Alkali-, Erdalkali-, Alkanolamin-, Amin- oder Ammoniumsalz einer solchen Säure einverleibt, in welcher Formel

Ar einen aromatischen Kern, z.B. einen Benzoloder Naphthalinkern, der gegebenenfalls inerte. Substituenten enthält, bedeutet, R eine niedermolekulare Alkylgruppe mit 1 bis 4

Kohlenstoffatomen darstellt, Y für eine Carbonsäuregruppe steht, X eine Hydroxygruppe oder eine Alkoxygruppe mit

1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, a eine Zahl im Viert von 0 bis 3 ist, b eine Zahl im Wert von 1 bis j5 ist, vorzugsweise jedoch wenigstens; 2 bedeutet, wenn nicht c + a gleich 1 oder mehr ist,

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c eine Zahl im !Vert von ü bis j> und u eine Zahl im Viert von O eis 4 ist.

Als Beispiele solcher Säuren sind anzuführen die Benzol-mdisulfonsäure, o-Xy1oldisulfοasäure, m-Xy1oldisuLfonsäure, p-Xyloldisulfonsäure, Benzol-1,3,5-trisulfonsäure, Phenolsulfoxisäure, Phenoldisulfonsäure, Phenoltrisulfonsäure, Brenzkatechindisulfonsäure, Toluoldisulfonsäure und Naphthalindisulfonsäure.

Als Salze dieser Säuren, die zur Anwendung kommen können, sind diejenigen zu nennen, die erhalten werden durch Neutralisieren der gesainten Säure-Funktionen der Säuren einschließlich der Hydroxyl- und Carbonxyl-Funktionen, sofern solche vorhanden sind. Häufig jedoch liefert auch ein niedrigerer Neutralisationsgrad brauchbare Materialien.

Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäß wäßrige Konzentrate, die wenigstens 30 Gewichtsprozent eines sulfatierten alkoxylierten Alkohols oder eines wasserlöslichen Salzes desselben und 1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2,bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Lösung, einer aromatischen SuIfonsäure oder eines Salzes derselben, wie sie weiter oben definiert sind, enthalten.

Zu den Konzentraten, die für die Modifizierung nach der Lehre der vorliegenden Erfindung besonders gut geeignet sind, gehören diejenigen des Natriumsalzes des Sulfats eines ächoxylierten Laurylalkohols mit nominell 1 bis 4 Oxyäthylengruppen. Es können auch andere Verbindungen,

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β -'

z.B. die äquivalenten propoxylierten Derivate oder die Derivate anderer C₀- bis C-o-Alkohole verwendet werden. Solche Verbindungen liegen häufig in Form ihrer Natriumsalze vor, wenngleich die vorliegende Erfindung auch durch Verwendung anderer Salze, wie der Kalium-, Magnesium-, Lithium-, Ammonium- oder Alkyloläminsalze oder der Säuren selbst abgewandelt werden kann. Im Normalfall wird das verwendete Salz der aromatischen Sulfonsäure ein Salz des gleichen Kations sein wie das Kation des alkoxylierten Alkoholsulfat-Salzes. In dem Fall, in dem die alkoxylierte Alkoholschwefelsäure selbst in der Lo-.sung vorhanden ist, würde die Säureform des modifizierenden Mittels verwendet werden. Die normalerweise im Handel befindlichen technischen Materialien, die als die Salze der sulfatierten alkoxylierten Alkohole vertrieben werden, enthalten meist Elektrolyte, wie Natriumchlorid und Natriumsulfat, und freien alkoxylierten Alkohol. Diese Materialien üben für sich selbst eine Einwirkung auf die Viskosität des Produktes aus, ein Effekt, der in' manchen' Fällen sich zu dem der zugesetzten viskositäts-modifizierenden Mittel synergistisch auswirkt. Es ist jedoch normalerweise nicht empfehlenswert, übergroße Mengen an anorganischen Elektrolyten (d.h. mehr als 10 %, bezogen auf das Äthersulfat) zuzusetzen. Übergroße Mengen an alkoxyliertem Alkohol neigen dazu, sich aus der Lösung auszuscheiden und hierdurch deren Eigenschaften zu verschlechtern.

Andere Komponenten, die in den fertigen Formulierungen mitverwendet werden, können natürlich auch im Konzentrat vorhanden sein. So können beispiels^veise andere oberflächenaktive Mittel vorhanden sein, wie Monoalkylolamide, Detergent-Sulfosuccinate, Sulfosuccinamate, Alkylsulfatsalze oder nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe, wie Polyoxyalkylenäther und -ester.

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Die erfindungsgemäßen Konzentrate enthalten normalerweise wenigstens 50 Gewichtsprozent, oft mehr als 70 Gewichtsprozent, sulfatierten äthoxylierten Alkohol, und sie können von der die Formulierung ausführenden Person bei jeder zweckentsprechenden Temperatur vornehmlich im Bereich von 15 bis 70 C auf jene Endkonzentration verdünnt v/erden, die für die Formulierung benötigt wird. Nach einer solchen Verdünnung können weitere Ingredienzien, wie sie für das Fertigprodukt erfordei-lich sind, nach Belieben zugemischt verden.

Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge in .eiterer Hinsicht die Herstellung einer wäßrigen Lösung eines sulfatierten äthoxylierten Alkohols, wie er oben beschrieben ist, von einer Konzentration unter J>0 Gewichtsprozent durch Zusatz von Wasser zu einem wäßrigen Konzentrat, das einen Gehalt an dem sulfatierten alkoxylierten Alkohol von wenigstens 30 Gewichtsprozent und an einer organischen Sulfonsäure der vorstehend definierten Art von 1 bis 10 Gewichtsprozent, bzw. an einem Salz derselben, jeweils bezogen auf das Gewicht der Lösung, auf v/eist.

Die erfindungsgemäßen Mischungen sollen nun durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.

Be^isjpiel^l

ßs wurden wäßrige Lösungen von technischem Natrium-Lauryläthersulfat mit 2 Äthylenoxydgruppen im Molekül hergestellt, die 30, 4o und 50 % der vorgenannten Verbindung enthielten. Diese Materialien bestanden aus nicht-fließfähigen Gelen, deren Viskositäten in der Größenordnung von 100 000 bis 500 000 Centipoisen bei 20⁰C lagen.

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Es wurden dann die gleichen Lösungen, in die jedoch Dinatrium-Benzoldisulfonat in verschiedenen Mengen eingearbeitet worden war, hergestellt. Diese Materialien stellten gießbare Flüssigkeiten dar. Die jeweils gemessenen Viskositäten, die in einem Brookfield-Viskosimeter (Spindel LV3 bei 3 Umdrehungen pro Minute) bestimmt worden waren, sind nachstehend zusammengestellt.

Äthersulfat % Dinatrium-Benzoldisulfonat

viskosität ·	000
Centipoisen	200
19	8oo··
.14	6oo
22	200
2	6oo
20
9

30 2,5

5,0

40 ι- 6,0

7,5

50 2,5

5,0

Beispiel 2

Es wurde eine Lösung eines technischen Natrium-Lauryläthersulfats mit 2 Äthylenoxydgruppen im Molekül hergestellt, die 50 % der vorstehend genannten Verbindung und dazu 2,5 % Dinatrium-Xyloldisulfonat enthielt. Dieses Material stellte eine bei Raumtemperatur gießbare Flüssigkeit dar, deren - wie in Beispiel 1 bestimmte - Viskosität 20 500 Centipoisen betrug.

Beispiel ~p

Es wurde eine Lösung wie in Beispiel 2 jedoch mit der Abänderung hergestellt, daß sie 2,5 % Trinatrium-3,5-Disulfobenzoat enthielt. Die Viskosität der entstandenen Flüssigkeit - wie in Beispiel 1 gemessen - betrug 15 000 Centipoisen.

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Claims

Patentanspruch

Wenigstens 30 Gewichtsprozent eines sulfatierten alkoxylierten Alkohols oder eines wasserlöslichen Salzes desselben enthaltende wäßrige Konzentrate, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Lösung, einer aromatischen Sulfonsäure der Formel

oder eines Alkali-, Erdalkali-, Alkanolamin-, Amin- oder Ammoniumsalzes einer solchen Säure enthalten, in welcher Formel

R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet,

Y eine Carbonsauregruppe darstellt, Ar für einen aromatischen Kern steht, X eine Hydroxygruppe oder eine Alkoxygruppe mit

1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, a eine Zahl im Wert von 0 bis J5 ist, b eine Zahl im Wert von 1 bis J ist, aber wenigstens 2 beträgt, wenn nicht c + a gleich 1 oder mehr ist,

c · eine Zahl im Wert von 0 bis 3 und u eine Zahl im Wert von 0 bis 4 darstellt.

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