DE2305554B2

DE2305554B2 - Komponenten für wäßrige Detergent-Konzentrate

Info

Publication number: DE2305554B2
Application number: DE2305554A
Authority: DE
Inventors: Douglas Edward Hillcrest Whitehaven Mather; Edward Tunstall High Harrington Cumberland 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: 1980-08-21
Also published as: CA1017217A; DE2305554A1; BE795095A; AU5184173A; FR2171199B1; JPS5550998B2; AU472330B2; DE2305554C3; US3899448A; GB1410784A; FR2171199A1; NL7301591A; JPS4890979A

Description

R₁₁Y^r(SO₃H)₁₁X,

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 Garbonsäuregruppe 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 3 ist, b eine Zahl im Wert von 1 bis 3 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.

Die vorliegende Erfindung betrifft Komponenten für Detergentien, und sie betrifft vor allem Sulfate von alkoxylierten Alkoholen, insbesondere Sulfate von alkoxylierten C₈- bis C₂₄-Alkoholen, z. B. sulfaticrten äthoxylierten Laurylalkohol, oder Gemische, die Laurylalkoholderivate enthalten, beispielsweise solche, bei denen das Alkylderivat eine Kette mit einer Kohlenstoffzahl von C„ bis C₁₈ aufweist. Ein solches Grundmaterial kann leicht aus Kokosnuß- oder Palmkern (PK)-OI oder aus im Handel erhältlichen Ziegler- oder Oxo-Alkoholen gewonnen werden.

Wäßrige Lösungen dieser Verbindungen werden in kosmetischen Mitteln, Toilette-Artikeln und Detergentien, wie z. B. Shampoos und Schaumbädern sowie flüssigen Reinigungsmitteln, verwendet. Normalerweise werden die Materialien mit einem Gehalt von 28% an Aktivsubstanz geliefert, doch werden sie aus wirtschaftlichen Erwägungen zwecks Einsparung von Transport- und Verpackungskosten auch in hohen Konnzentrationen, nämlich in Konzentrationen von 50 bis 70%, im Handel vertrieben. Bei diesen hohen Konzentrationnen weisen sie die Konsistenz einer dikken Paste auf. In der fertigen Formulierung sind sie normalerweise in einer Menge von weniger als 30% Aktivsubstanz in der wäßrigen Lösung vorhanden.

Bei der Verdünnung dieser 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 C₁₁- bis C_1N-Alkoholcn bei einer Konzentration von 60% Aktivsunstanz mit Wasser als Rcstbcstandtcilcine Viskosität von 17000 Centipoisc auf. üei Verdünnung auf einen Aktivsubstanz-Gehalt von 45% steigt die Viskosität auf einen Wert von über 500000 Centipoisc an. Bei weiterer Vcrdümuiim 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

ίο 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 Schwierigkeiten in Lösung zu bringen bei der weiteren Verdünnung.

Um 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 ih technisch befriedigendem Ausmaß frei fließfähig sind und leicht auf jede gewünschte Konzentration verdünn» werden können. Zu den vorgeschlagenen Formulierungen gehören die in der britischen Patentschrift 1164854 beschriebenen, bei denen die charakteristischen Viskositäts-Eigenschaften einer Formulierung, die ein Alkylarylsulfonat mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen in der Alkylkette und einen sulfatierten alkoxylierten

.Vi Alkohol enthält, durch Einarbeitung eines Magnesiumsalzes modifiziert werden. In der britischen Patentschrift 948 240 ist die Verwendung von beträchtlichen Mengen Natrium-Xylolsulfonat oder Natrium-Toluolsulfonat als Lösungsvermitller für ein Alkylbenzol-

Λ5 sulfonat/Alkyl-polyoxyäthylen-sulfat-Gemisch beschrieben. Über die Modifizierung der Viskosität einer Lösung bei Konzentrationen von 25 bis 75% Aktivsubstanz-Gehaii hinaus ist es ferner erforderlich, daß jeder Zusatzstoff, der zur Anwendung gc-

4(i langt, 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 erwünscht sein kann, um ihr eine befriedigende Konsistenz zu verleihen.

Zur Zeit wird dieses Problem durch Einarbeiten eines niedermolekularen Alkohols, wie Isopropanol oder Äthanol, in das konzentrierte wäßrige Sulfat des äthoxylierten Alkohols zu lösen versucht. Die An-

SiI Wendung derartiger Alkohole ist jedoch insofern von Nachteil, als diese hohe Dampfdrücke aufweisen, ihr Geruch in der fertigen Formulierung erkennbar ist und ihr Vorhandensein mit dem 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 Verdünnbarkcits-Eigenschaftcn aufweisen, die es möglich machen, solche Lösungen als Konzentrate zuzuberei-

wi ten, die dann auf normale Formulierungs-Konzentrationen verdünnt werden können, ohne daß die Eigenschaften derartiger Formulierungen verschlechtert werden. Dieses Ziel kann dadurch erreich: werden, daß man dem wäßrigen Konzentrat des oberflachen-

(.5 aktiven Mittels eine Sulfonsäure der Formel

R₁₁Y₁Ar(SO₁H)₁₁X₁.
oder das Alkali-, l-irdalkali-. Alkanolamin-. Amin-

oder Ammoniumsaiz einer solchen Säure einverleibt, in welcher Formel

Ar einen aromatischen Kern, z. B. einen Benzoloder Naphthalinkern, der gegebenenfalls inerte Substituenten enthält, bedeutet, s

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 Wert von 0 bis 3 ist,

b eine Zahl im Wert von 1 bis 3 ist, vorzugsweise jedoch wenigstens 2 bedeutet, 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 ist.

Als Beispiele solcher Säuren sind anzuführen die Benzol-m-disulfonsäure, o-Xyloldisulfonsäure, m-Xyloldisulfonsäure, p-Xyloldisulfonsäure, Benzol-1,3,5-trisuIfonsäure, Phenolsulfonsäure, Phenoldisul- 21) fonsäure, Phenoltrisulfonsäure, Brenzkatechindisulfonsäure, Toluoldisulfonsäure und Naphthalindisulforisäure.

Als Salze dieser Säuren, die zur Anwendung kommen können, sind diejenigen zu nennen, die erhalten werden durch Neutralisieren der gesamten 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 alkoxyliertsn Alkohols oder eines wasserlöslichen Salzes desselben und 1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 4 Gewichtsprozcnt, bezogen auf das Gewicht der Lösung, einer aromatischen Sulfonsäure 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 äthoxylierteii Laurylalkoliols mit nominell 1 bis 4 Oxyäthylengruppen. Es können auch andere Verbindungen, z. B. die äquivalenten propoxylierten Derivate oder die Derivate anderer C_x- bis C|„-Alkohole verwendet werden. Solche Verbindungen liegen häufig in Form ihrer Natriumsalze vor, wenngleich die vorliegende Erfindung auch durch Verwendung anderer Seize, wie der Kalium-, Magner sium-, Lithium-, Ammonium- oder Alkylolaminsalze M) 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 alkoxylicrtcn Alkoholsulfat-Salzcs. In dem Fall, in dem die alkoxyliertc Alkoholschwefelsäure selbst in der Lösung vorhanden ist, würde die Säureform des modifizierenden Mittels verwendet werden. Die normalerweise im Handel befindlichen technischen Materialien, die als die Salze der sulfatierten alkoxylicrtcn Alkohole vertrieben werden, enthalten wi meist Elcktrolyte, wie Natriumchlorid und Natriumsulfat, und freien alkoxylicrtcn Alkohol. Diese Materialien üben für sich selbst eine Einwirkung auf die Viskosität des Produkts aus, ein Effekt, der in manchen Fällen sich zu dem der zugesetzten viskositäts- ei? modifizierenden MIttel syneigistisch 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 beispielsweise andere oberflächenaktive Mittel vorhanden sein, wie Monoalkylolamide, Detergent-Sulfonsuccinate, Sulfosuccinamate, Alkylsulfatsalze oder nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe, wie Polyoxyalkylenether und -ester.

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 werden, die für die Formulierung benötigt wird. Nach einer solchen Verdünnung können weitere Ingredienzien, wie sie für das Fertigprodukt erforderlich sind, nach Belieben zugemischt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge in weiterer Hinsicht die Herstellung einer wäßrigen Lösung eines sulfatierten äthoxylierten Alkohols, wie er oben beschrieben ist, von einer Konzentration unter 30 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, aufweist.

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

Beispiel 1

Es wurden wäßrige Lösungen von technischem Natrium-Lauryläthersulfat mit 2 Äthylc'ioxydgruppen im Molekül hergestellt, die 30,40 und 50% der vorgenannten Verbindung enthielten. Diese Materialien bestanden aus nicht-fließfähigen Gelen, deren Viskositäten in der Größenordnung von 100000 bis 500000 Ccntipoise bei 20° C lagen.

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.

% Ather-	% Dinatrium-	Viskosität
sulfat	Benzoldisulfonat	Centipoisen
30	2,5	WOOO
	5,0	14 200
40	6,0	22 800
	7,5	2 600
50	2,5	20 200
	5,0	y 600

Beispiel 2
Es wurde cmc Lösuim eines technischen Natrium-

Lauryläthersulfats mit 2 Äthiylenoxydgruppen im Molekül hergestellt, die 50% der vorstehend genannten Verbindung und dazu 2,5% Dinatrimn-Xyloldisulfonat enthielt. Dieses Material stellte eine bei Raumtemperatur gießbare Flüssigkeit dar, deren - wie in Beispiel 1 bestimmte - Viskosität 20500 Centipoise betrug.

Beispiel 3

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 15000 Centipoise.

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