DE2326006A1

DE2326006A1 - Aus waessrigen konzentraten von alkoxylierten alkohol-sulfaten bestehende detergent-komponenten

Info

Publication number: DE2326006A1
Application number: DE2326006A
Authority: DE
Inventors: Douglas Edward Mather; Edward Tunstall Messenger
Original assignee: Albright and Wilson Ltd
Current assignee: Solvay Solutions UK Ltd
Priority date: 1972-05-26
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1973-12-13
Also published as: CA991502A; IT986362B; FR2189492A1; AU5602373A; FR2189492B1; GB1437089A

Description

JJr. F.. Bth'Unrr
DIfI-U,-.'. If,F. Λΐί·,||,_τ

Albright & Wilson Limited, Oldbury, Warley, Worcestershire, Großbritannien

Aus wäßrigen Konzentraten von alkoxylierten Alkohol-Sulfaten bestehende Detergent-Kpmponenten

Die vorliegende Erfindung betrifft Detergent-Komponenten, die Sulfate von alkoxylierten Alkoholen enthalten, und zwar insbesondere Sulfate von alkoxylierten Co- bis C^h. »Alkoholen, wie z.B. sulf atiertem äthoxyliertem Laurylalkohol, oder Gemischen, die Laurylalkohol-Derivate enthalten, beispielsweise solche, in denen der Alkohol eine Kette mit einer Kohlenstoffzahl Co bis C₁Q aufweist. Solche Grundstoffe kann man leicht aus Kokosnußöl oder Palmkernöl oder aus im Handel erhältlichen Ziegler- oder Oxo-Alkoholen gewinnen.

Wäßrige Lösungen dieser Verbindungen werden in kosmetischen Mitteln, Toiletteartikeln und Detergentien, wie z.B. Shampoos, Schaumbädern und flüssigen Reinigungsmitteln, verwendet. Normalerweise weisen die Lösungen einen

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Aktivsubstanz-Gehalt von 28 %. auf, doch werden sie aus wirtschaftlichen Erwägungen zwecks Einsparung von Transport- und Verpackungskosten auch in hohen Konzentrationen, nämlich in Konzentrationen von 50 bis 70 %, im Handel vertrieoen; bei diesen hohen Konzentrationen weisen sie die Konsistenz einer dicken Paste auf. In der fertigen Formü-· lierung sind die Verbindungen normalerweise in einer Menge von weniger als j>0 % Aktivsubstanz in einer wäßrigen Lösung vorhanden.

Leider nimmt die Viskosität bei der Verdünnung dieser Konzentrate mit Wasser nicht, wie man hätte erwarten können, ab, sondern sie beginnt anzusteigen. So weist z.B, das Natriumsalz eines Sulfats eines di-äthoxylierten Derivates des gemeinhin verwendeten Gemisches von Co- bis Cjo-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 500 000 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 unter Einverleibung eines die Viskosität modifizierenden Mittels zu verwenden, so bereitet ein derartiger Anstieg der Viskosität während der Verdünnung demjenigen,der die Formulierung vornimmt, natürlich beträchtliche Schwierigkeiten. Zu diesen Schwierigkeiten gehört, daß Gel-Stückchen an den •verwendeten Behältern oder Rührern festgehalten werden. Darüber hinaus sind die während der Verdünnung gebildeten

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Gel-Stückchen selbst während der weiteren Verdünnung nur schwer in Lösung, zu bringen.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten sind den wäßrigen Konzentraten der Sulfate der äthoxylierten Alkohole viskositäts-modifizierende Mittel einverleibt worden, um die Viskosität einer Lösung von hoher Konzentration auf einer Höhe zu halten, die sicherstellt, daß die Lösungen in technisch befriedigendem Ausmaß frei fließfähig sind und leicht auf jede gewünschte Konzentration verdünnt werden können. Zusätzlich zur Modifizierung der Viskosität einer Lösung bei Konzentrationen von 25 bis 75 % Aktivsubstanzgehalt ist es ferner erforderlich, daß jeder Zusatzstoff, der zur Anwendung gelangt, nicht den Effekt von Verdickungsmitteln beeinträchtigt oder gar 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 Einverleibung eines niedermolekularen Alkohols, wie Isopropanol oder Äthanol, in die konzentrierte wäßrige Lösung des Sulfats des äthoxylierten Alkohols zu lösen versucht. Jedoch ist die Anwendung solcher Alkohole insofern von Nachteil, als diese hohe Dampfdrucke aufweisen, ihr Geruch in der fertigen Formulierung erkennbar ist und ihr Vorhandensein mit dem Risiko einer Entflammung verbunden ist.

Die vorliegende 3rfindung betrifft nun wäßrige Konzentrate, die wenigstens JO Gewichtsprozent eines Sthersulfacs der Formel

R₁(OR₂)

3ί)98 5Π / 1 2 50

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in der R₁ einen Alkylrest mit mindestens 8, für gewöhnlich 8 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, Rp wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe der Äthylen- und Propylen-Reste darstellt, m eine ganze Zahl im Wert von wenigstens 1 1st und M₁ für Wasserstoff, ein Alkalimetallion (vorzugsweise ein Natrium-Ion), ein Erdalkalimetallion, ein Amin-Kation oder ein Ammonium-Ion steht, und 0,5 bis 20 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Konzentrats) eines Zusatzstoffes der Formel

enthaltenen der R einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest oder einen Kohlenwasserstoff oxy-kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, der entweder unsubstituiert ist oder in einer nicht-endständigen Stellung des Restes durch wenigstens 1 Carbonylsauerstoffatom oder eine Hydroxylgruppe substituiert ist oder durch eine Alkoxygruppe substituiert ist mit der Maßgabe, daß die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome im Rest R 1 bis 6 beträgt, während X einen Rest der Formel -OSO^Mp.oder -SOJYL darstellt, in der Mp Wasserstoff oder ein Alkalimetallion (vorzugsweise ein Natrium-Ion), ein Erdalkalimetallion, ein Amin-Kation oder Ammonium-Kation darstellt und η eine ganze Zahl im Wert von 1 bis 4 ist.

In den bevorzugt in Frage kommenden Zusatzstoffen vom Typ der Sulfate, bei denen in der angegebenen Formel das Symbol X der Formel -OSO^Mp entspricht, bedeutet (a) R eine Alkylgruppe," vorzugsweise eine Äthyl-, Isopropyl- oder n-Hexylgruppe, und das Symbol η ist gleich 1, oder es steht

U 9 8 5 Π / 1 2 5 0

(b) R entweder für eine Hydroxyalkylgruppe mit "1 bis 3 Hydroxylgruppen und das Symbol η ist gleich 1 bis 3* oder es stellt das Symbol R eine 4-wertige Alkylgruppe dar und η ist gleich 4.

In den bevorzugt in Frage kommenden Zusatzstoffen vom Typ der Sulfonate,'bei denen in der angegebenen Formel das Symbol X der Formel -S(KMp entspricht, bedeutet

(a) R eine Alkenylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Vinylgruppe, und ist η gleich 1, oder es steht

(b) R für eine Alkylenoxoalkylengruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine 2-Qxopropylengruppe, und das Symbol η ist gleich 2.

Als Beispiele von geeigneten Zusatzstoffen sind anzuführen Acetondisulfonsäure, die Mono-, Di- oder Tri- und Tetrasulfate des Pentaerythrits, das Monoäthylsulfat, Monoisopropylsulfat _s Mono-n-hexylsulfat, die Vinylsulfonsäure, das Äthylenglykolmonosulfat und deren Salze, insbesondere Natriumsalze.

Die wäßrigen Konzentrate der vorliegenden Erfindung enthalten 0,5 bis 20 Gewichtsprozent, häufig 1 ois 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 8 Gewichtsprosent und speziell 2 bis 4 Gewichtsprozent, des Zusatzstoffes, bezogen auf das Konzentratgewicht. Solche Konzentrate können leicht auf eine Äthersulfat-Korizentration von weniger als 30 $ verdünnt werden. Die Konzentrate enthalten mindestens 30 Gewichtsprozent Äthersulfat, vorzugsweise 40 bis 75 Gewichtsprozent und speziell 50 bis Γ5 Gewichtsprozent dieses Äthersulfats.

Konzentrate, die sich besonders gut eignen, sind solche,

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bei denen das Äthersulfat-Salz aus dem Natriumsalz des Sulfats eines äthylenoxylierten Laurylalkohols besteht, der nominell 1 bis 4 Oxyäthylengruppen aufweist. Es können auch andere Verbindungen, wie die äquivalenten propylenoxylierten Derivate oder die gemischten äthylenoxylierten und propylenoxylierten Abkömmlinge oder die Derivate anderer Cn- bis C,,o-Alkohole gleichfalls verwendet werden. Solche Verbindungen liegen häufig in Form ihrer Natriumsalze vor, wenngleich andere Salze, wie die Kalium-, Magnesium-, Lithium-, Ammonium- oder Alkylolamin-Salze, oder die Säuren selbst Anwendung finden können. Normalerweise ist das Salz des verwendeten Zusatzstoffes ein Salz des gleichen Kations wie das Kation des Äthersulfatsalzes. Liegt das Äthersulfat in der Lösung in Form der Säure vor (d.h. steht das Symbol M₁ der genannten Formel für Wasserstoff), dann wird in der Regel auch die Säureform des Zu- ₍ satzstoffes verwendet.

Die im Handel erhältlichen technischen Materialien, die normalerweise als Salze der sulfatierten alkylenoxylierten Alkohole vertrieben werden, weisen häufig einen Gehalt an Elektrolyten, wie Natriumchlorid und Natriumsulfat, sowie freien alkylenoxylierten Alkohol auf. Diese Materialien üben für sich selbst einen Effekt auf die Viskosität des Produktes aus, der in manchen Fällen synergistisch mit den zugesetzten Viskositätsmodifizierenden Mitteln wirken kann. Es ist jedoch normalerweise empfehlenswert, überschüssige Mengen anorganischer Elektrolyte (d.h. mehr als 10 %, bezogen auf das Äthersulfat) zuzugeben. Dagegen neigen überschüssige Mengen an alkylenoxyliertem Alkohol dazu, sich aus der Lösung abzuscheiden und verschlechtern dadurch die Eigenschaften der Konzentrate.

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Andere Komponenten, die in der fertigen Formulierung mitverwendet werden müssen, können natürlich auch bereits in dem Konzentrat vorhanden sein. So können z.B. andere oberflächenaktive Mittel, wie Monoalkylölamide, Detergent-Sulfosuccinate, Sulfosuccinamate, Alkylsulfatsalze oder nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, wie Polyoxyalkylenäther und -ester, gleichfalls vorhanden sein.

Die erfindungsgemäßen Konzentrate können von dem die Formulierung vornehmenden Fachmann bei jeder zweckmäßigen Temperatur, vornehmlich im Bereich von 15 bis 70°C, auf jene Endkonzentration von weniger als ^>O %, wie sie für die Formulierung benötigt'wird, verdünnt werden. Nach einer solchen Verdünnung können andere Ingredienzien, die im Fertigprodukt benötigt, werden, gewünschtenfalls ebenfalls zugesetzt werden. In zweiter Hinsicht betrifft die vorliegende Erfindung daher die Bildung einer verdünnten wäßrigen Lösung, die weniger als JO Gewichtsprozent des Äthersulfats der Formel R₁(OR₃) QSOjyL enthält, durch Verdünnung eines erfindungsgemäßen. Konzentrats mit Wasser. Die Verdünnung wird vorzugsweise mit dem Ziel durchgeführt, eine wäßrige Lösung zu gewinnen, die 25 % bis weniger als JO % Äthersulfat enthält.

Erfindungsgemäße Mittel bzw. Mischungen werden in den folgenden Beispielen näher erläutert.

Eine 40 $ige Lösung des Natriumsalzes des Sulfats des Adduktes aus Laurylalkohol und 2 Mol Äthylenoxyd besteht aus einem nicht-gießbaren, steifen Gel mit einer Viskosität von 771 000 Centipoisen (gemessen unter Verwendung eines Ferranti-Kegels mit Platte bei Raumtemperatur).

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Durch Zusatz der nachstehend angeführten Verbindungen in den angegebenen Mengen wurde die Viskosität in der angegebenen Weise herabgesetzt, und hierdurch wurden die Lösungen bei Raumtemperatur pumpfähig und gießbar gemacht.

Bei	Zusatzstoff	Menge des	Visko	♦ )	64 ooo
spiel		Zusatzstoffes	sität	10 800
		in %		5 800
	Natrium-Isopropyl-		4 100
1	sulfat	AJl	2 700
		6	40 000 *'
		7	5 600
		8	3 500
	Natrium-n-Hexyl-	9	1 200
2	sulfat	5	800
		6	700
		7
		8 -
		9
	10 ,

Die Viskositäten wurden in einem Brookfield-Viskosimeter

bei 25°C mit einer Spindel Nr. 3 bei 3 Umdrehungen pro Minute gemessen, und diejenigen Viskositäten, die mit einem ' markiert sind, wurden bei 1,5 Umdrehungen pro Minute gemessen.

Beispiele 3 bis 5

Die Einarbeitung von 5 % (bezogen auf das Gesamtgewicht) eines der folgenden Materialien in die 40 $ige Lösung des in den Beispielen 1 und 2 verwendeten Lauryläthersulfats machte sie bei Raumtemperatur pumpfähig und gießbar: Natrium-Äthylsulfat, Natrium-Vinylsulfonat, Dinatrium-Acetondisulfat.

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Claims

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Pat entans prüche

.. Für eine Verdünnung auf eine Äthersulfat-Konzentration von weniger als j50 Gewichtsprozent geeignete wäßrige Konzentrate eines Äthersulfats der Formel

_{1 3}

in der R... einen Alkylrest mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, Rp wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe der Äthylen- und Propylenreste darstellt, m eine ganze Zahl im Wert von wenigstens 1 ist und M₁ für Wasserstoff, ein Alkalimetallion, ein Amin-Kation oder ein Ammonium-Ion steht, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Konzentratgewicht, eines Zusatzstoffes der Formel

enthalten, in der R einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest oder Kohlenwasserstoffoxy-kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, der unsubstituiert oder in einer nicht-endständigen Stellung im Rest durch mindestens ein Carbonylsauerstoffatom oder eine Hydroxylgruppe substituiert ist oder eine Alkoxygruppe als Substituenten trägt, mit der Maßgabe, daß die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in R 1 bis 6 beträgt, X einen Rest der Formel -OSO-J^U oder -SO^Mp darstellt, in der Mp für Wasserstoff oder ein Alkalimetallion, ein Erdalkalimetallion, ein Amin-Kation oder Ammonium-Kation steht und η eine ganze Zahl im Wert von 1 bis K ist.

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2. Konzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zusatzstoff der genannten Formel das Symbol R eine Alkylgruppe darstellt, X der Formel -OSO-^Mp entspricht und η gleich 1 ist.
3. Konzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zusatzstoff der genannten Formel das Symuol X der Formel -OSO^NL entspricht und R entweder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1 uis 3 Hydroxylgruppen bedeutet, wobei η gleich Γ ois 3 ist, oder R eine vierwertige Alkylgruppe darstellt und η gleich 4 ist.
4. Konzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zusatzstoff der genannten Formel das Symbol X der Formel -SO-,Μρ entspricht, wobei R für eine Alkylen-

■ gruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen steht und η gleich 1 ist.
5· Konzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zusatzstoff der angegebenen Formel das Symbol X der Formel -SO₇₅M₂ entspricht, in der R für eine Älkylenoxoalkylengruppe steht und η gleich 2 ist.
6. Konzentrate gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch

- gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen Vertreter der Stoffgruppe Natriumchlorid, Natriumsulfat und Alkohole der Formel R. (ORp) OH enthalten, in der R₁, R~ und m die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.
7. Verwendung der wäßrigen Konzentrate gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 5 zur Verdünnung durch Wasser zwecks Bildung einer wäßrigen Lösung* die-weniger als 30 Gewichtsprozent des Äthersulfatsalzes enthält.

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