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Verfahren zum Bleichen von Sulfonaten oder Sulfaten Aus Alkylbenzolen,
höheren Alkoholen, höheren Fettsäuren, AIkoholestern höherer Fettsäuren, Alkylphenolen,
höheren ilkoholäthern von Polyoxalkylene, höheren Fettsäureestern von PolyoxyaIkylenen,
AIkylphenyläthern von Polyoxyalkylenen und dergleichen erhaltene Sulfonate oder
Sulfate stellen oberflächenaktive Mittel bzw. Netzmittel dar und sind als aktive
Bestandteile von Sasch- und Reinigungsmitteln weit verbreitet. Diese Sulfonate oder
Sulfate besitzen jedoch in der Regel eine unerwünschte Färbung, da sie bei ihrer
Herstellung während der Sulfonierung oder Sulfatierung und weiterhin bei der Neutralisation
verfärbt werden. Folglich müssen sie, um ihren Handeiswert zu erhöhen, gebleicht
werden.
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Um nun Sulfonate oder Sulfate annehmbarer Farbe herstellen zu könneun,
ist es bekannt, das Sulfonierungs- oder Sulfatierungsprodukt zu neutralisieren und
dann auf die neutralisierten Produkte ein chlorhaltiges Bleichmittel einwirken zu
lassen. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, daß die Bleichung relativ lange
Zeit erfordert und die Bleichwirkung nicht immer zufriedenstellt. Insbesondere wenn
das neutralisierte Produkt eine hohe Viskosität aufweist, bereitet ea erhebliche
Schwierigkeiten, eine gleichmäßige Berührung zwischen dem neutralisierten Produkt
und dem verwendeten
Bleichmittel zu gewährleisten, so daß das Produkt,
selbst wenn es von Hause aus gebleicht werden kann, nur teilweise gebleicht wird.
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Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bleichen
von Sulfonaten oder Sulfaten zu schaffen, das einerseits rasch durchführbar ist
und andererseits eine praktisch vollständige e Bleichung der Sulfonate oder Sulfate
gestattet.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich die gestellte
Aufgabe lösen läßt, wenn man die Neutralisation und Bleichung gleichzeitig durchfährt.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Bleichen von
Sulfonaten oder Sulfaten, bei welchem eine Sulfonsäure e oder ein Schwefelsäureester
eines Alkylbenzols, höheren Alkohols, Alkoho esters einer höheren Fettsäure, Llkylphenois
höheren n Alkoholäthers eines Polyoxyalkylens, häheren Fettsäureesters eines Polyoxya
kylens oder a Alkylphenyläthers eines s Polyoxyalkylene lit einer wässrige gen alkalischen
Lösung unter Sulfonat- oder Sulfatbildung neutralisiert und das hierbei gebildete
Sulfonat oder Sulfat durch Einwirkenlassen eines chlorhaltigen Bleichmittels gebleicht
wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bleichung des Sulfonats oder Sulfats
gleichzeitig mit der Neutralisation der Sulfonsäure oder des Schwefelsäureesters
erfolgt, indem das chlorhaltige Bleichmittel der wässrigen alkalischen Lösung zugesetzt
wird. Als alkalisch wässrige Lösung kann im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung
eine e zweckwäßigerweise etwa 2 - 20 gewichtsprozentige wässirige Natrium- oder
Kaliumhydroxydlösung verwendet werden. A Bleichmittel können Rahmen des Verfahrens
gemäß der Erfindung chlorhaltige Bleichmittel, wie Chlorite, , Hyperchlorite, Chlorate,
Perchlorate und/oder flleichpulver verwendet Werden. Deren Menge beträgt (angegeben
als s verfügbares Chlor), bezogen auf die Menge an Sulfonat oder Sulfat, d.h. die
Mene an zu u behandelnder Sulfonsäure oder an zu behandelndem Schwefelsäureester
(in Form ihrer +) einer höheren Fettsäure, eines
Salze), zweckmäßigerweise
weniger als etwa 10 Gewichtsprozent vorzugsweise etwa 0u05 - 5 Gewichtsprozent.
Die Verwendung einer größeren Menge an chiorhaltigem B'e ichmittel als (angegeben
als verfägbares Chlor) 10 Gewichtsprozent ist unzweckmäßig, da eine solche Menge
eir.erseits keine weitere Verbesserung der Bleichwirkung herbeiführt und andererseits
eine erneute Verfärbung bewirkt.
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Ferner käme es hierbei zu einer Erhöhung des Anteils an anorganischen
Salzen im Produkt was aus Qualitätsgründen unzweckmäßig und unerrunscht ist.
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Die Neutralisation und Bleichung wird im Rahmen des Verfahrens gemäß
der Erfindung mit Hilfe der ein chlorhaltiges Bleichmittel enthaltenden alkalischen
wässrigen Lösung bei einer Temperatur von etwa 300 - 90 0C durchgeführt. In der
Regel gilt, daß mit zunehmender Bleichtemperatur, die zur Beendigung der Bleichung
erforderliche Zeit kürzer wird. Bei Anwendung zu hoher Temperaturen bei der Bleichung
kommt es jedoch zu einem Farbumschlag nach der Bleichung, wodurch das Produkt erneut
verfärbt wird. Wenn andererseits zu niedrige Bleichtemperaturen eingehalten werden,
sind zur Vervollständigung der Bleichung viele Stunden erforderlich.
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Obwohl die Bleichtemperaturen entsprechend den zu behandelnden Produkten
sehr verschieden sein können, arbeitet man, wie bereits erwähnt, im Rahmen des Verfahrens
gemäß der Erfindung zweckmäßigerweise bei Temperaturen von etwa 300 - 90 C. Wenn
nun das Verfahren gemäß der Erfindung in dem angegebenen Temperaturbereich durchgeführt
wird, lassen sich die Neutralisation und Bleichung in 1-5 Min.
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praktisch vollständig durchfiibren.
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Durch die gleichzeitige Neutralisation und Bleichung im Rahmen des
Verfahrens gemäß der Erfindung wird, wie dies die später folgenden Beispiele zeigen,
die Bleichwirkung stark verbessert. Diese Verbesserung der Bleichwirkung beruht
vermutlich darauf, daß das
Bleichmittel unter den angegebenen Bedingungen
eine Bleichwirkung sowohlaifer alkalischen Seite als auch auf der sauren Seite entfalten
kann. Das bekannte Bleichverfahren arbeitet nur im alkalischen Bereich, so daß,
beispielsweise bei Verwendung von matriumhypdlchlorit, für die Bleichung lediglic
h die Oxydation mit Hilfe des aus den Ionen der unterchlorigen Säure stammenden
Sauerstoffs infrage kommt. Bei de#Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
nimmt dagegen zunächst ein Teil der Chlorionen auf der sauren Seite an der Bleichung
teil, wobei anschließend noch die Bleichung mit Hilfe des aus den Ionen der unterchlorigen
Säure stammenden Sauerstoffs auf der alkalischen Seite hinzukommt. Dies führt zu
einer, insgesamt gesehen, verstärkten Bleichung der Sulfonate oder Sulfate. Weiterhin
werden im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung sämtliche farbigen Bestandteile,
die nach der Neutralisation unbleichbar werden, direkt der Einwirkung des Bleichmittels
ausgesetzt, was vermutlich ebenfalls zur Verbesserung der Gesamtbleichmirkung beiträgt.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung fahrt selbst bei der Behandlung
relativ hoch viskoser Produkte zur Herstellung von ungefärbten Sulfonaten oder Sulfaten
zu guten Ergebnissen.
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Wenn man nach dem bekannten Verfahren weitestgehend ungefärbte Sulfonate
oder Sulfate herstellen wollte, mußte zunächst eine Sulfonsäure oder ein Schwefelsäureester
neutralisiert und dann das jeweils erhaltene neutralisierte Produkt in der geschilderten
Weise gebleicht werden. Um nun hierbei qualitativ zufriedenstellende Sulfonate oder
Sulfate herstellen zu können, ist es naturgemäß erforderlich, zunächst zu heutralisieren.
Wenn jedoch die zu neutralisierende Sulfonsäure bzw. der zu neutralisierende Schwefelsäureester
eine hohe Viskosität aufweist, kann die Neutralisation nur teilweise ablaufen, d.h.
eine gleichmäßige Neutralisation des gesamten zu neutralisierenden Ausgangsmaterials
ist
weitgehend unmöglich.
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Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung zersetzt sich beispielsweise
Natriumhypochlorit unter Bildung eines Elektrolyten wie Natriumchlorid, das die
Viskosität erniedrigen kanneDies führt dazu, daß eine gleichmäßige Neutralisation
und weiter eine gleichmäßige Bleichung möglich werden.
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Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren gemäß der Erfindung näher
veranschaulichen.
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Beispiele Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung (gleichzeitige Neutralisation
und Bleichung) wurden Sulfonsäuren und Schwefelsäureester in Sulfonate und Sulfate
überführt. Die Eigenschaften der Ausgangesulfonsäuren und -schwefelsäureester sind
in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Zu Vergleichszwecken wurden nach dem
bekannten Verfahren (Neutralisation und anschließende Bleichung) die selben Sulfonsäuren
und Schwefelsäureester in Sulfonate und Sulfate überführt.
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Die bei der Durchfuhrung des Verfahrens gemäß der Erfindung eingehaltenen
Bedingungen sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt. Die bei der Neutralisation
im Rahmen des bekannten Berfahrens eingehaltenen Bedingungen finden sich in der
folgenden Tabelle III. Die Bedingungen für die Bleichung nach dem bekannten Verfahren
sind in Tabelle IV angegeben.
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Die Ergebnisse der Farbmessungen an den jeweils erhaltenen Produkten
finden sich in Tabelle V.
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Tabelle 1 Nr. 1 2 3 4 zu behandelndes Aus- lineare Alkylbenzol- Schwefelsäure-
Schwefelsäure- Schwefelsäure einer gangsmateril sulfonsäure ester eines synthe-
ester eines äthoxy- Fettsäure mit 17 (Molekulargewicht: 323) tischen Alkohols mit
ilierten synthe- Kohlenstoffstomen 12 Kohlenstoffato- tischen Alkohols men mit 12
Kohlenstoffatomen (mit 3 Molen Äthylenoxyd) Farbextinktion 0,125 0,047 0,040 4,00
(5%ige Lösung in Äthanol, 420 mu; 10 mm Küvette) Viskosität 340 (55°C) 60 (40°C)
380 (40°C) 80 (50°C) (Centipoise)
Tabelle 2 Nr. 1 2 3 4 Neutralisations-
NaOH NaOH NaOH NaOH mittel (Konzentra- (10 gewichtprozentige (4,5 gewichtspro- (3,6
gewichtspro- (8,0 gewichtsprotion) wässrige natriumhydroxyd- zentige wässrige zentige
wässrige zentige wässrige lösung) Natriumhydroxyd- Natriumhydroxyd- Natriumhydroxydlösung)
lösung) lösung) Bleichmittel NaOCl NaOCl NaOCl NaOCl (verwendete (0,5 gewichtsprozent)
(0,1 Gewichts- (0,15 gewichts- (4,0 Gewichts-Menge) prozent) prozent) prozent) Behandlungsdauer
1,5 Min. 1,5 Min. 1,5 Min. 1,5 Min.
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Behandlungs- 50°C 50°C 50°C 50°C temperatur pH-Wert 7,5 7,2 7,3 7,8
Bemerkung: Die in der Tabelle agegebene Menge an Bleichmittel steht für die Menge
an verfügbarem Chlor bezogen auf die Sulfonat- oder Sulfatmenge.
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Tabelle 3 Nr. 1 2 3 4 Neutralisations- 10 gewichtsprozentige 4,5
gewichtsprozen- 3,6 gewichtsprozen- 8,0 gewichtprozenmittel (Konzen- wässrige Natriumhydro-
tige wässrige Na- tige wässrige na- tige wässrige Natration) xydlösung triumhydroxyd-
triumhydroxyd- triumhydroxydlösung lösung lösung Bedingungen bei der Neutralisation:
Temperatur 50°C 50°C 50°C 50°C Zeit 1,5 Min. 1,5 Min. 1,5 Min. 1,5 Min.
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Eigenschaften des Neutralisations- 48,0 29,1 28,0 32,3 produktes verfügbares
Sulfonat oder Sulfat in Gewichtprozent nicht umgesetztes Öl in Gewichtsprozent (bezogen
auf 1,10 2,30 1,72 7,81 das verfügbare Sulfonat oder Sulfat) Farbextinktion (in
5%iger wässriger Lö- 0,125 0,045 0,047 4,2 sung; 420 mu, 10 mm Küvette) Viskosität
in Centi- 10.000 (50°C) 250 (40°C) 230 (40°C) 30.000 (50°C) poise pH 7,5 7,2 7,3
7,8
Tabelle 4 Nr. 1 2 3 4 Bleichmittel NaOCl NaOCl NaOCl NaOCl
(verwendete Menge) (0,5 Gewichtsprozent) (0,1 Gewichtsprozent) (0,15 Gewichtprozent)
(4,0 Gewichtsprozent) Bedingungen bei der Bleichung: Temperatur 50°C 50°C 50°C 50°C
Zeit 1 Std. 1 Std. 1 Std. 2 Std.
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pH Wert 7,5 7,2 7,3 7,8 Bemerkung: Die in der Tabelle angegebene Menge
an Bleichmittel steht für die Menge an verfügbarem Chlor bezogen auf die Sulfonat-
oder Sulfatmenge
Tabelle 5 Ergebnisse der Farbmessung Nr. 1 2 3
4 Verfahren bekantes Verfahren bekanntes Verfahren bekanntes Verfahren bekanntes
gem. der Verfahren gem. der Verfahren gem. der Verfahren gem. der Verfahren Erfindung
Erfindung Erfindung Erfindung Sulfonsäure oder Schwefelsäureester 125 125 47 47
40 40 4,000 4,000 Neutralisationsprodukt - 125 - 45 - 47 - 4,200 Bleichungsprodukt
30 40 14 18 18 23 300 400 Bemerkung: Die Meßwerte wurden aus den Extinktionwerten
einer 5%igen wässrigen Lösung bei 420 mµ mit Hilfe einer 10 mm Küvette ermittelt.