DE2834073A1

DE2834073A1 - Verwendung von mehrwertigen alkoholen, (hydroxy)carbonsaeuren und/oder deren estern mit den mehrwertigen alkoholen als viskositaetsregler

Info

Publication number: DE2834073A1
Application number: DE19782834073
Authority: DE
Inventors: Paul Ing Grad Diessel; Franz Dipl Chem Dr Merger; Juergen Dipl Chem Dr Paetsch; Johannes Dipl Chem Dr Perner; Dieter Ing Grad Stoeckigt
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1978-08-03
Filing date: 1978-08-03
Publication date: 1980-02-28
Also published as: EP0008060A1; ATE30T1; DE2960214D1; US4239641A; EP0008060B1

Description

BASF Aktiengesellschaft - 2 - O. Z. 0050/03334-2

Verwendung von mehrwertigen Alkoholen, (Hydroxy)carbonsäuren und/oder deren Estern mit den mehrwertigen Alkoholen als Viskositätsregler

Die Erfindung betrifft eine neue Verwendung von bestimmten mehrwertigen aliphatischen Alkoholen, Carbonsäuren und/ oder Estern aus den beiden Verbindungskiassen als Viskositätsregler in wäßrigen Wasch- und Reinigungsmittelaufs chlämmungen.

Bei der Waschmittelkonfektionierung nach dem Heißsprühverfahren (Turmverfahren) ist die Aufbereitung der wäßrigen Aufschlämmung - im folgenden auch "Slurry" genannt - ein notwendiger und mit gebührender Sorgfalt zu beobachtender Vorgang. Der Waschmittelslurry ist eine wäßrige Aufschlämmung anorganischer und organischer Substanzen, der unvorhersehbaren Viskositätsschwankungen unterliegt. Bei der Konfektionierung der Wasch- und Reinigungsmittel nach dem Heißsprühverfahren hängt die gleichmäßige Beschaffenheit und die Typenkonstanz des pulverförmigen Endprodukts von der gleichbleibenden Viskosität des Slurries ab. Viskositätsschwankungen werden im allgemeinen durch die im Slurry enthaltenden Tenside und besonders durch das Hydratationsverhalten der in den Waschmittelslurries enthaltenen Phosphate verursacht und bedingen uneinheitliche Trokkenprodukte, die auf den unterschiedlichen Wassergehalt der getrockneten Pulverpartikel zurückzuführen sind. Um

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■fliese Nachteile zu vermeiden, müssen einmal, weil der ^Ί Slurry durch Wasseraufnahme zu viskos wird, die Viskositäten herabgesetzt werden, und zum anderen müssen diese Viskositäten auf einen gleichbleibenden Wert eingestellt wer- · den, um konstant bleibende Sprühbedingungen zu gewährleisten und damit auch gleichmäßige Schüttgewichte der fertigen Pulver zu erhalten. ·

Bisher wurden zur Herabsetzung und Konstanthaltung der Viskositätswerte altbekannte Hydrotrope, wie Cumolsulfonat, Toluolsulfonat oder Xylolsulfonat eingesetzt, und zwar in Mengen von 10 bis 15. Gew.JS.

. Aus der DE-AS 16 17 löO sind saure Phosphorsäureester als ]5 Homogenisierungsmittel für Slurries bekannt, die in Mengen von vorzugsweise 5 bis 25 Gew.S - bezogen auf oberflächenaktive Mittel - anwesend sind.

Die hydrotropen Substanzen sind jedoch in einer solchen Menge anwesend, daß die in den Fertigprodukten enthaltenen waschaktiven Substanzen zu stark verdünnt werden, und somit die Waschkraft der Produkte beeinträchtigt wird.

Die sauren Phosphorsäureester, die in geringerer Menge bezogen auf den Slurry - eingesetzt werden können, wirken nur in Waschmittelslurries, die nichtionische Tenside enthalten, mit denen sie offenbar in Wechselwirkung treten. Außerdem findet sich in der DE-AS 16 70 160 kein Hinweis, daß durch die dort beschriebenen Phosphorsäureester die Viskosität der dort beschriebenen Slurries erniedrigt werden kann.

Das Ziel der Erfindung bestand darin, Zusätze zu finden, die, in möglichst geringen Mengen eingesetzt, in der Lage sind, die Viskosität der Slurries herabzusetzen, sie kon-

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stant zu halten und die Stabilität der Slurries zu verbessern, d.h. sie sollten als Viskositätserniedriger, als Viskositätsregler und als Stabilisatoren wirken, ohne die Waschkraft der fertigen Produkte zu beeinträchtigen. 5

Dieses Ziel wurde überraschenderweise mit mehrwertigen Alkoholen, bestimmten Carbonsäuren und/oder Estern dieser Carbonsäuren mit den mehrwertigen Alkoholen erreicht, wie aus den Patentansprüchen ersichtlich ist.

Aus der DE-AS 16 70 160 ist zwar bekannt, daß gewisse Glykole, wie Äthylenglykol und Propylenglykol, nicht aber die definitionsgemäßen mehrwertigen Alkohole, in Waschmittelslurries anwesend sein können. Ausdrücklich wird aber darauf hingewiesen, daß die Wirkung dieser Stoffe von der der Phosphorsäureester verschieden sei - sie dienen gemäß dieser Literaturstelle als Stabilisierungsmittel für die nichtionischen Tenside. Für sich allein werden diese Glykole hinsichtlich einer Wirkung als Viskositätsregler nicht vorgestellt. Diese Punktion wird jedenfalls in der genannten Literaturstelle durch die Phosphorsäureester ausgeübt.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden aliphatischen Alkohole enthalten 5 bis 9 C-Atome, von denen eines quartärer Natür ist, und 2 bis 4 alkoholische Hydroxylgruppen, die ausschließlich primär gebunden sind. Von diesen Alkoholen seien z.B. Neopentylglykol, Trimethylolpropan und Pentaerythrit sowie deren Mischungen zu nennen. Des weiteren kommen Homologe der genannten Alkohole in Betracht, die am quartären C-Atom anstelle der Methylolgruppen primäre Hydroxyäthylgruppen tragen.

Anstelle der Alkohole oder im Gemisch mit diesen sind die definitionsgemäßen Carbonsäuren einsetzbar. Auch sie. enthalten 5 bis 9 aliphatische C-Atome, von denen eines quar-

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tärer Natur ist. Die Carbonsäuren enthalten eine Carboxyl- ^T gruppe, die am quartären C-Atom gebunden ist, und können ferner primär gebundene Hydroxylgruppen enthalten.

Von diesen (Hydroxy)carbonsäuren seien vor allem Pivalin-. säure, Hydroxypivalinsäure und deren Gemische zu nennen.

Schließlich sind auch Ester - für sich allein oder als Mischungskomponente - der definitionsgemäßen Alkohole und ..

Carbonsäuren erfindungsgemäß zu verwenden, von denen Ester aus den obengenannten speziellen Einzelkomponenten bevorzugt sind. Von speziellem Interesse sind Ester aus Neopentylglykol und Hydroxypiralinsäure, vorzugsweise Neopentylglykolmonohydroxypivalat.

Für sich allein wirken die Verbindungen (Alkohole, Säuren, Ester) als extreme Viskositätsverbesserer. Für manche Zwecke, z.B. um nach der Sprühtrocknung Waschpulver mit hohem Gehalt an waschaktiver Substanz mit wenig Hydratationswasser zu erhalten, benötigt man mittlere Viskositätsbereiche, d.h. Substanzen mit einer noch besseren Reglerfunktion.

Dies gelingt erfindungsgemäß mit Mischungen der obengenannten Alkohole mit den Carbonsäuren und/oder den Estern daraus.

Man kann den Alkoholen - bezogen auf die resultierende Mischungen - bis zu 60 GevT.% an den Carbonsäuren und/oder Estern zumischen und erhält damit eine Kombination, die mittlere Viskositäten bewirkt und eine besonders günstige Reglerfunktion ausübt. Es ist mit diesen Mischungen möglich, noch ausgezeichnet pumpbare, aber relativ wasserarme Slurries herzustellen - es resultieren daraus nach der Sprühtrocknung Waschpulver mit dem gewünschten hohen Gefealt an waschaktiver Substanz mit wenig Hydratationswasser.j

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Slkdhole und Säuren sind als Gemische besonders wirksam, wenn der Säureanteil zwischen 10 und 60 Gew.% - bezogen auf die Mischung - schwankt; ist zusätzlich noch der Ester zugegen, wählt man zweckmäßigerweise ca. ²IO bis 50 Gew.% Ester und nur 10 bis 20 Gew.% Säure.

Besonders günstige Mischungen stellen Kombinationen aus mehrwertigem Alkohol, Hydroxycarbonsäure und Hydroxycarbonsäureester dar, von denen die Mischung aus Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäure und Neopentyoglykol-Hydroxypivalinsäureester bevorzugt wird.

Diese Mischung ist technisch besonders leicht zugänglich.

Die Alkohole oder Mischungen der Alkohole mit Säuren und/ oder Estern werden den Slurries - bezogen auf feste Anteile - zu 1 bis 6 Gew.%, vorzugsweise 3 bis β Gew.% zugesetzt. Größere Mengen sind ebenso wirksam, bringen aber keine zusätzlichen Vorteile.

Die nun folgenden Beispiele erläutern die Erfindung anhand verschiedener Waschmittelrezepte hinsichtlich des Viskosität sVerhaltens mit und ohne Reglerzusatz.

Beispiele

Es wurden folgende Untersuchungen durchgeführt:

Als Regler wurden geprüft:

a) Mischung aus 40 Gew.% Neopentyiglykol, 10 Gew.% Hydroxypivalinsäure und 50 Gew.% Neopentylglykol-Hydroxypivalinsäureester

b) NeopentyIglykol
35

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cJ.Neopentylglykol-Hydroxypivalinsäureester ^Ί

d) Pivalinsäure

e) Hydroxypivalinsäure

f) Cumolsulfonat, Na-SaIz . 5

Es wurden 5 Waschmittelslurries verschiedener Zusammensetzung geprüft:

Versuchsbedingungen:
10

Slurry: 70 % Pulver und 60 % Pulver 30 % Wasser 40 % Wasser

Slurrytemperatur: 70⁰C ·

Die Viskositätsmessungen (mPa.s) wurden in einem Brookfieldviskosimeter durchgeführt und erfolgten nach 15, 30 und 60 Minuten.

Die in den Einzelbeispielen angegebenen Prozentzahlen beziehen sich auf das Gesamtgewicht der nichtwäßrigen Anteile.

Beispiel 1

38 % Na-sulfat

40 % Pentanatriumtriphosphat 5 % Na-metasilikat χ 5 H₂O ·

3 % Pulverseife (Basis Talgfettsäure/Kokosfettsäure) 1 % Carboxymethylcellulose 10 % Dodecylbenzolsulfonat, Na-SaIz 50 #ig y% C.^y^^-Oxoalkohol χ 12 Äthylenoxid

Die Mischung wurde als 70 Gew./» nichtwäßrige Anteile enthaltender wäßriger Slurry eingestellt. 35

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Die Ergebnisse sind aus der folgenden Tabelle ersichtlich:

Zeit

Viskosität (mPa.s) 15 min 30 min 60 min

Slurry ohne Regler	100.000	100.000	100.000
+ 5 % Regler
a)	13.000	7.500	6.200
b)	700	7.500	1.000
c)	11.000	18.000	20.000
d)	10.000	8.000	14.000
e)	13.000	15.000	1.500
f)	57.000	40.000	38.000

In den folgenden Beispielen wurde analog den Angaben im Beispiel 1 verfahren.

Beispiel 2

34 % Na-sulfat

40 % Pentanatriumtriphosphat

10 % Natriummetasilikat χ 5 HpO
1 % Carboxymethylcellulose
7 % Dodecylbenzolsulfonat, Na-SaIz 85 %±g 5 % C₁,^₁₅-OxOaIkOhOl χ 8 Äthylenoxid 3 % Seife (Basis Talgfettsäure/Kokosfettsäure)

VLskositätsmessungen (mPa.s)

30 Slurry: 70 % Wirksubstanz

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Zeit

15 min

30 min

60 min ι

10 15

Slurry ohne Regler	100.000	100.000	100.000
+ 3 % Regler
a)	50*000	25.000	2.000
b)	5.000	5.000	4.200
d)'	11.200	11.200 ■	11.200
e)	3.200	2.900	2.800
+ 5 % Regler
a)	24.500	16.000	II.5OO
b)	1.000	3.000	2.5OO
d)	8.000	8.000	8.000
e)	6.000	6.400	'. 6.400

Slurry: 60 ■ '%' Wirksubstanz

20 25

Zeit	15 min	30 min	60 min
Slurry ohne Regler	100.000	100.000	100.000
+ 5% Regler
a)	13.000	7.5ΟΟ '	6.200
b)	700	7.5ΟΟ	1.000
c)	11.000	18.000	20.000
d)	10.000	8.000	14.000
e) ■	13.000	15.000	I.5OO
f)	57.000	40.000	38.000

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Seispiel 3

36 % Na-sulfat .40 % Pentanatriumtriphosphat 5 % Natriummetasilikat χ 5 HpO 1 % Carboxymethylcellulose

3 % Seife (Basis Talgfettsäure/Kokosfettsäure) 10 % Dodecylbenzolsulfonat, Na-SaIz-50 $ig 5 % Talgfettalkohol χ 25 Äthylenoxid

Viskositätsmessungen (mPa.s) Slurry: 70 % Wirksubstanz

15 Zeit	15 min	30 min	60 min
Slurry ohne Regler	100.000	100.000	100.000
+ 5 % Regler
a)	34.000	23.000	14.000
20 b)	6.000	5.5ΟΟ	5.OOO
d)	24.000	24.000	23.000
f)	70.000	70.000	65.000
Beispiel 4

34 % Na-sulfat

20 % Pentanatriumtriphosphat

20 % Zeolith A (Na-Al-Silikat)

10 % Na-metasilikat χ 5 H₂O

1 % Carboxymethylcellulose

3 % Seife (Basis Talgfettsäure/Kokosfettsäure)

7 % Dodecylbenzolsulfonat, Na-SaIz, 85 £ig

5 % C₁-,_/lc-~0xoalkohol χ 8 Äthylenoxid

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Viskositätsmessungen (mPa.s)

Slurry: 70 % Wirksubstanz

Zeit 15 min

30 min

60 min^:

Slurry ohne Regler	100.000	100.000	100.000
+ 3 % Regler
a)	13.000	10.000	8.000
b)	5.000	10.000	5.000
d)	7.000	8.000	8.000
e)	. 6.500	.6.500	6.500

13.000

	800	7	800	7	700
1	.000	9	900	9	800
8	.000	.000	.000
10	.000	.000 ·	.000

Slurry: 60 % Wirksubstanz

Slurry ohne Regler + 3 % Regler a) b)

e)

Beispiel 5

34 % Na-sulfat

15 % Pentanatriumtriphosphat

15 % Zeolith A (Na-Al-silikat)

"10 % Tetranatriumnitrilotriacetat

1 % Carboxymethylcellulose .

10 % Na-metasilikat χ 5 H₂O

3 % Seife (Basis Talgfettsäure/Kokosfettsäure)

7 % Dodecylbenzolsulfonat, Na-SaIz, 85 jiig.

5 % C₁-,.(--Oxoalkohol χ 10 Äthylenoxid

13.000.

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'Viskositätsmessungen (mPa.s)

Slurry: % Wirksubstanz	15 min	30 min	60 min
Zeit	20.000	16.000	11.000
* Slurry ohne Regler
+ 3 % Regler	4.600	3.100	2.500
a)	1.500	1.200	1.200
b)	2.200	2.100	2.100
d)	4.000	5.600	5.000
e)

+ 5 % Regler

a) b) d) e)

	700	1	.000	1.	000
	500		500		550
1.	000	1	.200	1.	200
4.	000	-4	.500	4.	500

■h-

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Claims

BASF Aktiengesellschaft . O.Z. OO50/0J53342 "Patentansprüche - . τ

1. Verwendung von 2 bis 4-wertigen aliphatischen Alkoholen, einbasischen aliphatischen Carbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren und/oder Estern aus den Alkoholen und (Hydroxy)- -Carbonsäuren als Viskositätsregler in wäßrigen Wasch- und Reinigungsmittelaufschlämmungen, dadurch gekennzeichnet j daß die Alkohole und (Hydroxy)Carbonsäuren bzw. die einzelnen Bausteine der Ester 5 bis 9 C-Atome enthalten von denen eines quartär gebunden ist, die

Alkohole und Hydroxycarbonsäuren ausschließlich ' primäre alkoholische Gruppen tragen, und bei den (Hydroxy)-Carbonsäuren die Carboxylgruppe am quartären C-Atom gebunden ist.

- '

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mehrwertige Alkohole Trimethylolpropan, Neopentylglykol. und/oder Pentaerythrit eingesetzt werden.

.

3. Verwendung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als (Hydroxy)Carbonsäuren Pivalinsäure und/ oder Hydroxypivalinsäure eingesetzt werden.

4. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß Neopentylglycolhydroxypivalinsäureester eingesetzt wird. . .

5. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich-. net, daß eine Mischung aus Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäure und/oder Pivalinsäure und/oder die Ester daraus eingesetzt werden.

■228/78 Ze/BL 01.08.78 J

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