DE2853136C3

DE2853136C3 - Wäßriges, oberflächenaktives Mittel

Info

Publication number: DE2853136C3
Application number: DE2853136A
Authority: DE
Inventors: Edward Turnstall Messenger; Douglas Edward Mather; Brinley Morris Phillips
Original assignee: Albright and Wilson Ltd
Current assignee: Solvay Solutions UK Ltd
Priority date: 1977-12-09
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 1998-12-09
Also published as: AU4237878A; IT7869823A0; FR2411233B1; JPS54115683A; DE2853136C2; AU528990B2; DE2853136A1; JPS604875B2; FR2411233A1; IT1160961B

Description

Die Erfindung betrifft konzentrierte wäßrige oberflächenaktive Mittel, die aus Gemischen unterschiedlicher oberflächenaktiver Mittel bestehen.

Gemische von oberflächenaktiven Mitteln werden für viele industrielle Anwendungen und für Haushaltszwecke hergestellt und verkauft. Sie werden häufig in flüssiger Form benötigt, wobei es erwünscht ist, daß sie möglichst viel aktives Material enthalten sollten.

Wenn das Gemisch einen Schmelzpunkt unterhalb oder nur wenig oberhalb der Umgebungstemperatur hat, ist es manchmal möglich, die Zubereitung in der Form eines wasserfreien Gemisches oder eines Gemisches, das bis zu etwa 5% Wasser enthält, zu liefern. Im letztgenannten Fall erscheint die Spur Wasser als Mittel zur Senkung des Schmelzpunktes zu wirken.

Im Fall von Gemischen aus oberflächenaktiven Mitteln, die bei Temperaturen oberhalb etwa 25°C fest sind, war es jedoch häufig nicht möglich, flüssige Zubereitungen bei Konzentrationen oberhalb etwa 30 bis 50 Gew.-% an aktiven Bestandteilen herzustellen, je nach der Art des Gemisches. Kleine Mengen Wasser bis zu etwa 10% senken nicht den Schmelzpunkt ausreichend, während größere Mengen, die ausreichen, um eine Phasenänderung hervorzurufen, die Bildung eines steifen Gels und keine flüssige Lösung ergeben. Es wurde allgemein gefunden, daß dann, wenn die Gesamtkonzentration oberflächenaktiver Bestandteile in einer verdünnten Lösung einem kritischen Stand sich nähert, welcher gewöhnlich etwa 30 Gew.-% beträgt, aber im Fall einiger Mischungen auch höher liegen kann, z. B. bis zu etwa 55 Gew.-%, die Viskosität der Lösung anzusteigen beginnt, wodurch Schwierigkeiten bei der Herstellung und Handhabung der Lösung verursacht werden. An der kritischen Grenze setzt sich die Lösung und bildet ein immobiles Gel oder es tritt eine Phasentrennung auf.

Es ist manchmal möglich, die Konzentration der aktiven Bestandteile durch Zugabe von Modifiziermitteln oder Co-Lösungsmitteln für die Viskosität zu erhöhen, wie durch Alkohole, die als Verdünnungsmittel wirken und sowohl die Viskosität der Lösung senken als auch die Bildung von Gelen inhibieren, so daß höhere Konzentrationen erreicht werden können. Solche Co-Lösungsmittel sind gewöhnlich nur dadurch wirksam, daß sie erhebliche Anstiege der erzielbaren Konzentrationen hervorbringen, wenn sie in relativ großen Mengen vorhanden sind. Einige Lösungsmittel stellen bei diesen Konzentrationen feuergefährliche Stoffe dar und beeinträchtigen in stärkstem Ausmaß die Eigenschaften des Produkts für viele der erwünschten Endverbrauchszwecke und/oder erhöhen die Kosten des Produkts.

Der im folgenden gebrauchte Ausdruck "Konzentration der aktiven Bestandteile" bezeichnet die Gesamtkonzentration von "aktiven" (d.h. oberflächenaktiven) Bestandteilen in der Lösung. Es wurde berichtet, (vgl. z. B. "Advances in Colloid Interface Science" Bd. 1 (1967) Seiten 79-110, insbesondere Seiten 82-83) daß einige oberflächenaktive Verbindungen in der Lage sind, hochviskose, nicht pumpfähige flüssige Kristallphasen zu bilden. Einige dieser Verbindungen bilden eine Phase mit relativ geringer Viskosität, verglichen mit den anderen Flüssigkristallphasen, wobei diese Phase gewöhnlich als "G-Phase" oder lamellare Phase bezeichnet wird und die sich nur innerhalb eines bestimmten Bereichs der Konzentration der aktiven Stoffe bildet. In den meisten Fällen einschließlich und praktisch all derjenigen Verbindungen, die von industriellem Interesse sind, bei denen das Vorhandensein einer "G-Phase" berichtet worden ist, kann diese Phase jedoch nur bei erhöhter Temperatur gebildet werden. So wurde beispielsweise berichtet, daß Natriumlaurylsulfat eine "G-Phase" bei etwa 74°C bildet, die gießfähig ist. Bei der benötigten erhöhten Temperatur wurden diese Beobachtungen jedoch lediglich als von reinem akademischen Interesse angesehen. Es wurde dieses Phänomen nicht für gewerbliche Zwecke angewendet. Außerdem wurde niemals berichtet, daß Gemische verschiedener Arten oberflächenaktiver Mittel in der Lage sind, eine "G-Phase" zu bilden.

Es wurde gefunden, daß bestimmte oberflächenaktive Mittel mit wirtschaftlichem Wert, einschließlich einiger Ammoniumalkylsulfate und einiger Olefinsulfonate eine "G-Phase" bei Umgebungstemperatur bilden. Als Folge dieses Befunds ist man nun in der Lage, diese oberflächenaktiven Mittel in flüssiger Form in viel höherer Konzentration der aktiven Bestandteile herzustellen, als die, die vorher erreicht werden konnte.

Es wurde nun gefunden, daß bestimmte Gemische von oberflächenaktiven Mitteln eine flüssige lamellare sog. "G-Phase" innerhalb eines engen Konzentrationsbereichs bilden, wobei dieser Bereich oberhalb der Konzentration liegt, bei welcher sich eine immobile Phase bildet. Dieser Bereich liegt häufig oberhalb einer Konzentration von 60% aktive Bestandteile und kann so hoch wie 80% aktive Bestandteile liegen.

Die Gemische neigen zur Bildung flüssiger "G-Phasen" bei relativ niedrigen Temperaturen, verglichen mit den typischen Minimaltemperaturen, bei welchen wäßrige Lösungen der meisten oberflächenaktiven Einzelverbindungen, die in der Lage sind, "G-Phasen" zu bilden, in einer derartigen Phase existieren können. Gewöhnlich können die Gemische als flüssige "G-Phase" bei Umgebungstemperaturen oder bei leichtem Erwärmen erhalten werden.

Bei der Herstellung von Lösungen solcher Gemische bei der bestimmten Konzentration, die der Bildung der "G-Phase" entspricht, wurde gefunden, daß man in der Lage ist, pumpfähige Gemische von oberflächenaktiven Mitteln bei Konzentrationen der aktiven Bestandteile zu erhalten, die in manchen Fällen mehr als das doppelte der Maximalkonzentration betrugen, die bisher erzielbar waren. Dies führt zu wesentlichen Ersparnissen bezüglich des Aufwands, die Produkte zu transportieren und zu lagern.

Es wurde auch gefunden, daß die stärker aktiven Zubereitungen gemäß der Erfindung bakteriostatische Eigenschaften aufweisen.

Die Mittel bzw. Zubereitungen sind im allgemeinen überraschend leicht auf übliche Konzentrationen durch Verdünnung zu bringen, verglichen mit oberflächenaktiven Mitteln aus einzelnen Komponenten, und sie zeigen in vielen Fällen wenig oder keine Neigung, eine Zwischen- Gel-Phase bei Zugabe von genügend Wasser zur Bewirkung der Verdünnung zu bilden.

Gegenstand der Erfindung ist ein wäßriges oberflächenaktives Mittel, bestehend aus

a) wenigstens 20 und nicht mehr als 50 Gew.-% Wasser
b) einem Gemisch oberflächenaktiver Stoffe aus wenigstens jeweils 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zubereitung, verschiedener oberflächenaktiver Stoffe, die aus wenigstens 2 Vertretern folgender Verbindungen ausgewählt sind:
neutralisierte Sulfatierungsprodukte eines gegebenenfalls äthoxylierten bzw. propoxylierten Fettalkohols mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und 0 bis 20 Oxyäthylen- und/oder Oxypropylengruppen, Olefinsulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfosuccinate, Alkanolamidsulfosuccinate, Fettsäurecarboxylate, Alkyläthercarboxylate, Alkylphosphate, Alkylätherphosphate, Alkylphenolsulfate, Alkylphenoläthersulfate, Alkylphenoläthersulfonate, Fettsäureestersulfonate, Fettsäuresulfonate, Acylsarcosinate und Acyltaurine, in denen in jedem Fall Alkyl-, Alkenyl- oder Acylgruppen mit durchschnittlich insgesamt 8 bis 22 Kohlenstoffatomen vorhanden sind und etwa vorhandene Äthergruppen Glycerylgruppen und/ oder Polyoxyalkylengruppen darstellen und die Polyoxyalkylengruppen 1 bis 20 Äthylenoxid und/oder Propylenoxid- Einheiten aufweisen, wobei das Gemisch in Gegenwart des Wassers eine flüssige G-Phase mit lamellarer Struktur bei einer Temperatur von unterhalb 23°C aufweist und die Konzentration des Gemisches der aktiven Stoffe bezogen auf das gesamte Mittel innerhalb ± 10% derjenigen Konzentration liegt, die dem Minimalwert in der grafischen Darstellung, wobei Viskosität gegen die Konzentration des Gemisches der aktiven Bestandteile in Wasser aufgetragen ist, entspricht, ggf.
c) weniger als 5 Gew.-% eines nicht-oberflächenaktiven organischen Materials, bezogen auf das Gewicht des Gemisches der aktiven Bestandteile, ggf.
d) weniger als 5% nicht-kolloidalen Elektrolyten, bezogen auf das Gewicht des Gemisches der aktiven Bestandteile, sowie ggf.
e) bis zu 5 Gew.-% nicht ionischen und/oder amphoteren oberflächenaktiven Mitteln, bezogen auf das Gemisch der aktiven Stoffe.

Die als "Äther" bezeichneten Glyceryläther oder Polyoxyalkylenprodukte werden gewöhnlich durch Reaktion eines Alkanols oder Alkylphenols mit Alkylenoxid unter Bildung alkoxylierter Zwischenprodukte hergestellt, welche dann in das fertige anionische Endprodukt übergeführt werden. Z. B. umfaßt der Ausdruck "Alkyläthersulfat" das Produkt, das gewöhnlich durch Alkoxylieren eines Fettalkohols mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 1 bis 20 Mol Äthylen- oder Propylenoxid und Reaktionen des erhaltenen Zwischenprodukts mit einem Sulfatierungsmittel und Neutralisation der gebildeten Alkylätherschwefelsäure hergestellt wird. Der Ausdruck "Olefinsulfonat" ist in ähnlicher Weise in der üblichen Bezeichnungsweise für Handelsprodukte gebraucht, um das Produkt zu bezeichnen, das durch Sulfonieren eines Olefins und Neutralisieren des erhaltenen Sulfonierungsprodukts gebildet wird.

Typisch enthalten die erfindungsgemäßen Mittel 2, 3 oder 4 unterschiedliche oberflächenaktive Mittel, jeweils in einer Konzentration von mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zubereitung.

Die anionischen oberflächenaktiven Mittel gemäß der Erfindung sind allgemein die wasserlöslichen Produkte, die durch Neutralisieren bestimmter Sulfosäuren, Schwefelsäuren, Phosphorsäuren oder Carbonsäuren mit einer Base erhalten werden. Die Base kann in jedem Fall zweckmäßig ein Hydroxid oder Carbonat des Natriums, Kaliums, Lithiums oder Ammoniums sein oder sie kann ein Amin sein, wie Methylamin, Dimethylamin, Äthylamin, Diäthylamin, Trimethylamin, Äthylendiamin, Propylamin, Äthanolamin, Diäthanolamin oder Triäthanolamin. Gemische der genannten Basen können verwendet werden.

Die Säure, die neutralisiert wird, kann z. B. eine Alkylschwefelsäure, eine Alkylphosphorsäure oder ein sulfoniertes Olefin, Alkylbenol, Paraffin, Carbonsäure oder Carbonsäureester oder ein acyliertes Taurin oder Sarcosin oder Carbonsäure sein.

Das oberflächenaktive Mittel kann alternativ ein Sulfosuccinat oder Sulfosuccinamat sein.

In jedem Fall hat das oberflächenaktive Mittel wenigstens eine langkettige Alkylgruppe, wobei die Alkylgruppe oder -gruppen durchschnittlich 8 bis 22 Kohlenstoffatome insgesamt und vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen.

Die oberflächenaktiven Mittel können auch Äthergruppen enthalten, z. B. wie bei den Alkylglycerylsulfaten, Alkylpolyoxyäthylensulfaten, den Alkylphenylpolyoxyäthylensulfaten, den Alkylpolyoxyäthylenphosphaten und den Alkanolamidpolyoxyäthylensulfosuccinaten. In jedem Fall ist die Polyoxyalkylengruppe vorzugsweise entweder eine Polyoxyäthylengruppe oder eine gemischte Oxyäthylenoxypropylengruppe mit jeweils durchschnittlich 1 bis 20, vorzugsweise 2 bis 10 Einheiten.

Ein typisches Beispiel ist ein Gemisch von Alkyläthersulfat mit Alkylbenzolsulfonat, insbesondere mit wenigstens 10, insbesondere wenigstens 50 Gew.-% des Gesamtgemisches der aktiven Bestandteile.

Die "G-Phase" ist eine pumpfähige Phase, die über einen engen Konzentrationsbereich gebildet ist, wobei dieser Bereich gewöhnlich oberhalb 45% und unterhalb 80 Gew.-%, bezogen auf die aktiven Bestandteile liegt und durch eine lamellare Struktur gekennzeichnet ist, bei welcher die Moleküle des oberflächenaktiven Mittels derart assoziiert sind, daß sie Platten undefinierbarer Größe bilden, die durch Ebenen von Wassermolekülen getrennt sind.

In typischer Weise wird dann, wenn ein Gemisch aus oberflächenaktiven Mitteln mit einer Zusammensetzung entsprechend den aktiven Bestandteilen gemäß der Erfindung in wäßrigen Lösungen ansteigender Konzentration aktiver Bestandteile hergestellt wird, gefunden, daß die Moleküle zunächst zu sphärischen Zusammenballungen (Micellen) assoziieren, die mit ansteigender Konzentration an aktiven Bestandteilen stäbchenartig werden. Bei höheren Konzentrationen aktiver Bestandteile drängen sich die Micellen enger zusammen und verursachen einen Anstieg der Viskosität der Lösung und verlängern sich gegebenenfalls in der großen Majorität der Fälle unter Bildung einer regulären hexagonalen Anordnung zylindrischer Micellen des oberflächenaktiven Mittels in einem wäßrigen Medium (die starre Flüssigkristallphase "M 1"). Wenn die Konzentration eines oberflächenaktiven Mittels in der "M 1"-Phase fortschreitend ansteigt, tritt eine Phasenänderung auf und ergibt entweder eine hydratisierte feste Phase oder im Falle von Mischungen von oberflächenaktiven Mitteln gemäß der Erfindung wird die "M 1"-Phase fortschreitend in eine flüssige "G-Phase" überführt, bis ein Viskositätsminimum erreicht wird. Ein weiterer Anstieg der Konzentration der aktiven Bestandteile in der "G-Phase" führt dazu, daß die Viskosität ansteigt, bis ein weiterer Phasenwechsel auftritt. Dies kann zur Bildung entweder einer hydratisierten festen Substanz oder einer zweiten immobilen Flüssigkristallphase (der "M 2-Phase") führen, die der "M 1"-Phase in der Struktur ähnlich ist, aber invers ist, d. h. eine Phase bildet, wobei das Wasser die innere oder diskontinuierliche Phase und das oberflächenaktive Mittel die kontinuierliche Phase bildet.

Die vorherige Beschreibung ist in gewissem Ausmaß vereinfacht. Der Ausdruck "hydratisierte feste Phase" wurde in diesem Zusammenhang in breitem Sinne verwendet, um solche Systeme zu umfassen, die Suspensionen einer festen oder immobilen Gel-Phase umfassen, die innerhalb einer oder mehrerer viskoser Phasen oder Gel-Phasen liegen, um ein mehr oder weniger starres Material zu schaffen, das gewöhnlich ein körniges Aussehen unter einem Polarisationsmikroskop aufweist. Es wurde kein einziges oberflächenaktives Mittel gefunden, das alle verschiedenen Flüssigkristallphasen bildet. Überraschenderweise bilden jedoch alle Gemische in den genannten Gruppen oberflächenaktiver Mittel, die geprüft werden, eine flüssige "G-Phase", selbst in denjenigen Fällen, in denen die Einzelkomponenten keine "G-Phasen" bilden oder diese nur unter Schwierigkeiten bilden, zum Beispiel bei hohen Temperaturen.

Im allgemeinen wurde gefunden, daß in guter Annäherung die Menge des Gemisches aktiver Bestandteile, die benötigt wird, um eine "G-Phase" zu bilden, durch die Formel

bestimmt werden kann, wobei in dieser Formel,

C₁ . . . C_n,

die Konzentrationen der einzelnen aktiven Komponenten sind und,

g₁ . . . g_n,

die Konzentrationen sind, bei welchen jede Komponente getrennt eine "G-Phase" einer minimalen Viskosität bildet. Diese Formel ermöglicht die Abschätzung der Konzentration des Gemisches entsprechend der Mindestviskosität in der "G-Phase" in einer Vielzahl der Fälle. Wenn g nicht bekannt ist oder eine Komponente keine "G-Phase" bildet oder die obige Formel nicht anwendbar ist, kann jede "G-Phase" sehr schnell und leicht bestimmt werden unter Verwendung von üblichen Laboratoriumseinrichtungen, indem man eine Test-Zubereitung herstellt, die eine aktive Konzentration von z. B. 75 Gew.-% (oder gegebenenfalls eine andere, auf der Basis der genannten Formel geschätzte Konzentration) aufweist, und eine Probe auf einem Objektträger auf dem Block eines Mikroskops mit heizbarem Tisch aufbringt. Die Prüfung zwischen gekreuzten Polarisierungskristallen läßt erkennen, in welcher Phase sich die Probe befindet. Die verschiedenen Phasen haben jeweils ein charakteristisches Aussehen, das sich leicht durch Vergleich z. B. mit den Fotografien typischer Flüssigkristallphasen in der klassischen Veröffentlichung von Rosevear, J.Am.Chem. Soc. Bd. 31, S. 628 (1954) oder in J. Colloid und Interfacial Science Bd. 30 No. 4, Seite 500 identifizieren läßt.

Wenn das Gemisch in einer M 1-Phase vorliegt, kann man Wasser von den Kanten der Probe unter dem Deckglas verdampfen lassen, wobei jede Phasenänderung beobachtet werden kann.

Wenn eine "M 2-Phase" oder eine hydratisierte feste Substanz vorliegt, kann Wasser an der Kante der Deckscheibe zugefügt werden und in die Zubereitung eindiffundieren gelassen werden. Wenn in dieser Weise keine "G-Phase" festgestellt werden kann, können die Proben fortschreitend auf dem Block erhitzt werden und die Operation kann wiederholt werden.

Gewöhnlich ist die Zubereitung bei Konzentrationen innerhalb eines Bereichs von ± 10%, vorzugsweise ± 5% z. B. ± 2,5% der Konzentration mit einer minimalen Viskosität pumpfähig. Dieser Bereich wird bei höheren Temperaturen breiter. Es können Zubereitungen erhalten werden an den Grenzen des Bereichs, in welchen die eine oder mehrere feste Gel-Phasen in einer kontinuierlichen "G-Phase" suspendiert vorliegt. Solche Zubereitungen sind häufig nützlich wegen ihres Aussehens und stellen einen bevorzugten Aspekt der Erfindung dar.

Die erfindungsgemäßen Mittel können kleinere Mengen nicht-oberflächenaktiver organischer Lösungsmittel enthalten wie Glycole oder Fettalkohole, sowie von Elektrolyten, wie Natriumchlorid oder -sulfat. Solche Einschlüsse sind häufig als Verunreinigungen in den oberflächenaktiven Mitteln oder der Sulfonsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Carbonsäure vorhanden, die als Ausgangsmaterial bei der Herstellung vorliegen. Es wird jedoch bevorzugt, keine merklichen Mengen Lösungsmittel den erfindungsgemäßen Mitteln bzw. Zubereitungen zuzufügen. Es ist bevorzugt, sofern möglich, die Menge nicht-oberflächenaktiver organischer Lösungsmittel unter 5 Gew.-% des Gemisches der aktiven Stoffe zu halten und vorzugsweise unter 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zubereitung. Am meisten bevorzugt ist, daß diese Menge weniger als 2 Gew.-% der gesamten Zubereitung, z. B. weniger als 1 Gew.-% beträgt. Die Gegenwart anorganischer Salze und ähnlicher nicht-kolloidaler Elektrolyten hat allgemein nicht die gleichen wesentlichen Nachteile wie die Gegenwart organischer Lösungsmittel, ist jedoch trotzdem im allgemeinen unerwünscht, weil die Neigung besteht, daß die Viskosität der flüssigen "G-Phase" bei einer vorgegebenen Konzentration aktiver Bestandteile erhöht wird. Es wird deshalb im allgemeinen bevorzugt, daß die Menge der nicht-kolloidalen Elektrolyten innerhalb der gleichen Grenzen gehalten wird, wie dies für die Relation bezüglich organischer Lösungsmittel genannt wurde. Es gibt jedoch gewisse Umstände, bei welchen die Gegenwart einiger Elektrolyten nützlich sein kann, z. B. wenn der Schmelzpunkt der "G-Phase" leicht oberhalb der Umgebungstemperatur liegt und ein Anstieg des Gehalts an Elektrolyten den Schmelzpunkt ausreichend senken kann, daß eine pumpfähige "G-Phase" ohne Erhitzen erhalten wird. In solchen Umständen kann es manchmal erwünscht sein, daß absichtlich bis zu 5 Gew.-% Elektrolyt zugefügt werden, gewöhnlich Natriumchlorid oder Natriumsulfat. Vorzugsweise beträgt die Menge weniger als 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung.

Die erfindungsgemäße Zubereitung kann gegebenenfalls kleine Mengen, z. B. bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch der aktiven Stoffe, andere oberflächenaktive Mittel enthalten, wie nicht-ionische oder amphotere oberflächenaktive Mittel, ist jedoch vorzugsweise praktisch frei von kationischen oberflächenaktiven Mitteln.

Die erfindungsgemäßen Mittel können durch Verfahren der einzelnen oberflächenaktiven Stoffe in Gegenwart der richtigen Menge Wasser hergestellt werden, um das Produkt in der "G-Phase" zu erhalten. Wenn alle aktiven Bestandteile eine "G-Phase" bilden, ist es häufig zweckmäßig, jede aktive Komponente getrennt in der "G-Phase" herzustellen, z. B. durch Neutralisieren der entsprechenden Säure in Gegenwart der berechneten Menge Wasser, und dann die Komponenten miteinander zu mischen. Wenn nur eine Komponente eine "G-Phase" bei erhöhter Temperatur bildet, kann diese Komponente hergestellt und mit der anderen Komponente bei entsprechend erhöhter Temperatur gemischt werden um sicherzustellen, daß beide Komponenten sich in einem pumpfähigen Zustand befinden. Wenn eine Komponente keine "G-Phase" bildet oder diese nur unter Schwierigkeiten bildet und die andere Komponente eine "G-Phase" leichter bildet, ist es häufig zweckmäßig, die zweite Komponente in der "G-Phase" herzustellen, den sauren Vorläufer der ersten Komponente in Gegenwart der zweiten Komponente zu neutralisieren und Wasser in einer Menge zuzugeben, die ausreicht, das gesamte Gemisch in der "G-Phase" zu halten. Eine andere Methode, die zweckmäßig sein kann, wenn keine der einzelnen Komponenten eine "G-Phase" ausreichend leicht bildet, besteht darin, das Gemisch durch Neutralisieren eines Gemisches der sauren Vorläufer der einzelnen oberflächenaktiven Mittel in Gegenwart ausreichender Mengen Wassers herzustellen, um das Produkt in der "G-Phase" zu halten. Es ist auch möglich, das Gemisch der aktiven Bestandteile in einer anderen Form als der "G-Phase" herzustellen und den Wassergehalt durch Verdampfen aus dem Gemisch oder Diffusion in das Gemisch einzustellen. Das letztgenannte Verfahren ist jedoch gewöhnlich nicht in technischem Ausmaß durchführbar.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

In allen genannten Fällen waren die Produkte der Beispiele mobile "G-Phasen" bei 20°C und durch Vermischen der Komponenten hergestellt worden.

Alle Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen.

Die folgenden Stoffe werden in den Beispielen genannt (wobei der physikalische Zustand derjenige ist, der bei 23°C vorliegt):

ESB70:
(G-Phase) Na-Salz von sulfoniertem NC-Alkohol

NC:
Gemisch geradkettiger primärer Alkohole, überwiegend C₁₂ und C₁₄ mit einem mittleren Molekulargewicht von 194.

LX65:
Na-Salz eines sulfatierten NC-Alkohols (Feststoff-Paste)

LX50:
(viskose Paste) wie LX65

LQ77:
(XG-Phase) Monoäthanolaminsalz von sulfatiertem NC-Alkohol

AOS:
(G-Phase) Na-Salz von einem sulfonierten geradekettigen α-Olefin, Gemisch von C₁₄ und C₁₆

KSN70:
(G-Phase) Na-Salz von sulfatierten geradkettigen, primären, überwiegend C₁₂, C₁₄, C₁₆ und C₁₈ (Gemisch) Alkohol mit 3 Mol Äthoxylat

SS60:
(viskose Paste) Na-Salz von sulfoniertem linearem Alkylbenzol, überwiegend C₁₂-Alkyl.

CDE:
(bewegliche Flüssigkeit) Diäthanolamid von Kokosnuß-Fettsäure mit ca. 90% Reinheit, Rest freies Amin, freier Ester und Glycerin.

LX40:
(viskose Paste) wie LX65.

SPE:
(Feststoff) Na-Salz eines 50 : 50 Gemisches von Mono- und Diphosphatestern eines Addukts von Oleyalkohol mit 3 Mol Athoxylat

SAS60:
(Gemisch von M1- und G-Phasen) Na-Salz von Alkansulfonaten, überwiegend C₁₄, C₁₅, C₁₆ und C₁₇-Gemisch

LZ90:
(Feststoff) Na-Salz von sulfatiertem L1 Alkohol.

SDOS:
(Flüssigkeit) Na-dioctylsulfosuccinat

SDD:
(Flüssigkeit) Dinatriumalkyläthoxysulfonsuccinat auf Basis NC-Alkohol + 3 Mol Äthylenoxid

SGG:
(flüssig) Dinatriumkokosnuß-monoäthanolamid äthoxysulfosuccinat auf Basis Kokosnuß- Fettsäure - monoäthanolamid + 3 Mol Äthoxylat

SGG/C:
(Viskose Paste) wie SGG.

DBS:
(weiße Paste) Natrium-dodecylbenzolsulfonat = 60%

SLES:
(G-Phase) Natriumlaurylalkoholtriäthylenoxysulfat = 70%

Beispiele

Das folgende Beispiel bezieht sich auf Gemische, die nicht leicht durch Mischen hergestellt werden können. Sie wurden durch Neutralisieren eines Sulfonsäure-Vorläufers einer der Komponenten in Gegenwart der anderen Komponente hergestellt.

In allen Fällen wurde eine Neutralisationsschleife unter Rückführung des Materials einer Gesamtkapazität von 205 cm³ für die Herstellung verwendet, wobei die Schleife aus einem kontinuierlichen Kreislauf bestand, in welchen eine Umlaufpumpe eingeschaltet war, die mit 2,2 Liter/Min. arbeitete, ein Wärmeaustauscher, ein Überströmgefäß für das Produkt und ein Mischer außerdem eingeschaltet waren, in welch letzteren getrennt das zweite oberflächenaktive Mittel und die Vorläufer für das erste oberflächenaktive Mittel zugegeben wurden. Das Produkt wurde entnommen, wenn das Material, das der Einspeisung entsprach, aus der Neutralisationsschleife überfloß. In dem folgenden Beispiel sind die genannten Prozentsätze auf das Gewicht bezogen.

Die folgenden zusätzlichen Stoffe wurden in dem folgenden Beispiel verwendet:
DDB-Sulfonsäure:
Basierend auf einem geradkettigen Alkylbenziol mit einem mittleren Molekulargewicht von 246. Die Sulfonsäure hat etwa 96% Konzentration und enthält nicht-ionische Tenside, Schwefelsäure und Wasser als Verunreinigungen.
KSN70:
Wäßriges Na-Salz eines sulfatfreien und mit 3 Mol Äthylenoxid äthoxylierten Gemisches geradkettiger primärer Alkohole, überwiegend C₁₂, C₁₄, C₁₆ und C₁₈, mittleres Molekulargewicht 206. Es enthält 70% Wirkstoff mit 2% nicht-ionischen Tensiden und 1% Natriumsulfat.

Beispiel 13

In die Neutralisationsschleife, die anfangs mit KSN70 gefüllt war, wurden 7,33 g/min KSN70, 4,64 g/min DDB-Sulfonsäure und eine 29,6%ige wäßrige Natriumhydroxidlösung (2,05 g/min) eingespeist. Der pH-Wert wurde durch kleine Änderungen der Einspeisung von Natriumhydroxid auf 7,5 ±0,5 gehalten und die Temperatur wurde auf 40°C gehalten.

Das Produkt war bei Umgebungstemperaturen des Laboratoriums eine bewegliche "G-Phase" und zeigte folgende Analysenwerte:

Oberflächenaktive Sulfonate
= 348) 34,0%
Oberflächenaktive Sulfate
= 440) 36,7%
Nichtionische Tenside 1,9%
Natriumsulfat 1,4%

Beim Verdünnen mit Wasser bildete das Material eine M1-Phase von einem Gesamtgehalt an oberflächenaktiver Substanz von 55%.

Claims

1. Wäßriges oberflächenaktives Mittel, bestehend aus

a) wenigstens 20 und nicht mehr als 50 Gew.-% Wasser
b) einem Gemisch oberflächenaktiver Stoffe aus wenigstens jeweils 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zubereitung, verschiedener oberflächenaktiver Stoffe, die aus wenigstens 2 Vertretern folgender Verbindungen ausgewählt sind:
neutralisierte Sulfatierungsprodukte eines gegebenenfalls äthoxylierten bzw. propoxylierten Fettalkohols mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und 0 bis 20 Oxyäthylen- und/oder Oxypropylengruppen, Olefinsulfonate, Alkylenbenzolsulfonate, Alkylsulfosuccinate, Alkanolamidsulfosuccinate, Fettsäurecarboxylate, Alkyläthercarboxylate, Alkylphosphate, Alkylätherphosphate, Alkylphenolsulfate, Alkylphenoläthersulfate, Alkylphenoläthersulfonate, Fettsäureestersulfonate, Fettsäuresulfonate, Acylsarcosinate und Acyltaurine, in denen in jedem Fall Alkyl, Alkenyl- oder Acylgruppen mit durchschnittlich insgesamt 8 bis 22 Kohlenstoffatomen vorhanden sind und etwa vorhandene Äthergruppen Glycerylgruppen und/ oder Polyoxyalkylengruppen darstellen und die Polyoxyalkylengruppen 1 bis 20 Äthylenoxid- und/oder Propylenoxid- Einheiten aufweisen, wobei das Gemisch in Gegenwart des Wassers eine flüssige G-Phase mit lamellarer Struktur bei einer Temperatur von unterhalb 23°C aufweist und die Konzentration des Gemisches der aktiven Stoffe bezogen auf das gesamte Mittel innerhalb ± 10% derjenigen Konzentration liegt, die dem Minimalwert in der grafischen Darstellung, wobei Viskosität gegen die Konzentration des Gemisches der aktiven Bestandteile in Wasser aufgetragen ist, entspricht, ggf.
c) weniger als 5 Gew.-% eines nicht-oberflächenaktiven organischen Materials, bezogen auf das Gewicht des Gemisches der aktiven Bestandteile, ggf.
d) weniger als 5% nicht-kolloidalen Elektrolyten, bezogen auf das Gewicht des Gemisches der aktiven Bestandteile, sowie ggf.
e) bis zu 5 Gew.-% nicht ionischen und/oder amphoteren oberflächenaktiven Mitteln, bezogen auf das Gemisch der aktiven Stoffe.

2. Oberflächenaktives Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gemisch b) n aktive Komponenten vorhanden sind, wobei n eine ganze Zahl größer als 1 ist und wobei die aktiven Bestandteile jeweils in der Lage sind, eine "G"-Phase mit Wasser bei Konzentrationen von g₁ . . . g_n zu bilden und in dem Gemisch jeweils in Konzentrationen von c₁ . . . c_n vorhanden sind, derart, daß die Beziehung gilt:

3. Oberflächenaktives Mittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in b) wenigstens 2 verschiedene Komponenten jeweils in Mengen vorhanden sind, die mehr als 10 Gew.-% der Zubereitung betragen.

4. Oberflächenaktives Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch der aktiven Bestandteile b) wenigstens 10 Gew.-% eines Alkyläthersulfats und wenigstens 10 Gew.-% eines Alkylbenzolsulfonats enthält.

5. Oberflächenaktives Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch der aktiven Stoffe b) mindestens 10 Gew.-% eines Alkyläthersulfats und wenigstens 10 Gew.-% eines Olefinsulfonats enthält.

6. Oberflächenaktives Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus aktiven Bestandteilen b) wenigstens 10 Gew.-% eines Alkylsulfosuccinats und wenigstens 10 Gew.-% eines Alkylsulfats enthält.

7. Oberflächenaktives Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus aktiven Bestandteilen b) wenigstens 10 Gew.-% eines Alkyläthersulfosuccinats und wenigstens 10 Gew.-% eines Alkyläthersulfats enthält.

8. Oberflächenaktives Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus aktiven Bestandteilen b) wenigstens 10 Gew.-% eines Alkanolamidoäthersulfosuccinats und wenigstens 10 Gew.-% eines Alkyläthersulfats enthält.