DE3123681C2

DE3123681C2 - Verfahren zur Herstellung einer hochkonzentrierten wäßrigen Lösung eines Salzes eines α-Sulfofettsäureesters

Info

Publication number: DE3123681C2
Application number: DE3123681A
Authority: DE
Inventors: Yozo Miyawaki; Toshiaki Funabashi Chiba Ogoshi; Shizuo Sekiguchi
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1980-06-16
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1985-05-15
Also published as: JPS6036421B2; DE3123681A1; JPS577462A; US4404143A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hochkonzentrierten wäßrigen Lösung eines Salzes eines α-Sulfofettsäureesters, bei dem man a) das sulfonierte Produkt eines Fettsäureesters mit einer wäßrigen Lösung kaustischen Alkalis einer Konzentration von 15 bis 50 Gew.%, in Gegenwart eines Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 5 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des sulfonierten Produktes, zur Bildung eines weitgehend neutralisierten Produktes eines pH-Wertes von 2,5 bis 4 neutralisiert und dann b) zu dem derartig neutralisierten Produkt zur Einregelung seines pH-Wertes auf 6 bis 7 eine wäßrige Lösung kaustischen Alkalis einer Konzentration von 1 bis 5 Gew.% hinzugibt. Die derartig erhaltene wäßrige Lösung des Salzes des α-Sulfofettsäureesters enthält lediglich kleine Mengen an unerwünschtem α-Sulfofettsäuresalz.

Description

a) dem zu neutralisierenden sulfonierten Produkt 5-20 Gew.-«, bezogen auf das Gewicht des sulfonierten Produkts, eines Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einer beliebigen Mischung derselben zugibt und mit einer wäßrigen Lösung kaustischen Alkalis einer Konzentration von 15-50 Gew.-% den pH-Wert der Mischung auf 2,5 bis 4 einstellt und dann

b) In dem derartig (sauren) neutralisierten Produkt den pH-Wert auf 6-7 mit einer wäßrigen Lösung kaustisehen Alkalls einer Konzentration von 1-5 Gew.-% einstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung des Salzes d,--. a-Sulfofettsäureesters einer Konzentration von 50-65 Gew.-« verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hochkonzentrierten wäßrigen Lösung eines Saizes eines a-Su!fofettsäureester. Ganz besonders befaßt sie sich mit einem Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Lösung, die eine niedrige Konzentration eines Saizes einer α-Sulfofettsäure und eine hohe Konzentration eines Salzes eines α-Sulfofettsäureesters enthält.

Es Ist aus der DE-AS 24 55 891 und der DE-AS 14 43 990 bekannt, daß eine wäßrige Lösung eines Salzes eines α-Sulfofettsäureesters dadurch hergestellt werden kann, indem zunächst ein Fettsäureester sulfoniert und | dann das erhaltene sulfonlerte Produkt mit einer wäßrigen Lösung eines kaustischen Alkalls, gegebenenfalls nach Bleichen, neutralisiert wird (vgl. auch DE-AS 25 44 846 und DE-AS 16 68 213). Es 1st des weiteren aus der DE-AS 24 52 216 und aus Fette, Seifen, Anst. 11, S. 956 (1970) bekannt, daß die Esterblndung dazu neigt, |i während der Sulfonierung, des Bleichens und des Neutrallslerens während dieses Verfahrens aufgetrennt zu *

werden. Die Aufspaltung der Esterblndung ruft zwangsläufig das Entstehen von Nebenprodukten des Salzes der | α-Sulfofettsäure hervor. Jedoch ist das Salz der α-Sulfofettsäure lediglich geringfügig in Wasser löslich und zeigt | darüber hinaus schlechte Oberflächenaktivität. Daher ist es nachteilig, wenn als Nebenprodukt das a-Sulfofettsäuresalz In der wäßrigen Lösung des α-Sulfofettsäureestersalzes enthalten Ist.

Es wurden verschiedene Versuche unternommen, die Aufspaltung der Esterblndung zu verhindern und die Bildung des unerwünschten α-Sulfofettsäuresalzes zurückzudrängen. Die Mehrzahl dieser Vorschläge betreffen jedoch die Verbesserung der Sulfonierung oder des Bleichens. Versuche, die Neutralisation zu verbessern, sind kaum unternommen worden. Die einzige Verbesserung der Neutralisation besteht darin, daß sie unter relativ

•10 milden Bedingungen durchgeführt wird, um die Aufspaltung (oder Hydrolyse) der Esterbindung während der Neutralisation zu verhindern.

Ferner ist es selbstverständlich, daß eine hohe Konzentration der wäßrigen Lösung eines oberflächenaktiven Mittels allgemein angestrebt wird. Das gilt auch für eine wäßrige Lösung eines a-Fettsäureestersalzes. In dem Falle, daß die Konzentration der wäßrigen Lösung eines Saizes eines α-Sulfofettsäureesters niedrig ist, ergeben

« sich Nachtelle bei der Lagerung und des Transportes. Eine wäßrige Lösung des Salzes eines a-Fettsäureesters hoher Konzentration kann theoretisch durch Konzentrierung einer wäßrigen Lösung niedriger Konzentration oder durch Neutralisation des sulfonierten Produktes eines Fettsäureesters mit einer hochkonzentrierten alkalischen Lösung erhalten werden. Die erstere Methode wird jedoch aufgrund der Tatsache nicht empfohlen, daß der Gehalt an dem unerwünschten Jt-Sulfofettsäuresalz durch das Erhitzen während der Konzentrierung angehoben wird. Andererseits zeigt die Neutralisation des sulfonierten Fettsäureesters durch die Verwendung einer hochkonzentrierten wäßrigen Lösung eines kaustischen Alkalis dadurch einen Nachteil, daß die Viskosität der Lösung Im Verlaufe der Neutralisation stark angehoben wird (was selbst in dem Falle gilt, daß eine relativ verdünnte wäßrige Lösung eines kaus:ischen Alkalls verwendet wird), wodurch ein gleichmäßiges Rühren schwierig wird. Daraus resultiert es, daß ein Bereich mit überschüssigem Alkall in der zu neutralisierenden wäßrigen Lösung lokal gebildet und daher die Esterblndung Im allgemeinen hydrolysiert wird. In dem Falle, daß eine wäßrige Lösung eines kaustischen Alkalls hoher Konzentration verwendet wird, wird die unerwünschte Hydrolyse der Esterbindung beschleunigt. Demzufolge wird die Verwendung einer hochkonzentrierten wäßrigen kaustischen Alkallslösung zur Neutralisation des sulfonierten Fettsäureesters nicht empfohlen.

Wie es oben bereits dargelegt wurde, 1st die Herstellung einer wäßrigen Lösung des Salzes eines a-Sulfofettsäureesters, der ein a-Sulfofettsäureestersalz in hoher Konzentration (d. h. ein erwünschtes oberflächenaktives J.¹¹ Mittel), jedoch das Salz einer α-Sulfofettsäure In niedriger Konzentration (d. h. eine unerwünschte Verunreinl- )' gung) enthält, äußerst schwierig.

Es Ist daher ein Ziel der Erfindung, die vorgenannten Mängel herkömmlicher Verfahren zur Herstellung einer , wäßrigen Lösung des Salzes eines α-Sulfofettsäureesters zu beheben. Ganz besonders bezweckt die Erfindung die » Schaffung einer hochkonzentrierten wäßrigen Lösung eines Salzes eines α-Sulfofettsäureesters, die, als Verunreinigung, das Salz der α-Sulfofettsäure In niedriger Konzentration enthält.

Gegenstand der Erfindung 1st daher ein Verfahren zur Herstellung einer hochkonzentrierten wäßrigen Lösung eines Salzes eines α-Sulfofettsäureesters, einer Fettsäure mit 10-24 Kohlenstoffatomen und eines Alkohols mit * ^J |

1-4 Kohlenstoffatomen, ggf. durch Bleichen mittels Wasserstoffperoxid und durch Neutralisation des sulfonierten Fettsäureesters mittels einer wäßrigen kaustischen Alkalilösung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Neutralisation In zwei Stufen durchführt, wobei man

a) dem zu neutralisierenden sulfonierten Produkt 5-20 Gew.-S6, bezogen auf das Gewicht des sulfonierten Produkts, eines Alkohols mit 1-4 Kohlenstoffatomen oder einer beliebigen Mischung derselben zugibt und mit einer wäßrigen Lösung kaustischen Alkalis einer Konzentration von 15-20 Gew.-Sä den pH-Wert der Mischung auf 2,5-4 einstellt und dann

b) in dem derartig (sauren) neutralisierten Produkt den pH-Wert auf 6-7 mit einer wäßrigen Lösung kaustischen Alkalis einer Konzentration von 1-5 Gew.-% einstellt.

Vor der detaillierten Beschreibung der Neutralisationsmaßnahme, die bei der Herstellung der gewünschten Lösung hoher Konzentration des Salzes eines or-Sulfofettsäureesters bedeutsam ist, noil die Sulfonierung des Fettsäureesters ausführlich beschrieben werden.

Zu den Fettsäureestern, die für die Zwecke der Erfindung herangezogen werden, zählen diejenigen, die von Fettsäuren mit 10-24 Kohlenstoffatomen und Alkoholen mit 1-4 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind, da die resultierende fertige Lösung, die erfindungsgemäß eingesetzt wird, als ein oberflächenaktives Mittel verwendet werden soll. Entweder lineare Fettsäuren oder verzweigte Fettsäuren können als saurer Bestandteil herangezogen werden. Beispiele typischer Fettsäureester sind Methylcaprlonat, Methyllaurat, Methyl myrlstat, Äthyllaurat, Propylmyristat, Methylpalmitat, Äthylpalmitat, Methylstearat, Äthylstearat, Äthylarackat, Methylbehenat, Methyllignocerat, gehärteter Kokosnuß(öl)fettsäuremethylester, gehärteter Taigfettsauremethyiester, gehärteter Palm(öl)fettsäuremethylester u. dgl. Diese Fettsäureester können allein oder in beliebiger Mischung miteinander verwendet werden.

Die Sulfonierung der Fettsäureester kann typischerweise unter Verwendung von Schwefeltrioxid (SO₃) als Sulfonlerungsmittel durchgeführt werden. Die Sulfonierung kann einerseits kontinuierlich oder andererseits ansatzweise durchgeführt werden, nobel jedoch Sulfonierungsbedingungen gewählt werden sollten, unter denen keine wesentliche Spaltung der Esterblndung auftritt. Derartige Bedingungen können leicht vom Fachmann aufgefunden werden. So können z. B. Fettsäureester unter Verwendung von SOj-Gas, verdünnt mit einem inerten Gas (z. B. Stickstoff oder Luft) auf 0,5 bis 20 Vol.-%, als Sulfonierungsmittel eingesetzt werden, wobei das Mol.-Verhältnis des SO₁ zu den Fettsäureestern 0,9 bis 1,5 und die Temperatur etwa 30 bis 100⁰C beträgt. Da die Sulfonierung oer Fettsäureester in zwei Stufen abläuft, wird die erhaltene Reaktionsmischung zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von etv: : 30 bis 100° C gealtert.

Die so hergestellten siilfon'erten Fettsäureester können direkt neutralisiert werden. Jedoch können die sulfo- ^

nierten Fettsäureester zweckmäßig? weise und mit Vorteil vor der Neutralisation gebleicht werden. Das geschieht deshalb, well nicht nur das Bleichen zur Verbesserung der Farbe der fertigen Lösung des Salzes der a-Suifofettsäureester wirksam ist, sondern auch die nachfolgende Neutralisation in vorteilhafter Weise beeinflußt werden kann. Obwohl beliebige herkömmliche Bleichtechniken angewandt werden können, werden die sulfonierten Fettsäureester vorzugsweise unter Verwendung von Wasserstoffperoxid in Gegenwart eines Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur von 50 bis 100° C gebleicht. Die Menge des Hyo-.t,*enperoxids und des Alkohols, die bei dem Bleichen der sulfonierten Fettsäureester gewählt wird, beträgt gewöhnllcherweise -w 0,5 bis 10 Gew.-Teile, bzv/. 1 bis 20 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der sulfonierten Fettsäureester. Das Wasserstoffperoxid kann In Form einer wäßrigen Lösung einer Konzentration von 10 Gew.-% oder mehr verwendet werden. Als Alkohol, der In dem Bleichsystem vorliegen sollte, kann Methanol vorteilhafterweise verwendet werden, wenn es sich bei den Fettsäureestern um Methylester handelt. Die Verwendung von Äthanol führt zu Vorteilen, wenn die Fettäsureester Äthylester darstellen.

Die sulfonierten Fettsäureester, vorzugsweise nach dem Bleichen, werden bei der nachfolgenden Neutralisation neutralisiert. Wie es bereits vorstehend dargelegt wurde, werden die sulfonierten Fettsäureester unter Verwendung einer wäßrigen Lösung kaustischen Alkalis mit relativ hoher Konzentration neutralisiert, d. h. 15 bis 50 Gew.-% In Gegenwart eines Alkohols mit 1 b's 4 Kohlenstoffatomen In einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der sulfonierten Fettsäureester. Das bedeutet, daß die sulfonierten Fettsäureester und die wäßrige kaustische Alkalilösung gleichmäßig miteinander gemischt werden, bis der pH-Wert der Mischung 2,5 bis 4 beträgt. Auf diese Weise wird ein (saures) neutralisiertes Produkt erhalten.

Es wurde gefunden, daß alle α-Sulfofettsäureester Im wesentlichen neutralisiert und in die Salze der ar-Sulfofettsäureester In dem neutralisierten Produkt eines pH-Wertes von 2,5 bis 4 überführt werden können und daß auch die Esterbindungen nicht hydrolysiert werden. Dabei wird die Mischung der α-SuIfofettsäureester und der wäßrigen kaustischen Alkalilösung in einer derartig niedrigen Viskosität gehalten, daß ein sorgfältiges und gleichmäßiges Mischen der Mischung während des Neutralisieren erfolgen kann, bis der pH-Wert der Mischung 2,5 bis 4 beträgt. Dieses geht vermutlich darauf zurück, daß die anorganischen Substanzen nicht neutralisiert werden und der Gehalt an anorganischen Salzen niedrig Is'. Wenn der pH-Wert der neutralisierten Mischung weniger als 2,5 beträgt, dann wird die Viskosität sehr niedrig gehalten, wobei die Aufspaltung der ^o Esterblndung durch die Azidität bewirkt wird. Im Gegensatz dazu steigt die;'Viskosität-an und ein gleichmäßiges Mischen kann nicht erfolgen, wenn der pH-Wert des neutralisierten Produktes mehr als 4 beträgt. Daraus ergibt es sich, daß die Spaltung der Esterblndung auftritt.

Die Neutralisation erfolgt In Gegenwart eines Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der sulfonierten Fettsäureester. Der Alkohol sollte zu dem Neutrall- &> sationsreaktlonssystem vor Einleitung der Neutralisation gegeben werden. Selbst in dem Falle, bei dem ein Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen In dem zu neutralisierenden sulfonierten Produkt vorliegt (z.B. der verwendete Alkohol bei dem gegebenenfalls durchzuführenden Bleichen In dem sulfonierten Produkt verbleibt),

sollte der Alkohol, der zur erfindungsgemäß angestrebten Neutralisation nötig Ist, dem Neutralisationssystem zugegeben werden. Die bei der Neutralisationsmaßnahme herangezogenen Alkohole können beliebige aliphalische Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen. Beispiele derartiger Alkohole sind Methanol, Äthanol, n-PropanoI, Iso-propanol, n-Butanol, sec-ButanoI oder tert.-Butanol. Diese Alkohole können allein oder in belie-ί biger Mischung miteinander verwendet werden. Jedoch wird die Verwendung des Alkohols empfohlen, der dem der alkoholischen Komponente des zu neutralisierenden Fettsäureesters gleich ist. Demzufolge ist z. B. die Verwendung von Methanol in dem Falle des Methylesters und die Verwendung von Äthanol In dem Falle des Äthylesters zweckmäßig.

Die wäßnge kaustische Alkalilösung, die zur Neutralisation verwendet wird, sollte eine Konzentration von 15 '"'· bis 50 Gew.-% aufweisen. In dem Falle, In dem die Konzentration der wäßrigen kaustischen Alkalilösung weniger als 15 Gew.-% beträgt, steigt die Viskosität der Mischung während der Neutralisation. Ein gleichmäßiges Rühren der Mischung wird daher schwierig. Als ein Ergebnis dessen ergibt sich in einem lokalen Bereich ein Überschuß an Alkali während der Neutralisation in der Mischung, so daß die unerwünschte Hydrolyse der Esterbindung auftritt. Im Gegensatz dazu steigt die Viskosität der Mischung während der Neutralisation an und '5 ein gleichmäßiges Mischen wird schwierig, wenn die Konzentration der wäßrigen kaustischen Alkalilösung mehr als 50 Gew.-% beträgt. Typische Beispiele kaustischer Alkalien sind Natriumhydroxid, Kaiiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Bariumhydroxid, Calciumhydroxid u. dgl. Diese kaustischen Alkalien können allein oder in beliebiger Mischung miteinander verwendet werden. Die geeignete Neutralisationstemperatur beträgt 30 bis 80° C, obwohl hierin keine Beschränkung auf den Temperaturbereich zu sehen ist.
2'¹ Erfindungsgemäß wird der pH-Wert der sauren neutralisierten Produkte eines pH-Wertes ν..ΐ 2,5 bis 4, erhalten durch Neutralisation, dann auf den Wert von 6 bis 7 unter Verwendung einer 1 bis 5 gew.-S'gen wäßrigen kaustischen Alkalilösung eingestellt. Wen« der pH-Wert des sauren neutralisierten Produktes nicht auf den pH-Wert von 6 bis 7 eingestellt wird, werden die Salze der ar-Sulfofettsäureester während der Lagerung unter Bildung von Salzen der entsprechenden ar-Sulfofettsäuren als Nebenprodukt hydrolysiert. Die bei der pH-Werteinsteilung verwendeten wäßrigen kaustischen Alkalilösunp?n können die gleichen wie bei der vorgenanngen Neutralisationsmaßnahme sein. Sie können sich jedoch auch davon unterscheiden. Im allgemeinen wird zweckmäßigerweise eine verdünnte wäßrige Lösung des Natriumhydroxids oder des Kaiiumhydroxids verwendet. In dem Falle, in dem jedoch die Konzentration der wäßrigen kaustischen Alkalilösung zu niedrig ist, wird die Konzentration der fertigen wäßrigen Lösung des Salzes des ct-Sulfofettsäureesters unzweckmäßigerweise -■·' herabgesetzt. Im Gegensatz dazu tritt die unerwünschte Aufspaltung der Esterbindung während der pH-Werteinstellung in dem Falle ein, in dem die Konzentration der wäßrigen kaustischen Alkalilösung zu hoch Ist. Somit sollte die Konzentration der wäßrigen kaustischen Alkalilösung, die zur pH-Werteinstellung gewählt wird, innerhalb des Bereiches von 1 bis 5 Grw.-% liegen. Die geeignete Temperatur zur pH-Werteinregelung liegt zwischen 30 und 80° C, obwohl auch hierin keine Beschränkung gesehen werden soll

K Wie oben bereits dargelegt, kann eine hochkonzentrierte wäßrige Lösung des Salzes eines a-Sulfofettsäureesters mit hoher Konzentration von 50 bis 65 Gew.-% vorteilhafterweise aufgrund der Neutralisation und der nachfolgenden Einstellung des pH-Wertes erfindungsgemäß hergestellt werden. Obwohl die Estersalzlösung durch die Neutralisation hergestellt wird, bei der eine relativ hochkonzentrierte kaustische Alkalilösung verendet wird, kann eine vorteilhafte bzw. zweckmäßige wäßrige Lösung des Salzes eines a-Sulfofettsäureesters hoher Reinheit (z. B. von 95% oder mehr) und mit einem Gehalt an einer kleinen Menge eines Salzes der ar-Sulfofettsäure (z. B. 5% oder weniger) erhalten werden. Dieses geht darauf zurück, daß die Hydrolyse der Esterblndung wirksam verhindert werden kann, da die Neutralisation in Gegenwart des niederen Alkohols durchgeführt wird. Des weiteren wird das anfallende Wasserstoffperoxid während der Neutralisation in dem Falle zersetzt, in dem die sulfonierten Fettsäureester mit Wasserstoffperoxid vor der Neutralisation gebleicht werden. Daher wird die Farbe der Lösung des weiteren verbessert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen noch näher erläutert werden.

Die sulfonierten Fettsäureester, die bei den folgenden Beispielen verwendet werden, werden wie folgt hergestellt.

In einen Rührkesselreaktor, der mit einem Zuführungsrohr, einem Thermometer und einem Rührer versehen war. wurden 2900 Gew.-Telle eines äußerst gehärteten Talgfettsäuremethylesters eines durchschnittlichen Molekulargewichts von 290 segeben. Unter Rühren wurde bei einer Temperatur von 8O⁰C erhitzt. 1040 Gew.-Teils 5 vol.-%lgen Schwefeltrloxldgases, verdünnt mit Stickstoffgas (1,3 Mol Schwefeltrioxid pro Mol Ester) wurden der Esterflüssigkeit während 60 Minuten unter Rühren '.ug^eben. Die Reaktionsmischung wurde bei einer Temperatur von 80° C während 20 Minuten gealtert. Auf diese Welse wurde das sulfonlerte Produkt A erhalten. " 500 Gew.-Telle des sulfonierten Produkts A wurden In den Behälter, der mit einem Rührer verschen war, gegeben.

75 Gew.-Teile Methanol und 21,4 Gew.-Teile 35%igen Wasserstoffperoxids (d. h. 7,5 Gew.-Telle bezogen auf HjOj) wurden zu dem Behälter gegeben. Danach folgte ein Bleichen bei ei-ie·· Temperatur von 80° C während 60 Minuten unter Rühren. Auf diese Weise wurde das sulfonlerte Produkt B erhalten.

^⁰ Die sulfonierten Produkte C und D wurden aus dem sulfonierten Produkt A In der im Zusammenhang mit dem sulfonierten'Produkt B beschriebenen 'Weise hergestellt; wobei jedoch die Bleichbedingungen, wle^in-der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt, verändert wurden.

Des weiteren wurden die sulfonierten Produkte E und F in der Im Zusammenhang mit der Herstellung des sulfonierten Produkts B beschriebenen Weise hergestellt, wobei jedoch äi;Gerst\gehärteter Palmölfettsäure-^6j methylester bzw. Methylstearat anstelle des gehärteteti Talgfettsäuremethylesters verwendet wurde.

Die Bedingungen bei der Herstellung der sulfonierten Produkte A bis F sowie deren Eigenschaften werden In der folgenden Tabelle Ϊ zusammengefaßt.

Tabelle 1

Sulfbniertes Produkt No.

1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3
80	80	80	80	80	80
-	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
-	1,5	30	-	15	15
-	80	80	80	80	80
98,3	98,3	98,5	98,4	97,8	97,6
3000	100	250	2100	50	120
81,5	100	100	54,5	100	100

Herstellungs- SCVFettsäureester (Mol.-Verhältnis) bedingungen Sulfonierungstemperatur (⁰C)

Bleich- Zugabemenge des H₂O₂ (%)

bedingungen Zugabemenge des

Methanols (%)

Bleichtemperatur (⁰C)

Eigenschaften Sulfonierungsumsatz ⁺¹) (%)

Farbe ⁺²) Estergehalt ^+J) (%)

Anmerkung:

^+l) Der Sulfonierungsumsalz wurde nach dem Pelroläthercxtraktionsverfahren ermittelt.

^t2) Die Farbe wurde ausgedrückt durch den Wert (-log r) X 10¹ nach Bestimmung der Absorption (r) des Lichtes einer Wellenlänge von 420 nm durch eine S'/iige Äthanollösung.

^+J) Der Estergehalt wurde dadurch ermittelt, daß separat das Salz des a-Sulfofettsäurecsters und das Salz der a-Sulfofettsäure bestimmt wurden, nachdem sie unter Ausnutzung des Löslichkeitsunterschiedes in wäßrigem Äthanol voneinander getrennt worden waren. Das Verhältnis des Esters in dem aktiven Bestandteil wurde als Estergehalt angegeben.

Beispiel 1

Die sulfonierten Produkte A bis D der gehärteten Talgfettsäure wurden unter verschiedenen Neutralisationsbedingungen, die in der Tabelle 2 angegeben sind, neutralisiert. Auf diese Weise wurden wäßrig-e Lösungen der Natriumsalze der ar-Sulfofettsäureester in Form äußerst gehärteter Talgfettsäuremethylester erhalten. Der Wendepunkt einer jeden Titrationskurve der sulfonierten Produkte A bis D erschien nahe des pH-Wertes von 3,5. Daher wurde die Zugabemenge des zur Neutralisation dienenden Natriumhydroxids aus der Menge des Natriumhydroxids ermittelt, durch die das sulfonlerte Produkt bis zu dem Wendepunkt neutralisiert wurde.

Die berechneten Mengen der wäßrigen kaustischen Sodalösungen mit verschiedenen Konzentrationen wurden in Behälter eingewogen -and süf eins Temperatur von 40" C erhitzt. Eine gleichmäßige Mischung von 100 Gew-Tellen eines jeden der sulfonierten Produkte A bis D und eine vorbestimmte Menge Methanol wurden zu der wäßrigen kaustischen Sodalösung gegeben und unter heftigem Rühren neutralisiert. Die Temperatur der neutralisierten Mischung betrug nach Abschluß der Neutralisation 50 bis 55° C.

Eine 5- oder 12«lge wäßrige kaustische Sodalösung wurde allmählich unter sorgfältigem Rühren während 30 Minuten zu dem neutralisierten Produkt zur Einstellung seines pH-Wertes auf etwa 6,5 gegeben, nachdem das Kühlen des neutralisierten Produktes auf eine Temperatur von 50 bis 55° C erfolgte, wobei das neutralisierte Produkt des Versuchs No. 2 mit im wesentlichen neutralem pH-Wert ausgenommen war.

Die Neutralisationsbedingungen und die Bedingungen zur pH-Werteinstellung sowie die Eigenschaften der neutralisierten Produkte sowie der Fertigprodukte werden In der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengestellt. Der Gehalt an E-Uer, der Sulfonlerungsumsatz und die Farbe wurden in der gleichen Welse wie bei den sulfonierten Produkten ermittelt.

Tabelle 2

Versuchsnummer	1	2*	3	4*	5*	6	7*	8	9
Art des sulfonierten
Produktes	A	B					C		D

Neutrali- Konzentration des 18

sation NaOH (%)

Zugabemenge des 71

NaOH (Teile)

Zugabemenge des 15

Methanols

Konzentration des NaOH (%) zur 5 DH-Werteinst

22 25 25 20 48

50 42,8 42,8 53,6 22,3

15 15 15 - 15

5 12 5 5

22 30 18

44,5 32,8 71
15 15

5 5-5

Fortsetzung

Verruchsnummer	1	2*	3	4*	5*	6	7*	8	9
Art des sulfonierten
Produktes	A	B					C		D

Eigen- pH-Wert des neutrali- 3,7

schaft sierten Produktes

pH-Wert des 6,3

Fertigproduktes

6,5

Viskosität des (Ns/m²) 2-3 neutralisierten Produktes 12

Viskosität des (Ns/m²) 20 Fertigproduktes

Konzentration des aktiven 52,6 Bestandteils im neutralisierten Produkt (%) 50,1

Konzentration des aktiven 51,0 Bestandteils

3,5 3,5 3,5 3,5

6,5 6,5 6,5 6,5

1-2 1-2 25-30 25-28

15 13 300 200-25

52,0 51,9 53,4 60,1

50,1 51,2 51,4 57,6 100 100 74,1 98,8

3,5	3,5	3,5
6,3	6,3	6,5
-	etwa 1	2- 3
60-70	10	20-25
52,0	51,1	52,3
50,1	49,2	51,2
90,5	100	54,1
90,4	100	53,8
98,5	98,5	98,4
160	125	1750

im Fertigprodukt (%) Estergehalt des neutrali- 81,4 sierten Produkts (%) 83,5

Estergehalt des 81,3 100 89,5 74,0 98,6

Fertigproduktes (%)

Sulfonierungsumsatz (%) 98,3 98,3 98,3 98,3 98,3 98,3
Farbe 2920 60 60 60 85 55

*) Vergleichsversuch

Die Viskositälswerte lassen sich in Poise ausdrucken, indem sie mit dem Faktor 10 multipliziert werden.

Es wird aus den Ergebnissen der Tabelle 2 klar, daß In dem Falle, in dem das Sulfonlerungsprodukt In einer Stufe auf den pH-Wert von 6,5, wte beim Versuch No. 2, neutralisiert wurde, der Esiergehäit uüich die Hydrolyse gesenkt wurde. In dem Falle, In dem kein Methanol während des Neutralislerens, wie bei den Versuchen No. 5 und 7, hinzugefügt wurde, wurde der Gehalt des Esters aufgrund des Auftretens der Hydrolyse der Esterblndung herabgesetzt, obwohl das sulfonierte Produkt bis zu dem Wendepunkt neutralisiert wurde. Des weiteren wurde der Gehalt an Ester aufgrund des Auftretens der Hydrolyse der Esterbindung in dem Falle herabgesetzt, daß eine verdünnte wäßrige kaustische Alkalilösung zur pH-Wertelnstellung, wie beim Versuch No. 4, nicht verwendet wurde.

Im Gegensatz dazu trat keine wesentliche Hydroylse der Esterblndung bei der Neutralisation bei den Versuchen No. 1, 3, 6, 8 und 9 auf, die auf der Erfindung beruhen. Ganz besonders dann, wenn das sulfonierte Produkt eines hohen Estergehaltes, wie bei den Versuchen 3, 6 und 8, verwendet wurde, war der Gehalt des Dinatrtumsalzes der α-Sulfofettsäure in Form der extrem gehärteten Talgfettsäure sehr niedrig (weniger als 2%). Daher können die Fertigprodukte mit Vorteil als oberflächenaktives Mittel verwendet werden.

Beispiel 2

Eine gleichförmige Mischung von 100 Gew.-Telien des sulfonierten Produktes E des gehärteten Palmölfettsäuremethylesters und 15 Gew.-Telle Methanol wurden zu 47,4 Gew.-Teilen einer 23%igen wäßrigen kaustischen Sodalösung bei 40° C gegeben. Das erfolgte unter starkem Rühren. Die Temperatur des neutralisierten Produktes wurde auf 60 bis 65° C angehoben. Die Eigenschaften des neutralisierten Produktes waren wie folgt:

pH-Wert etwa 3,5

Estergehalt 99,5%

Konzentration des aktiven Bestandteils 50,2%

Das derartige erhaltene neutralisierte Produkt wurde auf 50 bis 55° C abgekühlt. Dann wurde eine 5%ige wäßrige kaustische Sodalösung alimählich zu dem neutralisierten Produkt während 30 Minuten hinzugegeben, um seinen pH-Wert auf etwa 6,5 einzustellen. Die Eigenschaften des erhaltenen Fertigproduktes waren wie folgt:

Konzentration des aktiven Bestandteils 48,496
Estergehalt 99,5»

Sulfonierungsumsatz 97,896

Farbe 18

Beispiel 3

Eine gleichmäßige Mischung aus 100 Gew.-Tellen des sulfonierten Produktes F des Methylstearats und Gew.-Tellen Methanol wurde zu 45,8 Gew.-Tellen der 2396igen wäßrigen kaustischen Sodalösung bei 40° C gegeben. Es erfolgte ein Neutralisieren unter starkem Rühren. Die Temperatur der neutralisierten Mischung io wurde auf 60 bis 65° C angehoben. Die Eigenschaften des neutralisierten Produktes waren wie folgt:

pH-Wert etwa 3,5

Estergehalt 10096

Konzentration des aktiven Bestandteils 50,696 ^IS

Das so erhaltene neutralisierte Produkt wurde auf 50 bis 55° C abgekühlt. Dann wurde allmählich eine 5«ige

...»/>_» t «i ι o i-iM λ -_n..»»it»i_nrt_an Tirr\A*%\*i iirHhrAnH Atnpr 7aI trlaimr vnn 3Ω Minuten cece-

ben, um dessen pH-Wert auf etwa 6,5 einzustellen. Die Eigenschaften des erhaltenen Fertigproduktes waren wie folgt: ²ⁿ

Konzentration des aktiven Bestandteils 49,0%

Estergehalt 10096

Sulfonicrungsumsatz 97,696

Farbe 71 ^

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer hochkonzentrierten wäßrigen Lösung eines Salzes eines a-Sulfofett- | säureesters, einer Fettsäure mit 10-24 Kohlenstoffatomen und eines Alkohols mit 1-4 Kohlenstoffatomen, ggf. durch Bleichen, mittels Wasserstoffperoxid und durch Neutralisation des sulfonierten Fettsäureesters mittels einer wäßrigen kaustischen Alkalllösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Neutralisation In zwei Stufen durchführt, wobei man