DE3541535A1 - Verwendung von polyglykoldialkylethern als viskositaetsregler fuer waessrige aniontensidloesungen - Google Patents

Verwendung von polyglykoldialkylethern als viskositaetsregler fuer waessrige aniontensidloesungen

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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Polyglykoldialkylethern als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen.
Tensid/Wasser-Systeme, aus denen die unter die Gruppe der kosmetischen Präparate fallenden Körperreinigungsmittel (Haarshampoos, Schaumbäder, Duschbäder, Handwaschpasten) im wesentlichen bestehen, enthalten als hauptsächlichen Tensidanteil meist Aniontenside, beispielsweise Alkylethersulfate. Hauptgründe für deren Verwendung sind gute Reinigungs- und Schaumeigenschaften. Zum Zwecke der Stabilisierung von dispersen Systemen, z. B. Perlglanzmitteln, und der besseren Handhabung bei der Anwendung derartiger Aniontenside enthaltender Lösungen werden bei der Produktion Verdickungsmittel zugesetzt.
Als Mittel zur Erhöhung der Viskosität aniontensidhaltiger Formulierungen sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Verbindungen bekannt. Die einfachste und billigste Lösung zur Regulierung der Viskosität aniontensidhaltiger Lösungen besteht darin, daß man Kochsalz oder andere Elektrolyte zusetzt. Dadurch werden die Ladungsverhältnisse in den Lösungen drastisch geändert, wobei letztlich die Assoziation von Tensid- Mizellen ermöglicht, d. h. die Bildung sehr großer Mizellen begünstigt wird. Dies führt zu einem Viskositätsanstieg. Als Verdickungsmittel werden außerdem Kombinationen von Elektrolyten, beispielsweise Kochsalz, mit Alkanolamiden eingesetzt. Nachteilig ist, daß diese unter Freisetzung von Amin zur Hydrolyse neigen.
Als Verdickungsmittel werden außerdem auch Hydroxyethylzellulose oder Fettsäurepolyglykolester eingesetzt. So werden beispielsweise in der US-PS 39 57 970 Shampoos beschrieben, die Polyethylenglykol-distearat als viskositätsregelndes Agens enthalten. Fettsäurepolyglykolester zeigen zwar ein brauchbares Verhalten als Viskositätsregulatoren aniontensidhaltiger Formulierungen, werden jedoch in wässrigen Lösungen sukzessive in Fettsäure und Polyglykol hydrolysiert. Sie können daher über längere Zeit ihre verdickende Wirkung nicht beibehalten.
Fettalkoholethoxylate sind ebenfalls als Viskositätsregler für Tensidlösungen untersucht worden, weisen jedoch ebenfalls den Nachteil auf, eine befriedigende Verdickung aniontensidhaltiger Lösungen nicht zu gewährleisten.
Es wurde nun gefunden, daß die Nachteile der bisher üblicherweise verwendeten Verdickungsmittel, vor allem die hydrolytische Spaltung der Viskositätsregulatoren, nicht eintreten, wenn man als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen Polyglykoldialkylether verwendet. Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von Polyglykoldialkylethern der allgemeinen Formel (I)
R1-O (CH2-CH2-O) n R2 (I)
in der R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und für geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylreste mit 8 bis 22 C-Atomen und n für Zahlen von 10 bis 70 stehen, als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen allein oder in beliebigen Mischungen mit als Viskositätsregler bekannten, in Aniontensidlösungen verwendeten Verbindungen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) enthalten an ihren Enden zwei Alkyl- oder Alkenylreste R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, und für geradkettige oder verzweigte Reste mit 8 bis 22 C-Atomen stehen. Herstellungsbedingt sind die beiden Reste R1 und R2 in der Regel verschieden und stehen, insbesondere bei aus nativen Quellen zugänglichen Verbindungen, bevorzugt für geradkettige Alkyl- oder Alkenylreste im angegebenen C-Zahlbereich. Besonders geeignet sind n-Alkyl- oder Alkenylreste aus der Gruppe Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Octadecenyl, Nonadecyl, Eicosanyl, Uneicosanyl oder Docosanyl. Aus dieser Gruppe sind insbesondere die Reste der höheren Kettenlängen, wie beispielsweise mit 14 bis 22 C-Atomen, bevorzugt.
n in der allgemeinen Formel (I) für die erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether liegt im Bereich von 10 bis 70, bevorzugt im Bereich von 30 bis 50. Dabei ist darunter der durchschnittliche Ethoxylierungsgrad zu verstehen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) sind als solche bekannt und werden auch nach an sich bekannten Synthesemethoden industriell hergestellt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß Fettalkoholethoxylate der allgemeinen Formel (II)
R1-O(CH2-CH2-O) n H (II)
in der R1 und n die oben angegebenen Bedeutungen haben, mit Alkylhalogeniden
R2X (III)
in denen R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben kann und X für Cl, Br oder I stehen kann, in Gegenwart von Alkali umgesetzt werden. Die Fettalkoholethoxylate der allgemeinen Formel (II) werden dabei in ebenfalls an sich bekannter Weise aus Fettalkoholen und Ethylenoxid im gewünschten Molverhältnis, das sich dann in der Größe von n in den allgemeinen Formeln (I) und (II) niederschlägt, umgesetzt. Dabei können als Fettalkohole native oder synthetische Alkanole verwendet werden, wobei als Ausgangsalkohol nicht nur die reinen Verbindungen zu nennen sind, sondern auch die aus nativen Quellen zugänglichen Fettalkoholgemische zu verstehen sind, die Alkylreste mit C-Zahlen in einem mehr oder weniger engen Bereich aufweisen. Als solche sind beispielsweise Alkohole aus der Talgfettspaltung ("Talgalkohole") zu verstehen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) können als Viskositätsregler in wässrigen Aniontensidlösungen allein oder in beliebigen Mischungen mit als Viskositätsregler allgemein bekannten und in Aniontensidlösungen verwendeten Verbindungen eingesetzt werden. Dabei zeigen sie erfahrungsgemäß in Verbindung mit anderen Viskositätsreglern eine deutlich bessere Wirkung, weswegen ihr Einsatz in Mischungen mit anderen Viskositätsreglern bevorzugt ist. Als andere Viskositätsregler werden dabei mit Vorteil die auch sonst als Viskositätsregler in Aniontensidlösungen verwendeten Elektrolyte angesehen; z. B. Natriumchlorid. Dabei liegt die Konzentration der Polyglykoldialkylether allein oder in solchen Kombinationen im Bereich von 2 bis 7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Systems Wasser/Tensid/ Verdicker. Als Vorteil ist dabei anzusehen, daß derartige Polyglykoldialkylether-Elektrolyt-Kombinationen schon bei niedrigen Salzkonzentrationen zu deutlich höheren Viskositätswerten für die Antiontensidlösungen führen, als dies bei herkömmlichen Verdickern, insbesondere bei der Verwendung von Elektrolyten allein beobachtet wird. Dabei liegt bei Verwendung einer Mischung aus Polyglykoldialkylethern und Elektrolyten der erzielte Viskositätsgewinn deutlich über der additiven Wirkung einer alleinigen Verwendung von Elektrolyten und der - auch in Abwesenheit von Elektrolyten schon überraschend guten - verdickenden Wirkung der erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether. Diese synergistische Wirkung zeigt sich bei Verwendung in allen üblicherweise verwendeten Aniontensidlösungen und wirkt sich auch dort aus, wo bisher große Probleme bei der Viskositätsregelung der Tensidlösungen bestanden, beispielsweise bei schwer verdickbaren, hochethoxylierten Alkylethersulfat-Tensiden und Aniontensiden auf Sulfosuccinatbasis.
Es zeigte sich, daß die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen die Schaumeigenschaften der Tensidlösungen nicht oder nur wenig beeinträchtigten. Außerdem ließen sich Polyglykoldialkylether gut in wässrige Aniontensidlösungen einarbeiten.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
Die viskositätsregulierende Wirkung der erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) wurde in wässrigen Lösungen (10% waschaktive Substanz) folgender Aniontenside getestet:
Aniontensid 1: Kokosalkohol (C12/14)-2EO-Sulfat- Natrium und
Aniontensid 2: Talgalkohol (C12/18)-7EO-Sulfat- Natrium/-Magnesium.
Die Viskosität der wässrigen Tensidlösungen wurde nach Höppler in einem Kugelfallviskosimeter bei 20°C bestimmt.
Beispiel 1
Nach der oben angegebenen Synthesemethode wurden folgende Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) hergestellt; ihr Schmelzbereich ist der nachfolgenden Tabelle 1 zu entnehmen.
R1-O(CH2-CH2-O) n R2 (I)
Beispiel 2
Die viskositätserhöhende Wirkung der erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) in aniontensidhaltigen Formulierungen (Aniontenside: die oben genannten Tenside wurden bei unterschiedlicher Konzentration des Polyglykoldialkylethers sowie in Gegenwart unterschiedlich hoher Mengen an Elektrolyt (NaCl) überprüft. Die Ergebnisse sind den Tabellen 2 und 3 zu entnehmen. Die Angabe "100 mPa.s" bedeutet, daß die Viskosität unter 100 mPa.s liegt.
Vergleichsbeispiel
Es wurde anstelle der Polyglykoldialkylether ein herkömmliches Kokosfettsäurediethanolamid als viskositätsregulierende Komponente in den wässrigen Aniontensidlösungen verwendet. Die Ergebnisse sind der letzten Spalte der Tabellen 3 und 4 zu entnehmen.
Tabelle 2
Abhängigkeit der Viskosität einer Lösung des Aniontensids 1 (10% Aktivsubstanz) in Gegenwart unterschiedlicher Mengen der Verbindungen aus Beispiel 1 (a bis d) und Natriumchlorid.
Tabelle 3
Abhängigkeit der Viskosität einer Lösung des Aniontensids 1 (10% Aktivsubstanz) in Gegenwart unterschiedlicher Mengen der Verbindungen aus Tabelle 1 (e bis i) sowie der Verbindung des Vergleichsbeispiels.
Tabelle 4
Abhängigkeit der Viskosität einer Lösung des Aniontensids 2 (10% Aktivsubstanz) in Gegenwart unterschiedlicher Mengen der Verbindungen des Beispiels 1 sowie unterschiedlicher Mengen an Elektrolyt (NaCl).
Die Polyglykoldialkylether zeigten natürlicherweise entsprechend den Strukturunterschieden unterschiedlich starke Auswirkungen auf die Viskosität von Aniontensidlösungen. In salzfreien und auch salzhaltigen Aniontensidformulierungen erwies sich das Produkt des Beispiels 1e als besonders wirksames Verdickungsmittel: es erhöhte die Viskosität aniontensidhaltiger Formulierungen ausgesprochen stark.
Die Wirkung der meisten Produkte zeigte sich (mit Ausnahme der Verbindung (I) des Beispiels 1e) erst bei Zusätzen von 4% und höher.
Mit der Verbindung des Beispiels 1e ließ sich auch die Viskosität schwer verdickbarer Aniontensidformulierungen (vgl. Tabelle 4 mit Aniontensid 2) bereits bei einem Zusatz von 2% des Polyglykoldialkylethers ausreichend erhöhen.

Claims (9)

1. Verwendung von Polyglykoldialkylethern der allgemeinen Formel (I) R1-O (CH2-CH2-O) n R2 (I)in der R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und für geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylreste mit 8 bis 22 C-Atomen und n für Zahlen von 10 bis 70 stehen, als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen allein oder in beliebigen Mischungen mit als Viskositätsregler bekannten, in Aniontensidlösungen verwendeten Verbindungen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel (1) R1 und R2 verschieden sind.
3. Verwendung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel (I) die Reste R1 und R2 geradkettig sind.
4. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylreste R1 und R2 14 bis 22 C- Atome aufweisen.
5. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel (I) n für Zahlen im Bereich von 30 bis 50 steht.
6. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit anderen Viskositätsreglern kombiniert werden.
7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit Elektrolyten kombiniert werden.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit Kochsalz kombiniert werden.
9. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in den wässrigen Aniontensidlösungen im Bereich von 2 bis 7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Systems Wasser/Tensid/Viskositätsregler beträgt.
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