DE3926345A1 - Waessrige aniontensidkonzentrate mit einem gehalt an oelsaeuresulfonaten sowie die verwendung von oelsaeuresulfonaten als viskositaetsregler fuer waessrige aniontensidkonzentrate - Google Patents
Waessrige aniontensidkonzentrate mit einem gehalt an oelsaeuresulfonaten sowie die verwendung von oelsaeuresulfonaten als viskositaetsregler fuer waessrige aniontensidkonzentrateInfo
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Description
Wäßrige Aniontensidkonzentrate mit einem Gehalt an Ölsäure
sulfonaten sowie die Verwendung von Ölsäuresulfonaten als
Viskositätsregler für wäßrige Aniontensidkonzentrate.
Die Erfindung betrifft wäßrige Aniontensidkonzentrate, ent
haltend
- a) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf wäßriges Konzentrat, Aniontenside aus der von wasserlöslichen Salzen von Alkylarylsulfonaten, Alkylpolyglykolethersulfaten, Alkyl arylpolyglykolethersulfaten, Alkylpolyglykolethersulfo succinaten, Alkylarylpolyglykolether-sulfosuccinaten, Alkylsulfaten und Alkylsulfosuccinaten gebildeten Gruppe und
- b) Ölsäuresulfonate.
Die Herstellung und Verarbeitung von wäßrigen Zubereitungen
von Aniontensiden ist wegen der Abhängigkeit der Viskosität
dieser Zubereitungen von der Aniontensidkonzentration mit
verschiedenen Problemen verbunden.
Der Tensidgehalt technischer, wäßriger Aniontensidkonzentrate
liegt z.B. im Fall der Alkylarylsulfonate und Alkylsulfate
üblicherweise bei 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Konzentrats. Pasten mit höherem Tensidgehalt lassen sich nur
noch unter großen Schwierigkeiten oder überhaupt nicht mehr
verarbeiten, da sie bei den üblichen Verarbeitungstemperaturen
nicht mehr fließfähig bzw. pumpbar sind. Eine Besonderheit im
rheologischen Verhalten dieser Aniontensidkonzentrate besteht
darin, daß sie auf die Zugabe von Wasser nicht mit einer
Viskositätsverminderung, sondern zunächst unter Verdickung zu
einem gelartigen Zustand reagieren. Daraus ergeben sich für
die Weiterverarbeitung verschiedene Probleme, und zwar bei
spielsweise dadurch, daß sich Ventile und Rohrleitungen
verstopfen, oder daß sich gebildete Gelklumpen erst nach
mechanischer Zerkleinerung wieder in Lösung bringen lassen.
Zur Lösung dieser Probleme sind verschiedene Zusätze zur Er
niedrigung der Viskosität von hochkonzentrierten Aniontensid
konzentraten beschrieben worden. So betrifft z.B. die DE-A
22 51 405 Salze bestimmter Carbonsäuren, insbesondere von Hy
droxycarbonsäuren, als Viskositätsregler für anionische
Tensidkonzentrate. Andere bekannte Viskositätsregler sind
sulfonierte aromatische Verbindungen (DE-A 23 05 554), Sulfate
oder Sulfonate von aliphatischen, gegebenenfalls substitu
ierten Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen (DE-A
23 26 006), Cumolsulfonat oder saure Phosphorsäureester (DE-B
16 17 160), mehrwertige Alkohole, Carbonsäuren oder Ester
derselben (EP-A 00 08 060), Mono- und/oder Disulfate von Po
lyalkylenetherglykolen (EP-B 00 24 711), alkoxylierte Alkohole
(DE-A 37 18 896) und Alkalimetallalkansulfonate mit
endständigen Sulfonatgruppen (DE-A 34 47 859). Auch der Zusatz
von niederen Alkoholen als Viskositätsregler ist aus einem
Teil der vorgenannten Veröffentlichungen bekannt.
Von den vorgenannten Zusätzen wirken manche jedoch nicht bei
allen Tensidkonzentraten. Andere wiederum müssen in hohen
Konzentrationen eingesetzt werden. Einige der Viskositätsreg
ler, insbesondere niedere Alkanole, erniedrigen den Flammpunkt
der Konzentrate.
Somit ist die Erfindung auf wäßrige Aniontensidkonzentrate
gerichtet, die trotz eines hohen Aniontensidgehaltes durch
spezielle Viskositätsregler fließfähig bzw. verarbeitbar sind
bzw. bei noch für die Verarbeitung geeigneten Viskositäten
höhere Feststoffgehalte aufweisen; die wäßrigen Aniontensid
konzentrate der Erfindung sind weiterhin mit Wasser verdünn
bar, ohne daß dabei ein wesentlicher Anstieg ihrer Viskosität
zu beobachten ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch wäßrige Aniontensid
konzentrate gelöst, die
- a) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf wäßriges Konzentrat, Aniontenside aus der von wasserlöslichen Salzen von Alkylarylsulfonaten, Alkylpolyglykolethersulfaten, Alkylarylpolyglykolethersulfaten, Alkylpolyglykolether sulfosuccinaten, Alkylarylpolyglykolether-sulfosuccinaten, Alkylsulfaten und Alkylsulfosuccinaten gebildeten Gruppe und
- b) Ölsäuresulfonate enthalten.
Die in den wäßrigen Aniontensidkonzentraten der Erfindung
enthaltenen Aniontenside sind bekannte Verbindungen, die z.B.
in J. Falbe (Hrsg.), Surfactants in Consumer Products, S. 54
bis S. 132, Springer Verlag Berlin (1967), beschrieben sind.
Im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugte Aniontenside sind
lineare Alkylbenzolsulfonate, insbesondere solche mit einer
C12-Alkylgruppe, sowie Alkylsulfate mit 10 bis 22 Kohlen
stoffatomen in den (linearen) Alkylketten, wie sie z.B. aus
Laurylalkohol oder Stearylalkohol bzw. technischen Gemischen
derselben wie Kokosfettalkohol oder Talgfettalkohol, zugäng
lich sind.
Die in den wäßrigen Aniontensidkonzentraten der Erfindung als
Viskositätsregler enthaltenen Ölsäuresulfonate sind Verbin
dungen, die aus der GB-C 12 78 421 bekannt sind. Sie können
erhalten werden, indem man Ölsäure bzw. technische Gemische
derselben, wie sie aus natürlichen, nachwachsenden Rohstoffen,
insbesondere Rindertalg, Sonnenblumenöl, Rapsöl, Olivenöl und
dergleichen zugänglich sind, mit gasförmigem Schwefeltrioxid
sulfoniert und die Sulfonierungsprodukte mit wäßrigen Basen
neutralisiert und hydrolysiert. Die dabei erhaltenen Ölsäure
sulfonate können in Abhängigkeit von ihrer Herkunft mehr oder
weniger große Anteile an gesättigten Fettsäuren sowie Sul
fonierungsprodukte anderer ungesättigter Fettsäuren derselben
enthalten, die die Wirkung der Ölsäuresulfonate als Viskosi
tätsregler nicht stören.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
enthalten die wäßrigen Aniontenside lineare Alkylbenzolsul
fonate oder Alkylsulfate und Ölsäuresulfonate in Gewichtsver
hältnissen zueinander von 90 : 10 bis 50 : 50.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der obenge
nannten Ölsäuresulfonate als Viskositätsregler für wäßrige
Aniontensidkonzentrate, die mindestens 30 Gew.-% Aniontenside
aus der von wasserlöslichen Salzen von Alkylarylsulfonaten,
Alkylpolyglykolethersulfaten, Alkylarylpolyglykolethersulfa
ten, Alkylpolyglykolether-sulfosuccinaten, Alkylarylpolygly
kolether-sulfosuccinaten, Alkylsulfaten und Alkylsulfosucci
naten gebildeten Gruppe enthalten. Bevorzugt ist dabei die
Verwendung der genannten Ölsäuresulfonate in Aniontensidkon
zentraten, die lineare Alkylbenzolsulfonate oder Alkylsulfate
und die Ölsäuresulfonate in Gewichtsverhältnissen von 90 : 10
bis 50 : 50 enthalten.
Die wäßrigen Aniontensidkonzentrate der Erfindung können gemäß
einer ersten Verfahrensvariante hergestellt werden, indem man
Aniontenside aus der von Alkylarylsulfonaten, Alkylpolygly
kolethersulfaten, Alkylarylpolyglykolethersulfaten, Alkyl
polyglykolether-sulfosuccinaten, Alkylarylpolyglykolether
sulfosuccinaten, Alkylsulfaten und Alkylsulfosuccinaten
gebildeten Gruppe mit der gewünschten Menge an
Ölsäuresulfonaten, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser
und/oder Erwärmen, mischt. Gemäß einer zweiten Verfahrensva
riante können die wäßrigen Aniontensidkonzentrate der Erfin
dung hergestellt werden, indem man die Säureform der oben
genannten Aniontenside mit der gewünschten Menge an Ölsäure
sulfonaten mischt und das Gemisch mit konzentrierten wäßrigen
Basen, insbesondere konzentrierter wäßriger Natronlauge, neu
tralisiert. Diese Verfahrensvariante ist besonders geeignet,
wenn die Aniontenside Alkylarylsulfonate sind. Bei den übrigen
Aniontensiden, z.B. Alkylsulfaten, ist zu beachten, daß diese
in ihrer Säureform instabil sein können, so daß ihre Neutra
lisation in Gegenwart der Ölsäuresulfonate unmittelbar im
Anschluß an ihre Herstellung erfolgen sollte.
Die wäßrigen Aniontensidkonzentrate der Erfindung weisen trotz
ihres Gehaltes an Ölsäuresulfonaten, der, bezogen auf die
Aniontenside, bis zu 50 Gew.-% betragen kann, im Vergleich zu
Aniontensidkonzentraten ohne Zusatz an Ölsäuresulfonaten
praktisch die gleiche oberflächenaktive Wirkung auf.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Aus
führungsbeispielen näher erläutert.
Herstellung eines Gemisches aus linearem C12-Alkylben
zolsulfonat-natriumsalz und Ölsäuresulfonat-natriumsalz.
Als lineare C12-Alkylbenzolsulfonsäure wurde eine handels
übliche Qualität mit einer Säurezahl von 180 und einem Gehalt
an sulfierten Anteilen von 97,5 Gew.-% verwendet.
Das eingesetzte Ölsäuresulfonat-natriumsalz war durch
Sulfonierung einer technischen Ölsäure aus Rindertalg (Zusam
mensetzung: 70,7 Gew.-% Ölsäure, 11,8 Gew.-% Linolsäure, Rest:
andere C12- bis C20-Fettsäuren; Säurezahl 200,4, Jodzahl 93,8)
mit Schwefeltrioxid und anschließender Neutralisation und
Hydrolyse erhalten worden. Die Sulfonierung wurde in einem
Fallfilmreaktor aus Glas vorgenommen, der im wesentlichen aus
einem von einem Heiz- und Kühlmantel umgebenen Rohr mit einer
Länge von 1100 mm und einem Innendurchmesser von 6 mm bestand.
Der Reaktor war am Kopf mit einer Aufgabevorrichtung für die
Ölsäure und mit einem Gaseinleitungsrohr versehen. Gasförmiges
Schwefeltrioxid, erzeugt durch Erhitzen von Oleum, wurde mit
Stickstoff auf eine Konzentration von 5 Vol.-% Schwefeltrioxid
verdünnt und in der Sulfonierung eingesetzt. Die Ölsäure wurde
mit einer konstanten Geschwindigkeit von 550 g/h aufgegeben.
Die Zufuhr des Schwefeltrioxid/Stickstoff-Gemisches wurde so
eingestellt, daß das Molverhältnis von in der technischen
Ölsäure vorhandenen, olefinischen Doppelbindungen (errechnet
aus der Jodzahl) zu Schwefeltrioxid 1 : 0,9 betrug. Mit Hilfe
eines Wasserkreislaufs durch den Reaktormantel wurde die
Reaktionstemperatur der Sulfonierung bei 50°C gehalten. Nach
dem Verlassen des Reaktors wurde das Reaktionsgemisch in einem
Becherglas, das 25 Gew.-%-ige Natronlauge enthielt, aufgefan
gen und anschließend bei einem pH-Wert von 8 bis 9 zwei
Stunden auf 90°C erhitzt. Das gewünschte Produkt wurde in
einer Konzentration von 59,5 Gew.-% in Wasser erhalten.
55 g der oben genannten C12-Alkylbenzolsulfonsäure und 30,9 g
des oben genannten Ölsäuresulfonat-natriumsalzes (in Form der
oben beschriebenen wäßrigen Lösung) wurden mit 14,1 g Natron
lauge (als 50 Gew.-%-ige wäßrige Lösung) neutralisiert. Es
wurde ein Tensidgemisch erhalten, das 74,5 Gew.-% Tenside
(Natriumsalze der C12-Alkylbenzolsulfonsäure und des Ölsäure
sulfonats) enthielt.
Unter Zusatz von Wasser zu dem vorgenannten Tensidgemisch
wurden anschließend die in Tabelle 1 angegebenen
Tensidkonzentrationen eingestellt; die Viskosität der dabei
erhaltenen Gemische wurde mit einem Brookfield-Viskosimeter
bestimmt (Brookfield-Heliphat RVF, 4U/min, 22°C, Spindel: T-E
bzw. T-B) .
Die Tabelle 1 enthält weiterhin zu Vergleichszwecken die
Viskosität von C12-Alkylbenzolsulfonsäure-natriumsalz ohne Öl
säuresulfonat-Zusatz bei Tensidkonzentrationen von 75 bzw. 55%.
Es zeigt sich, daß die wäßrigen Aniontensidkonzentrate der
Erfindung bei vergleichbaren Tensidkonzentrationen eine deut
lich verringerte Viskosität aufweisen.
Herstellung eines Gemisches aus Talgfettalkoholsulfat und
Ölsäuresulfonat-natriumsalz.
Es wurde ein handelsübliches Talgfettalkoholsulfat (Ketten
verteilung: 59-66 C18, 27-35 C16, Rest: C12-C22) ver
wendet, das in Form einer wasserhaltigen Paste mit einem Gehalt
von 55 Gew.-% an waschaktiven Substanzen vorlag. Das Handels
produkt wurde getrocknet und lag dann als wasserfreie,
pulverförmige Masse mit einem Gehalt von 100 Gew.-% an
oberflächenaktiver Substanz (OAS) vor. Das getrocknete Talg
fettalkoholsulfat, im folgenden mit TAS bezeichnet, wurde mit
einer wäßrigen, 52,8 gew.-%-igen Lösung eines
Ölsäuresulfonat-natriumsalzes, erhalten in der in Beispiel 1
beschriebenen Weise aus einer technischen Ölsäure der dort
beschriebenen Zusammensetzung, im folgenden mit OS bezeichnet,
vermischt; die gewünschte Tensidkonzentration (OAS) wurde durch
Zugabe von Wasser eingestellt.
In der Tabelle 2 sind die zugesetzten Mengen an TAS, an der
OS-Lösung und der entsprechenden, auf 100 Gew.-% umgerechneten
OS-Menge und an Wasser zusammengefaßt, weiterhin das erhaltene
Gewichtsverhältnis von TAS zu OS und der Gesamtgehalt der
erhaltenen Lösung an Tensiden (OAS) sowie die nach Höppler am
Kugelfallviskosimeter gemessenen Viskositäten in mPas bei 60°C
und 80°C. Die Tabelle 2 enthält auch die Meßergebnisse, die zum
Vergleich mit einer lediglich TAS enthaltenden Lösung erhalten
wurden.
Es zeigt sich, daß der erfindungsgemäße Zusatz von OS eine
deutliche Verringerung der Viskosität der Tensidlösungen
bewirkt.
Claims (6)
1. Wäßrige Aniontensidkonzentrate, enthaltend
- a) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf wäßriges Konzentrat, Aniontenside aus der von wasserlöslichen Salzen von Alkylarylsulfonaten, Alkylpolyglykolethersulfaten, Alkylarylpolyglykolethersulfaten, Alkylpolyglykolether sulfosuccinaten, Alkylarylpolyglykolether sulfosuccinaten, Alkylsulfaten und Alkylsulfosuccinaten gebildeten Gruppe und
- b) Ölsäuresulfonate.
2. Wäßrige Aniontensidkonzentrate nach Anspruch 1, enthaltend
ein Gemisch von linearen Alkylbenzolsulfonaten und Ölsäu
resulfonaten in Gewichtsverhältnissen zueinander von
90 : 10 bis 50 : 50.
3. Wäßrige Tensidkonzentrate nach Anspruch 1, enthaltend ein
Gemisch von Alkylsulfaten und Ölsäuresulfonaten im Ge
wichtsverhältnis zueinander von 90 : 10 bis 50 : 50.
4. Verwendung von Ölsäuresulfonaten als Viskositätsregler für
wäßrige Aniontensidkonzentrate, die mindestens 30 Gew.-%
Aniontenside aus der von wasserlöslichen Salzen von
Alkylarylsulfonaten, Alkylpolyglykolethersulfaten,
Alkylarylpolyglykolethersulfaten, Alkylpolyglykolether
sulfosuccinaten, Alkylarylpolyglykolether-sulfosuccinaten,
Alkylsulfaten und Alkylsulfosuccinaten gebildeten Gruppe
enthalten.
5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aniontensidkonzentrate lineare Alkylbenzolsulfonate
und Ölsäuresulfonate in Gewichtsverhältnissen zueinander
von 90 : 10 bis 50 : 50 enthalten.
6. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aniontensidkonzentrate ein Gemisch von Alkylsulfaten
und Ölsäuresulfonaten im Gewichtsverhältnis zueinander von
90 : 10 bis 50 : 50 enthalten.
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