DE4019172A1 - Verwendung von salzen der sulfonierungsprodukte ungesaettigter fettsaeuren als viskositaetsminderer - Google Patents

Verwendung von salzen der sulfonierungsprodukte ungesaettigter fettsaeuren als viskositaetsminderer

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    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Salzen der Sulfonie­ rungsprodukte ungesättigter Fettsäuren als Viskositätsminderer, wäßrige Aniontensidmischungen enthaltend Salze von Sulfonie­ rungsprodukten ungesättigter und gesättigter Fettsäuren, sowie deren Verwendung zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmittel­ konzentraten.
Zur Herstellung von Pulverwaschmitteln oder flüssigen Wasch- und Reinigungsmitteln geht man von wäßrigen Tensidlösungen aus. Um ei­ nen überflüssigen Massentransport bei der Sprühtrocknung zu ver­ meiden sowie für die Herstellung von flüssigen Wasch- und Reini­ gungsmittelkonzentraten ist es vorteilhaft, wenn die wäßrigen Ten­ sidlösungen einen möglichst hohen Feststoffgehalt aufweisen. Es ist jedoch bekannt, daß wäßrige Lösungen von Tensiden, insbeson­ dere Aniontensiden, nur bis zu einem bestimmten Feststoffgehalt aufkonzentriert werden können. Oberhalb dieser Grenze erreicht die Viskosität in der Regel so hohe Werte, daß die Pumpbarkeit der Tensidlösungen selbst bei erhöhten Temperaturen nicht mehr gewähr­ leistet ist.
Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gemangelt dieses Problem zu lösen. Aus den deutschen Patentanmeldungen DE-A-34 47 859 und DE-A-22 51 405 sind beispielsweise die Verwendung von se­ kundären Alkansulfonaten und Hydroxycarbonsäuresalzen als Visko­ sitätsminderer für Aniontensid-Konzentrate bekannt. Zur Erniedri­ gung der Viskosität von Alkylbenzolsulfonat-Pasten eignen sich alkoxylierte Alkohole (DE-A-37 18 896) oder aliphatische Kohlen­ wasserstoffe (DD-A-2 40 025). Andere bekannte Viskositätsminderer sind sulfonierte aromatische Verbindungen (DE-A-23 05 554), Sul­ fate oder Sulfonate von aliphatischen, gegebenenfalls substitu­ ierten Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen (DE-A-23 36 006), Cumolsulfonat oder saure Phosphorsäureester (DE-B-16 17 160), mehrwertige Alkohole, Carbonsäuren oder Ester derselben (EP-A-00 08 060) oder Mono- und/oder Disulfate von Polyalkylen­ glycolethern (EP-B-00 24 711).
Die genannten Viskositätsminderer versagen jedoch, wenn es darum geht, die Viskosität wäßriger Aniontensidlösungen von Salzen der Sulfonierungsprodukte gesättigter Fettsäuren, sogenannter alpha- Sulfofettsäure-Salze, herabzusetzen.
Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, Viskositätsminderer für wäßrige Lösungen von Salzen der Sulfonierungsprodukte gesät­ tigter Fettsäuren zu entwickeln, die frei von den geschilderten Nachteilen sind.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkali-, Erdalka­ li- oder Ammoniumsalzen der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1, 2 oder 3 Doppel­ bindungen als Viskositätsminderer für wäßrige Lösungen oder Sus­ pensionen von Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalzen der Sulfo­ nierungsprodukte von gesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlen­ stoffatomen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Zusatz von Salzen der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren zu wäß­ rigen Lösungen oder Suspensionen von Salzen der Sulfonierungspro­ dukte gesättigter Fettsäuren eine überraschende Erniedrigung der Viskosität und eine Verbesserung des Fließverhaltens hervorruft.
Die Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren stel­ len bekannte Substanzen dar, die nach den gängigen Methoden der organischen Synthese erhältlich sind. Ein Verfahren zu ihrer Her­ stellung besteht z. B. darin, ungesättigte Fettsäuren mit Schwe­ feltrioxid umzusetzen und die rohen Sulfonierungsprodukte an­ schließend mit wäßriger Alkalimetallhydroxidlösung zu neutralisie­ ren und zu hydrolysieren (J.Am.Oil.Chem.Soc., 33, 383 (1956)).
Zur Herstellung der genannten Sulfonierungsprodukte kommen unge­ sättigte Fettsäuren in Betracht, die 16 bis 22 Kohlenstoffatome und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen enthalten. Typische Beispiele hierfür sind Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselin­ säure, Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure oder Erucasäure. Besonders vorteilhafte viskositätsmindernde Eigenschaften weisen Alkalisalze, insbesondere Matriumsalze von Sulfonierungsprodukten der Ölsäure auf. Wie in der Fettchemie üblich, können die ungesät­ tigten Fettsäuren auch als technische Gemische mit gesättigten Fettsäuren vorliegen, wie man sie beispielsweise durch Druckspal­ tung von natürlichen Fetten und Ölen mit einem hohen Gehalt an un­ gesättigten Fettsäureresten erhält. Typische Beispiele hierfür sind Sonnenblumenöl alter und neuer Züchtung, Rüböl alter und neu­ er Züchtung, Baumwollsaatöl, Erdnußöl, Korianderöl, Sojaöl, Rin­ dertalg oder Schweineschmalz. Grundsätzlich können technische Fettsäuregemische zur Herstellung der Sulfonierungsprodukte heran­ gezogen werden, die über höhere Anteile gesättigter Fettsäuren verfügen, sofern der Anteil ungesättigter Fettsäuren im Gemisch mindestens 50 Gew.-% beträgt. Die Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren kommen in Form wäßriger Lösungen zum Einsatz, die einen Feststoffgehalt von 10 bis 80, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% aufweisen.
Auch die Salze der Sulfonierungsprodukte gesättigter Fettsäuren stellen bekannte Substanzen dar, die nach den einschlägigen Me­ thoden der organischen Synthese hergestellt werden können. Ein Verfahren zu ihrer Herstellung besteht beispielsweise darin, Fett­ säureniedrigalkylester, insbesondere Fettsäuremethylester, mit Schwefeltrioxid umzusetzen, die rohen Sulfonierungsprodukte mit wäßrigen Alkalimetallhydroxidlösungen zu neutralisieren und die Methylestergruppe anschließend zur Carboxylfunktion zu verseifen (Fette, Seif. Anstrichmittl., 72, 956 (1970)).
Die genannten Sulfonierungsprodukte können sich von gesättigten Fettsäuren ableiten, die 6 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten. Ty­ pische Beispiele hierfür sind Capronsäure, Caprylsäure, Caprin­ säure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Gadoleinsäure oder Behensäure. Sulfonierungsprodukte gesättigter Fettsäuren, die besonders vorteilhafte Wasch- und Reinigungsei­ genschaften aufweisen und daher im Sinne der Erfindung bevorzugt sind, leiten sich von gesättigten Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlen­ stoffatomen, insbesondere Talgfettsäure ab und liegen als Alkali­ salze, insbesondere Natriumsalze vor. Auch diese Fettsäuren kön­ nen, wie in der Fettchemie üblich, als technische Gemische vor­ liegen, wie man sie beispielsweise durch Druckspaltung von natür­ lichen Fetten und Ölen erhält. Anteile ungesättigter Fettsäuren, die in den technischen Gemischen enthalten sein können, müssen vor der Sulfonierung durch Hydrierung in die gesättigten Fettsäuren überführt werden. Die Salze der Sulfonierungsprodukte gesättigter Fettsäuren kommen in Form wäßriger Lösungen oder Suspensionen zum Einsatz, die einen Feststoffgehalt von 10 bis 45, vorzugsweise 28 bis 40 Gew.-% aufweisen.
Die Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren wer­ den den wäßrigen Lösungen oder Suspensionen von Salzen der Sulfo­ nierungsprodukte gesättigter Fettsäuren in Mengen von 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfest­ stoffgehalt der wäßrigen Mischung, zugesetzt. Die Vermischung der beiden Komponenten kann auf mechanischem Wege unter Rühren und gegebenenfalls Erwärmen auf 40 bis 60°C erfolgen. In einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung werden anstelle der Salze die rohen Sulfonierungsprodukte gesättigter und ungesättigter Fettsäu­ ren vermischt und dann gemeinsam mit wäßrigen Alkalimetall-, Erd­ alkalimetallhydroxidlösungen oder Ammoniak neutralisiert.
Gegenstand der Erfindung sind weiterhin wäßrige Aniontensidmi­ schungen, enthaltend
  • a) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs­ produkte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoff­ atomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und
  • b) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs­ produkte gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff­ atomen.
Wäßrige Aniontensidmischungen, die über eine geringe Viskosität und gute Fließeigenschaften verfügen, weisen einen Gehalt der Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren bezogen Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren bezogen auf die Summe der Feststoffgehalte von a) und b) der wäßrigen Mi­ schung von 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-% auf.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist schließlich ein Verfah­ ren zur Herstellung von phosphatfreien Wasch- und Reinigungsmit­ telkonzentraten, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Waschaktivsubstanz wäßrige Aniontensidmischungen einsetzt wer­ den, die
  • a) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs­ produkte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoff­ atomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und
  • b) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs­ produkte gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff­ atomen enthalten.
Zur Herstellung der Mittel werden wäßrige Aniontensidmischungen eingesetzt, deren Gehalt an Salzen der Sulfonierungsprodukte unge­ sättigter Fettsäuren bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der wäßrigen Mischung 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-% be­ trägt.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß Mittel der genann­ ten Art trotz hohem Feststoffgehalt über gute Fließeigenschaften verfügen und ein ausgezeichnetes Wasch- und Reinigungsvermögen besitzen.
Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern ohne ihn darauf einzuschränken.
Beispiele 1. Testsubstanzen
A1: Ölsäuresulfonat-Dinatriumsalz, Feststoffgehalt = 52,8 Gew.-%
B1: alpha-Sulfo-C16/18-Talgfettsäure-Dinatriumsalz, Feststoffgehalt = 28,0 Gew.-%
B2: alpha-Sulfo-C16/18-Talgfettsäure-Dinatriumsalz, Feststoffgehalt = 40,0 Gew.-%
2. Konsistenzuntersuchungen Beispiele 1-4, Vergleichsbeispiele V1-V2
Wäßrige Aniontensidmischungen enthaltend Ölsäuresulfonat (Komp.I) und alpha-Sulfofettsäure-Salz (Komp.II) im Gewichtsverhältnis 30 : 70 (bezogen auf den jeweiligen Feststoffgehalt) und mit Gesamt­ feststoffgehalten (FG) von 40 bis 60 Gew.-% wurden bei T = 60°C auf ihre Konsistenz und Fließeigenschaften (1=sehr gut fließfä­ hig bis 4 = nicht fließfähig) untersucht. Die Ergebnisse sind in Tab. 1 zusammengefaßt.
Tabelle 1
Konsistenz und Fließfähigkeit von wäßrigen Aniontensidmischungen; Prozentangaben in Gew.-%
3. Viskositätsmessungen Beispiel 5-8, Vergleichsbeispiel V3
Die Viskosität von wäßrigen Aniontensidmischungen enthaltend Ölsäuresulfonat (Komp.I) und alpha-Sulfofettsäure-Salz (Komp.II) im Gewichtsverhältnis 30 : 70 (bezogen auf den jeweiligen Fest­ stoffgehalt) und mit Gesamtfeststoffgehalten (FG) von 40 bis 60 Gew.-% wurde bei T = 40 bis 80°C untersucht. Die Ergebnisse sind in Tab. 2 zusammengefaßt.
Tabelle 2
Viskosität von Aniontensidmischungen; Höppler Kugelfallviskosimeter; Angabe Viskosität in mPa · s
5. Waschvermögen (Beispiele 9-11
Rezeptur RI (Phosphatfreies Vollwaschmittel):
10,0 Gew.-% Aniontensidmischung (Feststoffgehalt)
 1,5 Gew.-% C16/18-Talgfettsäure-Natriumsalz
24,0 Gew.-% Zeolith NaA (Calciumbindevermögen: 165 mg CaO/g)
10,0 Gew.-% Natriumcarbonat
 2,5 Gew.-% Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymerisat
 3,0 Gew.-% Wasserglas
15,0 Gew.-% Natriumperborat
 0,5 Gew.-% Carboxymethylcellulose
 2,0 Gew.-% Tetraacetylethylendiamin
20,0 Gew.-% Natriumsulfat
11,5 Gew.-% Wasser
Rezeptur RII (Builderfreies Vollwaschmittel)
20,0 Gew.-% Aniontensidmischung (Feststoffgehalt)
 7,0 Gew.-% Wasserglas
10,0 Gew.-% Natriumcarbonat
20,0 Gew.-% Natriumperborat
 0,5 Gew.-% Carboxymethylcellulose
 0,2 Gew.-% Ethylendiamintetraessigsäure
30,0 Gew.-% Natriumsulfat
12,3 Gew.-% Wasser
Rezeptur RIII (Flüssigwaschmittel)
25,0 Gew.-% Aniontensidmischung (Feststoffgehalt)
10,0 Gew.-% C12/18-Kokosfettsäure-Natriumsalz
 5,0 Gew.-% Triethanolamin
60,0 Gew.-% Wasser
Waschbedingungen:
Testmethode:
Launderometer, 10 Stahlkugeln
Flotte: 250 ml
Flottenbelastung: 1 Gew.-Teil Gewebe : 30 Gew.-Teile Wasser
Anschmutzung: Staub/Hautfett auf Polyester-Baumwolle (veredelt)-Gewebe
Dosierung: 10 g Rezeptur/l
Wasserhärte: 16°d
Temperatur: 60°C
Durchführung: 30 min Waschen, 4 × 30 s Spülen
Die Bestimmung des Waschvermögens wurde unter Launderometer-Be­ dingungen mit einer wäßrigen Aniontensidmischung enthaltend Öl­ säuresulfonat (A1f) und alpha-Sulfo-Fettsäure-Salz (B1) im Ge­ wichtsverhältnis 30 : 70 (bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt) durchgeführt. Die Ergebnisse der Waschversuche sind in Tab. 3 zu­ sammengefaßt.
Tabelle 3
Waschvermögen von wäßrigen Aniontensidmischungen
Die Aufhellung des gewaschenen Gewebes erfolgte durch photometri­ sche Remissionsbestimmung gegenüber einem Bariumsulfat-Standard, dessen Remission zu 100% gesetzt wurde. Die Angabe erfolgt in %-Remission (%-R.).
Die Beispiele 1-8 zeigen, daß die erfindungsgemäßen wäßrigen Aniontensidmischungen, die Ölsäuresulfonat und alpha-Sulfofett­ säure-Salz enthalten und die Feststoffgehalte von 40 bis 60 Gew.-& aufweisen, bei Temperaturen von 40 bis 60°C eine niedrige Visko­ sität und gute Fließeigenschaften besitzen, während Suspensionen von alpha-Sulfofettsäure-Salz in Wasser (Vergleichsbeispiele V1-V3) unter den gleichen Bedingungen hochviskos und nicht mehr fließfähig sind. Die Beispiele 9 bis 11 zeigen ferner, daß die erfindungsgemäßen wäßrigen Aniontensidgemische in unterschied­ lichen Rezepturen über ein gutes Waschvermögen verfügen.

Claims (6)

1. Verwendung von Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalzen der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen als Visko­ sitätsminderer für wäßrige Lösungen oder Suspensionen von Al­ kali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalzen der Sulfonierungs­ produkte gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff­ atomen.
2. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren den Salzen der Sulfonierungsprodukten gesättigter Fettsäuren in Mengen von 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoff­ gehalt, zugesetzt werden.
3. Wäßrige Aniontensidmischungen, enthaltend
  • a) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs­ produkte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlen­ stoffatomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und
  • b) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs­ produkte gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff­ atomen.
4. Wäßrige Aniontensidmischungen nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gehalt der Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren, bezogen auf den Gesamtfeststoffge­ halt der wäßrigen Mischung, 10 bis 60 Gew.-% beträgt.
5. Verfahren zur Herstellung von phosphatfreien Wasch- und Rei­ nigungsmittelkonzentraten, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschaktivsubstanz wäßrige Aniontensidmischungen eingesetzt wer­ den, die
  • a) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs­ produkte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlen­ stoffatomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und
  • b) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs­ produkte gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff­ atomen enthalten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Aniontensidmischungen eingesetzt werden, deren Gehalt an Sal­ zen der Sulfonierungsprodukte von ungesättigten Fettsäuren, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der wäßrigen Mischung, 10 bis 60 Gew.-% beträgt.
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