DE4025065A1

DE4025065A1 - Fluessiges, giess- und pumpfaehiges tensidkonzentrat

Info

Publication number: DE4025065A1
Application number: DE4025065A
Authority: DE
Inventors: Brigitte Giesen; Andreas Dr Syldatk; Ditmar Kischkel
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1992-02-13
Also published as: MX9100568A; EP0542801B1; ES2055994T3; DE59102082D1; RU2056458C1; ATE107956T1; CN1058804A; EP0542801A1; BR9106754A; WO1992002604A1; JPH05509347A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft konzentrierte Tensidmischungen aus Alkylglykosiden, langkettigen Alkylsulfaten, kurzkettigen Alkylsulfaten und gegebenenfalls Fettsäureamidethoxylaten als stabile, gieß- und pump fähige Flüssigkeiten sowie deren Verwendung als Vorgemische (Compounds) zur Herstellung von flüssigen Wasch- und Reinigungsmitteln.

Daß Alkylglykoside mit langkettigen Alkylgruppen zu den nichtionischen Tensiden gehören, ist seit langer Zeit bekannt. Ebenso weiß der Fachmann, wie zum Beispiel in A. M. Schwartz, J. W. Perry, Surface Active Agents, Vol. I, Interscience Publishers, 1949, Seite 372 beschrieben, daß Tensidmischun gen in der Regel synergistische Effekte aufweisen und oft bessere Reini gungseigenschaften besitzen, als sich aus der Summe der Werte der Einzel komponenten ergeben würde.

Waschmittel, die Alkylglykoside in Kombination mit wenigstens einem übli chen anionischen Tensid enthalten, werden in der europäischen Patentanmel dung EP 70 074 beschrieben. Waschmittel, die Alkylglykoside und Anionten side enthalten, sind auch aus der europäischen Patentanmeldung EP 92 877 bekannt. Des weiteren sind aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 05 556 flüssige Waschmittel bekannt, die Alkylglykoside, bestimmte andere nicht ionische Tenside und anionische Tenside enthalten. Aus der internationalen Patentanmeldung WO 86/2 943 sind alkylglykosidhaltige Flüssigwaschmittel bekannt, die übliche Aniontenside enthalten.

Bei der Herstellung flüssiger Wasch- und Reinigungsmittel werden die ein zelnen Komponenten in der Regel als fließfähige Lösungen eingesetzt, die jeweils einen Stoff enthalten oder die als Vorgemische, sogenannte Com pounds, aus mehreren in den fertigen Mitteln üblichen Stoffen bestehen.

Die für die Mischung zum fertigen Mittel vorgesehenen Komponenten sollen einen möglichst hohen Aktivsubstanzgehalt aufweisen und gleichzeitig leicht handhabbar sein, das heißt, sie sollen möglichst fließfähig und leicht pumpbar sein und eine möglichst hohe Lagerstabilität besitzen. Al kylglykoside fallen normalerweise als hochviskose Pasten an.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, aus einer Alkylglyko sid-Paste ein lagerstabiles, flüssiges, gieß- und pumpfähiges Tensidge misch zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird durch eine wäßrige Mischung aus bestimmten Mengen an Alkylglykosid, langkettigen Alkylsulfaten und kurzkettigen Alkylsulfaten gelöst.

Unter "langkettigen" Verbindungen werden im Rahmen der vorliegenden Er findung aliphatische Verbindungen mit 12 und mehr C-Atomen verstanden, die linear oder ein- oder mehrfach verzweigt sein können, so daß die längste Kette aus C-Atomen auch kürzer als 12 sein kann. "Kurzkettige" Verbindun gen im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind demgemäß, unabhängig vom Verzweigungsgrad, solche mit höchstens 10 C-Atomen.

Die erfindungsgemäßen Compounds sind wäßrige Mischungen, die im wesent lichen aus
50 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 70 Gew.-% Wasser,
5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-% eines Alkylglykosids der Formel I,

R¹-O(G)_n (I)

in der R¹ einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykoseeinheit und n eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeuten,
3 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% eines oberflächenaktiven langkettigen Alkylsulfats der Formel II,

R²-O-SO₃X (II)

in der R² einen Alkylrest mit 12 bis 22 C-Atomen und X ein Alkali- oder Ammoniumion bedeuten, und
1 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-% eines kurzkettigen Alkyl sulfats der Formel III,

R³-O-SO₃Y (III)

in der R² einen Alkylrest mit 6 bis 10 C-Atomen und Y ein Alkali- oder Ammoniumion bedeuten, bestehen.

Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Tensidmischungen zusätzlich 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere 12 bis 18 Gew.-%, eines ethoxylierten Al kohols der Formel IV,

R⁴O-(CH₂CH₂O)_p-H (IV)

in der R⁴ einen Alkylrest mit 10 bis 22 C-Atomen und p eine Zahl zwischen 1 und 20, insbesondere zwischen 3 und 10 bedeuten.

Die für die erfindungsgemäßen Tensidmischungen geeigneten Alkylglykoside und ihre Herstellung werden zum Beispiel in den europäischen Patentanmel dungen EP 92 355, EP 3 01 298, EP 3 57 969 und EP 3 62 671 oder der US- amerikanischen Patentschrift US 35 47 828 beschrieben. Bei den Glykosid komponenten (G in Formel I) derartiger Alkylglykoside handelt es sich um Oligo- oder Polymere aus natürlich vorkommenden Aldose- oder Ketose- Monomeren, zu denen insbesondere Glucose, Mannose, Fruktose, Galaktose, Talose, Gulose, Altrose, Allose, Idose, Ribose, Arabinose, Xylose und Lyxose gehören. Die aus derartigen glykosidisch verknüpften Monomeren be stehenden Oligomere werden außer durch die Art der in ihnen enthaltenen Zucker durch deren Anzahl, den sogenannten Oligomerisierungsgrad, charak terisiert. Der Oligomerisierungsgrad (n in Formel I) kann als analytisch zu ermittelnde Größe auch gebrochene Zahlenwerte annehmen; er liegt in der Regel bei Werten zwischen 1 und 10, bei den vorzugsweise eingesetzten Alkylglykosiden unter einem Wert von 1,5, insbesondere zwischen 1,2 und 1,4. Bevorzugter Monomer-Baustein ist wegen der guten Verfügbarkeit Glu cose.

Der Alkylteil (R¹ in Formel I) der in den erfindungsgemäßen Tensidmi schungen enthaltenen Alkylglykoside stammt bevorzugt ebenfalls aus leicht zugänglichen Derivaten nachwachsender Rohstoffe, insbesondere aus Fettal koholen, obwohl auch deren verzweigtkettige Isomere, insbesondere soge nannte Oxoalkohole, zur Herstellung verwendbarer Alkylglykoside eingesetzt werden können. Brauchbar sind demgemäß insbesondere die primären Alkohole mit linearen Octyl-, Decyl-, Dodecyl-, Tetradecyl-, Hexadecyl- oder Octa decylresten sowie deren Gemische. Besonders geeignete Alkylglykoside ent halten einen Kokosfettalkylrest, das heißt Mischungen mit im wesentlichen R¹=Dodecyl und R¹=Tetradecyl.

Die Alkylglykoside können herstellungsbedingt geringe Mengen, beispiels weise 1 bis 2% bezogen auf Alkylglykosid, an nicht umgesetztem freiem Fettalkohol enthalten, was sich in der Regel nicht nachteilig auf die Ei genschaften der damit hergestellten Tensidmischungen auswirkt.

Als für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Tensidmischungen geeignete langkettige Alkylsulfate kommen die Sulfatierungsprodukte linearer oder verzweigtkettiger Alkohole in Frage. Besonders geeignet sind die Derivate der Fettalkohole mit 12 bis 22 C-Atomen, insbesondere mit 12 bis 16 C-Ato men. Derartige Alkylsulfate sind seit langer Zeit als gut wirksame Anion tenside bekannt.

Geeignete kurzkettige Alkylsulfate sind die Sulfatierungsprodukte linearer oder verzweigtkettiger Alkohole mit 6 bis 10 C-Atomen, vorzugsweise die Derivate linearer Alkohole mit 8 bis 10 C-Atomen. Derartige Alkylsulfate besitzen bekanntlich keine oder nur geringe Tensidwirkung.

Die Alkylsulfate können in bekannter Weise durch Reaktion der entsprechen den lang- oder kurzkettigen Alkoholkomponente mit einem üblichen Sulfa tierungsreagenz, insbesondere Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure, und anschließende Neutralisation, vorzugsweise mit Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituierten Ammoniumbasen, herge stellt werden.

Die für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Compounds in Frage kommenden Ethoxylate sind Derivate von linearen oder verzweigtkettigen Alkoholen mit 10 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis 16 C-Atomen. Der Ethoxylierungs grad der Alkohole (p in Formel IV) liegt dabei zwischen 1 und 20, vorzugs weise zwischen 3 und 10. Sie können in bekannter Weise durch Umsetzung der entsprechenden Alkohole mit Ethylenoxid hergestellt werden.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Tensidmischungen bereitet keinerlei Schwierigkeiten. Sie kann problemlos durch einfaches Mischen der Einzel komponenten, die als solche oder vorzugsweise in wäßriger Lösung vorliegen können, erfolgen.

Die erfindungsgemäßen Mischungen zeichnen sich durch ihre niedrigen Visko sitäten, ihre leichte Fließfähigkeit und Pumpbarkeit und ihre hohe Lager stabilität aus. Die Viskosität der erfindungsgemäßen Compounds liegt im allgemeinen bei 20 mPa × s bis 7000 mPa × s. Sie weisen in der Regel basische pH-Werte, etwa von 9,8 bis 10,5, auf, können jedoch durch Zugabe üblicher Säuren, insbesondere Zitronensäure, auf weitgehend neutrale bis schwach saure pH-Werte eingestellt werden, ohne ihre vorteilhaften Eigenschaften zu verlieren. Die erfindungsgemäßen Compounds sind über längere Zeit, min destens 30 Tage, bei Temperaturen von etwa 1°C bis etwa 45°C lagersta bil.

Als weiterer unerwarteter Vorteil der erfindungsgemäßen Compounds ist zu werten, daß die Verbesserung der rheologischen Eigenschaften der tensidi schen Alkylsulfat-Alkylglykosidpasten durch den Zusatz von Verbindungen erreicht wird, die trotz ihrer geringen Oberflächenaktivität die für den Einsatz in Endprodukten relevanten Eigenschaften der Alkylglykosidpasten, wie Reinigungs- und Schäumvermögen, nicht negativ beeinflussen.

Die erfindungsgemäßen Compounds können, direkt oder nach Verdünnen mit Wasser, für technische Anwendungen, zum Beispiel als Flotationshilfsmittel oder Bohrspülungen, eingesetzt werden. Vorzugsweise werden sie jedoch als Vorgemische zur Herstellung flüssiger Wasch- und Reinigungsmittel verwen det, zu denen insbesondere Feinwaschmittel, Wollwaschmittel und Geschirr spülmittel, aber auch Shampoos gehören. Derartige Mittel können in ein facher Weise durch Verdünnen der Compounds mit Wasser auf die gewünschte Aktivsubstanzkonzentration hergestellt werden. Die Zugabe anderer in der artigen Mitteln üblicher Bestandteile, zu denen insbesondere Buildersub stanzen, wie Zeolithe und Schichtsilikate, Korrosionsinhibitoren, Bleich mittel, Bleichaktivatoren, optische Aufheller, Enzyme, Vergrauungsinhibi toren, antimikrobielle Wirkstoffe, Abrasivmittel, Schaumstabilisatoren, Konservierungsmittel, pH-Regulatoren, Farb- und Duftstoffe sowie zusätz liche Tenside gehören, ist möglich.

Beispiele Beispiel 1

Durch einfaches Mischen der Komponenten, die als wäßrige Lösungen vorla gen, wurden die nachfolgend in Tabelle 1 durch ihre Zusammensetzung cha rakterisierten erfindungsgemäßen Tensidmischungen M1 bis M7 sowie die in Vergleichsversuchen verwendeten Mittel V1 und V2 hergestellt.

Tabelle I

Zusammensetzung der Tensidmischungen (Gew.-%)

Die erfindungsgemäßen Tensidmischungen M1 bis M7 besaßen ph-Werte von 9,8 bis 10,5, in 10-gewichtsprozentiger wäßriger Lösung lagen ihre pH-Werte bei 8,5 bis 9,9.

Tabelle 2

Viskositäten (20°C, Kugelfallviskosimeter nach Höppler)

Proben der erfindungsgemäßen Mischungen M1 bis M7 wurden je 30 Tage bei 1°C oder 10°C gelagert, ohne daß eine Veränderung ihrer Konsistenz fest gestellt wurde. Bei Lagerung bei 40°C über 30 Tage traten in manchen Fäl len leichte Trübungen auf. Wurden die erfindungsgemäßen Compounds jedoch durch Zugabe geringer Mengen Zitronensäure auf pH-Werte von 6,0 bis 8,8 eingestellt, was ihre Viskosität nicht wesentlich veränderte, konnten sie ohne Konsistenzänderung bei Temperaturen bis zu 45°C gelagert werden.

Claims

1. Wäßrige, gießfähige und pumpbare Tensidmischung, enthaltend ein Alkyl glykosid und ein synthetisches nichtionisches Tensid, dadurch gekenn zeichnet, daß sie im wesentlichen besteht aus
50 bis 80 Gew.-% Wasser,
5 bis 30 Gew.-% eines Alkylglykosids der Formel I, R¹-O(G)_n (I)in der R¹ einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykose-Ein heit und n eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeuten,
3 bis 20 Gew.-% eines oberflächenaktiven langkettigen Alkylsulfats der Formel II,R²-O-SO₃X (II)in der R² einen Alkylrest mit 12 bis 22 C-Atomen und X ein Alkali oder Ammoniumion bedeuten, und
1 bis 15 Gew.-% eines kurzkettigen Alkylsulfats der Formel III,R³-O-SO₃Y (III)in der R³ einen Alkylrest mit 6 bis 10 C-Atomen und Y ein Alkali- oder Ammoniumion bedeuten.

2. Tensidmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 55 bis 70 Gew.-% Wasser, 10 bis 25 Gew.-% Alkylglykosid gemäß Formel I, 5 bis 15 Gew.-% langkettiges Alkylsulfat gemäß Formel II und 2 bis 10 Gew.-% kurzkettiges Alkylsulfat gemäß Formel III enthält.

3. Tensidmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere 12 bis 18 Gew.-%, eines ethoxylierten Alkohols der Formel IV, R⁴O-(CH₂CH₂O)_p-H (IV)in der R⁴ einen Alkylrest mit 10 bis 22 C-Atomen, insbesondere mit 12 bis 16 C-Atomen, und p eine Zahl zwischen 1 und 20, insbesondere zwi schen 3 und 10 bedeuten, enthält.

4. Tensidmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß das Alkylglykosid der Formel (I) einen Oligomerisierungsgrad n unter 1,5, vorzugsweise von 1,2 bis 1,4, besitzt.

5. Tensidmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das Alkylglykosid der Formel (I) ein Alkylglucosid ist.

6. Tensidmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß das langkettige Alkylsulfat der Formel (II) einen Alkylrest R² mit 12 bis 16 C-Atomen besitzt.

7. Tensidmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß das kurzkettige Alkylsulfat der Formel (III) einen Alkylrest R³ mit 8 bis 10 C-Atomen besitzt.

8. Verwendung der Tensidmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als lagerstabiles, fließfähiges, pumpbares Vorgemisch für die Herstellung von flüssigen Wasch- oder Reinigungsmitteln.