DE4032910A1

DE4032910A1 - Verfahren zur herstellung von alkylsulfatpasten mit verbesserten fliesseigenschaften

Info

Publication number: DE4032910A1
Application number: DE4032910A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Fabry; Rainer Dr Hofmann; Martina Dr Kihn-Botulinski; Frank Dr Wangemann
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1992-04-23
Also published as: EP0553147A1; JPH06501726A; WO1992007054A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkyl sulfatpasten mit verbesserten Fließeigenschaften durch Zusatz von Sulfierprodukten ungesättigter Fettsäureglyceridester als Visko sitätsminderer.

Anionische Tenside vom Typ der Alkylsulfate, insbesondere solche, die Alkylreste mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten, zeigen ausgezeichnete Detergenseigenschaften und finden insbesondere in pulverförmigen Waschmitteln Verwendung.

Zur Herstellung derartiger Pulverwaschmittel geht man von wäßrigen Alkylsulfatpasten aus. Um einen überflüssigen Massentransport bei der Sprühtrocknung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die wäßrigen Tensidpasten einen möglichst hohen Feststoffgehalt auf weisen. Alkylsulfatpasten können jedoch nur bis zu einem bestimm ten Feststoffgehalt aufkonzentriert werden. Oberhalb dieser Grenze erreicht die Viskosität in der Regel so hohe Werte, daß die Pump barkeit der Tensidlösungen selbst bei erhöhten Temperaturen nicht mehr gewährleistet ist.

Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gemangelt, das Problem der hohen Viskosität von Aniontensidpasten zu lösen. Aus den deutschen Patentanmeldungen DE-A-34 47 859 und DE-A-22 51 405 sind beispielsweise die Verwendung von sekundären Alkansulfonaten und Hydroxycarbonsäuresalzen als Viskositätsminderer für Anion tensid-Konzentrate bekannt. Zur Erniedrigung der Viskosität von Alkylbenzolsulfonat-Pasten eignen sich alkoxylierte Alkohole (DE-A-37 18 896) oder aliphatische Kohlenwasserstoffe (DD-A-2 40 025). Andere bekannte Viskositätsminderer sind sulfonierte aroma tische Verbindungen (DE-A-23 05 554), Cumolsulfonat oder saure Phosphorsäureester (DE-8-16 17 160), mehrwertige Alkohole, Car bonsäuren oder Ester derselben (EP-A-00 08 060) oder Mono- und/oder Disulfate von Polyalkylenglycolethern (EP-B-00 24 711).

Die genannten Viskositätsminderer versagen jedoch, wenn es darum geht, die Viskosität wäßriger Alkylsulfatpasten herabzusetzen.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, ein Verfahren zur Herstellung von Alkylsulfatpasten mit verbesserten Fließeigen schaften bereitzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkylsulfatpasten mit verbesserten Fließeigenschaften, welches sich dadurch auszeichnet, daß man Alkylsulfat-Pasten mit Fest stoffgehalten von 30 bis 80 Gew.-% Sulfierprodukte ungesättigter Fettsäureglyceridester in Mengen von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Pasten, zusetzt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß schon bei Raumtemperatur der Zusatz geringer Mengen von Sulfierprodukten ungesättigter Fettsäureglyceride zu Alkylsulfat-Pasten ausreicht, um die Visko sität und die Fließgrenze deutlich herabzusetzen. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß sich die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Alkylsulfat-Pasten bei der Sprühtrocknung durch eine verbesserte Förderbarkeit und einen niedrigeren Energiebedarf auszeichnen.

Alkylsulfate stellen bekannte anionische Tenside dar, die nach den üblichen Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. In der Regel werden sie durch die Umsetzung von aliphatischen primären Alkoholen mit Schwefeltrioxid hergestellt. Alkylsulfate, auf die sich das erfindungsgemäße Verfahren er streckt, leiten sich von Fettalkoholen mit 12 bis 22 Kohlenstoff atomen ab. Typische Beispiele hierfür sind Laurylalkohol, Myri stylalkohol, Cetylalkohol, Stearylalkohol oder Behenylalkohol. Eine besonders drastische Erniedrigung der Pastenviskosität wird bei Alkylsulfaten beobachtet, die sich von Fettalkoholen mit 12 bis 18, insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffatomen ableiten.

Die Alkylsulfate können sich ferner auch von technischen Alkohol schnitten ableiten, wie sie z. B. bei der Hydrierung von techni schen Fettsäuremethylestergemischen natürlicher Herkunft oder von Aldehyden aus der Roelen′schen Oxosynthese anfallen. Bevorzugt sind hierbei Alkylsulfate auf der Basis von technischen Kokos- oder Talgalkoholschnitten. Hierunter sind solche primären Fettal kohole zu verstehen, die im Durchschnitt die folgende C-Ketten verteilung aufweisen:

Die im Sinne der Erfindung den Alkylsulfat-Pasten zuzusetzenden Sulfierprodukte von ungesättigten Fettsäureglyceridestern stellen Verbindungen dar, die man durch Umsetzung von ungesättigte Mono-, Di- und/oder Triglyceriden mit Sulfiermitteln, insbesondere gas förmigem Schwefeltrioxid sowie nachfolgender Neutralisation und Hydrolyse der entstandenen Reaktionsprodukte erhält. Ein Verfahren zur Herstellung derartiger Verbindungen ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE-A-12 46 717 beschrieben. Die Glyceride können dabei natürlicher oder synthetischer Herkunft sein und Iodzahlen von 60 bis 210, vorzugsweise 100 bis 130 aufweisen. Die Fettsäurekomponente der Glyceride kann darüber hinaus 16 bis 22 Kohlenstoffatome und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen enthalten. Als Beispiele sind die Sulfierprodukte der Glyceride der Palmitoleyl säure, Ölsäure, Elaidylsäure, Petroselinsäure, Ricinolsäure, Li nolsäure, Linolensäure oder Erucasäure zu nennen.

Die Sulfierprodukte können sich auch von technischen Glyceridge mischen ableiten, wie beispielsweise Rüböl, Sonnenblumenöl, Oli venöl, Erdnußöl, Korianderöl, Baumwollsaatöl, Ricinusöl oder Fischöl. In dieser Form kann die Fettsäurekomponente der sulfier ten Fettsäureglyceridester auch Anteile gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten. Einen besonders deutlichen viskositätsmindernden Einfluß üben Sulfierprodukte von ungesät tigten Fettsäureglyceridestern aus, die man durch Umsetzung von ölsäurereichem Rüböl neuer Züchtung mit 1,0 bis 1,3 Mol Schwefel trioxid pro Mol Glycerid bei Temperaturen von 50 bis 90°C sowie nachfolgender Neutralisation und Hydrolyse mit wäßriger Natrium hydroxidlösung erhält.

Die Sulfierprodukte ungesättigter Fettsäureglyceridester stellen komplexe Gemische dar, da die Glyceride mit dem Sulfieragens in vielfältiger Weise abreagieren können. So entstehen beispielsweise Additionsprodukte des SO₃ an die olefinische Doppelbindung sowie diverse Glyceridsulfate. Ferner sind auch Anteile an Seifen und sulfierten Seifen enthalten.

Um die Viskosität und die Fließgrenze der Alkylsulfat-Pasten zu vermindern, können die Sulfierprodukte der ungesättigten Fettsäu reglyceridester dem Alkylsulfat entweder während oder nach der Neutralisation zugesetzt werden. Es ist ferner möglich, den sauren Schwefelsäurehalbester mit einem sauren Sulfierprodukt eines un gesättigten Fettsäureglycerids zu vermischen und beide Stoffe ge meinsam zu neutralisieren. Die Sulfierprodukte werden den Alkyl sulfat-Pasten in Mengen von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Paste, zugesetzt. Im Hinblick auf das verbes serte Fließverhalten einerseits und die anwendungstechnischen Eigenschaften der resultierenden Misch-Produkte andererseits, hat es sich als optimal erwiesen, den Alkylsulfat-Pasten 5 bis 30, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Paste, der Sulfierprodukte zuzusetzen. Das Vermischen der Alkyl sulfat-Pasten mit den Sulfierprodukten erfolgt auf mechanischem Wege, beispielsweise durch Verrühren oder Umpumpen, bei gegebenenfalls erhöhter Temperatur von 40 bis 70°C; eine chemische Reaktion zwischen den Komponenten findet nicht statt.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele I. Herstellung der Alkylsulfat-Paste (A)

In einem 1-l-Sulfierreaktor mit Mantelkühlung und Gaseinleitungs rohr wurden 600 g (2,3 mol) C_16/18-Talgalkohol (Hydrenol® DD, Hydroxylzahl 215, Fa.Henkel) vorgelegt und bei T = 80°C mit 240 g (3 mol) Schwefeltrioxid umgesetzt. Das Schwefeltrioxid wurde durch Erhitzen aus einer entsprechenden Menge 65gew.-%igen Oleums aus getrieben, mit Stickstoff auf eine Konzentration von 5 Vol.-% verdünnt und innerhalb von 60 min in das Ausgangsprodukt einge leitet. Das rohe Sulfatierungsprodukt wurde im Anschluß mit wäß riger 25gew.-%iger Natronlauge neutralisiert und mit 1 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, Citronensäure gepuffert.

Kenndaten des Produktes
Aniontensidgehalt:
49,8 Gew.-%
Unsulfierte Anteile:	4,0 Gew.-%
Natriumsulfat:	1,4 Gew.-%
Wasser:	44,8 Gew.-%

II. Herstellung des sulfierten Triglycerids (B)

In einem 1-l-Sulfierreaktor mit Mantelkühlung und Gaseinleitungs rohr wurden 600 g (0,4 mol) ölsäurereiches Rüböl (Ölsäureanteil < 80 Gew.-%) vorgelegt und bei T = 80°C mit 62 g (0,78 mol) Schwe feltrioxid umgesetzt. Das Schwefeltrioxid wurde durch Erhitzen aus einer entsprechenden Menge 65gew.-%igen Oleums ausgetrieben, mit Stickstoff auf eine Konzentration von 5 Vol.-% verdünnt und in nerhalb von 30 min in das Ausgangsprodukt eingeleitet. Das rohe Sulfierprodukt wurde im Anschluß mit wäßriger 25gew.-%iger Na tronlauge neutralisiert und über einen Zeitraum von t = 2 h bei einer Temperatur T = 80°C und einem pH-Wert von 8 hydrolysiert. Anschließend wurde das Produkt mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt und mit 1 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, Citronensäure gepuffert.

Kenndaten des Produktes
Aniontensidgehalt:
20,0 Gew.-%
Unsulfierte Anteile:	58,1 Gew.-%
Natriumsulfat:	2,1 Gew.-%
Wasser:	19,8 Gew.-%

Der Aniontensidgehalt (WAS) und die Unsulfierten Anteile (US) wurden nach den DGF-Einheitsmethoden, Stuttgart, 1950-1984, H-III-10 bzw. G-II-6b ermittelt. Der Sulfatgehalt wurde als Natri umsulfat berechnet, die Bestimmung des Wassergehaltes erfolgte nach der Fischer-Methode.

III. Viskosität von Talgalkylsulfat/Sulfotriglycerid-Gemischen Beispiele 1 bis 4, Vergleichsbeispiele V1 und V2

Die Bestimmung der Viskositäten und der Fließgrenzen erfolgte nach DIN 53 018 T1,2 in einem schubspannungskontrollierten Rotations rheometer CS 100 mit einem Platte-Platte-Meßsystem der Firma Carri-Med. Die Ergebnisse sind in den Tab. 1 u. 2 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Viskositäten 55gew.-%iger C_16/18-Talgalkylsulfat-Pasten

Scherrate 5/s

Tabelle 2

Fließgrenzen 55gew.-%iger C_16/18-Talgalkylsulfat-Pasten

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Alkylsulfat-Pasten mit verbes serten Fließeigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkylsulfat-Pasten mit Feststoffgehalten von 30 bis 80 Gew.-% Sulfierprodukte ungesättigter Fettsäureglyceridesters in Men gen von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Pasten, zusetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sulfierprodukte in Mengen von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Paste, zusetzt.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkylsulfate einsetzt, die sich von Fettalkoholen mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ableiten.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Sulfierprodukte einsetzt, die sich von ungesättigten Fettsäureglyceridestern mit einer Iodzahl von 60 bis 210 ableiten.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Sulfierprodukte einsetzt, die sich von ungesättigten Fettsäureglyceridestern mit 16 bis 22 Kohlen stoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen in der Fett säurekomponente ableiten.