DE4242480A1

DE4242480A1 - Aqueous textile softener dispersions

Info

Publication number: DE4242480A1
Application number: DE4242480A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr Puchta; Thomas Dr Engels; Theo Voelkel; Fred Dr Schambil
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-06-23
Also published as: EP0674701B1; ES2102809T3; DE59306802D1; WO1994013772A1; EP0674701A1; ATE154632T1

Abstract

In order to produce highly concentrated textile softener dispersions based on quaternary ammonium compounds with ester groups in their molecules and having a substantially constant viscosity over a large temperature range, small amounts of selected non-ionic dispersing agents are added thereto.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen, die trotz eines besonders hohen Gehaltes an textilweichmachenden Wirkstof fen eine geringe Viskosität aufweisen, die sich auch nach längerer Lager zeit nicht oder nur unwesentlich erhöht.The present invention relates to aqueous textile plasticizer dispersions, which despite a particularly high content of fabric softening agent fen have a low viscosity, even after long storage time not or only slightly increased.

Wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen neigen bei längerer Lagerung, ins besondere bei Temperaturen unterhalb oder oberhalb der Raumtemperatur, zur Verdickung. Besonders ausgeprägt ist dieses Verhalten bei Textilweichma cher-Dispersionen mit hohem Wirkstoffgehalt. Die marktüblichen Textil weichmacher-Konzentrate enthalten ca. 15 bis 25 Gew.-% Wirkstoff. Zur Her stellung lagerstabiler Dispersionen wird in der Regel mit Hilfe unter schiedlicher Elektrolyte eine sehr niedrige Ausgangsviskosität einge stellt. Bei einem noch höheren Wirkstoffgehalt beobachtet man aber auch in Gegenwart von Elektrolyt bei der Lagerung eine nennenswerte Viskositätser höhung, die entweder unmittelbar nach der Herstellung oder aber im Laufe einer längeren Lagerzeit stattfindet.Aqueous textile softening agent dispersions tend to be insoluble when stored for a long time especially at temperatures below or above room temperature Thickening. This behavior is particularly pronounced with textile soft material cher dispersions with a high active ingredient content. The usual textile Plasticizer concentrates contain approx. 15 to 25% by weight of active ingredient. To Her Storage-stable dispersions are usually provided with the help of different electrolytes have a very low initial viscosity poses. With an even higher active ingredient content one also observes in Presence of electrolyte during storage is a significant viscosity increase either immediately after manufacture or during the course a longer storage period takes place.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung wäßriger Textilweichmacher-Dispersionen mit einem hohen Wirkstoffgehalt, deren Vis kosität niedrig ist und die auch nach längerer Lagerung nicht oder nicht wesentlich steigt. Dabei soll der Wirkstoff der erfindungsgemäßen Disper sionen biologisch leicht und schnell abbaubar sein; die Produkte sollen zudem auch mit kaltem Wasser leicht verdünnbar sein, die damit behandelten Textilien sollen nach dem Trocknen eine gute Weichheit und ein gutes Wie derbenetzungsvermögen aufweisen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung von Textilweichmacher-Dispersio nen, deren Anteil an nichttextilweichmachenden Bestandteilen möglichst gering ist. The object of the present invention is therefore to provide aqueous Textile plasticizer dispersions with a high active ingredient content, the Vis is low and not or not even after prolonged storage increases significantly. The active ingredient of the Disper according to the invention ion easily biodegradable; the products should also be easily dilutable with cold water, the treated with it Textiles should have a good softness and a good how after drying have wetting ability. Another task of the present The invention consists in the provision of textile plasticizer dispersion if possible, their proportion of non-textile softening components is low.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend wäßrige Textil weichmacher-Dispersionen mit einem Gehalt an quartären Ammoniumverbindun gen, die 1, 2 oder 3 Estergruppen im Molekül enthalten, und mit einem Ge halt an nichtionischen Dispergatoren, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Dispersionen, jeweils bezogen auf die wäßrige Dispersion, a) 15 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-%, quartäre Ammoniumverbindungen und b) nichtionische Dispergatoren mit einem HLB-Wert im Bereich von 12 bis 20, insbesondere im Bereich von 15 bis 20, enthalten.The present invention accordingly relates to aqueous textiles plasticizer dispersions containing quaternary ammonium compounds gene containing 1, 2 or 3 ester groups in the molecule, and with a Ge holds on nonionic dispersants, which are characterized in that the dispersions, based in each case on the aqueous dispersion, a) 15 to 60 wt .-%, preferably 20 to 40 wt .-%, quaternary ammonium compounds and b) nonionic dispersants with an HLB value in the range from 12 to 20, in particular in the range from 15 to 20, included.

Die genannten quartären Ammoniumverbindungen sind wegen der darin in den langen Resten enthaltenen Estergruppen biologisch leicht und schnell ab baubar und haben deswegen in letzter Zeit an Interesse gewonnen. Zu den genannten Verbindungen zählen beispielsweise die aus der DE-A-16 19 058, der DE-A-19 35 499 oder der US 3,915,867 bekannten Verbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylresten am Stickstoffatom. Man kann diese Verbindun gen beispielsweise leicht durch Veresterung von Alkanolaminen mit Fettsäu re oder durch Umesterung von Fettsäureestern mit Alkanolamin und anschlie ßender Quaternierung herstellen. Entsprechende Verfahren zur Herstellung in großtechnischem Maßstab sind ebenfalls seit langem bekannt; nach diesen Verfahren hergestellte Verbindungen sind handelsübliche Verbindungen.The quaternary ammonium compounds mentioned are in the long residues containing ester groups biologically easily and quickly buildable and have therefore recently gained interest. To the the compounds mentioned include, for example, those from DE-A-16 19 058, DE-A-19 35 499 or US 3,915,867 known compounds with 1, 2 or 3 fatty acyloxyalkyl radicals on the nitrogen atom. You can make this connection gene, for example, easily by esterification of alkanolamines with fatty acid re or by transesterification of fatty acid esters with alkanolamine and then produce quaternization. Appropriate manufacturing processes on an industrial scale have also been known for a long time; after these Processed connections are commercially available connections.

Hinsichtlich der Stabilität der Viskosität der damit hergestellten wäßri gen Dispersionen besonders interessante Verbindungen sind solche, deren Fettacylgruppen sich ganz oder teilweise von ungesättigten Fettsäuren ab leiten, die zu wenigstens 30, vorzugsweise zu wenigstens 55% in cis-form vorliegen.With regard to the stability of the viscosity of the aqueous Compounds of particular interest in relation to dispersions are those whose Fatty acyl groups are wholly or partly derived from unsaturated fatty acids conduct, at least 30, preferably at least 55% in cis form available.

Zu den quartären Ammoniumverbindungen mit Estergruppen im Molekül gehören auch die aus der US 4,317,272 bekannten quaternierten Betainester. Auch aus der US 5,066,414, der EP-A-293 953, der EP-A-309 052 und der EP-A-345 842 sind solche Verbindungen bekannt.The quaternary ammonium compounds with ester groups in the molecule include also the quaternized betaine esters known from US 4,317,272. Also from US 5,066,414, EP-A-293 953, EP-A-309 052 and Such compounds are known from EP-A-345 842.

Zu den geeigneten quartären Ammoniumverbindungen zählen auch die von Di methylaminopropandiol-1,2 abgeleiteten Verbindungen mit zwei Estergruppen. Sie werden beispielsweise in der DE-A-27 28 841 beschrieben. Ein Herstel lungsverfahren, das zu derartigen Produkten mit einem niedrigen Fließpunkt führt, ist Gegenstand der EP-A-420 465.Suitable quaternary ammonium compounds also include those of Di methylaminopropanediol-1,2 derived compounds with two ester groups. They are described for example in DE-A-27 28 841. A manufacturer development process leading to such products with a low pour point is the subject of EP-A-420 465.

Die genannten quartären Ammoniumverbindungen lassen sich überraschender weise auch dann zu viskositätsstabilen wäßrigen Dispersionen verarbeiten, wenn der Gehalt an quartären Ammoniumverbindungen besonders hoch ist, d. h. beispielsweise 15 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Dispersion, vor zugsweise 20 bis 40 Gew.-% beträgt. Dies ist durch die erfindungsgemäße Verwendung von nichtionischen Dispergatoren mit einem HLB-Wert im Bereich von 12 bis 20, insbesondere 15 bis 20, möglich, wobei es im hohen Maße überraschend ist, daß zur Erzielung des gewünschten Effektes nur äußerst geringe Mengen an nichtionischen Dispergatoren verwendet werden müssen.The quaternary ammonium compounds mentioned can be more surprising wise to produce viscosity-stable aqueous dispersions, if the quaternary ammonium compound content is particularly high, d. H. for example 15 to 60% by weight, based on the aqueous dispersion is preferably 20 to 40 wt .-%. This is due to the invention Use of nonionic dispersants with an HLB value in the range from 12 to 20, especially 15 to 20, possible, it being to a high degree It is surprising that only extremely to achieve the desired effect small amounts of nonionic dispersants must be used.

Als nichtionische Dispergatoren, die in den erfindungsgemäßen Dispersionen Verwendung finden, sind beispielsweise Anlagerungsprodukte von 20 bis 200, insbesondere 25 bis 150 Mol Ethylenoxid an ein Mol Fettalkohol mit 12 bis 22 C-Atomen, an eine Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen, an ein Fettamin, an ein Fettsäureglycerid, an einen Fettsäuresorbitanester oder einen Fettsäu repropylenglykolmonoester einer Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen, an ein Ricinusöl oder hydriertes Ricinusöl, an ein Alkylmono-oder-oligoglykosid mit 12 bis 22 C-Atomen in der Alkylgruppe oder an ein Alkylphenol mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe zu nennen. Ebenfalls geeignet sind Fettsäuresorbitanester, an die Ethylenoxid und/oder Propylenoxid angela gert ist. Die oben genannten Dispergatoren sind für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besonders geeignet.As nonionic dispersants in the dispersions of the invention For example, add-on products from 20 to 200 are used, in particular 25 to 150 moles of ethylene oxide to one mole of fatty alcohol with 12 to 22 carbon atoms, to a fatty acid with 12 to 22 carbon atoms, to a fatty amine a fatty acid glyceride, a fatty acid sorbitan ester or a fatty acid repropylene glycol monoester of a fatty acid with 12 to 22 carbon atoms Castor oil or hydrogenated castor oil, to an alkyl mono- or oligoglycoside with 12 to 22 carbon atoms in the alkyl group or to an alkylphenol with 8 to mention 15 carbon atoms in the alkyl group. Are also suitable Fatty acid sorbitan esters to which ethylene oxide and / or propylene oxide angela device. The above-mentioned dispersants are for the inventive Compositions particularly suitable.

Wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen, die als Dispergator ein Anlage rungsprodukt von 25 bis 150 Mol Ethylenoxid an Fettalkohol mit 16 bis 22 C-Atomen enthalten, sowie wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen, die als Dispergator ein Anlagerungsprodukt von 20 bis 100 Mol Ethylenoxid an ein Sojapolyol enthalten, sind besonders geeignete Dispergatoren. Auch ein An lagerungsprodukt von 20 bis 150, insbesondere von 25 bis 150 Mol Ethylen oxid an ein Fettamin mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen ist sehr gut geeig net.Aqueous textile softener dispersions, which are used as a dispersing system product of 25 to 150 mol ethylene oxide on fatty alcohol with 16 to 22 Contain carbon atoms, as well as aqueous textile plasticizer dispersions, which as Dispersant an adduct of 20 to 100 moles of ethylene oxide Containing soy polyol are particularly suitable dispersants. Also an on Storage product from 20 to 150, especially from 25 to 150 moles of ethylene oxide on a fatty amine with 12 to 16 carbon atoms is very suitable net.

Auch Sojapolyole mit einem entsprechend hohen Ethylenoxidgehalt, wie sie in der DE-A-39 23 394 näher beschrieben sind, eignen sich als Dispergato ren für die erfindungsgemäßen konzentrierten Textilweichmacher-Dispersio nen.Also soy polyols with a correspondingly high ethylene oxide content, as they do described in DE-A-39 23 394 are suitable as dispersato ren for the concentrated textile plasticizer dispersion according to the invention nen.

Von den genannten Dispergatoren reichen zur Erzielung der Viskositätssta bilität auch nach längerer Lagerung bereits geringen Mengen, d. h. Mengen im Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-%, wobei Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-% bevorzugt sind.Of the dispersants mentioned are sufficient to achieve the viscosity level even after long storage even small amounts, d. H. amounts in the range from 0.01 to 1% by weight, quantities from 0.01 to 0.5% by weight are preferred.

Falls die wäßrigen Textilweichmacher-Dispersionen nicht schon ohnehin eine geringe Ausgangsviskosität haben, beispielsweise durch die Verwendung von quartären Ammoniumverbindungen mit einem hohen cis-/trans-Verhältnis, ist es zweckmäßig, eine niedrige Viskosität durch den Zusatz eines Elektroly ten einzustellen. Geeignete Elektrolyten sind beispielsweise Natriumchlo rid, Natriumacetat, Magnesiumsulfat oder Calciumchlorid und insbesondere Magnesiumchlorid. Zur Einstellung einer niedrigen Ausgangsviskosität durch Zusatz eines Elektrolyts reichen ebenfalls geringe Mengen aus. Der Elek trolyt liegt beispielsweise in Konzentrationen von 0,01 bis 3 Gew.-%, be zogen auf die fertige Dispersion, in der Dispersion vor.If the aqueous fabric softener dispersions are not already a have low initial viscosity, for example through the use of quaternary ammonium compounds with a high cis / trans ratio it is advisable to have a low viscosity by adding an electrolyte to adjust. Suitable electrolytes are, for example, sodium chloride rid, sodium acetate, magnesium sulfate or calcium chloride and in particular Magnesium chloride. To set a low initial viscosity through Adding an electrolyte is also sufficient in small amounts. The elec trolyte is, for example, in concentrations of 0.01 to 3 wt .-%, be preferred to the finished dispersion, in the dispersion.

Die genannten Dispersionen zeichnen sich dadurch aus, daß deren Ausgangs viskosität nach der Herstellung auch bei längerer Lagerung in einem brei ten Temperaturbereich nicht oder nur geringfügig ansteigt, daß sie einen hohen Wirkstoffgehalt aufweisen, daß sie auch mit kaltem Wasser leicht verdünnbar sind, was sich besonders beim Einspülen in automatischen Wasch maschinen positiv bemerkbar macht, und daß die damit behandelten Textilien nach dem Trocknen nicht nur einen weichen Griff sondern auch eine gute Wiederbenetzbarkeit aufweisen, was insbesondere für Textilien, die auf der Haut getragen werden, von besonderer Bedeutung ist.The dispersions mentioned are characterized in that their starting viscosity after manufacture even after prolonged storage in a slurry th temperature range does not increase or increases only slightly so that it have high active ingredient content that they are easy even with cold water can be thinned, which is particularly important when washing them in automatic washing machine positively noticeable, and that the textiles treated with it after drying not only a soft handle but also a good one Have rewettability, which is particularly true for textiles on the Skin to be worn is of particular importance.

Examples

In den folgenden Beispielen wird gezeigt, daß wäßrige Textilweichmacher- Dispersionen mit einem hohen Gehalt jeweils 34 Gew.-% an quartären Ammoni umverbindungen, die Esterbindungen in ihren langen Gruppen enthalten mit Dimethylsulfat quaterniertes Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Triethanolamin und 2 Mol Talgfettsäure eine bemerkenswerte Viskositätsstabilität aufwei sen, wenn den Dispersionen sehr geringe Mengen an nichtionischen Disperga toren mit einem hohen HLB-Wert zugesetzt werden. Demgegenüber zeigen an sonsten gleich zusammengesetzte Dispersionen ohne Dispergatoren oder mit anderen Dispergatoren in gleichen Mengen bereits nach 1-wöchiger Lagerung einen nichttolerierbaren Viskositätsanstieg.The following examples show that aqueous fabric softeners Dispersions with a high content of 34% by weight of quaternary ammoni umverbindungen that contain ester bonds in their long groups with Dimethyl sulfate quaternized reaction product from 1 mol of triethanolamine and 2 moles of tallow fatty acid have remarkable viscosity stability sen when the dispersions very small amounts of nonionic dispersa gates with a high HLB value. In contrast indicate otherwise dispersions of the same composition without dispersants or with other dispersants in the same quantities after 1 week of storage an intolerable increase in viscosity.

Die Viskosität (mPas) wurde in allen Fällen mit einem Brookfield-Rota tionsviskosimeter mit Spindel 2 und 20 Umdrehungen pro Minute bei 20°C gemessen. Die Zusammensetzung der Dispersionen und das Viskositätsverhal ten geht aus Tabelle 1 hervor. The viscosity (mPas) was in all cases with a Brookfield Rota tion viscometer with spindle 2 and 20 revolutions per minute at 20 ° C measured. The composition of the dispersions and the viscosity behavior Table 1 shows.

Tabelle 1 Table 1

In Tabelle 1 bedeuten
Dispergator 1 = Talgfettalkohol + 40 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 17,6
Dispergator 2 = Talgfettalkohol + 50 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 18,0
Dispergator 3 = Talgfettalkohol + 80 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 18,7
Dispergator 4 = hydriertes Ricinusöl + 60 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 18,2
Dispergator 5 = Ricinusöl + 190 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 19,4
Dispergator 6 = Sojapolyol mit 39 Gew.-% Mol Ethylenoxid
Dispergator 7 = Stearylamin + 25 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 16,3
Dispergator 8 = Talgfettalkohol + 5 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 9,6
Dispergator 9 = Talgfettalkohol + 7 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 11,0.In Table 1 mean
Dispersant 1 = tallow fatty alcohol + 40 moles of ethylene oxide HLB value = 17.6
Dispersant 2 = tallow fatty alcohol + 50 mol ethylene oxide HLB value = 18.0
Dispersant 3 = tallow fatty alcohol + 80 mol ethylene oxide HLB value = 18.7
Dispersant 4 = hydrogenated castor oil + 60 moles of ethylene oxide HLB value = 18.2
Dispersant 5 = castor oil + 190 moles of ethylene oxide HLB value = 19.4
Dispersant 6 = soy polyol with 39% by weight mole of ethylene oxide
Dispersant 7 = stearylamine + 25 moles of ethylene oxide HLB value = 16.3
Dispersant 8 = tallow fatty alcohol + 5 moles of ethylene oxide HLB value = 9.6
Dispersant 9 = tallow fatty alcohol + 7 moles of ethylene oxide HLB value = 11.0.

Die Dispergatoren 8 und 9 sind im Sinne der vorliegenden Erfindung unge eignete Dispergatoren mit zu geringem Gehalt an Ethylenoxid (= zu niedri gem HLB-Wert) und dienen als Vergleich ebenso wie Versuch 10 ohne Disper gator.The dispersants 8 and 9 are in the sense of the present invention Suitable dispersants with too little ethylene oxide (= too low according to HLB value) and serve as a comparison as well as experiment 10 without Disper gator.

Wie der Tabelle 1 zu entnehmen ist, führen Dispersionen ohne oder mit un geeigneten Dispergatoren zu pastösen Produkten, während die Dispergatoren 1 bis 7 mit einem hohen Ethylenoxid-Gehalt (mindestens 25 Mol) und entspre chend hohem HLB-Wert (über 15) zu fließfähigen Dispersionen führen.As can be seen in Table 1, dispersions perform with or without suitable dispersants to pasty products, while the dispersants 1 to 7 with a high ethylene oxide content (at least 25 mol) and correspond high HLB value (over 15) lead to flowable dispersions.

Claims

1. Aqueous fabric softener dispersions containing quaternary ammonium compounds containing 1, 2 or 3 ester groups in the molecule and containing nonionic dispersants, characterized in that the dispersions, based in each case on the aqueous dispersion,

a) 15 to 60 wt .-%, preferably 20 to 40 wt .-% quaternary ammonium compounds and
b) contain nonionic dispersants with an HLB value in the range from 12 to 20, in particular from 15 to 20.

2. Aqueous fabric softener dispersion according to claim 1, characterized, that as a dispersant an adduct of 20 to 200 moles of ethylene oxide to a fatty alcohol with 12 to 22 carbon atoms, to a fatty acid with 12 to 22 carbon atoms, to a fatty amine, to a fatty acid glyceride a fatty acid sorbitan ester or a fatty acid propylene glycol mono ester of a fatty acid with 12 to 22 carbon atoms, on castor oil or hy third castor oil, to an alkyl mono- or oligoglycoside with 12 to 22 carbon atoms in the alkyl group or on an alkylphenol with 8 to 15 carbon atoms is contained in the alkyl group.

3. Aqueous textile plasticizer dispersion according to claim 1 or 2, characterized, that as a dispersant an adduct of 25 to 150 moles of ethylene oxide to a fatty alcohol containing 16 to 22 carbon atoms.

4. Aqueous fabric softener dispersion according to claim 1 or 2, characterized, that as a dispersant, an adduct of 20 to 100 moles of ethylene oxide to a soy polyol is included.

5. Aqueous textile plasticizer dispersion according to claim 1 or 2, characterized, that an adduct of 20 to 150 mol, in particular as a dispersant contain special from 25 to 150 moles of ethylene oxide to a fatty amine is.

6. Aqueous textile plasticizer dispersion according to one of claims 1 to 5, characterized, that the dispersant in an amount of 0.001 to 1 wt .-%, preferably two se up to 0.5 wt .-% is included.

7. Aqueous textile plasticizer dispersion according to one of claims 1 to 6, characterized, that additionally contain an electrolyte, preferably magnesium chloride is.

8. An aqueous textile plasticizer dispersion according to claim 7. characterized, that the electrolyte is contained in amounts of 0.01 to 3 wt .-%.