DE69932706T2

DE69932706T2 - Verbesserte alkanolamide

Info

Publication number: DE69932706T2
Application number: DE69932706T
Authority: DE
Inventors: E. James Mahwah PERELLA; A. Joseph Ramsey KOMOR; L. Dennis Ridgewood FOST; D. Richard Warwick KATSTRA
Original assignee: Mona Industries Inc
Current assignee: Mona Industries Inc
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: EP1062310A4; HK1034739A1; AU2995199A; DE69932706D1; EP1062310B1; AU755252B2; CA2323461A1; ATE335803T1; WO1999046356A1; ES2270588T3; CA2323461C; EP1062310A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte Alkanolamid-Tenside, und insbesondere auf modifizierte Monoalkanolamide, die bei Raumtemperatur flüssig sind, und auf das Verfahren zum Herstellen derselben.
Hintergrund der Erfindung
Nichtionische Tenside sind bekannt und haben eine schnell wachsende kommerzielle Bedeutsamkeit erreicht. Sie umfassen einen breiten Bereich von Verbindungen mit verschiedenartigen Strukturen und Anwendungen. Eine Art von nichtionischen Tensiden sind Alkanolamide, die Kondensate sind, beispielsweise von Fettsäuren mit Alkanolaminen wie Monoethanolamin (MEA), Diethanolamin (DEA) und Monoisopropanolamine (MIPA), die häufig in einer Vielzahl von kosmetischen Formulierungen, Körperpflegeformulierungen, Haushalts- und industriellen Formulierungen verwendet worden sind.
Alkanolamine werden häufig verwendet in allgemeinen flüssigen Systemen wie flüssigen Detergentien und Körperpflegeprodukten, als Schaumstabilisatoren, Viskositätsbildner, Löslichkeitsvermittler und dergleichen, in metallverarbeitenden Formulierungen, als Schmiermittel, Viskositätssteuerungsmittel, Korrosionsinhibitoren und in einer Vielzahl von anderen Anwendungen. Alkanolamide, verwendet als Komponenten in derartigen Systemen, sind Ethanolamide und/oder Isopropanolamide wie Monoethanolamide, Diethanolamide und Isopropanolamide, in denen das Fettsäureacylradikal typischerweise zwischen 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält. Solche Dialkanolamine sind typischerweise flüssig, während Monoalkanolamide Feststoffe sind mit Schmelzpunkten von 40°C bis etwa 90°C. Bislang waren besonders zufriedenstellende Alkanolamide Diethanolamide, wie diejenigen, die abgeleitet sind von vermischten Fettsäuren von Kokosöl oder besonderen Fraktionen, die beispielsweise vorwiegend C₁₂- bis C₁₄-Fettsäuren enthalten. Diese Alkanolamide sind in der Form im Allgemeinen flüssig, was deren Verwendung in hohem Maße vereinfacht.
Bislang waren Monoalkanolamide nicht in flüssiger Form erhältlich, was deren Verwendung in vielen Fällen limitiert hat. Infolge von behördlichen Belangen und Einschränkungen sind in den letzten Jahren Bestrebungen erfolgt, Formulierungen nach einer größeren Verwendung von Monoalkanolamiden hin zu verschieben; solche Produkte sind Feststoffe, sind schwieriger handzuhaben und sind ungünstig zur Verwendung in Produktionsverfahren von großem Maßstab. Demgemäss würde es sehr vorteilhaft sein, die Leistungseigenschaften von Monoethalolamiden kombinieren zu können mit Produkten mit flüssigen physikalischen Eigenschaften bei Umgebungsbedingungen oder weniger.
Eine weitere bekannte grundlegende Gruppe nichtionischer Tenside sind die polyoxylierten Derivate, hauptsächlich dargestellt durch polyethoxylierte und polypropoxylierte Verbindungen, die häufig verwendet werden als Emulgatoren und Detergentien, stellen aber nicht die Vorteile von Alkanolamiden in Verbindung mit, beispielsweise, Schaumstabilisierung und Viskositätsaufbau bereit. In der Vergangenheit wurden Versuche durchgeführt, Ethylenoxid zu verwenden als Adduktionsmittel bzw. Beibringungsmittel für Alkanolamide, um die Eigenschaften der Alkanolamide in einer günstigen Weise zu modifizieren, einschließlich der Möglichkeit des Verringerns der Gerinnungstemperatur bzw. Erstarrungstemperatur der Monoethalolamide. Während Ethylenoxid-Addukte von Alkanolamiden Zusammensetzungen mit einigen modifizierten Eigenschaften ergeben können, ändert sich die Menge des Ethylenoxids in den Alkanolamiden, das erforderlich ist, um Veränderungen der physikalischen Eigenschaften zu erreichen, was zu Produkten führte, die eher solchen ähnelten, die durch Polyoxyethylen-Verbindungen dargestellt wurden, und die Derivate behielten nicht viele der Eigenschaften der Alkanolamide bei, die insbesondere erwünscht waren.
JP 8337560-A ist gerichtet auf Gemische von Polyoxypropylen-Fettsäure-Alkanolamid-Verbindungen, hergestellt durch Reagieren eines Fettsäurealkylesters mit einem Alkanolamid, gefolgt von einer optionalen Ethoxylierung, und danach Propoxylierung.
WO-9208690-A offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Ethanolamid-Ethoxylat im Vorhandensein eines tertiären Amins, das keine Protonen hat, das mit Alkylenoxid reagiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Demgemäss stellt die vorliegende Erfindung bereit eine Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids, abgeleitet von aus Triglycerid hergestelltem Monoethanolamid, mit einer Erstarrungstemperatur von 20°C oder niedriger, von der Formel (1)
worin
R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21 Kohlenstoffatomen ist,
B ist CH₃ oder -CH₂-CH₃, und
x ist von 1 bis 6;
die Zusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids ist im Wesentlichen flüssig bei Raumtemperatur oder weniger, und ist geeignet, Schaumstabilisierung und viskositätsbildende Eigenschaften aufzuweisen.
Die Erfindung stellt weiter bereit ein Verfahren zum Herstellen einer Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids mit einer Erstarrungstemperatur von 20°C oder weniger, das umfasst

(a) Bereitstellen einer Monoethanolamid-Zusammensetzung, hergestellt aus Triglycerid, dargestellt durch die Formel (2)
worin R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21 Kohlenstoffatomen ist; und
(b) Reagierung von 1 Mol der Monoethanolamid-Zusammensetzung in der Anwesenheit eines geeigneten Katalysators mit 1-6 Mol Propylenoxid, Butylenoxid oder Gemischen derselben, um eine Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids zu bilden, die im Wesentlichen flüssig bei 25°C oder weniger ist.

Die Erfindung stellt auch bereit die Verwendung einer Monoethanolamid-Zusammensetzung, hergestellt aus Glyceridestern, um eine Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids der Formel (1) zu bilden
worin
R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21 Kohlenstoffatomen ist,
B ist CH₃ oder -CH₂-CH₃, und
x ist von 1 bis 6;
mit einer Erstarrungstemperatur von 20°C oder niedriger, und im Wesentlichen flüssig bei 25°C oder niedriger.
Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids bereitzustellen mit einer Erstarrungstemperatur von weniger als 25°C, die vorzugsweise flüssig ist bei Raumtemperatur oder niedriger (z. B. 25°C oder niedriger), und die aufweist Schaumstabilisierung, Viskositätsaufbau und andere erwünschte Tensideigenschaften von unmodifiziertem Dialkanolamid und Monoalkanolamid-Tensiden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen einer verbesserten Monoethanolamid-Tensid-Zusammensetzung bereitzustellen durch Reagieren einer Monoethalolamid-Tensid-Zusammensetzung mit einer Erstarrungstemperatur von etwa 40°C oder höher, mit einer Menge von Propylen- oder Butylenoxyid, die ausreichend ist, um eine modifizierte Monoethanolamid-Tensid-Zusammensetzung herzustellen mit einer Erstarrungstemperatur von 20°C oder weniger, die im Wesentlichen aufweist die Tensideigenschaften von Dialkanolamid-Tensid-Zusammensetzungen und des Monoethanolamid-Ausgangsstoffes.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbessere modifizierte Monoethanolamid-Tensid-Zusammensetzung bereitzustellen mit einer Erstarrungstemperatur, die niedriger ist als 20°C, die vorzugsweise bei Raumtemperatur flüssig ist (25°C) oder niedriger, und die aufweist Schaumstabilisierung, Viskositätsaufbau und ähnliche Eigenschaften von Dialkanolamid- und Monoalkanolamid-Tensiden.
Es ist noch eine weitere Aufgabe, bereitzustellen kosmetische und andere Körperpflege-Präparate, die modifizierte Monoethanolamid-Tenside enthalten mit Erstarrungstemperaturen von 20°C oder niedriger.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Metallverarbeitungs- und andere Zusammensetzungen bereitzustellen für eine Vielzahl von Haushalts- und industriellen Anwendungen, die enthalten modifizierte Monoethanolamid-Tenside mit Erstarrungstemperaturen von 20°C oder niedriger.
Diese und andere Aufgaben werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
Die modifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen Flüssigkeiten sind bei Raumtemperatur oder niedriger, haben vorzugsweise eine Erstarrungstemperatur von 20°C, oder insbesondere bevorzugt niedriger, weisen überraschenderweise und unerwarteterweise im Allgemeinen die meisten, wenn nicht alle, der Tensideigenschaften von Dialkanolamid-Tensid-Zusammensetzungen auf, wie Schaumstabilisierung und viskositätsbildende Eigenschaften, und behalten im Wesentlichen alle günstigen Eigenschaften der Monoethanolamide bei, aus denen die Zusammensetzungen hergestellt werden.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden kosmetische und Körperpflege-Zusammensetzungen bereitgestellt, die umfassen mindestens 0,1 Gewichts-% einer modifizierten Monoethanolamid-Tensid-Zusammensetzung, hergestellt aus Triglycerid, die im Wesentlichen bei Raumtemperatur oder niedriger flüssig ist, die dargestellt werden kann durch die Formel
worin:
R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21 Kohlenstoffatomen ist;
B ist CH₃ oder -CH₂-CH₃; und
x ist von 1 bis 6.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden bereitgestellt Metallverarbeitungs-Zusammensetzungen und Haushalts-Reinigungsprodukte, die vorzugsweise in flüssiger Form sind, umfassend mindestens 0,1 Gewichts-% einer modifizierten Monoethanolamid-Tensid-Zusammensetzung, hergestellt aus Triglycerid, die im Wesentlichen flüssig ist bei Raumtemperatur oder niedriger, die dargestellt werden kann durch die Formel
worin:
R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlewasserstoffradikal mit 3-21 Kohlenstoffatomen ist;
B ist CH₃ oder -CH₂-CH₃; und
x ist von 1 bis 6.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Materialien und Verfahren bereitgestellt, die die Eigenschaften einer bekannten und häufig verwendeten Klasse nichtionischer Tensid-Zusammensetzungen erhöht, um eine leicht handhabbare Gruppe hiervon leicht und ökonomisch erhältlich zu machen zur Verwendung in einer Verschiedenheit von kosmetischen, Körperpflege-, Haushalts- und industriellen Anwendungen.
Das Verfahren dieser Erfindung betrifft die Behandlung einer Monoethanolamid-Tensid-Zusammensetzung, im Allgemeinen mit einer Erstarrungstemperatur von 40°C oder höher, durch Reagieren der normalerweise festen Monoethanolamid-Zusammensetzung im Vorhandensein eines geeigneten Katalysators, vorzugsweise Kaliumhydroxid oder Natriumalkoholat, mit einer Menge von Butylenoxid oder vorzugsweise Propylenoxid, allein ausreichend zum Herstellen einer Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzung, die im Wesentlichen bei Raumtemperatur (25°C) flüssig ist und vorzugsweise eine Erstarrungstemperatur von 20°C oder niedriger besitzt. Die Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen, die gemäß der Ausübung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, weisen Tensideigenschaften auf wie Schaumstabilisierung und Viskositätsaufbau, sowie andere erwünschte Eigenschaften, die denjenigen ähnlich sind, die durch Dialkanolamide ausgeübt werden, und sind im Wesentlichen denjenigen gleich, die durch unmodifizierte Monoethanolamid-Zusammensetzungen bereitgestellt werden.
Darüber hinaus ist nicht bekannt, dass die Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, die bei Raumtemperatur oder niedriger im Wesentlichen flüssig sind, unerwünschte toxikologische oder Umweltprobleme besitzen.
Im Allgemeinen kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung bewerkstelligt werden durch Behandeln einer Monoethanolamid-Zusammensetzung, die die Formel besitzt
worin:
R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21, vorzugsweise 8-18 Kohlenstoffatomen ist;
mit einer Menge Propylenoxid, Butylenoxid oder Gemischen derselben im Vorhandensein eines geeigneten Katalysators wie Kaliumhydroxid, Natriumalkoholat und dergleichen, die nur ausreichend ist, um eine Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzung zu bilden, die bei Raumtemperatur oder niedriger flüssig ist, und vorzugsweise im Wesentlichen die Tensideigenschaften der unmodifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzung beibehält. Die Reaktion der Monoethanolamid-Zusammensetzung mit Propylenoxid, Butylenoxid oder Gemischen derselben für das Hinzufügen eines oder mehrerer Mole Alkylenoxid zu dem Alkanolamid gemäß der Erfindung kann durchgeführt werden durch Verwenden irgendeines bekannten Verfahrens. Der Grad der Alkoxylierung der Monoethanolamid-Zusammensetzung, die behandelt wird, ist wichtig, kann aber schwanken in Abhängigkeit vom Molekulargewicht der Monoethanolamid-Zusammensetzung und dem Grad der Ungesättigtheit im Fettsäurealkylamid-Rest, wie ausgedrückt durch dessen Jod-Wert, durch Hinzufügen von 1-6 Mol, vorzugsweise von 1-4 Mol Propylenoxid, Butylenoxid oder Gemischen derselben, pro Molmonoethanolamid. Allerdings sollte die Molanzahl des verwendeten Alkylenoxids, wie angegeben, nur die Menge sein, die ausreicht, um eine Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzung herzustellen, die bei Raumtemperatur im Wesentlichen flüssig ist, und vorzugsweise eine Erstarrungstemperatur von 20°C, oder weiter bevorzugt niedriger, hat.
Die typischerweise festen Monoethanolamid-Zusammensetzungen, die geeignet sind zur Verwendung in der Herstellung der modifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, haben eine Erstarrungstemperatur von 20°C oder vorzugsweise niedriger, gemäß der Ausübung der vorliegenden Erfindung, sind bekannt und schließen solche ein, die von Triglyceriden abgeleitet sind. Beispiele geeigneter Triglyceride, aus denen die Monoethanolamid-Zusammensetzungen hergestellt werden können, schließen ein Glyceridester, die gefunden werden in Kokosöl, Palmöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Rapsöl, Kastoröl, Fischöl, Talgfett, Milchfett, Schmalz bzw. Schweinefett und andere natürliche Quellen, oder können von synthetischem Ursprung sein.
Die modifizierten Monoethanolamid-Tensid-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, die hergestellt werden gemäß der Ausübung der vorliegenden Erfindung, können dargestellt werden durch die Formel
worin:
R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21, vorzugsweise 8-18 Kohlenstoffatomen ist;
B ist CH₃ oder -CH₂-CH₃; und
x ist von 1 bis 6, vorzugsweise von 1 bis 4.
Wie angegeben, werden die Monoethaolamid-Zusammensetzungen, die typischerweise bei hoher Temperatur schmelzende wachsartige Feststoffe sind, die in die Monoethanolamid-Derivate der vorliegenden Erfindung umgewandelt werden, hergestellt werden auf irgendeine geeignete Weise, und zahlreiche Verfahren zu deren Herstellung sind bekannt. Die modifizierten Monoethanolamid-Tensid-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, die bei Raumtemperatur flüssig sind und vorzugsweise eine Erstarrungstemperatur von 20°C oder weniger haben, behalten die im Allgemeinen nützlichen und erwünschten Tensid- und andere Eigenschaften der Monoethanolamid-Zusammensetzungen bei, aus denen sie hergestellt werden, sowie solche, die ausgeübt werden von Diethanolamid-Zusammensetzungen, die bekannt sind und häufig verwendet werden.
Der Grad der Alkoxylierung, d. h. die Anzahl der Gruppierungen „x" der obigen Formel, kann schwanken, aber nur innerhalb enger Grenzen. Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der Erfindung, die Addukte sind von nur einer ausreichenden Menge Butylenoxid oder vorzugsweise Propylenoxid pro Mol Monoethanolamid, von 1 bis 6 Mol, vorzugsweise von 1 bis 4 Mol, oder Alkylenoxid, sind überaschenderweise und unerwarteterweise Flüssigkeiten bei Raumtemperatur und besitzen vorzugsweise eine Erstarrungstemperatur von 20°C oder niedriger, während sie in vorteilhafter Weise die erwünschten Tensideigenschaften der unmodifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen beibehalten, sowie die Tensideigenschaften von Diethanolamiden aufweisen. In Abhängigkeit vom Molekulargewicht und dem Grad der Ungesättigtheit des Fettsäurealkylamid-Rests der Monoethanolamid-Zusammensetzung, wie ausgedrückt durch den Jod-Wert (I.V.) dessen, werden die Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eine Menge Propylenoxid zur Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzung enthalten im Bereich von mindestens 22 Gewichts-% bis 57 Gewichts-%, oder eine Menge Butylenoxid zur Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzung im Bereich von 40 Gewichts-% bis 60 Gewichts-%, auch wenn im Falle von Monoethanolamid-Zusammensetzungen, die gesättigte Amid-Reste von hohem Molekulargewicht enthalten (Jodwerte von 0), sich die Menge von Propylenoxid und/oder Butylenoxid zu dem Monoethanolamid-Derivat von etwa 60 Gewichts-% oder höher als wünschenswert erweisen kann.
Die neuen modifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen der Erfindung weisen viele der bekannten Eigenschaften der Diethanolamiden auf wie Schaumstabilisierung und Viskositätsaufbau sowie andere wünschenswerte Eigenschaften wie Emulgierung von Materialien auf Öl-Basis, Löslichmachen von Düften und Haarfarbstoffen und Farbstoffen, Befeuchtung von natürlichen und synthetischen Fasern, Kompatibilität mit anionischen Tensiden und Detergentien und dergleichen, während sie Erstarrungstemperaturen aufweisen, die im Wesentlichen niedriger sind als diejenigen von unmodifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen, um sie somit leicht formulierbar zu machen in einem breiten Bereich von kosmetischen, Körperpflege-, Haushalts- und industriellen Systemen. Überaschenderweise und unerwarteterweise wurde gefunden, dass während Alkoxylierung von Monoethanolamiden mit gesteuerten, geringen Mengen Propylenoxid oder Butylenoxid gemäß der Ausübung der Erfindung Monoethanolamid-Derivate bereitstellt, die bei Raumtemperatur oder niedriger flüssig sind, und alle oder die meisten der erwünschten Tensideigenschaften der unmodifizierten Monoethanolamide und von Diethanolamiden beibehält, Reaktionen, die ein Behandeln von typischerweise festen Monoethanolamid-Zusammensetzungen mit fünf oder mehr Mol Ethylenoxid im Vorhandensein eines geeigneten Katalysators beinhalten, nützlich sind beim Erzeugen von Derivaten hiervon, die bei Raumtemperatur (20–25°C) fließfähige Feststoffe oder Gele sind, allerdings fehlen den auf diese Weise erzeugten Monoethanolamid-Derivaten in beträchtlicher Weise viele der erwünschten Alkanolamid-Tensid-Eigenschaften wie Schaumstabilisierung und Viskositätsaufbau.
Es ist daher ein weiterer Aspekt der Erfindung, neue Zusammensetzungen der Erfindung zu verwenden, beispielsweise in kosmetischen Zubereitungen und dergleichen, besonders in Zubereitungen zur Haarpflege und Hauptbehandlung. In diesem Zusammenhang können Körperpflegeformulierungen Shampoos, Haarfarbmittel, Haarspülung, Produkte für den Badbedarf und Hautcremes und Lotionen sein. Andere Formulierungen, wo die Eigenschaften der neuen Zusammensetzungen der Erfindung verwendet werden können, schließen ein Make-Up-Cremes, Sonnenschutzmittel, Lippenstift, gepresste Pulver, Hauttoner, Antitranspiranten und dergleichen. Shampoos, bei denen die neuen modifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen der Erfindung hinzugefügt worden sind in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichts-% oder höher, und die bis zu etwa 30 Gewichts-% Substanzen enthalten mit Detergenz-Aktivität, zusätzlich zu Wasser und möglicherweise anderen Inhaltsstoffen, führen zu Zusammensetzungen mit erwünschter Schaumstabilisierung und erwünschtem Viskositätsaufbau sowie vielen anderen erwünschten Eigenschaften.
Konventionelle Additive wie Parfüme, Konservierungsstoffe, Komplexierungsstoffe, opazitätserhöhende Mittel, glanzentwickelnde Stoffe und dergleichen können hinzugefügt werden zu einem der oben erwähnten Körperpflegeprodukte.
Die neuen modifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen können auch hinzugefügt werden zu einer breiten Vielfalt von Heimbedarf- und industriellen Formulierungen, in denen deren Geeignetheit als Detergentien, Metallverarbeitungs- und Schmierstoffe, Emulgatoren, Antikorrosionsstoffen für Metallprodukte und verschiedene andere Flüssigkeiten und/oder Körperpflege auf Wasserbasis, Heimbedarf und industrielle Zusammensetzungen, bei denen Diethanolamid- und unmodifizierte Monoethanolamid-Zusammensetzungen sich als nützlich erwiesen haben. Die Herstellung spezieller Zusammensetzungen der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht, die hierin allein in der Absicht der Veranschaulichung bereitgestellt werden und nicht als dem Umfang der Erfindung einschränkend beabsichtigt sind.
Beispiel 1
Ein Dreihalskolben, versehen mit einem Rührgerät, einem Thermometer, einem Trockeneiskühler, einem Erwärmungsmantel und einem Tropftrichter wird befüllt mit 125 g eines festen, kommerziell erhältlichen Kokos-Monoethanolamids mit dem Handelsnamen MONOAMID CMA, das hergestellt wird aus Kokosöl und Monoethanolamin. Das feste Monoethanolamid (Erstarrungstemperatur 63°C; Jodwert (I.V.)-9) wird geschmolzen bei 70–80°C, 0,9 g eines 85%-igen Kaliumhydroxid-Katalysators werden hinzugefügt und das Gemisch wird gerührt, bis es homogen ist. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wird angehoben auf 140–150°C, und 58 g Propylenoxid werden tropfenweise hinzugefügt über einen Zeitraum von 1,5 Stunden. Das Reaktionsgemisch wird gerührt bei 140–150°C für eine zusätzliche Stunde, wonach es auf 25°C gekühlt wird. Das propoxylierte Monoethanolamid-Produkt mit einem Propylenoxid-Anteil von 31,5 Gewichts-% ist eine klare, bernsteinfarbene Flüssigkeit mit einer Erstarrungstemperatur von –1°C.
Beispiel 2 (außerhalb des beanspruchten Bereichs)
Unter Verwendung des Reaktionsgefäßes von Beispiel 1 werden 125 g eines festen, kommerziell erhältlichen Kokos-Monoethanolamids mit dem Handelsnamen MONOAMID CMA-A, das hergestellt wird aus Kokos-Fettsäure und Monoethanolamin, reagiert mit 58 g Propylenoxid unter Verwendung der Prozedur von Beispiel 1. Ein klares, bernsteinfarbenes, flüssiges Produkt wird hergestellt mit einer Erstarrungstemperatur von 0°C.
Beispiel 3

A) Unter Verwendung des Reaktionsgefäßes und der Prozedur von Beispiel 1 wird ein propoxyliertes Monoethanolamid hergestellt aus 125 g des Kokos-Monoethanolamid-Materials von Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass nur 29 g Propylenoxid hinzugefügt werden zu dem erwärmten Monoethanolamid-Ausgangsstoff. Nach Beendigung der Reaktion wird das Produkt mit einem Propylenoxid-Anteil von 18,7 Gewichts-% abgekühlt auf 25°C, und eine unklare, pastöse Flüssigkeit wird erhalten.
B) Unter Verwendung des Reaktionsgefäßes und der Prozedur von Beispiel 1 wird ein propoxyliertes Monoethanolamid hergestellt aus 125 g des Kokos-Monoethanolamid-Materials von Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass 174,3 g Propylenoxid hinzugefügt werden zu dem erwärmten Monoethanolamid-Reaktionsgemisch. Nach Beendigung der Reaktion und dem Abkühlen wird ein Reaktionsprodukt erhalten mit einem Propylenoxidanteil von 58,2 Gewichts-%, das eine klare, bernsteinfarbene Flüssigkeit ist.
C) Unter Verwendung des Reaktionsgefäßes und der Prozedur von Beispiel 1 wird ein propoxyliertes Monoethanolamid hergestellt aus 125 g des Kokos-Monoethanolamid-Materials von Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass 232,4 g Propylenoxid hinzugefügt wird zum erwärmten Monoethanolamid-Reaktionsgemisch. Nach Beendigung der Reaktion und dem Abkühlen wird ein klares, dunkles, bernsteinfarbenes, flüssiges Reaktionsprodukt erhalten mit einem Propylenoxidanteil von 65,0 Gewichts-%.

Beispiel 4

A) Unter Verwendung des Reaktionsgefäßes von Beispiel 1 werden 192,6 g eines Soja-Monoethanolamids (Feststoff-Erstarrungstemperatur 45°C; Jodwert-130), hergestellt aus Sojaöl und Monoethanolamin, in das Gefäß gegeben und erwärmt bei 70–80°C zusammen mit 1,5 g flockigem 85%-igem Kaliumhydroxid. Das Gemisch wird gerührt, bis es homogen ist, und die Temperatur wird danach angehoben auf 140–150°C. Während des Beibehaltens der Temperatur bei Rühren werden 104,6 g Propylenoxid tropfenweise hinzugefügt über einem Zeitraum von 2,5 Stunden. Das Reaktionsgemisch wird gerührt für eine zusätzliche Stunde bei 140–150°C, und danach auf 25°C abgekühlt. Nach dem Kühlen ist das Reaktionsprodukt mit einem Propylenoxidanteil von 35,0 eine klare, bernsteinfarbene Flüssigkeit mit einer Erstarrungstemperatur von –1°C.
B) Die Reaktion von A) oben wird durchgeführt, mit der Ausnahme, dass nur 69,76 g Propylenoxid tropfenweise hinzugefügt werden zu dem geschmolzenen Soja-Monoethanolamid-Ausgangsstoff. Das resultierende Produkt mit einem Propylenoxid-Anteil von 26,4% ist bei 25°C eine Paste.

Beispiel 5
Unter Verwendung des Reaktionsgefäßes von Beispiel 1 werden 230,1 g eines Caprylsäure/Caprinsäure-Monoethanolamids (I.V.-0), hergestellt aus einem C8/C10-Triglycerid und Monoethanolamin, gegeben in das Gefäß mit 1,5 g 85%-igem flockigen Kaliumhydroxid, und bei 70–80°C erwärmt bei Rühren, bis eine homogene Mischung gebildet wurde. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wird danach angehoben auf 140–150°C und 68,4 g Propylenoxid werden tropfenweise hinzugefügt über einem Zeitraum von 1,5 Stunden. Das Reaktionsgemisch wird gerührt für eine weitere Stunde bei einer Temperatur von 140–150°C. Das Reaktionsprodukt mit einem Propylenoxid von 22,8 Gewichts-% ist eine klare, bernsteinfarbene Flüssigkeit bei 25°C.
Beispiel 6

A) Unter Verwendung des Reaktionsgefäßes von Beispiel 1 werden 125 g des festen Kokos-Monoethanolamids von Beispiel 1 gegeben in das Reaktionsgefäß und geschmolzen bei 70–80°C, zu welchem Zeitpunkt 0,9 g von 85%-igem Kaliumhydroxid hinzugefügt werden und das Gemisch wird gerührt bis es homogen ist. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wird angehoben auf 140–150°C und 108 g Butylenoxid werden tropfenweise bei Rühren hinzugefügt zum Reaktionsgemisch über einem Zeitraum von 1,5 Stunden. Das Reaktionsgemisch wird beibehalten bei 140–150°C bei Rühren für eine zusätzliche Stunde, wonach es auf 25°C gekühlt wird. Das Reaktionsprodukt mit einem Butylenoxid-Anteil von 46,2% ist eine klare, bernsteinfarbene Flüssigkeit.
B) Die Reaktion von A) oben wird durchgeführt, mit der Ausnahme, dass nur 72 g Butylenoxid tropfenweise hinzugegeben werden zum Kokos-Alkanolamid-Reaktionsgemisch über einem Zeitraum von 2,5 Stunden. Nach Abkühlen ist das Reaktionsprodukt mit einem Butylenanteil von 36,4% ein Feststoff.
C) Die Reaktion von A) oben wird durchgeführt, mit der Ausnahme, dass 180 g Butylenoxid tropfenweise hinzugefügt werden zum Kokos-Alkanolamid-Reaktionsgemisch über einem Zeitraum von 2,5 Stunden. Nach Abkühlen ist das Reaktionsprodukt mit einem Butylenoxid-Anteil von 59% eine klare, bernsteinfarbene Flüssigkeit.

Beispiel 7
Die propoxylierten Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der Beispiele 1, 4A und 5 werden in diesem Beispiel verwendet. Schaumstabilisierungs-Eigenschaften von zahlreichen modifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen werden bewertet und die bewirkten Eigenschaften der Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen (alle mit Erstarrungstemperaturen von weniger als 0°C) der vorliegenden Erfindung werden verglichen mit denjenigen, erhalten mit einer kommerziellen Diethanolamid-Zusammensetzung, einem unmodifizierten Monoethanolamid (Feststoff mit einer Erstarrungstemperatur von 63°C) und einem kommerziellen Monoethanolamid, zur Reaktion gebracht mit 5 Mol Ethylenoxid (Erstarrungstemperatur 25°C). Die Ergebnisse der Tests sind unten in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1 Ross-Miles-Schaum-Test (mm Schaum)
Der Test wird durchgeführt gemäß dem ASTM-Verfahren D1173-53 mit 19% Natriumlaurylsulfat +1% Testamid. 0,1% gesamt aktiv in 0 ppm Wasser Härte Temperatur = 25°C.
Wie ersichtlich, weisen die Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen mit einem geringen Propoxylierungs-Grad, die Flüssigkeiten sind, ausgezeichnete Schaumstabilisierungseigenschaften auf, bei Vermischen mit einem anionischen Tensid wie Natriumlaurylsulfat, im Wesentlichen die gleichen wie die Schaumstabilisierungseigenschaften von Kokos-Diethanolamid und unmodifiziertem Kokos-Monoethanolamid. Im Gegensatz dazu ist ein Ethylenoxid-Addukt des Kokos-Monoethanolamids nicht flüssig und stabilisiert nicht den Schaum.
Beispiel 8

Die propoxylierten Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der Beispiele 1, 4A und 5 werden in diesem Beispiel verwendet. Viskositätsbildende Eigenschaften zahlreicher Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der Erfindung werden bewertet und verglichen mit den Eigenschaften, die bewirkt werden von einer kommerziellen Diethanolamid-Zusammensetzung (Erstarrungstemperatur –4°C), einem unmodifizierten Monoethanolamid (Feststoff-Erstarrungstemperatur 63°C) und einem kommerziellen Monoethanolamid, zu dem 5 Mol Ethylenoxid als Addukt hinzugefügt sind (Erstarrungstemperatur 25°C). Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Viskositätsvergleich von Natriumlaurylsulfat-Gemischen

Getestete Probe	Viskosität (cPs) 1% addiertes NaCl
Beispiel 1 Vergl.	283
unmodifiziertes Kokos-Monoethanolamid MONAMID CMA	625
Beispiel 4A Vergl.	120
Beispiel 5 Vergl.	130
Kokos-Diethanolamid	173
Kokos-Monoethanolamid +5 Mol Ethylenoxid	45

Testformulierung: 19% Natriumlaurylsulfat aktiv +1% Testprobe.

Während die propoxylierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen (Beispiele 1, 4A und 5 Zusammensetzungen) etwas reduzierte viskositätsbildende Eigenschaften aufwiesen, verglichen mit einer unmodifizierten Kokos-Monoethanolamid-Zusammensetzung, sind sie etwa äquivalent im Viskositätsaufbau gegenüber einer Kokos-Diethanolamid-Zusammensetzung und sie sind dem Ethylenoxid-Addukt von Kokos-Monoethanolamid klar überlegen.
Beispiel 9
Die alkoxylierten Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der Beispiele 1, 2 (außerhalb des beanspruchten Bereichs), 3B) und 3C) werden verwendet in diesem Beispiel. Prototyp-Haarshampoo-Formulierungen werden hergestellt unter Verwendung von 30% aktivem Natriumlaurylsulfat und 3% aktiven Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen. Eine Shampoo-Probe wird hergestellt in der Absicht des Vergleichs aus einem festen, kommerziell erhältlichen, fettsäureabgeleiteten Monoethanolamid mit dem Handelsnamen MONOAMID CMA-A. Die verschiedenen Shampoo-Proben werden bewertet bezüglich eines Ross-Miles-Schaums und bezüglich der Viskosität, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten gezeigt.
Tabelle 3 Getestete Probe
Wie ersichtlich, weisen die Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen mit niedrigen Propoxylierungs-Graden (Beispiel 1 und 2 Zusammensetzungen), die flüssig sind, ausgezeichnete Schaumstabilisierungseigenschaften auf bei Vermischung mit einem anionischen Tensid wie Natriumlaurylsulfat, im Wesentlichen die gleichen wie die Schaumstabilisierungseigenschaften eines unmodifizierten Kokos-Monoethanolamids, das nicht flüssig ist. Im Gegensatz dazu stabilisieren die Kokos-Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen mit hohen Graden von Propylenoxid, Beispiel 3B) und 3C), den Schaum nicht in effizienter Weise. Darüber hinaus weisen die propoxylierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen mit geringen Graden von Propylenoxid (Beispiel 1 und 2 Zusammensetzungen), die flüssig sind, beträchtliche viskositätsaufbauende Eigenschaften auf, während die propoxylierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen mit einem hohen Grad Propylenoxid, Beispiel 3B) und 3C) Zusammensetzungen, schlechte viskositätsaufbauende Eigenschaften aufweisen.
Beispiel 10
Die alkoxylierten Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 (außerhalb des beanspruchten Bereichs) werden in diesem Beispiel verwendet. Befeuchten von Baumwolle durch die Monoethanolamid-Derivat-Zusammensetzungen der Erfindung werden bewertet und verglichen mit der befeuchtenden Eigenschaft der unmodifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzung von Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 unten gezeigt.
Wie ersichtlich, sind die befeuchtenden Eigenschaften der flüssigen modifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzungen der Erfindung, die leicht löslich und/oder dispergierfähig im Wasser sind, klar überlegen gegenüber den befeuchtenden Eigenschaften einer festen unmodifizierten Monoethanolamid-Zusammensetzung.
Tabelle 4
Draves-Cotton-Skein-Befeuchtungstest

Konzentration: 0,1% aktiv in deionisiertem Wasser
Temperatur: 25°C
Methode: AATCC 17-1994

Cotton-Skein-Befeuchtungsdauer

*Anmerkung: Es wurde festgestellt, dass die propoxylierten Alkanolamid-Zusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 leichter dispergierbar und löslich sind als die unmodifizierte Alkanolamid-Zusammensetzung.

Aus dem Obenstehenden ist ersichtlich, dass andere Ausführungsformen und Methoden, die nicht ausdrücklich oben beschrieben sind, deutlich innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen. Die obige Beschreibung ist daher als allein beispielhaft beabsichtigt, und der Umfang dieser Erfindung sollte allein durch die beigefügten Ansprüche beschränkt werden.

Claims

Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids, abgeleitet von aus Triglycerid hergestelltem Monoethanolamid, mit einer Erstarrungstemperatur von 20°C oder niedriger, von der Formel (1)
wobei R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21 Kohlenstoffatomen ist, B ist CH₃ oder -CH₂-CH₃, und X ist von 1 bis 6; die Zusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids im Wesentlichen flüssig bei 25°C oder niedriger ist, und geeignet ist, Schaumstabilisierung und viskositätsbildende Eigenschaften aufzuweisen.
Tensidzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei x von 1 bis 4 ist.
Tensidzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei B eine CH₃-Gruppe ist.
Tensidzusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei R hat 8-18 Kohlenstoffatome.
Tensidzusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Triglycerid ist Kokosnussöl, Palmöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Rapsöl, Castoröl, Tran, Talgfett, Milchfett und/oder Schmalz.
Tensidzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das Triglycerid Kokosnussöl und/oder Sojaöl ist.
Verfahren zum Herstellen einer Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids mit einer Erstarrungstemperatur von 20°C oder weniger, das umfasst (a) Bereitstellen einer Monoethanolamid-Zusammensetzung, hergestellt aus Triglycerid, dargestellt durch die Formel (2)
wobei R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21 Kohlenstoffatomen ist; und (b) Reagieren von 1 Mol der Monoethanolamid-Zusammensetzung in der Anwesenheit eines geeigneten Katalysators mit 1-6 Mol Propylenoxid, Butylenoxid oder Gemischen desselben, um eine Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids zu bilden, die im Wesentlichen flüssig bei 25°C oder weniger ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei R hat 8-18 Kohlenstoffatome.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Monoethanolamid-Zusammensetzung reagiert wird mit 1 bis 4 Mol Propylenoxid.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die zu reagierende Monoethanolamid-Zusammensetzung ein Feststoff mit einer Erstarrungstemperatur von mindestens 40°C ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Monoethanolamid-Zusammensetzung hergestellt wird aus Kokosnussöl, Palmöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Rapsöl, Castoröl, Tran, Talgfett, Milchfett und/oder Schmalz Triglyceriden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Monoethanolamid-Zusammensetzung hergestellt wird aus Kokosnussöl und/oder Sojaöl.
Kosmetik-, Körperpflege- und Haushaltsgebrauchs-Zusammensetzungen, die umfassen mindestens 0,1 Gew-% einer Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert.
Verwendung einer Monoethanolamid-Zusammensetzung, hergestellt aus Glyceridestern, um eine Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids der Formel (1) zu bilden
wobei R ein wahlweise substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder geradkettiges, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal mit 3-21 Kohlenstoffatomen ist, B ist CH₃ oder -CH₂-CH₃, und x ist von 1 bis 6; mit einer Erstarrungstemperatur von 20°C oder niedriger, und im Wesentlichen flüssig bei 25°C oder niedriger.
Verwendung nach Anspruch 14, wobei die Monoethanolamid-Zusammensetzung hergestellt wird aus Kokosnussöl, Palmöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Rapsöl, Castoröl, Tran, Talgfett, Milchfett und/oder Schmalz.
Verwendung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Tensidzusammensetzung des modifizierten Monoethanolamids aufweist Schaumstabilisierung und viskositätsbildende Eigenschaften.
Metallverarbeitungs- und Industrieanwendungszusammensetzungen, die in flüssiger Form sind, umfassend mindestens 0,1 Gew-% einer Tensidzusammensetzung eines modifizierten Monoethanolamids, wie definiert in einem der Ansprüche 1 bis 6.