DE817153C

DE817153C - Reinigungs-, Emulgier-, Dispergier-, Netz- und Schaummittel

Info

Publication number: DE817153C
Application number: DEP2867A
Authority: DE
Inventors: Albert Dr Sander
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1948-10-01
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-10-15

Description

Reinigungs-, Emulgier-, Dispergier-, Netz- und Schaummittel Nach der britischen Patentschrift 437 285 werden Weichmachungs- und Reinigungsmittel erhalten, wenn man 2-Alkylmerkaptobenzthiazol mit niedermolekularen Alkylestern anorganischer Säuren, z. B. Dimethylsulfat, umsetzt, wobei die in den Merkaptanrest eingeführte Alkylgruppe aus wenigstens 8 C-Atomen bestehen soll. Als Beispiel wird hierbei die Umsetzung von Octadecyl-, Dodecyl- und Octadecenylmerkaptobenzthiazol mit Dimethylsulfat angeführt. Das dabei erhaltene Kondensationsprodukt soll sich klar in heißem Wasser lösen und stark schäumende, in der Kälte zu seifenähnlichen Massen erstarrende Lösungen bilden.
Im Gegensatz zu den anionaktiven Waschmitteln besitzen jedoch diese kationaktiven Waschmittel, zu denen auch die in der genannten britischen Patentschrift erwähnten Kondensationsprodukte gehören, kaum irgendwelche praktische Bedeutung, da sie nur in stark sauren Flotten (z. B. pH < 3) eine genügende Waschwirkung zeigen; unter gewöhnlichen Bedingungen fehlt ihnen jedes Waschvermögen.
Es wurde nun gefunden, daß man die Kondensationsprodukte von 2-Merkaptoarylensulfosäuren oder -carbonsäuren mit aliphatischen, hydroaromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Halogenverbindungen, deren Kohlenwasserstoffkette wenigstens 5 CAtome umfaßt, sich mit vorzüglicher Wirkung als Reinigungs-, Emulgier-, Dispergier-, Netz- und Schaummittel verwenden kann.
Diese erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe kann man dadurch gewinnen, daß man 2-Merkaptoarylenthiazolsulfosäuren oder -carbonsäuren in neutraler oder schwach alkalischer Lösung, gegebenenfalls unter Zusatz von geeigneten Lösungsmitteln, mit aliphatischen, hydroaromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Halogenverbindungen kondensiert, deren Kohlenwasserstoffkette wenigstens 5 C-Atome umfaßt.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe kann ferner dadurch geschehen, daß man zu der vorerwähnten Kondensation Halogenverbindungen mit verzweigter Kohlenwasserstoffkette verwendet, deren Kohlenwasserstoffkette aus wenigstens 5 C-Atomen besteht. Ferner ist auch die Möglichkeit gegeben, daß man an Stelle der 2-Merkaptoarylenthiazolsulfosäuren zunächst Alkalisalze der 2-Merkaptoarylenthiazole kondensiert und die erhaltenen Kondensationsprodukte nachträglich sulfiert.
So erhält man beispielsweise durch Umsetzen von n-Octylchlorid oder aber von 2-Chloroctan mit dem Dinatriumsalz der 2-Merkaptobenzthiazol-6-sulfosäure in wäßrig-alkoholischer Lösung, zweckmäßig in der Wärme, die entsprechenden 2-Octylmerkaptobenzthiazolsulfosäurederivate 2-Octylmerkaptobenzthiazol-6-sulfosaures Na bzw. 2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfosaures Na. Verwendet man statt dessen 2-Äthyl-i-Chlorhexan zur Kondensation, so erhält man auf dem gleichen Wege das 2-(2'-Äthyl-i'-hexyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfonat Auf die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe wird im Rahmen des vorliegenden Schutzbegehrens kein Anspruch erhoben.
Die überraschend günstigen kolloidchemischen und waschtechnischen Eigenschaften der erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen sind offenbar dem Zusammentreffen der verschiedenen Heteroatome im Thiazolkomplex, insbesondere aber der Schwefelbrücke zu verdanken, da ein Ersatz der letzteren durch andere Atome oder Atomgruppen, z. B. durch die Sulfongruppe, die waschtechnischen Eigenschaften verschlechtert.
An den folgenden Beispielen seien einige der wichtigsten Eigenschaften der erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe näher erläutert. i. Schaumvolumen- und Schaumbeständigkeit In einem graduierten Glaszylinder von iooo cm3 Inhalt werden 25o cm3 einer wäßrigen Lösung der zu prüfenden Substanz durch gleichmäßige, senkrechte Stöße mit einer durchlochten, dem Durchmesser des Zylinders angepaßten Metallscheibe zum Schäumen gebracht. Die 'Metallscheibe ist genau in der Mitte an einem dünnen senkrechten Metallstab befestigt, der in einem ringförmigen Handgriff endigt und mit Hilfe einer Führung, die zugleich als DRckel den- Zylinder abschließt, eine gleichförmige Hubweite ermöglicht. Das Schaumvolumen wird nach jeweils 6o gleichmäßigen Stößen, wozu etwa i Minute erforderlich ist, abgelesen. Übersteigt das Schaumvolumen iooo cm3, so werden zur Prüfung statt 250 cm3 nur die Hälfte oder ein Viertel genommen und die Schaumhöhe mit 2 bzw. 4 multipliziert (worunter natürlich die Genauigkeit der Beobachtung in geringem Maße leidet). Man beobachtet nun die Schaumhöhe bei verschiedenen Konzentrationen, und zwar von Lösungen in destilliertem Wasser und in einer anderen Versuchsreihe unter Zusatz von jeweils o,10/0 Soda.

Die bei der Prüfung einiger dieser Verbindungen erhaltene Schaumhöhe in Kubikzentimeter zeigt folgende Tabelle:

Substanz ohne Alkalizusatz

o,ooi 0/0 00o5 0/0l o,oi % 0,05 % j 0J 0/0 0,5 0/0 1.0 0/0

2-n-Octylmerkaptoberlzthiazol-6-sulfonat . .. 320 48o - 88o - 1440 168o

2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfonat 320 420 530 89o 1260 146o 180o

2-(2'-Äthyl-i'-hexyl)-merkaptobenzthiazol

6-sulfonat ........ . ................. 330 46o 530 1100 1750 2200 3200

Substanz mit Alkalizusatz

0,001 0/0'0,005 0/0l o,oi % 0,05% 0@i o/o !@ 0,5 0/0

2-n-Octylmerkaptobenzthiazol-6-sulfonat ... 480 500 56o 750 j - 1000 1100

2-(2 -Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfonat 36o 500 60o 110o 160o 1900 1800

2-(2'-Äthyl-i'-hexyl)-merkaptobenzthiazol-

6-sulfonat ............................ 37o 52o 62o 1300 1 1800 220o j 3200

Mit Lösungen von Sulfonaten höherer Kohlenwasserstoffe (erhalten z. B. durch Sulfochlorierung geeigfieter Fraktionen aus der Fischcr-Trop@ch-Sy::-these, die unter dem gesetzlich geschützten Warennamen Mersolate im Handel und als synthetisches Waschmittel vielfach verv^rr.ct si;@'), bei denen ;'ie salzbildende Sulfonsäuregruppe direkt mit einem C-Atom der Paraffinkohlenwasserstoffkette verbunden ist, werden unter den gleichen Bedingungen bei Konzentrationen von 0,o5°/° vergleichsweise Schaumvolumen von 98o cm3 ohne Alkalizusatz und von 100o cm3 mit Alkalizusatz erhalten.

Bei der Prüfung auf Schaumbeständigkeit von o,o5°/oigen Lösungen dieser Stoffe wurde der Abfall der Schaumhöhe nach 5 Minuten abgelesen und ferner die Zeit in Sekunden bestimmt, in welcher die Schaumsäule bis zu einer bei ioo cm3 angebrachten Marke aufrahmte. Mit Rücksicht auf das außerordentlich starke Schaumvermögen der 3. Verbindung mußte hierbei nur eine o,o3°/oige Lösung verwendet werden. Die einer o,o5°/oigen Lösung entsprechenden Werte würden in diesem Falle also wesentlich höher liegen.

Näheres hierüber ergibt die folgende Zusammenstellung:

Schaumvolumen Aufrahmung bis zur

Substanz vor und nach 5 Minuten ioo-cm3-Marke in Sek.

ohne Alkali I mit Alkali ohne Alkali l mit Alkali

2-n-Octylmerkaptobenzthiazol-

6-sulfonat..................... 88o bis 630 75o bis 570 92,3 64,9

2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-

6-sulfonat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89o bis 85o iioo bis io5o 95,7 185,7

2-(2'-Äthyl-i'-hexyl)-merkapto-

benzthiazol-6-sulfonat (0,o3°/°ige

Lösung) . .... . . .. ... ........ .. iioo bis 98o 92o bis 91o 122,9 122,2

Sulfonat höherer Kohlenwasserstoffe,

wie es unter dem gesetzlichen ge-

schützten Warennamen Mersolat

im Handel ist, zum Vergleich

(o,o5o/oige Lösung) . . . . . . . . . . . . 98o bis 950 iooo bis 98o 118,4 142,5

z. Bestimmung der Grenzflächenaktivität Die Bestimmung erfolgte in der Weise, daß die Tropfenzahl von i cm3 Paraffinöl beim Austreten aus einer Kapillare in eine o,o5°/oige Lösung der zu prüfenden Substanz gemessen wurde. Als Vergleich diente hierbei eine o,o5°/oige Mersolatlösung. 2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-srilfonat 8o Tropfen, Mersolat 7o Tropfen. 3. Verhalten einiger der erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe in der Weißwäsche Die in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Zahlen geben den Weißgehalt in Prozenten von künstlich angeschmutztem Baumwollgewebe (Schmutztrübe ungewaschen = 43 bis 44°/o) wieder. Gewaschen wurde mit einer o,04°/° der aktiven Substanz enthaltenden Waschflotte bei 15' der Härte und mit enthärtetem Wasser (3,5' d. H.) bei einem Flottenverhältnis von i : 30. Der Weißgehalt wurde mittels Selenzelle auf photoelektrischem Wege bestimmt.

Substanz 15' d' H' 3,5' d. H.

i x gew. j 3 x gew.

1 x gew.

2-n-Octylmerkaptobenzthiazol-6-sulfonat ... 520/0

590/0 56,60/0

2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfonat 55 °/o 59% 59,5%

2-(2'Äthyl-i'-hexyl)-merkaptobenzthiazol-

6-sulfonat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5o °/o 55% 58 bis 60 %

Sulfonat höherer Kohlenwasserstoffe, wie es

unter dem gesetzlich geschützten Waren-

narren Mersolat im Handel ist . . . . . . . . 53% 55 °/o 5801/,

Claims

PATENTANSPRUCH: Verwendung von Kondensationsprodukten von 2 - @lei-kaptoary-lenthiazolsulfosäuren oder -carbonsäuren mit aliphatischen, hydroaromatischen o@'er gemischt aliphatisch-aromatischen Halogenverbindungen, deren Kohlenwasserstoffkette wenigstens 5 C-Atome umfaßt, als Reinigungs-, Emi 1-gier, Dispergier-, Netz- und Schaummittel.