DE931974C

DE931974C - Wasch- und Reinigungsmittel mit verbesserter Schaumkraft

Info

Publication number: DE931974C
Application number: DEN4288A
Authority: DE
Inventors: Pieter Willem Olivier Wijga
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1950-08-11
Filing date: 1951-08-10
Publication date: 1955-08-22
Also published as: CH300905A; NL73501C; BE505177A; FR1048419A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung des SchäumungsVermögens von als Wasch- und Reinigungsmittel verwendbaren Produkten auf der Grundlage von Salzen von Verbindungen R—X, in welchen R eine substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppe mit mehr als 7 Kohlenstoffatomen und X einen Schwefelsäurerest, einen Sulfonsäurerest, eine Carboxylgruppe oder einen phosphorhaltigen Säurerest bedeuten, sowie auf die dadurch erhaltenen verbesserten Zusammensetzungen. Die Erfindung ist in erster Linie von Bedeutung zur Verbesserung von Salzen der Schwefelsäureester höherer sekundärer Alkohole oder von solche Verbindungen enthaltenden Gemischen und wird daher nachstehend unter Bezugnahme auf diese näher beschrieben.

Es ist bekannt, daß die erwähnten sekundären Schwefelsäureestersalze, die in technischem Maßstab durch Sulfatieren olefinhaltiger Stoffe, wie von Destillaten aus gespaltenem Paraffin und Neutralisieren des Sulfatierungsprodukts erhalten werden, wertvolle oberflächenaktive Stoffe darstellen, die infolge ihrer vorzüglichen Eigenschaften mehr und mehr unter anderem auch als Wasch- und Reinigungsmittel für Haushaltszwecke und industrielle Zwecke oder als Bestandteile solcher Mittel verwendet werden.

Obwohl diese Estersalze den wichtigen Vorteil aufweisen, daß sie — im Gegensatz zu Fettsäureseifen ·— kalkbeständig sind und also in hartem Wasser verwendet werden können und in wäßriger Lösung stark schäumen, ist festgestellt

worden, daß die Qualität des gebildeten Schaumes, insbesondere seine Beständigkeit, noch wesentlich verbessert werden kann, wenn man gewisse organische Stoffe zusetzt.

Es ist bereits bekannt, das Schäumungsvermögen und die Reinigungskraft höherer Schwefelsäureestersalze durch Zusetzen höherer aliphatischer primärer Alkohole, wie Laurylalkohöl u. dgl., oder höherer aliphatischer sekundärer Alkohole zu verbessern.

Es ist nun gefunden worden, daß die i, 2-Alkandiole, welche mindestens 9 C-Atome enthalten, hinsichtlich der Erhöhung der Schaumbeständigkeit höherer sekundärer Schwefelsäureestersalze wirksamer sind als die höheren Alkanole. Weiter ist festgestellt worden, daß diese Wirkung der genannten Alkandiole nicht auf die sekundären Estersalze beschränkt ist, sondern sich allgemein auf oberflächenaktive Salze von. Verbindungen R—X erstreckt, in welchen R eine substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppe mit mehr als 7 C-Atomen und X einen Schwefelsäurerest, SuI-fonsäurerest, eine Carboxylgruppe oder einen phosphorhaltigen Säurerest darstellen. Die Erfindung schafft also Wasch- und Reinigungsmittel mit verbesserten Schaumeigenschaften, insbesondere verbesserter Schaumbeständigkeit, welche oberflächenaktive Salze von Verbindungen R—X, in welchen R und X die vorerwähnte Bedeutung haben, insbesondere höhere sekundäre Schwefelsäureestersalze, und ein oder mehrere i, 2-Alkandiole mit mindestens 9 Kohlenstoff atomen enthalten, wobei dieser zweite Bestandteil in einer Menge von mehr als 1 %, aber weniger als 50 Ge-, wichtsprozent des aktiven Stoffes vorliegt. Durch . die Anwesenheit der Alkandiole in den Zusammensetzungen gemäß vorliegender Erfindung wird außerdem die Schaumbildung verbessert und die ungünstige Einwirkung, welche in dieser Hinsicht durch Schmutz, insbesondere im Fall der sekundären Estersalze, ausgeübt wird, zurückgedrängt.

Die erfindungsgemäß verwendeten Alkandiole können beliebigen Ursprungs sein. Sie können z. B. in der bekannten Weise durch Hydroxyüeren von Alkenen mit entständiger Doppelbindung mit Hilfe von Wasserstoffsuperoxyd in Anwesenheit von Ameisensäure hergestellt werden. Die zu diesem Zweck als Ausgangsmaterial benötigten höheren Alkene oder Alkengemische brauchen nicht rein zu sein; es können vielmehr technische alkenhaltige Mischungen, die billig und in großen Mengen zur Verfügung stehen, wie Destillate von gespaltenem Paraffin oder paraffinischen Kohlenwasserstoffgemischen bzw. Fraktionen hiervon, ebenfalls mit Vorteil als Ausgangsmaterial verwendet werden.

Beispiele von Alkandiolen, die erfindungsgemäß als Schaumstabilisatoren verwendet werden, sind die geradkettigen oder schwach verzweigten i, 2-Nonan-, -Decan-, -Undecan-, -Dodecan-, -Tridecan-, -Tetradecan-, -Pentadecan-, -Hexadecan-, -Octadecan-, -Eicosan- oder -Tetracosandiole und höhere Homologe sowie Gemische aus zwei oder mehreren solcher Diole, wie Gemische von C₁₀- bis C₁₂- oder C₁₃- bis C₁₈-Diolen. Die geradkettigen Diole werden bevorzugt.

Als besonders zweckmäßig erweisen sich i, 2-Alkandiole mit 10 bis 18 C-Atomen oder Gemische von Diolen, in welchen die durchschnittliche Zahl der C-Atome zwischen 10 und 18 liegt.

Es ist festgestellt worden, daß im Fall der sekundären Schwefelsäureestersalze die schaumstabilisierende Wirkung, welche durch die Zugabe der Alkandiole erzielt wird, in hohem Maße von dem Gehalt der genannten Estersalze an 2-Sulfaten abhängig ist, und zwar in dem Sinn, daß die Wirkung beträchtlich größer ist bei Estersalzen mit einem hohen 2-Sulfatgehalt als bei Erzeugnissen, die überwiegend aus Estersalzen bestehen, deren Sulfatgruppe an ein mehr in der Mitte der Alkylgruppe liegendes Kohlenstoffatom gebunden ist. Aus diesem Grund werden die Alkandiole vorzugsweise zu solchen Estersalzen zugegeben, deren Gehalt an 2-Sulfat mehr als 40 %, z. B. 60 % beträgt.

Die Mengen, in welchen die Diole den zu verbessernden Erzeugnissen zugesetzt werden, können innerhalb weiter Grenzen schwanken, je nach der Art der genannten Produkte, der Art des Diols und nach der Schaumbeständigkeit, die erzielt werden soll. Die Diole werden vorzugsweise in Mengen zwischen etwa 2 und 30 Gewichtsprozent, berechnet auf die Gewichtsmenge des aktiven Stoffes, verwendet. Oft sind verhältnismäßig geringe Mengen von etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent ausreichend. Zusätze unter 1 Gewichtsprozent kommen nicht in Betracht, da diese nur eine schwache oder keine Wirkung haben, während Zusätze von mehr als 30 Gewichtsprozent in der Schaumbeständigkeit gewöhnlich nur eine geringe weitere Verbesserung oder überhaupt keine Verbesserung herbeiführen.

Erfindungsgemäß kann man nicht nur die Schaumbeständigkeit von sekundären Schwefelsäureestersalzen oder von Gemischen dieser mit Natriumsulfat oder anderen anorganischen Salzen, wie des unter der Handelsbezeichnung »Teepol« bekannten Produktes, welches aus höheren sekundären Natriumalkylsulfaten und Natriumsulfat besteht, verbessern, sondern auch die Schaumbeständigkeit von Erzeugnissen, die neben den sekundären Estersalzen andere oberflächenaktive Stoffe, z. B. Fettsäureseifen, und beliebige Zusatzstoffe, wie Cellulosederivate u. dgl., enthalten. Beispiele anderer oberflächenaktiver Stoffe, in Verbindung mit welchen die Alkandiole ebenfalls angewendet werden können, sind: primäre Alkylsulfate, Alkansulfonate, die aus Sulfochlorierungsprodukten gesättigter Kohlenwasserstoffe erhalten worden sind, sowie Fettsäureseifen, die aus Glyceridölen oder -fetten oder aus Fettsäuren hergestellt sind. -

Obwohl die gemäß der Erfindung verwendeten Alkandiole in erster Linie als Schaumstabilisatoren wirken und die Schaumbildung begünstigen, können sie auch gleichzeitig eine günstige Wirkung auf andere Eigenschaften der zu verbessernden Erzeugnisse ausüben, z. B. auf das Reinigungsvermögen.

Die erfindungsgemäß verbesserten Wasch- und Reinigungsmittel können in jeder hierfür geeigneten Weise hergestellt werden, und die Erfindung ist nicht auf eine besondere Art des Vermischens der zu kombinierenden Komponenten beschränkt. Die Alkandiole können, gewünschtenfalls in Form einer Lösung oder Suspension, demnach mechanisch mit den zu verbessernden Erzeugnissen vermischt werden, welche in trockenem Zustand vorliegen, wie

ίο trockene Estersalze oder solche enthaltende Gemische. Die Alkandiole können auch einer Lösung der zu verbessernden Produkte zugesetzt werden, z. B. zu der wäßrigen Lösung, die etwa 20 % sekundäre Natriumalkylsulfate enthält und im Handel unter der Bezeichnung »Teepol« bekannt ist, wobei die Alkandiole löslich gemacht werden und eine homogene Lösung entsteht. Gewünschtenfalls kann diese Lösung auf ein festes Erzeugnis verarbeitet werden, z. B. durch Sprühtrocknung oder auf Trockenwalzen. Gegebenenfalls können Alkandiol und oberflächenaktiver Stoff, wie Estersalze oder Estersalze enthaltende Gemische, auch gleichzeitig oder nicht gleichzeitig, aber auf jeden Fall getrennt, dem für Wasch- und Reinigungszwecke bestimmten Wasser zugegeben werden.

Die schaumstabilisierende Wirkung der erfindungsgemäß verwendeten 1, 2-Alkandiole wird nachstehend noch an Hand der Beispiele näher erläutert.

In den Beispielen 1 bis 5 wurde die Schaumbeständigkeit bestimmt, indem man die zu prüfende Lösung in die Vorrichtung nach Ross und Miles (vgl. Oil and Soap, Mai 1941, S. 99 bis 102) einführte und die Höhe des gebildeten Schaumes als Funktion der Zeit maß. Das Maß für die Schaumbeständigkeit ist die Zeit, in welcher die ursprüngliche Schaumschicht auf die Hälfte ihrer Höhe zusammensinkt (halbe Lebensdauer). Die in diesen Beispielen angegebenen Zahlen beziehen sich auf Versuche in hartem Wasser (16,8 deutsche Härtegrade) bei 50⁰, während 1 g synthetischer Schmutz (gleiche Gewichtsteile von Arachisöl und Mehl) der Lösung zugegeben wurde.

Beispiel 1

Die Schaumbeständigkeit eines Estersalzproduktes, das aus 20% sekundären C₈- bis C₁₈-Natriumalkylsulfaten (mit 60 °/o 2-Sulfatgehalt) und 80 °/o Natriumsulfat bestand, wurde in einer verdünnten wäßrigen Lösung (Konzentration 0,2 % aktive Substanz) mit der Vorrichtung von Ross und Miles gemessen, wobei eine halbe Lebensdauer von 9 Minuten festgestellt wurde.

Zu dem gleichen Estersalzprodukt wurden 10 Gewichtsprozent i, 2 - Hexadecandiol, welches aus i-Hexadecen hergestellt worden war, zugegeben. Die Bestimmung der Schaumbeständigkeit ergab nunmehr eine halbe Lebensdauer von 47 Minuten.

Zum Vergleich kann angegeben werden, daß bei Zugabe von technischem Laurylalkohol in gleicher Menge der Schaumtest eine halbe Lebensdauer von 29 Minuten ergab.

Beispiel 2

10 Gewichtsprozent, berechnet auf aktive Substanz, eines Alkandiolgemisches, welches aus einer gespaltenen C₁₃- bis C₁₈-Destillatfraktion, die überwiegend aus a-01efinen bestand, hergestellt war, wurden zu dem gleichen Estersalzprodukt wie in Beispiel ι zugegeben. Als Folge dieses Zusatzes wurde eine Erhöhung der halben Lebensdauer von 9 auf 31 Minuten festgestellt. (Bestimmt mit der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1.)

Beispiel 3

10 Gewichtsprozent i, 2-Hexadecandiol, berechnet auf aktive Substanz, wurden einem aus Laurylalkohol hergestellten primären Natriumlaurylsulfat zugegeben. Als Ergebnis dieser Zugabe wurde bei der Bestimmung mit der gleichen Vorrichtung wie nach Beispiel 1 eine Erhöhung der halben Lebensdauer von 9 auf 40 Minuten festgestellt.

Beispiel 4

10 Gewichtsprozent 1, 2-Hexadecandiol, berechnet auf aktive Substanz, wurden einer Sulfonatlösung zugegeben, die durch Sulfochlorierung einer entaromatisierten Gasölfraktion mit einem Siedebereich zwischen 280 und 380⁰ und darauffolgende Verseifung mit NaOH hergestellt war und etwa 20 % Natriumalkylsulfonat enthielt.

Vor Zugabe des Diols betrug die mit der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 bestimmte halbe Lebensdauer 6 Minuten, während sie nach der Zugabe des Diols 13 Minuten betrug.

Beispiel 5

10 Gewichtsprozent i, 2-Hexadecandiol, berechnet auf aktive Substanz, wurden einer Fettsäureseife (harte Haushaltsseife) zugesetzt, welche eine halbe Lebensdauer von 10 Minuten aufwies, wenn die Schaumprüfung in der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 durchgeführt wurde. Als Ergebnis des Zusatzes ergab sich eine Erhöhung der halben Lebensdauer auf 29 Minuten.

Beispiel 6

Ein Waschversuch, bei welchem schmutzige Haushaltswäsche und Kleidungsstücke bei einer Anfangstemperatur von 55° in einer elektrischen Waschmaschine in Laugen, die aus 0,5 °/o Waschpulver in Wasser (mit 8° deutscher Härte) bestanden, gewaschen wurde, ergab die Schaumzahl 35. Das Waschpulver enthielt 20 °/o aktive Substanz (bestehend aus sekundären C₈- bis C₁₈-Natriumalkylsulfaten mit einem Gehalt von etwa 60 °/o 2-Sulfat). Die Schaumzahl, welche das Maß für die Schaumwirkung der Waschlaugen während des .Waschprozesses darstellt, wird bestimmt, indem man Proben der Laugen, nachdem diese ein- und zweimal zum Waschen verwendet worden sind, in einem geschlossenen Meßzylinder schüttelt und das Volumen der so gebildeten Schaumschicht unmittelbar nach dem Schütteln und dann wieder nach

2ominutigem Steinen mißt. Der Durchschnitt von vier Messungen ergibt die Schaumzahl.

Durch Zugabe von 2 Gewichtsprozent i, 2-Dodecandiol zu dem Waschpulver wurde die Schaumzahl bei einem Waschversuch, der unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, auf 86 erhöht, während sich bei Zugabe von technischem Laurylalkohol in gleicher Menge die Schaumzahl nur auf erhöhte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Wasch- und Reinigungsmittel mit verbesserter Schaumkraft, dadurch gekennzeichnet, daß es oberflächenaktive Salze von Verbindungen R—X, in welchen R eine substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppe mit mehr als 7 Kohlenstoffatomen und X einen Schwefelsäurerest, Sulfonsäurerest, eine Carboxylgruppe oder einen phosphorhaltigen Säurerest darstellen, insbesondere Salze von Schwefelsäureestern höherer, sekundärer Alkohole, sowie ein oder mehrere 1, 2-Alkandiole mit mindestens 9 Kohlenstoffatomen in einer Menge über 1 °/o, aber unter 50 %, vorzugsweise zwischen 2 und 30 °/o, berechnet auf das Gewicht des aktiven Stoffes, enthält.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es i, 2-Alkandiole mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen oder Gemische von i, 2-Alkandiolen mit durchschnittlich 10 bis 18 Kohlenstoffatomen enthält.
3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es unverzweigte 1, 2-Alkandiole enthält.
4. Mittel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es die 1,2-Alkandiole in einer Menge zwischen 2 und 10 °/o, berechnet auf aktive Substanz, enthält.
5. Mittel nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als oberflächenaktive Salze sekundäre Schwefelsäureestersalze mit einem Gehalt von mehr als 40 °/o 2-Sulfaten enthält.

Angezogene Druckschriften: 'USA.-Patentschriften Nr. 2 014 782, 2 138 917, 166 314;

Schwartz-Pery, »Surface Active Agents«, 1949, S. 64 und 214.