DE939347C

DE939347C - Oberflaechenaktive Gemische mit verbessertem Schaumbildungsvermoegen

Info

Publication number: DE939347C
Application number: DEN5322A
Authority: DE
Inventors: Rupert Clarke Morris; Webster Morril Sawyer
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1951-04-05
Filing date: 1952-04-04
Publication date: 1956-02-23
Also published as: FR1057144A; US2743236A; CH306349A; BE510389A; GB717536A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung der Schaumbildungseigenschaften von Lösungen oberflächenaktiver Mittel einschließlich von Wasch- und Reinigungsmitteln und auf neue Zusammensetzungen, die in dieser Hinsicht wesentlich verbesserte Eigenschaften aufweisen.

Lösungen von Fettsäureseifen schäumen zwar im weichen Wasser leicht und ergeben ziemlich beständige Schäume; es gibt aber viele Zwecke, bei welchen es erwünscht wäre, einen ausgiebigeren Schaum mit größerer Beständigkeit zu erzielen. Dies ist z. B. bei der Herstellung von Schaum für die Feuerbekämpfung und auch bei den meisten Anwendungsformen von Fettsäureseifen in hartem Wasser der Fall. Die synthetischen Reinigungsmittel, welche gegenüber hartem Wasser widerstandsfähig sind, sind im allgemeinen bezüglich des Schaumbildungsvermögens unzureichend, insbesondere hinsichtlich der Qualität und der Beständigkeit ihres Schaumes.

Es ist vorgeschlagen worden, diesen Nachteil von oberflächenaktiven Mitteln durch Zusatz verschiedener Verbindungen zu beseitigen. So sind häufig eiweißartige Stoffe, die sich von Proteinen und Ammseifen von Fettsäuren ableiten, als Zusätze zu Fettsäureseifen bei schaumbildenden Mischungen für die Feuerbekämpfung vorgeschlagen worden, während höhere Alkohole, gewisse Amide und Fettsäureester als brauchbare Zusätze für bestimmte synthetische Reinigungsmittel in den Vordergrund gerückt worden sind. Erfindungsgemäß werden nun neue vorteilhafte

Mischungen von oberflächenaktiven Verbindungen mit günstigeren Zusätzen geschaffen, welche diesen neuen Mischungen überlegene Eigenschaften in bezug auf die Schaumbildung verleihen. Insbesondere schafft, die Erfindung Reinigungsmittel von verbesserter Qualität, speziell Wasch- und Reinigungsgemische auf der Grundlage synthetischer Reinigungsmittel, welche einen reichlichen, lange bestehenbleibenden Schaum bilden, der mit dem Reinigungsmittel allein nicht erzielt werden könnte.

Erfindungsgemäß ist festgestellt worden, daß die Schaumbildungseigenschaften von oberflächenaktiven Mitteln in wäßrigen Medien wesentlich verbessert werden können durch Zusatz gewisser substituierter Sulfone, nämlich solcher, welche im Molekül einen hydrophoben Rest mit etwa_: 8 bis i8 Kohlenstoffatomen und eine Imidocarbonylgruppe

RO

— N —C —

aufweisen, an welche, unter Zwischenschaltung von nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen, eine SuIf ongruppe gebunden ist, welche direkt an 2 Kohlenstoffatome gebunden ist. Das R in der angegebenen Imidocarbonylgruppe kann ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest sein. Die verwendete Sulfonverbindung kann mehr als eine Imido-, Carbonyl- und SuIfongruppe im Molekül enthalten; es ist aber wesentlich, daß mindestens eine Sulfongruppe von der Formel

in Kombination mit einer Imidocarbonylgruppe im oben beschriebenen Sinne vorliegt, damit die Vorteile der Erfindung erzielt werden können.

Die SuIf onverbindungen, welche wesentüche Komponenten der neuen erfindungsgemäßen Gemische darstellen, können zwecks Vereinfachung der Beschreibung je nach der Form der Bindung der Sulfongruppe an die Imidocarbonylgruppe im Molekül in zwei Gruppen zerlegt werden.

Demgemäß ist eine wichtige Untergruppe diejenige, bei welcher die Sulfongruppe an das Carbonylkohlenstoffatom der Imidocarbonylgruppe gebunden ist. Beispiele von Sulfonverbindungen dieser Art sind die sulfonsubstituierten Carbonsäureamide, welche durch die allgemeine Formel

O R

Il I

R¹ — SO₂- (R²)_M — C — N — R³

dargestellt werden, in welcher R und R³ Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest, R¹ einen Kohlenwasserstoffrest, R² einen Kohlenwasserstoffrest, der die Sulfongruppe durch eine Kette von nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen an das Kohlenstoffatom bindet, und η ο oder 1 bedeuten. Mindestens einer der Reste R¹ und R³ ist ein Kohlenwasserstoffrest, der eine Kette von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen enthält; besonders zweckmäßig'eine gerade oder eine nur wenig verzweigte Kette von 10 bis 16 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Verbindungen dieser Art sind gesättigte Amide von sulfonsubstituierten Carbonsäuren.

Ein Verfahren zur Herstellung von Sulfonverbindungen dieser Art ist die Oxydation (beispielsweise mit Salpetersäure) der entsprechenden thioäthersubstituierten Carbonsäuren (welche zweckmäßig durch Addition eines Mercaptans an eine ungesättigte Carbonsäure erhalten werden können) und Umsetzung der durch die Oxydation gewonnenen sulfonsubstituierten Carbonsäure mit einem Amin. Eine typische Synthese dieser Art ist die Herstellung von N-Myristyl- |S-(methylsulfonyl)-propionamid aus Acrylsäure, Methylmercaptan und Tetradecylamin nach folgenden Gleichungen:

O _lo.

CH₃-SH + CH₂ = CH-C-OH O .

3CH₃-S-CH₂-CH₂-C-OH + 4HNO3

CH₃ — S — CH₂ — CH₂ — C— OH,

.0 O

Il Il

3CH₃-S-CH₂-CH₂-C-OH + 4N0 +

CH₃-S-CH₂-CH₂-C-OH + H₂N — (CH₂)₁₃CH₃

O O

■II Il . ■

CH₃-S-CH₂-CH₂-C-NH-(C H₂)₁₃CH₃ + H₂O. O

Andere sulfonsubstituierte Carbonsäureamide dieser Art, welche wirksame Schaumverbesserungszusätze für Reinigungsmittel darstellen, sind:

N-Lauryl-a- (methylsulf onyl) -acetamid O O

CH₃- S-CH₂- C — NH -

Il ο

N-Methyl-N-palmityl-a-(methylsulfonyl)-acetamid OO CH₃

Ii Il - I

CH₃-S-CH₂-C-N- (CHa)₁₅CH₃

il

O

N-Methyl-jS- (laurylsulf onyl) -propionamid

O O

!! ¹I

CH₃(CH₂)_U — S — CH₂ — CH₂ -C-NH- CH₃ O

Sowohl cyclische als auch offenkettige sulfonsubstituierte Carbonsäureamide stellen wirksame Zusätze gemäß der Erfindung dar. Die cyclischen Sulfonverbindungen entsprechen der obengenannten allgemeinen Formel, wobei R¹ einen zweiwertigen Kohlen-

wasserstoffrest darstellt, welcher direkt an R² gebunden ist, oder bei welchen R einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest darstellt, welcher direkt an R¹ oder direkt an R² gebunden ist. Beispiele für Verbindungen

dieser Untergruppe sind

3-Decyl-5-suifolanyi-carboxaihid
₁Q Ha₁ — C H C H₂ O

i
CH₂ CH-C-NH₂

• V

O O

N-Lauryl-2-sulfolanyl-carboxamid
CH₂ CH₂ O

CH₂ CH-C-NH-(CHa)₁₁CH₃
S

O O

2-(i-Methylhexadecyl)-5-keto-thiamorpholine-i-dioxyd ^8o

NH-C

CH₃ CH₂

CH,

CH₃-(CH₂)₁₄—CH-

— CH- S

/ ν

O O

/?-(Laurylsulfonyl)-valerolactam

Il /

CH₃(CH₂)_1]L—S —CH

Il \
0

CH₂—CH₂

NH

CH₉

Wie oben angegeben, können die sulfonsubstituierten Verbindungen mehrere Carbonyl- und bzw. oder
Imidogruppen enthalten. Beispiele für Amide sulfonsubstituierter Carbonsäuren dieser Art sind

i- (/?-Methylsulf onylpropionyl) -3-octadecylharnstoff O OO

CH₃-S-CH₂-CH₂-C-NH-C-NH- (CH₂)„CH₃

i- (Octadecylsulfonylacetyl) -3-methylharnstoff 0 0 0

^; Il Il

CH₃—(CH₂)₁₇—S — CH₂ — C — NH — C — NH

3-Tridecyl"4, 6-diketo-m-thiazan-i-dioxyd

CH₃-(CH₂)₁₂ — CH

CH₂—S

/ \ O

l-(3-Sulfolanylcarboxyl)-3-hexadecy]harnstof£ O O

Il Il

CH₂-CH-C-NH-C —NH-(CH₂)_1BCH₃

GH₂ CH₂

O O

Die zweite wichtige Gruppe von sulfonsubstituierten Verbindungen, welche sich zur Vergrößerung des Volumens und zur Verbesserung der Beständigkeit des Schaumes von wäßrigen Lösungen oberflächenaktiver Verbindungen als besonders wirksam erwiesen hat, ist ■ diejenige, welche die Amide von sulfonsubstituierten Aminen umfaßt, die durch die allgemeine Formel

O R

Ri-C-N-Ra-SO₂-R³

dargestellt werden können, in welcher R¹ und R³ Kohlenwasserstoffreste darstellen, von welchen mindestens einer eine Kette von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen enthält, vorzugsweise eine gerade oder im wesentlichen gerade Kette von io bis i6 Kohlenstoffatomen. R bedeutet in der Formel Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest und R² einen Kohlenwasserstoffrest, welcher die Sulfongruppe an das Stickstoffatom der Imidocarbonylgruppe durch eine Kette von nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen bindet. Wie es auch bei den oben beschriebenen Amiden der sulfonsubstituierten Carbonsäuren der Fall ist, sind die bevorzugten sulfonsubstituierten Verbindungen dieser zweiten Gruppe gesättigte sulfonsubstituierte Amide, welche insgesamt 11 bis etwa 30 Kohlenstoffatome je Molekül aufweisen.

Sulfonsubstituierte Amide, die als Ausgangsstoffe für die Herstellung brauchbarer Zusätze dieser zweiten Art verwendet werden können, sind leicht herstellbar; z. B. aus olefinischen Aminen durch Addition eines Mercaptans und Oxydation des Sulfidschwefelatoms des entstehenden Produktes. Die Umsetzung von Hydroxysulfiden, z.B. 2-(Methylmercapto)-äthanolmit Ammoniak zwecks Austauschs der Hydroxylgruppe gegen —NH₂ und Umwandlung des entstehenden Amins in das entsprechende Amid einer geeigneten Carbonsäure mit anschließender Oxydation mit Hilfe von Salpetersäure oder Wasserstoffsuperoxyd, stellt eine andere geeignete Methode zum Aufbau von Amiden der sulfonsubstituierten Amine dar. Typische Amide der sulfonsubstituierten Amine, welche zur Verbesserung der Schaumbildungseigenschaften gemäß vorliegender Erfindung vorteilhaft sind, sind z. B.

N- (2-Methylsulf onyl) -äthyllaurinsäureamid O O

Il Il

CH₃-S-CH₂-CH₂-NH-C-(CHg)₁₀CH₃

I ο

N-(3-Methylsulfonyl)-propyhiiyristinsäureamid O O

Il - . Il

CH₃ — S — CH₂ — CH₂ — CH₂ — NH — C — (CH₂)₁₂CH_S

Ii O

N- (Undecylsulfonyl) -methyl-acetamid O

CIiH₂₃-S-CH₂-NH-C-CH₃.

2- (Methylsulf onyl) -äthyl-N-methyl-capronsäur eamid O CH₃ O

Il ■ I Il

CH₃""- S-CH₂- CH₂ — N — C — (CH»)₈CH₃ O

Cyclische sulfonsubstituierte Amide, die der allgemeinen Formel

O R

Ri__c —N —R² — SO₂-R³

entsprechen, in welcher R ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest ist, welcher das Stickstoffatom der Imidocarbonylgruppe an R² oder R³ bindet, oder in

ίο welcher R¹ ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest ist, der das Carbonylkohlenstoffatom der Imidocarbonylgruppe direkt an R² oder R³ bindet, sind ebenfalls wirksam als die Schaumbildung verbessernde Zusätze gemäß vorliegender Erfindung. Beispiele für Zusätze dieser Art sind

4-(Methylsulfonyl)-i-lauroylpiperidid

- C Ho

CH₃-S-CH

N—C—(CH₂)₁₀CH₃

C Ho—

4-(Tridecylsulfonyl)-i-acetylpiperidid
O _/CH₂-CH_2X O

CH₃(CHa)₁₂-S-CH N-C-CH₃

Q CH₂—CH₂

Ch

4-Hendecanoylthi-amorpholine-i-dioxyd

ι—CHo

XH₂-CH₂

r—C — (CH₂)₉CH₃

a-Dodecyl-<5- (methylsulfonyl) -valerolactam

CH₃-S-CH

CH—(CH₂)_UCH₃

ö-(Laurylsulfonyl)-valerolactam

, C Xi₂

CH₃(CHa)₁₁-S-CH

CHn

¹NH C

Besonders geeignet sind die Amide von cyclischen Aminosulfonen, welche der obengenannten allgemeinen Formel entsprechen, wenn R³ einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest darstellt, der direkt an R² gebunden ist. Die USA.-Patentschrift 2 435 071 beschreibt eine Art von Sulfonverbindungen dieser Gruppe, welche besonders geeignet ist, sofern ein Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise ein Alkylrest, mit 8 bis 18, besonders zweckmäßig 10 bis 16, Kohlenstoffatomen inr Molekül enthalten ist. Beispiele dieser bevorzugt verwendeten Zusätze sind

N-(3-Sulfolanyl)-laurinsäureamid

CH₂ — CH — NH — C — (CH₂)₁₀CH₃

CH, CH₉

0 0

N-(2-Sulfolanyl)-myristinsäureamid CH₂ — CH₂ 0

Il I!

CH₂ CH-NH-C-(CHa)₁₂CH₃

/ V

ο ο

N-(3-Dodecyl-4-sulfolanyl)-acetamid

CH₃—■ (CHa)₁₁-—

CH-NH-C-CH₃

C H₂ C H₂

0 0

Es können jedoch auch andere cyclische Sulfonamide, wie z. B.

N-(4-Thianyl-i-dioxyd)-palmitinsäureamid

f OeHg—ΟΉ2

^CH-NH-C-(CHa)₁₄CH₃

als Zusatzstoffe zu oberflächenaktiven Verbindungen mit Erfolg verwendet werden.

Wenn auch vorstehend die Anwendung einzelner sulfonsubstituierter Amide hervorgehoben worden ist, so ist es doch selbstverständlich, daß Mischungen aus zwei oder mehreren solcher Verbindungen in gleicher Weise verwendbar sind. So kann man ein sulfonsubstituiertes Amin mit einem Gemisch von Carbonsäuren umsetzen, wobei sich die gemischten Säuren z. B. von tierischen oder pflanzlichen Ölen, Fetten oder Wachsen ableiten; oder ein Gemisch aus sulfonsubstituierten Aminen kann in entsprechender Weise mit einer oder mit mehreren Carbonsäuren umgesetzt werden zwecks. Erzielung eines Gemisches von sulfonsubstituierten Amiden, welche im Sinne der vor-

liegenden Erfindung brauchbar sind. Entsprechend - kann ein einzelnes Amin oder ein Gemisch von Aminen mit einer Mehrzahl sulfonsubstituierter Carbonsäuren amidiert werden zwecks Erzeugung eines Gemisches sulfonsubstituierter Amide, die als Schaumverbesserungsmittel wirksam sind. Entsprechend stellen auch die Amide von sulfonsubstituierten Aminen und sulfonsubstituierten Carbonsäuren brauchbare Zusätze dar; z. B.

N-Octadecylsulfonylmethyl-methylsulfonylacetamid

CH₃-S—CH₂-C—NH-CH₂-S —(CH₂)₁₇CH₃

Il Il

ο ο

N-(3-Sulfolanyl)-hexadecyl-sulfonylacetamid

O 0

Il Il

CH₃(CH₂),_1B—S — CH₂ — C — NH — CH CH₂

CH₉.

/ O

CH,

Es ist auch möglich, Gemische aus sulfonsubstituierten Amiden der oben beschriebenen verschiedenen Gruppen zu verwenden.

Die Menge des sulfonsubstituierten Amids, welche im Einzelfall zugesetzt wird, hängt sowohl von dem besonderen sulfonsubstituierten Amid oder von dem gewählten Gemisch solcher Amide als auch von dem oberflächenaktiven Mittel, mit welchem es verwendet werden soll, und von dem beabsichtigten Verwendungszweck des Gemisches ab. Im allgemeinen sind aber Mengen zwischen etwa 1 und 50 Gewichtsprozent des vorhandenen oberflächenaktiven Mittels geeignet, und Mengen zwischen etwa 5 und 3O°/₀ sind oft sehr günstig.

Wie schon erwähnt, sind die sulfonsubstituierten Amide wirksam hinsichtlich der Verbesserung des Schaumbildungsvermögens einer großen Anzahl oberflächenaktiver Salze organischer Säuren. . Die im allgemeinen verwendeten oberflächenaktiven Salze organischer Säuren sind wasserlösliche Salze von Carbonsäuren, Sulfonsäuren, organischen phosphorhaltigen und ähnlichen Säuren sowie von Schwefelsäureestern, welche eine Kohlenwasserstoffkette von mindestens 8 Kohlenstoffatomen im Molekül aufweisen. In den erfindungsgemäßen Gemischen können Gemische aus zwei oder mehreren dieser oberflächenaktiven Salze organischer Säuren von gleicher oder verschiedener Art benutzt werden. Bevorzugte Salze organischer Säuren sind die Alkali-, z. B. Natrium- und Kalium-, oder die Ammonium- oder Aminsalze, insbesondere die AJkylolaminsalze.

Die besonders bevorzugten oberflächenaktiven Mittel für die erfindungsgemäßen Gemische sind synthetische Reinigungsmittel, wegen der außergewöhnlichen Verbesserung, die durch das Zusetzen der beschriebenen sulfonsubstituierten Amide zu diesen Verbindungen erzielt wird. Die Sulfonate, d. h., die Salze organischer Säuren, welche eine —SO₃H-Gruppe enthalten, die direkt oder über ein Sauerstoffatom (wie bei den Schwefelsäureestern) an eine hydrophobe Gruppe gebunden ist, stellen die bevorzugt im Sinne der Erfindung verwendeten synthetischen Reinigungsmittel dar. Unter den Salzen organischer Sulfonsäuren, welche bezüglich ihrer Schaumbildungseigenschaften wesentlich verbessert werden können, sind die Salze der Alkylarylsulfonsäuren zu nennen. Beispiele von Sulfonaten dieser Art sind die Salze, insbesondere die Alkalisalze, von Sulfonsäuren, wie sie durch Alkylieren eines aromatischen Kohlenwasserstoffs der Benzolreihe erhalten werden, insbesondere von Benzol oder Toluol, mit "einem Alkylierungsmittel, das vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatome im Molekül enthält, wie ein Olefin, ein Olefinpolymerisat oder ein Alkylhalogenid, und Umwandeln des so erhaltenen alkylaromatischen Kohlenwasserstoffs in die entsprechende Monosulfonsäure, die dann neutralisiert wird. An Stelle von Alkylarylsulfonatsalzen sind auch Alkylsulfonsäuresalze, insbesondere die Alkyl-2-natriumsulfonate mit einer geraden Kohlenstoffkette von 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, in den neuen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen wirksam.

Als Salze von Schwefelsäureestern, welche in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen brauchbar sind, werden solche bevorzugt, welche 8 bis 20 Kohlenstoffatome im Molekül aufweisen und z. B. hergestellt werden können, indem man ein Olefin oder ein Gemisch von Olefinen oder einen oder mehrere Alkohole mit Schwefelsäure umsetzt und das erhaltene Produkt neutralisiert. Besonders günstige Ergebnisse sind mit den Alkali- und Ammoniumsalzen, insbesondere den Natriumsalzen, von sekundären Alkylschwefelsäureestern mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen erhalten worden, welche aus überwiegend normalen, endständig ungesättigten Monoolefinen, wie sie durch Spalten von festem Paraffin erhalten werden können, gewonnen werden. Weitere Beispiele von Reinigungsmitteln, welche durch die beschriebenen sulfonsubstituierten Amide wesentlich verbessert werden, sind die Alkalisalze von Schwefelsäureestern normaler primärer aliphatischer Alkohole, welche erhalten werden können durch Hydrieren von fetten Ölen, wie z. B. Kokosnuß-, Babassu- oder Palmkernöl- oder aus Spermölalkoholen u. dgl.

Während Kohlenwasserstoffsulfonatsalze, wie die vorstehend beschriebenen, eine bevorzugte Gruppe der synthetischen Reinigungsmittel zur Anwendung in den erfindungsgemäßen Gemischen darstellen, kann eine Verbesserung in den Schaumbildungseigenschaften auch bei substituierten Kohlenwasserstoffsulfonatsalzen erzielt werden, welche z. B. Halogen, Äthersauerstoff, Carbonyl- oder Carboxylgruppen enthalten. So sind wasserlösliche Salze von Schwefelsäureestern von Oxyäthern der höhermolekularen Alkohole, wie die Natriumsulfate von Mono- oder Diäthylenglykolmonomyristyläther, oder Salze von Carbonsäureestern der sauren Oxyalkylsulfate, wie Glycerinmonolaureat, -mononatriumsulfat und Äthylenglykolmono-

stearatmononatriumsulfat, auch in den Sulfonatreinigungsmitteln einbegriffen, welche durch den Zusatz eines sulfonsubstituierten Amids günstig beeinflußt werden. Dasselbe gilt auch für die wasserlöslichen Salze von sulfatierten Carbonsäurealkylolamiden mit Reinigungsmitteleigenschaften, für welche Kokosnußölfettsäureäthanolamidnatriumsulfat ein Beispiel darstellt. Entsprechende Reinigungsmittel mit einer echten Sulfonsäuregruppe an Stelle

ίο der Schwefelsäuregruppe der vorgenannten Verbindungen werden bezüglich ihrer Schaumbildungseigenschaften in ähnlicher Weise verbessert. Diese Reinigungsmittel umfassen z. B. die Äther langkettiger Alkohole mit niedrigmolekularen Oxysulfonsäuresalzen, wie den Dodecyläther des Isäthionsäurenatriumsalzes, die wasserlöslichen Salze von Sulfocarbonsäureestern, z. B. die Salze von Sulfoessigsäureestern von Alkoholen mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, und Salze höherer Fettsäuren mit Oxysulfonsäuren, wie der Isäthionsäure, und Salze von Amiden von Aminosulfonsäuren, wie N-Methyltaurin, mit höheren Fettsäuren. An Stelle der vorgenannten Schwefelsäurederivate können in den neuen erfindungsgemäßen Gemischen auch die entsprechenden Ester von phosphorhaltigen Säuren, insbesondere der Phosphorsäure und der phosphorigen Säure, verwendet werden.

Wenn auch die ausgesprochenste Verbesserung der Schaumbildungseigenschaften mit den synthetischen Reinigungsmitteln erzielt wird, sind die sulfonsubstituierten Amide doch auch brauchbar als Zusätze zu Fettsäureseifen u. dgl., insbesondere wenn diese Seifen in hartem Wasser verwendet werden. Es können alle wasserlöslichen Seifen aus Talg-, Schmalz-, Fischöl-, Palmöl-, Maisöl-, Kokosnußöl, Olivenöl- und ähnlichen Fettsäuren verwendet werden.

Bei Auswahl des besonderen, im Einzelfall zu verwendenden sulfonsubstituierten Amids muß die Kettenlänge des Reinigungsmittels, mit dem das Amid verwendet werden soll, Berücksichtigung finden. Es ist zweckmäßig, sulfonsubstituierte Amide zu verwenden, welche hydrophobe Gruppen aufweisen, die nicht länger sind als die hydrophobe Gruppe des mitverwendeten Reinigungsmittels. Besonders zweck-

mäßig werden Amide mit einer hydrophoben Kette mit etwa 4 Kohlenstoffatomen weniger bis zu etwa der gleichen Kohlenstoffzahl, wie sie die hydrophobe Gruppe des Reinigungsmittels aufweist, verwendet. Wenn Gemische von Reinigungsmitteln und bzw. oder der Zusatzstoffe verwendet werden, sollen die durchschnittlichen Kettenlängen etwa in diesem Verhältnis zueinander stehen.

Das gewählte sulfonsubstituierte Amid oder das Gemisch solcher Amide kann auf verschiedene Weise dem Reinigungsmittel einverleibt werden. Man kann Reinigungsmittel und Zusatzstoff im Zeitpunkt der Anwendung vermischen; sie können auch vorher vermischt werden. Oft ist es zweckmäßig, den Zusatzstoff während der Herstellung des Reinigungsmittels einzuverleiben. Das sulfonsubstituierte Amid kann mechanisch dem trockenen Reinigungsmittel oder einer Ausfchlämmung desselben zugemischt werden, oder es kann während der Herstellung derartiger Reinigungsmittel vor der Neutralisation einer wäßrigen Lösung der Sulfonsäure oder des sauren Sulfates zugegeben werden.

Die folgenden Beispiele erläutern einige typische Anwendungsformen der Erfindung und zeigen auch gleichzeitig einige ihrer Vorteile.

Die Schaumprüfungen wurden durchgeführt mit N-(3-Sulfolanyl)-laurinsäureamid als Zusatz zu einer Reihe synthetischer Reinigungsmittel verschiedener Art, welche unter Verwendung von Natriumtripolyphosphat und Natriumsulfat (als »builder«) hergestellt waren, so daß der Gehalt an aktivem Reinigungsmittel 18% betrug, und in einer handeisüblichen Fettsäureseife, welche einen Gehalt an aktivem Bestandteil von etwa 70 Gewichtsprozent aufwies. Die Versuche wurden unter Schütteln während 60 Sekunden in einer mechanischen Schüttelvorrichtung, welchereproduzierbareErgebnisselieferte, und in Anwesenheit eines standardisierten beschmutzten Tuches durchgeführt. Eine Lösung von 0,4% Reinigungsmittel (Gesamtmenge der Grundlage an festen Stoffen) in hartem Wasser (350 Teile Calcium als Calciumcarbonat je Million) wurde bei 55⁰ ver- i°5 wendet.

Reinigungsmittel

Menge des sulfonsubstituierten Amids, berechnet auf Gehalt an aktivem Reinigungsmittel zu Beginn
cm³

Schaumvolumen

nach 10 Min.
cm³

nach 20 Min.
cm³

Natriumdodecylbenzolsulfonat aus
Propylentetramerbenzol

kein 5%

Natrium-sek.-alkylsulfat aus durch Spalten
von Paraffin erhaltenen C₁₀- bis C₁₈-OIefinen (»Teepol«)

16,5% 22%

kein 22% 79.8
81,5
82,0
86,0
87,0

62,7

38,7
56,0
63,0
70,0
70,7

45,7
75,0

18,4
29,5
39.0
4i,5
48,3

26,2
58,0

Reinigungsmittel	Menge dessulfon- substituierten Amids, berechnet auf Gehalt an aktivem Reini gungsmittel	zu Beginn cm³	Schaumvolumen nach 10 Min. cm³	nach 20 Min. cm³
Natrium-2-n-tetradecansulfonat Magnesiumdodecylbenzolsulfonat, 32 % aktiver Bestandteil (mit Magnesiumsulfat statt Natriumsulfat) Handelsübliche Fettsäureseife	kein kein 23% kein 6°/o	72,8 79-5 86,6 100,0 0,0 18,0	39,¹ 76,5 57,3 74,o	I6,3 56,5 27,0 42,0 0,0 12,0

Ähnlich gute Ergebnisse werden erhalten, wenn an Stelle des N-(3-Sulfolanyl)-lauiinsäureamids N-(3-Sulfolanyl)-myristinsäureamid, N-(2-Methylsulfonyläthyl)-capronsäureamid, N-(2-Dodecylsulfonyläthyl)-acetamid, jS-Methylsulfonylpropionsäurelaurinsäureamid oder andere der obengenannten sulfonsubstituierten Amide verwendet werden.

Die Wirkung verschiedener Mengen des sulfonsubstituierten Amids auf das Schäumvermögen von Reinigungsmitteln in weichem und hartem Wasser wurde durch Prüfungen bestimmt, die in einer reproduzierbare Werte ergebenden Schüttelbehandlung von Hand bestanden. Bei Anwendung eines Dodecylbenzolmagnesiumsulfonats, welches von Propylen-

35	Weiches Wasser (30 Teile Ca je Million)	O 66 28	I 70 40	CSl IO H tv 10	3 73 55	4 70 • 50	5 75 55	Hartes Wasser (325 Teile Ca je Million)	0 0 co tv CO	I 75 37	2 75 45	3 75 54	4 90 50	5 92 55
°/₀ zugesetztes sulfonsubsti- tuiertes Laurinsäurearnid.. Schaumvolumen, cm³ 40 zu Beginn
am Ende (20 Min.)

tetramerbenzolalkylat abgeleitet war und im Sinne der nachstehenden Formel zu einem Reinigungsmittel zusammengestellt war:

Gewichtsprozent

Dodecylbenzolmagnesiumsulfonat 18 _g

Na₅P₃O₁₀ , 24

Na₄P₂O₇ 24

N-(3-Sulfolanyl)-laurinsäureamid 0 bis 5

MgSO₄ und Na₂SO₄ Rest

erhält man die folgenden typischen Resultate für-Reinigungslösungen bei einer Konzentration von 0,2 °/₀ bei 55° und in Anwesenheit eines beschmutzten Tuches.

Diese Ergebnisse können denjenigen gegenübergestellt werden, die man erhält, wenn man Amide, die--keine SuIfongruppe an die Imidocarbonylgruppe durch eine Kette von nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen gebunden enthalten, verwendet. Beispiele solcher Amide sind Caprylamid, Dimethyllaurinsäureamid, "Laurinsäurearnid, Stearinsäureamid, Lauryllaurinsäurearnid, Butylcapronsäureamid, Dibutylmyristinsäureamid und N-Lauroylmorpholin. Wenn solche Stoffe zu den obengenannten synthetischen Reinigungsmitteln unter den gleichen Bedingungen zugesetzt werden, ergeben sie bezüglich des endgültigen Schaumvolumens oder der Schaumbeständigkeit nur geringe oder keine Verbesserung. So waren die Ergebnisse von typischen auf der Schüttelmaschine in der oben beschriebenen Weise durchgeführten Versuchen unter Verwendung von Propylentetramerbenzomatriumsulfonat als Reinigungsmittel und Caprylamid und Laurinsäurearnid als Amidzusätze, wobei 22 Gewichtsprozent der Zusätze, berechnet auf das vorliegende aktive Reinigungsmittel, verwendet wurden, die folgenden:

Zusatz

Kein

Laurinsäurearnid

Caprylamid...

Schaumvolumen

zu Beginn
cm³

79.8

78,0
75.0

nach. 10 Min. cm³

38,7

45.0 38.0

nach 20 Min. cm³

18,4

27,0 15.O

Die sulf onsubstituierten Amide gemäß der Erfindung zeigen ihre bemerkenswerte Verbesserung in bezug auf das Schaumbildungsvermögen ohne irgendwelche unerwünschten Einwirkungen auf die übrigen günstigen Eigenschaften der oberflächenaktiven Verbindungen. Sie erzeugen eine bedeutende Verbesserung des Reinigungsvermögens, insbesondere bei niedrigen

Konzentrationen an Reinigungsmitteln, wie aus den folgenden Ergebnissen von im Launderometer mit dem standardisierten beschmutzten Tuch in hartem Wasser unter Verwendung eines Propylentetramertoluolnatriumsulfonat - Reinigungsmittels mit i8 °/₀ aktivem Bestandteil durchgeführten Versuchen hervorgeht, wobei als Zusatzstoffe 45,5% Natriumtripolyphosphat, 31,5% Natriumsulfat, 4°/₀ N-(3-Sulfolanyl)-laurinsäureamid und 1% Carboxymethylcellulose verwendet wurden.

Ohne Zusatz

mit 4%
Zusatz

Verhältnismäßiges Reinigungsvermögen bei einer Reinigungsmittelkonzentration von
0,1% I o,₂o/₀ 0,4%

18,5
31,5

52,5
55,o

57,5
60,0

Es ist also ersichtlich, daß die Erfindung viele Vorteile und vielerlei Anwendungsmöglichkeiten bietet, nicht nur hinsichtlich der verwendbaren Reinigungsmittel und der sulfonsubstituierten Amide, welche mit diesen verwendet werden können, sondern auch im Hinblick auf die Anwendungsformen der neuen Gemische. Die neuen Zusammensetzungen nach der Erfindung sind nicht nur für sich allein wirksam, sondern können mit Vorteil auch in Kombination mit anderen Stoffen benutzt werden. So können beliebige der üblichen Seifenzusätze einschließlich von Bleichmitteln, Duftstoffen, Farbstoffen, das Waschvermögen unterstützenden Streckmitteln, wie Trinatriumphosphat, Tetranatriumpyrophosphat, Natriumcarbonat, Natriumsilikat, Carboxymethylcellulose usw., einverleibt werden sowie auch irgendwelche der üblichen Stoffe, die zur Herstellung von Emulsionen u. dgl. verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Oberflächenaktives Gemisch mit verbesserten Schaumbildungseigenschaften in wäßriger Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß es wasserlösliches oberflächenaktives Salz einer organischen Säure sowie eine substituierte Sulfonverbindung enthält, die im Molekül einen hydrophoben Rest aufweist, der 8 bis 18 Kohlenstoff atome und eine Imidocarbonylgruppe

R O

I Il

_N— C —

aufweist, in welcher R ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest ist, und an welche durch nicht mehr als 4 dazwischenliegende Kohlenstoffatome eine Sulfongruppe gebunden ist, die direkt mit 2 Kohlenstoffatomen verbunden ist.
2. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonverbindung ein sulfonsubstituiertes Carbonsäureamid, vorzugsweise ein gesättigtes sulfonsubstituiertes Carbonsäureamid, ist.
3. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonverbindung ein Amid eines sulfonsubstituierten Amins ist.
4. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonverbindung ein gesättigtes Amid eines sulfonsubstituierten Amins mit insgesamt 11 bis 30 Kohlenstoffatomen je Molekül ist.
5. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonverbindung ein Amid eines cyclischen Aminosulfons ist.
6. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonverbindung ein N-Sulfonlanylamid einer gesättigten Carbonsäure mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen je Molekül ist.
7. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Salz einer organischen Säure ein Sulfonat-Reinigungsmittel ist.
8. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sulfonat-Reinigungsmittel ein Alkylarylsulfonat ist, welches eine Alkylgruppe mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen enthält.
9. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sulfonat-Reinigungsmittel ein Salz eines Alkylschwefelsäureesters ist, welches 8 bis 20 Kohlenstoff atome je Molekül aufweist.
10. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sulfonat-Reinigungsmittel ein Natriumsalz eines sekundären Alkylsulfates mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen je too Molekül ist.
11. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobe Gruppe der Sulfonverbindung nicht länger ist als diejenige des oberflächenaktiven Salzes.
12. Oberflächenaktives Gemisch nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonverbindung in einer Menge von 1 bis 50 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 5 bis 30 Gewichtsprozent, berechnet auf das oberflächenaktive Salz, vorhanden ist.

Angezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 383 525, 2 383 737,
383 738, 2 383 739, 2 383 740. 2 527 076;
französische Patentschrift Nr. 873 351.

I 509 650 2.56