EP0386566A1 - Bleichmittelsuspension - Google Patents
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- EP0386566A1 EP0386566A1 EP90103648A EP90103648A EP0386566A1 EP 0386566 A1 EP0386566 A1 EP 0386566A1 EP 90103648 A EP90103648 A EP 90103648A EP 90103648 A EP90103648 A EP 90103648A EP 0386566 A1 EP0386566 A1 EP 0386566A1
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- suspension
- alcohol
- acid
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/39—Organic or inorganic per-compounds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
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- C11D3/39—Organic or inorganic per-compounds
- C11D3/3947—Liquid compositions
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/39—Organic or inorganic per-compounds
- C11D3/3945—Organic per-compounds
Definitions
- the present invention is in the field of oxidizing and bleaching agents and relates to aqueous suspensions of peroxycarboxylic acids.
- Peroxycarboxylic acids also known as percarboxylic acids or peracids
- percarboxylic acids or peracids are very effective oxidizing agents, and it has therefore been proposed early on to use these compounds as bleaching agents, as disinfectants or for other oxidation purposes.
- their low chemical stability often stands in the way of a practical use of the compounds, which manifests itself in low storage stability and in the tendency to explosive self-decomposition, in particular in pure form.
- the percarboxylic acids are therefore used together with stabilizing and desensitizing agents, with the aid of which resistance sufficient for practical use can be achieved.
- Examples of solid peracid formulations of this type are given, for example, in Belgian patent 560 389, which deals with mixtures of percarboxylic acids and hydrates of inorganic salts.
- Examples of liquid preparations of peroxycarboxylic acids are given in German Offenlegungsschrift DE 26 12 587 in the form of suspensions of water-insoluble peracids in an aqueous liquid, the viscosity of which has been increased using polymeric thickeners.
- European laid-open publications 160 342, 176 124, 201 958 and 240 481 describe suspensions of water-insoluble peroxycarboxylic acids in aqueous anionic surfactant solutions which are thickened with inorganic salts.
- the suspension form is a convenient form of percarboxylic acids.
- difficulties have arisen not only from the poor chemical stability of the peroxycarboxylic acids, which manifests itself as a more or less rapid self-decomposition of the compounds or as an interaction with the other suspension components, but also because of a lack of physical stability.
- Practically all previously proposed percarboxylic acid suspensions which are sufficiently liquid, tend to sink the peracid particles when standing for a long time, with the result that the suspensions have to be homogenized again before use and that the risk of exothermic self-decomposition increases again in the area of sediments. The task was therefore to look for possibilities for a more stable suspension of water-insoluble percarboxylic acids.
- the invention relates to a suspension of solid peroxycarboxylic acid in an aqueous surfactant solution, in which an ethoxylate of a long-chain aliphatic alcohol with an HLB value between 6 and 11 is contained as an essential component.
- the suspensions according to the invention are notable for exceptional chemical and physical resistance. Another important advantage is the low viscosity of the suspensions, which is retained even at high levels of suspended peracid.
- the suspensions according to the invention contain an essential constituent of a certain type of nonionic surfactants: they are ethoxylates of long-chain aliphatic alcohols, these alcohols preferably having 10 to 18 carbon atoms and preferably being primary and / or unbranched.
- the ethoxylates are obtained in a manner known per se from ethylene oxide and the alcohols in an addition reaction.
- the ethoxylates used according to the invention have an HLB value between 6 and 11, preferably between 7.5 and 10.5. This value, introduced by WC Griffin (Journal of the Society of Cosmetic Chemists, page 249 (1954)), is used today in general for the classification of surfactants, in particular nonionic surfactants.
- HLB E 5 where E indicates the proportion by weight of the ethylene oxide content in the surfactant molecule.
- nonionic surfactants suitable according to the invention are addition products from decanol and 2 to 4 moles of ethylene oxide (EO), addition products from dodecanol or tetradecanol and 2 to 5 moles of EO, addition products from hexadecanol and 3 to 6 moles of EO and addition products from octadecanol and 3 to 7 moles EO.
- EO ethylene oxide
- the ethoxylates are usually produced from mixtures of long-chain alcohols and are also present as mixtures of differently ethoxylated molecules; the average molecular weight (number average) and the average ethylene oxide content are used to determine the HLB value.
- Nonionic surfactants of the alcohol ethoxylate type are present in various phases in a mixture with water, depending on the concentration ratios and temperature.
- the occurrence of the individual phases can be followed by means of viscosity observations and with the aid of the polarizing microscope and is usually recorded in the form of a phase diagram draws.
- Particularly suitable for use in accordance with the invention are those nonionic surfactants of the alcohol ethoxylate type in which the melting point of the lamellar phase is higher than the melting point of the hexagonal phase.
- the melting point is the highest temperature at which the respective phase can still be observed.
- Those surfactants in which the melting point of the hexagonal phase is below 15 ° C. are particularly preferred.
- the concentration of alcohol ethoxylate can be varied within wide limits.
- the viscosity of the suspension generally increases with the concentration of nonionic surfactant and, if desired, can be brought up to a pasty consistency.
- the concentration of alcohol ethoxylate in the suspensions is therefore preferably between about 5 and about 30 percent by weight, based on the total weight of the finished dispersion; the range from 5 to 20 percent by weight is particularly preferred. It is noteworthy that the suspensions have high physical stability even at relatively low viscosities.
- part of the nonionic surfactants is replaced by betaine-type surfactants.
- Betaine surfactants contain a hydrophobic part, a quaternary ammonium group and an anionic group in their molecule. They are usually prepared by reacting long-chain tertiary amines, which preferably have a linear alkyl radical having an average of 12 to 18 carbon atoms, by reaction with sultones, for example propane sultone, or, preferably, by reaction with halocarboxylic acids, for example chloroacetic acid.
- Examples of such betaine surfactants are: Dehyton (R) AB 30: Coconut alkyl-N + (CH3) 2-CH2-CO2 ⁇ Dehyton (R) K: Cocoacyl-NH- (CH2) 3-N + (CH3) 2-CH2-CO2 ⁇
- betaine surfactants By using the betaine surfactants it is possible to get by with less surfactant in the suspensions.
- the effect of the betaine surfactant becomes clear even at a weight ratio of betaine to nonionic surfactant of 1:10, even more above a weight ratio of 1: 4.
- a weight ratio of 4: 1, preferably 2: 1 and in particular, can be regarded as the upper limit 1: 1.
- the peroxycarboxylic acids suspended according to the invention can be aromatic, aliphatic, alicyclic or heterocyclic percarboxylic acids which are at least partially, preferably more than 50% and in particular more than 80% undissolved in the aqueous suspension liquor at room temperature.
- the percarboxylic acids should preferably have melting points above 50 ° C. in pure form. Particularly preferred are those peracids which are also solid in technical quality, ie with a clear content of the underlying carboxylic acid, up to 50 ° C.
- the aliphatic compounds and in particular the monopercarboxylic acids with 10 to 18 carbon atoms and the alpha, omega-diperoxycarboxylic acids with 9 to 13 carbon atoms are particularly preferred.
- the aliphatic compounds and in particular the monopercarboxylic acids with 10 to 18 carbon atoms and the alpha, omega-diperoxycarboxylic acids with 9 to 13 carbon atoms are particularly preferred.
- the amount of suspended peracid in the preparations according to the invention can be very high without an inadmissible increase in viscosity.
- Peracid levels in the suspensions of up to 30 percent by weight and also above, based on the total weight of the suspension, can easily be achieved. Amounts of peracid up to about 25 percent by weight are common.
- the lower limit of the peracid content in the suspensions is not critical and is primarily determined by economic factors. Peracid contents above 5, usually above 10 percent by weight, based on the total weight of the suspension, are customary, but in special cases, significantly lower concentrations, for example 1 or 2% by weight, can also be considered.
- a further advantage of the preparations according to the invention is that the particle size of the suspended peracid can vary within wide limits without the suspension stability being impaired. Particle sizes between approximately 1 and approximately 100 ⁇ m, in particular 5 to 50 ⁇ m, are customary. H. in general, the percarboxylic acid can be suspended in the particle size as it is obtained in the synthesis process.
- the suspensions additionally contain hydrogen peroxide, preferably in amounts between 0.1 and 20% by weight, in particular between 2 and 15% by weight.
- This additive can contribute to the chemical stabilization of the peracids and moreover provides a stronger effect, especially when the suspensions are used as bleaching agents, especially at elevated temperatures.
- the dispersions can contain auxiliaries and additives, provided these substances do not impair the stability of the dispersion. Special mention should be made of chelating agents to render harmless Heavy metal traces, which can be contained in the dispersions in amounts of up to 2 percent by weight, preferably 0.01 to 1 percent by weight. All complexing agents customary for the stabilization of peroxycarboxylic acids can be used; but preferably polyphosphonic acids, such as 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid or ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, and their salts are used.
- inorganic salts such as those that can be contained in technical products, in particular from the production of percarboxylic acids.
- the content of inorganic salts in the dispersions is preferably below 1.5 percent by weight, in particular between 0.1 and 1 percent by weight.
- Buffer substances can also be added to the suspensions with the aim of keeping the pH of the dispersions safely in the desired weakly acidic range, ie in a range of the pH between 1 and 7, preferably between 1.5 and 5.
- Anionic surfactants or cationic surfactants are not required as auxiliaries in the dispersions, but can be present in small amounts as long as they do not adversely affect the rheological properties of the dispersions and the stability of the peracids.
- the peracid dispersions can contain oxidation-stable dyes, viscosity-regulating substances, for example polymeric carboxylic acids, such as polyacrylic acid or acrylic acid-maleic acid copolymers, hygroscopic substances and others.
- the total amount of auxiliaries and additives in the dispersions is preferably not more than 10 percent by weight and is in particular between 0.01 and 5 percent by weight.
- the production of the suspensions according to the invention presents no problems.
- the suspensions can be obtained without extraordinary aids by mixing the components, and the order of addition can be chosen almost arbitrarily.
- the suspension medium composed of surfactant, water and, if appropriate, further constituents can first be mixed in and then the peracid can be stirred in. However, it is also possible to first mix the peracid with other constituents and then stir this mixture into water or a solution of the remaining constituents into water.
- premixes that are safe to handle, such as those obtained in the production of the percarboxylic acids.
- Such premixes contain, in addition to water, about 10 to 95 percent by weight of the solid peroxycarboxylic acid, in addition, if appropriate, portions of the underlying carboxylic acid (as a result of inadequate conversion during conversion into the peracid), traces of hydrogen peroxide, mineral acid and inorganic salts, in particular Na2SO4 and MgSO4.
- a particular advantage is that these peracid premixes do not have to be dried in order to prepare the dispersions according to the invention, but can be used in the moist form which is initially obtained in the preparation.
- the dispersions are filled into bottles, jugs or canisters or into tubes and similar containers after production.
- the dispersions according to the invention are easy to handle preparations of the peroxycarboxylic acids and can be used in almost all cases instead of solid percarboxylic acid preparations.
- the dispersions are mainly used as concentrated bleaching agents for hard surfaces and especially for textiles.
- the dispersions can be used in concentrated form or, if necessary, after dilution alone, but is it is often desirable to first add the dispersions to a treatment liquor which also contains other active ingredients, so that the bleaching or disinfecting action of the peracids can be used in one treatment course at the same time as the effects which this treatment liquor exerts alone.
- the suspension is preferably used in amounts such that the peracid concentration in the working solution is between 30 and 5000 ppm, in particular between 100 and 2000 ppm.
- a particularly preferred area of use for the peracid dispersions according to the invention is the addition as a bleaching agent to wash liquors for textile laundry in the household and in commerce. Due to their consistency, the peracid suspensions are not only suitable for manual dosing, but also for automatic dosing using suitable devices, as is preferred in the commercial sector.
- the suspension was stored in glass bottles at room temperature. The suspension proved to be extremely stable physically. After 190 days there was no visible decrease in the peracid particles and no sediment. The chemical stability of the peracid was determined on a separately stored sample after prior homogenization by potentiometric titration. The peracid content decreased very slowly and was: after days % By weight peracid 0 25th 71 24th 190 22
- Example 2 a suspension of 38.5 g of the technical peracid described therein was prepared in a solution of 4 g of dehydol (R) LS4 and 1 g of Dehyton (R) AB30 in 56.5 g of water.
- the viscosity of the suspension was 240 mPas (measuring conditions as in Example 1).
- the pH was 2.2.
- the suspension also showed very good stability: after 120 days of storage at room temperature, no decrease in the peracid particles and no sediment was discernible.
- the peracid content (potentiometric) had only decreased from 25 to 19% by weight.
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Oxidationsund Bleichmittel und betrifft wäßrige Suspensionen von Peroxycarbonsäuren.
- Peroxycarbonsäuren, auch als Percarbonsäuren oder Persäuren bezeichnet, stellen sehr wirksame Oxidationsmittel dar, und es ist deshalb schon früh vorgeschlagen worden, diese Verbindungen als Bleichmittel, als Desinfektionsmittel oder zu anderen Oxidationszwecken zu verwenden. Einem praktischen Einsatz der Verbindungen steht jedoch häufig ihre geringe chemische Stabilität im Wege, die sich in geringer Lagerstabilität und in der Neigung zu explosiver Selbstzersetzung, insbesondere in reiner Form, bemerkbar macht. In der Regel werden daher die Percarbonsäuren zusammen mit Stabilisierungs- und Phlegmatisierungsmitteln eingesetzt, mit deren Hilfe eine für den praktischen Gebrauch ausreichende Beständigkeit erreicht werden kann. Beispiele für feste Persäureformulierungen dieser Art werden etwa in der belgischen Patentschrift 560 389 gegeben, die sich mit Gemischen aus Percarbonsäuren und Hydraten anorganischer Salze befaßt. Beispiele für flüssige Zübereitungen von Peroxycarbonsäuren gibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 26 12 587 in Form von Suspensionen wasserunlöslicher Persäuren in einer wäßrigen Flüssigkeit, deren Viskosität mit polymeren Verdickungsmitteln angehoben wurde. Die europäischen Offenlegungsschriften 160 342, 176 124, 201 958 und 240 481 beschreiben Suspensionen wasserunlöslicher Peroxycarbonsäuren in wäßrigen Aniontensidlösungen, die mit anorganischen Salzen verdickt sind. Prinzipiell stellt die Suspensionsform eine bequem handhabbare Form der Percarbonsäuren dar. In der Praxis haben sich jedoch Schwierigkeiten nicht nur aus der mangelnden chemischen Stabilität der Peroxycarbonsäuren ergeben, die sich als mehr oder weniger schnelle Selbtzersetzung der Verbindungen oder als Wechselwirkung mit den übrigen Suspensionsbestandteilen bemerkbar macht, sondern auch Schwierigkeiten, die auf einen Mangel an physikalischer Stabilität zurückzuführen sind. Praktisch alle bisher vorgeschlagenen Percarbonsäuresuspensionen, die ausreichend flüssig sind, neigen bei längerem Stehen zum Absinken der Persäureteilchen mit der Folge, daß die Suspensionen vor Gebrauch erst wieder homogenisiert werden müssen und daß im Bereich der Bodensätze doch wieder die Gefahr exothermer Selbstzersetzung zunimmt. Es bestand daher die Aufgabe, Möglichkeiten für eine stabilere Suspendierung wasserunlöslicher Percarbonsäuren zu suchen.
- Gegenstand der Erfindung ist eine Suspension fester Peroxycarbonsäure in einer wäßrigen Tensidlösung, in der als wesentlicher Bestandteil ein Ethoxylat eines langkettigen aliphatischen Alkohols mit einem HLB-Wert zwischen 6 und 11 enthalten ist.
- Die erfindungsgemäßen Suspensionen zeichnen sich durch außergewöhnliche chemische und physikalische Beständigkeit aus. Als weiterer wesentlicher Vorzug ist die geringe Viskosität der Suspensionen zu erwähnen, die selbst bei hohen Gehalten an suspendierter Persäure erhalten bleibt.
- Als wesentlichen Bestandteil enthalten die erfindungsgemäßen Suspensionen einen bestimmten Typ nichtionischer Tenside: Es handelt sich um Ethoxylate von langkettigen aliphatischen Alkoholen, wobei diese Alkohole vorzugsweise 10 bis 18 C-Atome aufweisen und vorzugsweise primär und/oder unverzweigt sind. Die Ethoxylate werden in an sich bekannter Weise aus Ethylenoxid und den Alkoholen in einer Additionsreaktion gewonnen. Die erfindungsgemäß verwendeten Ethoxylate weisen einen HLB-Wert zwischen 6 und 11, vorzugsweise zwischen 7,5 und 10,5 auf. Dieser von W. C. Griffin eingeführte Wert (Journal of the Society of Cosmetic Chemists, Seite 249 (1954)) wird heute allgemein zur Klassifizierung von Tensiden, insbesondere von nichtionischen Tensiden verwendet. Zur Ermittlung des HLB-Wertes eines Tensids sind verschiedene Verfahren gebräuchlich, doch soll im Rahmen dieser Erfindung die bereits von W. C. Griffin vorgeschlagene Berechnungsmethode für Alkoholethoxylate verwendet werden. Danach bestimmt sich der HLB-Wert nach folgender Formel:
HLB =
wobei E den Gewichtsanteil des Ethylenoxidgehaltes im Tensidmolekül angibt. - Beispiele für erfindungsgemäß geeignete nichtionische Tenside sind Additionsprodukte aus Decanol und 2 bis 4 Mol Ethylenoxid (EO), Additionsprodukte aus Dodecanol oder Tetradecanol und 2 bis 5 Mol EO, Additionsprodukte aus Hexadecanol und 3 bis 6 Mol EO und Additionsprodukte aus Octadecanol und 3 bis 7 Mol EO. In der Praxis werden die Ethoxylate üblicherweise aus Gemischen langkettiger Alkohole hergestellt und liegen zudem als Gemische unterschiedlich stark ethoxylierter Moleküle vor; zur Ermittlung des HLB-Wertes geht man hier vom mittleren Molekulargewicht (Zahlenmittel) und vom mittleren Ethylenoxidgehalt aus. Als Beispiele geeigneter technischer nichtionischer Tenside seien folgende genannt:
Name Alkoholbasis Mol EO HLB Dehydol(R) LS2 Fettalkohol C₁₂/C₁₄ 2 7,7 Dehydol(R) LS3 Fettalkohol C₁₂/C₁₄ 3 9,4 Dehydol(R) LS4 Fettalkohol C₁₂/C₁₄ 4 10,3 Dehydol(R) LT2 Fettalkohol C₁₂/C₁₈ 2 7 Dehydol(R) LT3 Fettalkohol C₁₂/C₁₈ 3 8,3 Dehydol(R) LT4 Fettalkohol C₁₂/C₁₈ 4 10 Dehydol(R) TA5 Fettalkohol C₁₆/C₁₈ 5 9,7 Dehydol(R) TA6 Fettalkohol C₁₆/C₁₈ 6 10,5 Dehydol(R) D3 Decylalkohol 3 9,1 Lutensol(R) AO3 Oxoalkohol C₁₃/C₁₅ 3 8,6 Lutensol(R) AO4 Oxoalkohol C₁₃/C₁₅ 4 9,9 Dobanol(R) 25-3 Oxoalkohol C₁₂/C₁₅ 3 9 Dobanol(R) 25-4 Oxoalkohol C₁₂/C₁₅ 4 10,3 - Selbstverständlich eignen sich auch Gemische einzelner technischer Tenside mit HLB-Werten im angegebenen Bereich.
- Nichtionische Tenside vom Typ der Alkoholethoxylate liegen im Gemisch mit Wasser je nach Konzentrationsverhältnissen und Temperatur in verschiedenen Phasen vor. Man unterscheidet dabei unter anderem eine lamellare flüssig-kristalline Phase, englisch auch als neat-phase bezeichnet, und eine hexagonale flüssig-kristalline Phase, auch als middle-phase bezeichnet (D. J. Mitchell et al., J. chem. Soc., Faraday Trans. I, 79, 975 - 1000 (1983). Das Auftreten der einzelnen Phasen kann anhand von Viskositätsbeobachtungen und mit Hilfe des Polarisationsmikroskops verfolgt werden und wird üblicherweise in Form eines Phasendiagramms aufge zeichnet. Für den erfindungsgemäßen Einsatz eignen sich besonders solche nichtionischen Tenside des Alkoholethoxylattyps, bei denen der Schmelzpunkt der lamellaren Phase höher liegt als der Schmelzpunkt der hexagonalen Phase. Als Schmelzpunkt wird dabei die höchste Temperatur bezeichnet, bei der die jeweilige Phase noch zu beobachten ist. Besonders bevorzugt werden solche Tenside, bei denen der Schmelzpunkt der hexagonalen Phase unter 15 °C liegt.
- Je nach gewünschter Viskosität der fertigen Suspension kann die Konzentration an Alkoholethoxylat in weiten Grenzen variiert werden. Die Viskosität der Suspension steigt im allgemeinen mit der Konzentration an nichtionischem Tensid an und kann, falls dies gewünscht wird, bis zur pastenförmigen Konsistenz geführt werden. Vorzugsweise liegt die Konzentration an Alkoholethoxylat in den Suspensionen daher zwischen etwa 5 und etwa 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der fertigen Dispersion; besonders bevorzugt wird der Bereich von 5 bis 20 Gewichtsprozent. Bemerkenswert ist, daß auch bei verhältnismäßig niedrigen Viskositäten die Suspensionen hohe physikalische Stabilität aufweisen.
- In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Teil der nichtionischen Tenside durch Tenside vom Betaintyp ersetzt. Betaintenside enthalten in ihrem Molekül neben einem hydrophoben Teil eine quarternäre Ammoniumgruppe und eine anionische Gruppe. Sie werden üblicherweise durch Umsetzung langkettiger tertiärer Amine, die einen vorzugsweise linearen Alkylrest mit im Mittel 12 bis 18 C-Atomen aufweisen, durch Umsetzung mit Sultonen, beispielsweise Propansulton, oder, vorzugsweise, durch Umsetzung mit Halogencarbonsäuren, beispielsweise Chloressigsäure, hergestellt. Beispiele derartiger Betaintenside sind:
Dehyton (R) AB 30:
Kokosalkyl-N ⁺ (CH₃)₂-CH₂-CO₂ ⁻
Dehyton (R) K:
Kokosacyl-NH-(CH₂)₃-N ⁺ (CH₃)₂-CH₂-CO₂ ⁻ - Durch den Einsatz der Betaintenside ist es mögich, mit insgesamt weniger Tensid in den Suspensionen auszukommen. Dabei wird die Wirkung des Betaintensids bereits bei einem Gewichtsverhältnis von Betain zu nichtionischem Tensid von 1 : 10 deutlich, stärker noch oberhalb von einem Gewichtsverhältnis von 1 : 4. Als Obergrenze kann ein Gewichtsverhältnis von 4 : 1 angesehen werden, vorzugsweise 2 : 1 und insbesondere 1 : 1. Je nach Menge an Betainen im Tensidgemisch ist es möglich, in den Suspensionen mit etwa 3 Gewichtsprozent dieses Tensidgemisches insgesamt und u. U. auch mit noch geringeren Mengen auszukommen.
- Bei den erfindungsgemäß suspendierten Peroxycarbonsäuren kann es sich um aromatische, aliphatische, alicyclische oder heterocyclische Percarbonsäuren handeln, die wenigstens teilweise, vorzugsweise zu mehr als 50 % und insbesondere zu mehr als 80 % in der wäßrigen Suspendierflotte bei Raumtemperatur ungelöst vorliegen. Die Percarbonsäuren sollen vorzugsweise in reiner Form Schmelzpunkte oberhalb 50 °C aufweisen. Besonders bevorzugt werden solche Persäuren, die auch in technischer Qualität, d. h. mit einem deutlichen Gehalt an der zugrundeliegenden Carbonsäure, bis 50 °C fest sind. Von den genannten Percarbonsäuren werden wiederum die aliphatischen Verbindungen und dabei insbesondere die Monopercarbonsäuren mit 10 bis 18 C-Atomen und die alpha,omega-Diperoxycarbonsäuren mit 9 bis 13 C-Atomen besonders bevorzugt. Selbstverständlich ist es möglich, sowohl einzelne Verbindungen als auch Gemische mehrerer Persäuren zu verwenden.
- Die Menge an suspendierter Persäure kann in den erfindungsgemäßen Zübereitungen sehr hoch sein, ohne daß es zu einer unzulässigen Viskositätszunahme käme. So sind Persäuregehalte in den Suspensionen bis zu 30 Gewichtsprozent und auch darüber, bezogen auf das Gesamtgewicht der Suspension ohne weiteres erreichbar. Üblich sind Persäuremengen bis etwa 25 Gewichtsprozent. Die Untergrenze des Persäuregehaltes in den Suspensionen ist unkritisch und wird in erster Linie durch ökonomische Faktoren bestimmt. Üblich sind Persäuregehalte über 5, meist über 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Suspension, doch können in besonderen Fällen auch deutlich niedrigere Konzentrationen beispielsweise 1 oder 2 Gew.-% in Frage kommen.
- Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zubereitungen ist zu werten, daß die Teilchengröße der suspendierten Persäure in weiten Grenzen schwanken kann, ohne daß es zu einer Verschlechterung der Suspensionsstabilität käme. Üblich sind Teilchengrößen zwischen etwa 1 und etwa 100 µm, insbesondere 5 bis 50 µm, d. h. im allgemeinen kann die Percarbonsäure in der Teilchengröße suspendiert werden, wie sie beim Syntheseprozeß anfällt.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthalten die Suspensionen zusätzlich Wasserstoffperoxid, vorzugsweise in Mengen zwischen 0,1 und 20 Gew.-%, insbesondere zwischen 2 und 15 Gew.-%. Dieser Zusatz kann zur chemischen Stabilisierung der Persäuren beitragen und liefert darüber hinaus vor allem beim Einsatz der Suspensionen als Bleichmittel eine stärkere Wirkung, insbesondere bei erhöhten Temperaturen.
- Neben den genannten Tensiden und den Percarbonsäuren sowie Wasser und gegebenenfalls Wasserstoffperoxid können die Dispersionen Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten, sofern diese Stoffe die Stabilität der Dispersion nicht beeinträchtigen. Besonders zu erwähnen sind Chelatkomplexbildner zur Unschädlichmachung von Schwermetallspuren, die in Mengen bis zu 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,01 bis 1 Gewichtsprozent in den Dispersionen enthalten sein können. Verwendbar sind alle für die Stabilisierung von Peroxycarbonsäuren übliche Komplexbildner; vorzugsweise werden aber Polyphosphonsäuren, wie beispielsweise 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure oder Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure, und deren Salze eingesetzt. Als weiterer fakultativer Bestandteil sind anorganische Salze zu nennen, wie sie insbesondere aus der Herstellung der Percarbonsäuren in den technischen Produkten enthalten sein können. Der Gehalt an anorganischen Salzen in den Dispersionen liegt vorzugsweise unter 1,5 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen 0,1 und 1 Gewichtsprozent. Den Suspensionen können weiterhin Puffersubstanzen zugesetzt werden mit dem Ziel, den pH-Wert der Dispersionen sicher im gewünschten schwachsauren Bereich, d. h. in einem Bereich des pH-Wertes zwischen 1 und 7, vorzugsweise zwischen 1,5 und 5 zu halten. Anionische Tenside oder kationische Tenside werden in den Dispersionen als Hilfsmittel nicht benötigt, können aber in geringen Mengen, solange sie die rheologischen Eigenschaften der Dispersionen und die Stabilität der Persäuren nicht nachteilig beeinflussen, zugegen sein. Ihr Anteil beträgt aber in jedem Fall weniger als die Hälfte der übrigen Tenside. Als weitere Zusatzstoffe können die Persäuredispersionen oxidationsstabile Farbstoffe, viskositätsregulierende Substanzen, beispielsweise polymere Carbonsäuren, wie Polyacrylsäure oder Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymerisate, hygroskopische Substanzen und andere enthalten. Die Gesamtmenge an Hilfs- und Zusatzstoffen beträgt in den Dispersionen vorzugsweise nicht mehr als 10 Gewichtsprozent und liegt insbesondere zwischen 0,01 und 5 Gewichtsprozent.
- Die Herstellung der erfindungsgemäßen Suspensionen bietet keine Probleme. Die Suspensionen können ohne außergewöhnliche Hilfsmittel durch Vermischen der Komponenten gewonnen werden, wobei die Reihenfolge der Zugabe nahezu beliebig gewählt werden kann.
- Bei Verwendung pulverförmiger Persäuren kann man beispielsweise zunächst das Suspensionsmedium aus Tensid, Wasser und gegebenenfalls weiteren Bestandteilen aufmischen und dann die Persäure einrühren. Ebenso ist es aber möglich, zunächst die Persäure mit anderen Bestandteilen zu mischen und dann dieses Gemisch in Wasser oder eine Lösung der restlichen Bestandteile in Wasser einzurühren.
- In den meisten Fällen geht man nicht von den reinen Percarbonsäuren, sondern von gefahrlos zu handhabenden Vorgemischen aus, wie sie bei der Herstellung der Percarbonsäuren anfallen. Solche Vorgemische enthalten neben Wasser etwa 10 bis 95 Gewichtsprozent der festen Peroxycarbonsäure, daneben gegebenenfalls Anteile der zugrunde liegenden Carbonsäure (infolge unzureichender Umsetzung bei der Überführung in die Persäure), Spuren an Wasserstoffperoxid, Mineralsäure und anorganische Salze, insbesondere Na₂SO₄ und MgSO₄. Als besonderer Vorteil ist es zu werten, daß zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen diese Persäurevorgemische nicht getrocknet werden müssen, sondern in feuchter Form, wie sie bei der Herstellung zunächst anfallen, eingesetzt werden können.
- Je nach Konsistenz werden die Dispersionen nach der Herstellung in Flaschen, Kannen oder Kanister oder aber in Tuben und ähnliche Behältnisse abgefüllt.
- Die erfindungsgemäßen Dispersionen stellen bequem handhabbare Zübereitungen der Peroxycarbonsäuren dar und können in fast allen Fällen anstelle von festen Percarbonsäurezübereitungen verwendet werden. Neben dem Einsatz als Oxidations- oder Desinfektionsmittel finden die Dispersionen vor allem als konzentrierte Bleichmittel für harte Oberflächen und insbesondere für Textilien Verwendung. Die Dispersionen können dazu in konzentrierter Form oder gegebenenfalls nach Verdünnung allein eingesetzt werden, doch ist es vielfach wünschenswert, die Dispersionen zunächst einer Behandlungsflotte zuzusetzen, die noch weitere Wirkstoffe enthält, so daß die Bleich- oder Desinfektionswirkung der Persäuren gleichzeitig mit den Wirkungen, die diese Behandlungsflotte allein ausübt, in einem Behandlungsgang genutzt werden kann. Zur Bleiche und/oder Desinfektion wird die Suspension vorzugsweise in solchen Mengen verwendet, daß in der Gebrauchslösung die Persäurekonzentration zwischen 30 und 5000 ppm, insbesondere zwischen 100 und 2000 ppm liegt. Besonders bevorzugtes Einsatzgebiet für die erfindungsgemäßen Persäuredispersionen ist der Zusatz als Bleichmittel zu Waschflotten für die Textilwäsche im Haushalt und im Gewerbe. Durch ihre Konsistenz eignen sich dabei die Persäuresuspensionen nicht nur für eine Dosierung von Hand, sondern auch für die automatische Dosierung mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen, wie sie im gewerblichen Bereich bevorzugt wird.
- 1. In eine Lösung von 10 g Dehydol (R) LS 4 (Lieferfirma Henkel, Düsseldorf) in 51,5 g destilliertem Wasser wurden 38,5 g einer technischen alpha,omega-Diperoxydodecandisäure (65,5 Gew.-% Persäure; 7,5 % Dodecandisäure; 27 % Wasser) eingetragen und mit einem Flügelrührer bei etwa 250 Umdrehungen pro Minute 30 Minuten lang bis zur vollständig homogenen Verteilung verrührt. Die Viskosität der Suspension betrug 550 mPas (gemessen bei 20 °C mit einem Rotationsviskosimeter, Platte-Platte-Meßsystem von 6 cm Durchmesser und 1000 µm Spaltbreite, bei einer Schergeschwindigkeit von 50 s⁻¹). Der pH-Wert lag bei 2,1.
- Zur Prüfung der Stabilität wurde die Suspension bei Raumtemperatur in Glasflaschen gelagert. Die Suspension erwies sich als physikalisch außerordentlich stabil. Nach 190 Tagen war visuell kein Absinken der Persäureteilchen und kein Bodensatz zu erkennen. Die chemische Stabilität der Persäure wurde an einer getrennt gelagerten Probe jeweils nach vorheriger Homogenisierung durch potentiometrische Titration bestimmt. Der Gehalt an Persäure nahm nur sehr langsam ab und betrug:
nach Tagen Gew.-% Persäure 0 25 71 24 190 22 - 2. In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde eine Suspension von 38,5 g der dort beschriebenen technischen Persäure in einer Lösung von 4 g Dehydol (R) LS4 und 1 g Dehyton (R) AB30 in 56,5 g Wasser hergestellt. Die Viskosität der Suspension betrug 240 mPas (Meßbedingungen wie Beispiel 1). Der pH-Wert lag bei 2,2.
- Die Suspension zeigte ebenfalls sehr gute Stabilität: Nach 120 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur war kein Absinken der Persäureteilchen und kein Bodensatz erkennbar. Der Persäuregehalt (potentiometrisch) hatte nur von 25 auf 19 Gew.-% abgenommen.
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