EP1477553B1 - Flüssige Wasch- und Reinigungsmittel mit Konsistenz-gebenden Polymeren - Google Patents

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EP1477553B1
EP1477553B1 EP04011034A EP04011034A EP1477553B1 EP 1477553 B1 EP1477553 B1 EP 1477553B1 EP 04011034 A EP04011034 A EP 04011034A EP 04011034 A EP04011034 A EP 04011034A EP 1477553 B1 EP1477553 B1 EP 1477553B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
alkyl
weight
acid
cleaning
structural unit
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP04011034A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1477553A1 (de
Inventor
Johannes Dr. Himmrich
Christoph Dr. Kayser
Roman Dr. Morschhäuser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clariant Produkte Deutschland GmbH
Original Assignee
Clariant Produkte Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clariant Produkte Deutschland GmbH filed Critical Clariant Produkte Deutschland GmbH
Priority to PL04011034T priority Critical patent/PL1477553T3/pl
Publication of EP1477553A1 publication Critical patent/EP1477553A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1477553B1 publication Critical patent/EP1477553B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/37—Polymers
    • C11D3/3746—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C11D3/378—(Co)polymerised monomers containing sulfur, e.g. sulfonate

Definitions

  • the present invention relates to liquid washing, cleaning, disinfecting and bleaching agents containing copolymers based on acryloyldimethyltaurine.
  • the finished formulations are characterized by a favorable rheological behavior, as well as good compatibility with other components. They have a high storage stability, in particular a high stability of hydrolysis-sensitive components, for example in the case of oxidizing agents in the formulations, preferably in acidic formulations and are UV stable.
  • Object of the present invention was therefore to find a thickener for washing and cleaning formulations, which does not lose its effectiveness in an acidic environment below pH 5.
  • these polymeric structures With the help of these polymeric structures, it has been possible to adjust formulations for washing, cleaning and disinfecting to viscosities greater than 100 cP.
  • they are formulations with an acid character (pH ⁇ 5). Due to the acidic environment, it is also possible to permanently stabilize pH-sensitive oxidizing agents, such as hydrogen peroxide, thereby making them accessible to new applications in the cleaning and hygiene sector.
  • pH-sensitive oxidizing agents such as hydrogen peroxide
  • the mixing ratio concerning structural unit a2) can vary within any limits.
  • Preferred copolymers contain From 2 to 30% by weight, particularly preferably from 3 to 15% by weight, of the structural units a1) or a2), preferably of the structural unit a2), 69.5 to 97.5 wt .-%, particularly preferably 84.5 to 96.5 wt .-%, of the structural unit b) and 0.01 to 5 wt .-%, particularly preferably 0.2 to 3 wt .-%, particularly preferably 0.5 to 2 wt .-%, of the structural unit c).
  • Particularly preferred structural units of the formula (1) are derived from N-vinylpyrrolidone.
  • Suitable structural units according to formula (3) are preferably alkali metal / alkaline earth metal, preferably ammonium salts of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, particularly preferably the NH 4 + salt.
  • the crosslinking structural units c) are preferably derived from allyl acrylate or methacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane methacrylate, dipropylene glycol diallyl ether, polyglycol diallyl ether, triethylene glycol divinyl ether, hydroquinone diallyl ether, tetraallyloxyethane or other allyl or vinyl ethers of polyfunctional alcohols, tetraethylene glycol diacrylate, triallylamine, trimethylolpropane diallyl ether, methylenebisacrylamide and / or divinylbenzene.
  • the crosslinking structures are derived from monomers of the general formula (4) where R is hydrogen, methyl or ethyl.
  • the preparation of the copolymers is carried out by polymerization reaction, for example by Precipitation polymerization, emulsion polymerization, bulk polymerization, solution polymerization or gel polymerization, wherein the precipitation polymerization is particularly advantageous for the property profile of the copolymers used according to the invention.
  • polymerization reaction for example by Precipitation polymerization, emulsion polymerization, bulk polymerization, solution polymerization or gel polymerization, wherein the precipitation polymerization is particularly advantageous for the property profile of the copolymers used according to the invention.
  • a protic solvent preferably tert-butanol.
  • one or more crosslinkers c) are added to this solution or dispersion and the polymerization is started in a known manner by addition of a radical-forming compound.
  • the polymerization reaction is preferably carried out in a water-soluble alcohol or a mixture of several alcohols having 1 to 6 C atoms, preferably in tert-butanol.
  • the water content of the alcohol or alcohol mixture should not exceed 10% by weight, since otherwise lumping may occur in the course of the polymerization.
  • the choice of the type and the amount of the solvent should be such that the salt of the acrylamidoalkylsulfonic according to formula (3), in particular the 2-acrylamido-2-methyl-propane-sulfonic acid, is substantially soluble or dispersible therein. Under largely soluble or dispersible is to be understood that even after stopping the agitator no solid material from the solution or dispersion settles.
  • the polymer formed in the course of the reaction should be substantially insoluble in the chosen solvent or solvent mixture. It is to be understood here to be largely insoluble that a readily stirrable, pasty polymer paste is formed in the course of the polymerization in which no lumps or adhesions form.
  • the filtrate obtainable by suction of the paste should have a solids content of at most 5% by weight. If the copolymers are more soluble in the chosen solvent or solvent mixture, clumping may occur during drying of the polymer paste.
  • the polymerization reaction itself is in a conventional manner by radical-forming compounds such as azo initiators (eg azobisisobutyronitrile), peroxides (eg dilauryl peroxide) or persulfates in the temperature range of 20 to 120 ° C, preferably between 40 and 80 ° C, started and over a period of 30 Minutes to several hours continued.
  • azo initiators eg azobisisobutyronitrile
  • peroxides eg dilauryl peroxide
  • persulfates in the temperature range of 20 to 120 ° C, preferably between 40 and 80 ° C, started and over a period of 30 Minutes to several hours continued.
  • the property profile of the copolymers can be varied by varying the above mixing ratio of the monomers and the crosslinker. So can eg the thickening effect of the polymers can be improved by the increased incorporation of acrylamidosulfonic acid / salt.
  • the alkali metal, alkaline earth metal, particularly preferably NH 4 + salts are particularly preferably polymerized in.
  • ammonium salts it is also possible to use the free acrylamidopropylsulfonic acids and to produce the ammonium salts by introducing ammonia before adding the remaining monomers.
  • the copolymers used according to the invention in detergents and cleaners preferably have a molecular weight M w of from 10 3 g / mol to 10 9 g / mol, more preferably from 10 4 to 10 7 g / mol, particularly preferably from 5 ⁇ 10 4 to 5 ⁇ 10 6 g / mol.
  • M w for the purposes of this invention is generally to be determined by GPC versus polystyrene sulfonic acid.
  • the agents according to the invention preferably contain from 0.01 to 10% by weight, more preferably from 0.1 to 5% by weight, particularly preferably from 0.5 to 3% by weight, of copolymers.
  • the copolymers based on acryloyldimethyltaurate described above can generally be used in all types of washing, cleaning, disinfecting and bleaching agents. They are preferably used as thickeners in acid detergent formulations for hard surfaces made of ceramic, metal, glass or plastic, for example in liquid all-purpose cleaners, in the sanitary sector, for example liquid toilet block, limesolvents bathroom cleaners, but also dishwashing detergents. Furthermore, they are suitable for use in stain removers, liquid detergents and laundry bleaches.
  • the washing, cleaning, disinfecting and bleaching agents according to the invention may be in the form of aqueous, aqueous / organic, in particular aqueous / alcoholic and organic formulations are present.
  • Other embodiments may be: emulsions, dispersions, gels and suspensions.
  • the washing, cleaning, disinfecting and bleaching agents according to the invention contain an acidic component.
  • Suitable organic or inorganic acids preferably organic acids, more preferably alpha-hydroxy acids and acids selected from glycolic, lactic, citric, tartaric, mandelic, salicylic, ascorbic, pyruvic, oligooxa mono- and dicarboxylic, fumaric, retinoic, aliphatic and organic Sulfonic acids, benzoic acid, kojic acid, fruit acid, malic acid, gluconic acid, galacturonic acid, acidic plant and / or fruit extracts and their derivatives.
  • preferred embodiments may contain bleaching and disinfecting agents, for example chlorine or bromine-releasing substances, or organic or inorganic peroxides.
  • Suitable chlorine or bromine releasing materials include, for example, heterocyclic N-bromo and N-chloroamides, for example trichloroisocyanuric acid, tribromoisocyanuric acid, dibromoisocyanuric acid and / or dichloroisocyanuric acid (DICA) and / or their salts with cations such as potassium and sodium.
  • Hydantoin compounds such as 1,3-dichloro-5,5-dimethylhydantoin are also suitable.
  • Anhydrous, water-soluble inorganic salts are also useful as bleaching agents, such as lithium, sodium, or calcium hypochlorite and hypobromite. Chlorinated trisodium phosphate is also considered.
  • Organic peracids and diacyl peroxides for example peroxybenzoic acid and its benzene-substituted analogs, aliphatic and substituted aliphatic monoperoxy acids, for example peroxylauric acid or peroxystearic acid, alkyldiperoxyacids and aryldiperoxyacids such as 1,12-diperoxydodecanoic acid, 1,9-diperoxybrassidic acid, diperoxysebacylic acid, diperoxyisophthalic acid and dibenzoyl peroxide.
  • monopersulfates, perborates and percarbonates may be used.
  • the inorganic peroxy compounds are generally used as alkali metal salts, preferably as lithium, sodium and potassium salts.
  • the preparations according to the invention may contain bleaches and disinfectants in amounts of from 0.1 to 30% by weight, more preferably from 0.5 to 18% by weight, in particular from 1.5 to 9% by weight.
  • the washing, cleaning, disinfecting and bleaching agents according to the invention may contain surfactants of nonionic, anionic, cationic or amphoteric nature as well as customary auxiliaries and additives in varying amounts.
  • Preferred nonionic surfactants are fatty alcohol ethoxylates containing from about 1 to about 25 moles of ethylene oxide.
  • the alkyl chain of the aliphatic alcohols may be linear or branched, primary or secondary, and generally contains from 8 to 22 carbon atoms. Particularly preferred are the condensation products of alcohols containing an alkyl chain of 10 to 20 carbons with 2 to 18 moles of ethylene oxide per mole of alcohol.
  • the alkyl chain can be saturated or unsaturated.
  • the alcohol ethoxylates may have a narrow homolog distribution of the ethylene oxide ("narrow range ethoxylates") or a broad homolog distribution of the ethylene oxide ("broad range ethoxylates").
  • nonionic surfactants of this type are Tergitol TM 15-S-9 (condensation product of a C 11 -C 15 linear secondary alcohol with 9 moles of ethylene oxide), Tergitol TM 24-L NMW (condensation product of a C 12 -C 14 linear primary alcohol with 6 moles of ethylene oxide with narrow molecular weight distribution). Also included in this product class are the Genapol TM brands from Clariant GmbH.
  • nonionic surfactants come into question, such as polyethylene, polypropylene and Polybutylenoxidaddukte of alkylphenols having 6 to 12 carbon atoms in the alkyl chain, addition products of ethylene oxide with a hydrophobic base, formed from the condensation of propylene oxide Propylene glycol or addition products of ethylene oxide with a reaction product of propylene oxide and ethylenediamine.
  • semipolar nonionic surfactants for example amine oxides of the formula III where R 8 is an alkyl, hydroxyalkyl or alkylphenol group or mixtures thereof having a chain length of 8 to 22 carbon atoms; R 9 is an alkylene or hydroxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms or mixtures thereof; R 10 is an alkyl or hydroxyalkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a polyethylene oxide group having 1 to 3 ethylene oxide units.
  • the R 10 / R 9 groups may be linked together via an oxygen or nitrogen atom and thus form a ring.
  • These amine oxides particularly include C 10 -C 18 alkyl dimethyl amine oxides and C 8 -C 12 alkoxyethyl dihydroxyethyl amine oxides.
  • the mixtures according to the invention may also contain anionic surfactants.
  • Suitable anionic surfactants are, in particular, straight-chain and branched alkyl sulfates, sulfonates, carboxylates, phosphates, alkyl ester sulfonates, arylalkyl sulfonates, alkyl ether sulfates and mixtures of the abovementioned compounds.
  • Suitable anionic surfactants are, in particular, straight-chain and branched alkyl sulfates, sulfonates, carboxylates, phosphates, alkyl ester sulfonates, arylalkyl sulfonates, alkyl ether sulfates and mixtures of the abovementioned compounds.
  • Alkyl ester sulfonates are linear esters of C 8 -C 20 carboxylic acids (ie, fatty acids) which are sulfonated by SO 3 as described in U.S. Pat. The Journal of the American Oil Chemists Society, 52 (1975), pp. 323-329 described.
  • Suitable starting materials are natural fatty derivatives, such as tallow or palm oil fatty acid.
  • Alkyl sulfates are water-soluble salts or acids of the formula ROSO 3 M, wherein R preferably has a C 10 -C 24 -hydrocarbon radical, preferably an alkyl or hydroxyalkyl radical having 10 to 20 C atoms, particularly preferably a C 12 -C 18 -alkyl or Represents hydroxyalkyl.
  • M is hydrogen or a cation, for example an alkali metal cation (eg sodium, potassium, lithium) or ammonium or substituted ammonium, for example a methyl, dimethyl and trimethylammonium cation or a quaternary ammonium cation, such as tetramethylammonium and dimethylpiperidinium cation and quaternary ammonium cations, derived from alkylamines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine and mixtures thereof.
  • Alkyl chains with C 12 -C 16 are preferred for low washing temperatures (eg below about 50 ° C) and alkyl chains with C 16 -C 18 preferably for higher washing temperatures (eg above about 50 ° C).
  • the alkyl ether sulfates are water-soluble salts or acids of the formula RO (A) m SO 3 M, where R is an unsubstituted C 10 -C 24 -alkyl or hydroxyalkyl radical having 10 to 24 C atoms, preferably a C 12 -C 20 -alkyl radical. or hydroxyalkyl radical, particularly preferably a C 12 -C 18 -alkyl or hydroxyalkyl radical.
  • A is an ethoxy or propoxy moiety
  • m is a number greater than 0, typically between about 0.5 and about 6, more preferably between about 0.5 and about 3
  • M is a hydrogen atom or a cation such as for example, a metal cation (eg, sodium, potassium, lithium, calcium, magnesium, etc.), ammonium, or a substituted ammonium cation.
  • substituted ammonium cations are methyl, dimethyl, trimethylammonium and quaternary ammonium cations such as tetramethylammonium and dimethylpiperidinium cations, as well as those derived from alkylamines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, mixtures thereof and the like.
  • C 12 -C 18 -alkyl polyethoxylate (1.0) sulfate, C 12 -C 18 -alkyl polyethoxylate (2,25) sulfate, C 12 -C 18 -alkyl polyethoxylate (3, 0) sulfate, C 12 -C 18 alkyl polyethoxylate (4.0) sulfate, wherein the cation is sodium or potassium.
  • anionic surfactants which are useful for use in detergents and cleaners are C 8 -C 24 -olefin sulfonates, sulfonated polycarboxylic acids, prepared by sulfonation of the pyrolysis products of alkaline earth metal citrates, as described, for example, in US Pat British Patent GB 1,082,179 , Alkyl glycerol sulfates, fatty acyl glycerol sulfates, oleyl glycerol sulfates, alkyl phenol ether sulfates, primary paraffin sulfonates, alkyl phosphates, alkyl ether phosphates, isethionates such as acyl isethionates, N-acyl taurides, alkyl succinamates, sulfosuccinates, monoesters of sulfosuccinates (especially saturated and unsaturated C 12 -C 18 monoesters) and die
  • Resin acids or hydrogenated resin acids such as rosin or hydrogenated rosin or tall oil resins and tall oil rosin acids are also useful. Further examples are described in "Surface Active Agents and Detergents" (Vol. I and II, Schwartz, Perry and Berch). A variety of such surfactants are also in U.S. Patent 3,929,678 claimed.
  • amphoteric surfactants which can be used in the formulations of the present invention are, in particular, those which are broadly described as derivatives of aliphatic secondary and tertiary amines in which the aliphatic radical can be linear or branched and in which one of the aliphatic radicals Substituents between. Contains 8 to 18 carbon atoms and an anionic, water-soluble group, such as e.g. Carboxy, sulfonate, sulfate, phosphate or phosphonate contains.
  • amphoteric surfactants are alkyl dimethyl betaines, alkyl amidobetaines and alkyl dipolyethoxy betaines having an alkyl radical which may be linear or branched, with. 8 to 22 carbon atoms, preferably having 8 to 18 carbon atoms and more preferably with. 12 to. 18 carbon atoms. These compounds are e.g. marketed by Clariant GmbH under the trade name Genagen® CAB.
  • the washing and cleaning agents contain, depending on the application, in addition to the surfactants mentioned nor the specific auxiliaries and additives
  • auxiliaries and additives For example, builders, salts, bleaches, bleach activators, optical brighteners, complexing agents, grayness inhibitors, solubilizers, enzymes, thickeners, preservatives, fragrances and dyes, pearlescing agents, foam inhibitors, sequestering agents.
  • Suitable organic and inorganic builders are neutral or, in particular, alkaline salts which are able to precipitate or complex calcium ions.
  • Suitable and in particular ecologically acceptable builder substances such as fine-crystalline, synthetic hydrous zeolites of the NaA type, which have a calcium binding capacity in the range from 100 to 200 mg CaO / g, find a preferred use.
  • phyllosilicates are preferably used. Zeolite and the phyllosilicates may be present in an amount of up to 20 wt .-% on average.
  • Useful organic builders are, for example, the percarboxylic acids preferably used in the form of their sodium salts, such as citric acid and nitriloacetate (NTA), ethylenediaminetetraacetic acid, if such use is not objectionable for ecological reasons.
  • NTA nitriloacetate
  • polymeric carboxylates and their salts include, for example, the salts of homopolymeric or copolymeric polyacrylates, polymethyacrylates and in particular copolymers of acrylic acid with maleic acid, preferably those of 50% to 10% of maleic acid and also polyvinylpyrrolidone and urethanes.
  • the molecular weight of the homopolymers is generally between 1000 and 100,000, those of the copolymers between 2000 and 200,000, preferably 50,000 to 120,000, based on the free acid, in particular water-soluble polyacrylates are suitable, for example, about 1% of a Polyallylethers of sucrose are cross-linked and have a molecular weight above one million. Examples of these are the polymers available under the name Carbopol 940 and 941.
  • the crosslinked polyacrylates are used in amounts of not more than 1% by weight, preferably in amounts of from 0.2 to 0.7% by weight.
  • compositions according to the invention can be used as foam inhibitors fatty acid alkyl ester alkoxylates, organopolysiloxanes and mixtures thereof with microfine, optionally silanized silica and paraffins, waxes, Microcrystalline waxes and their mixtures with silanized silica. It is also advantageous to use mixtures of different foam inhibitors, for example those of silicone oil, paraffin oil or waxes.
  • foam inhibitors are bound to a granular, water-soluble or dispersible carrier substance.
  • the liquid detergents may contain optical brighteners, for example derivatives of diaminostilbenedisulfonic acid or their alkali metal salts, which can be incorporated well into the dispersion.
  • optical brighteners for example derivatives of diaminostilbenedisulfonic acid or their alkali metal salts, which can be incorporated well into the dispersion.
  • the maximum content of brighteners in the compositions according to the invention is 0.5% by weight, preferably amounts of 0.02 to 0.25% by weight are used.
  • the desired viscosity of the agents can be adjusted by adding water and / or organic solvents or by adding a combination of organic solvents and other thickening agents.
  • organic solvents all mono- or polyhydric alcohols are suitable as organic solvents.
  • Alcohols having 1 to 4 carbon atoms, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, straight-chain and branched butanol, glycerol and mixtures of the alcohols mentioned are preferably used. More preferred alcohols are polyethylene glycols having a molecular weight less than 2,000.
  • polyethylene glycol having a molecular weight of between 200 and 600 and up to 45% by weight and polyethylene glycol having a molecular weight of between 400 and 600 in amounts of 5 to 25 wt .-% preferred.
  • An advantageous mixture of solvents consists of monomeric alcohol, for example ethanol and polyethylene glycol in a ratio of 0.5: 1 to 1.2: 1, wherein the liquid detergent according to the invention may contain 8 to 12 wt .-% of such a mixture.
  • suitable solvents include triacetin (glycerol triacetate) and 1-methoxy-2-propanol.
  • Preferred thickeners are hardened castor oil, salts of long-chain fatty acids, preferably in amounts of from 0 to 5% by weight and in particular in amounts of from 0.5 to 2% by weight, for example sodium. Potassium, aluminum, magnesium and titanium stearates or the sodium and / or potassium salts the behenic acid, as well as polysaccharides, especially xanthan gum, guar guar, agar, alginates and Tyloses, carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, also higher molecular weight polyethylene glycol mono- and diesters of fatty acids, polyacrylates, polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone used.
  • Suitable enzymes are those from the class of proteases, lipases, amylases or mixtures thereof. Their proportion can be 0.2 to 1 wt .-%.
  • the enzymes can be adsorbed to carrier substances and / or embedded in encapsulating substances.
  • the salts of polyphosphoric acids such as 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid (HEDP) and diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid (DTPMP), are preferably used in amounts by weight of 0.1 to 1.0 wt .-%.
  • HEDP 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid
  • DTPMP diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid
  • Suitable preservatives are, for example, phenoxyethanol, formaldehyde solution, parabens, pentanediol or sorbic acid.
  • Suitable pearlescing agents are, for example, glycol distearate esters, such as ethylene glycol distearate, but also fatty acid monoglycol esters.
  • salts or adjusting agents for example, sodium sulfate, sodium carbonate or sodium silicate (water glass) are used.
  • further additives include sodium borate, starch, sucrose, polydextrose, stilbene compounds, methylcellulose, toluenesulfonate, cumene sulfonate, soaps and silicones.
  • the agents according to the invention are customarily adjusted to a pH in the range from 1 to 12, preferably from pH 2.1 to 7.8, more preferably from 2.2 to 6.5.
  • acryloyldimethyltaurate-containing copolymers are used in an amount of 0.01 to 10 wt .-%. Preference is given to working with an amount of 0.1 to 5 wt .-%. Particularly preferred is the range of 0.2 to 2 wt .-%. Depending on the amount of polymer used, the viscosity of the resulting gels can be between 100 and 100,000 mPas.
  • the thickening of organic solvents, especially alcohols, in combination with anionic and nonionic surfactants and other formulation ingredients is easily possible through the use of copolymers containing acryloyldimethyltaurate.
  • organic solvents especially alcohols
  • anionic and nonionic surfactants and other formulation ingredients are easily possible through the use of copolymers containing acryloyldimethyltaurate.
  • water-compatible organic solvents are within the meaning of the invention.
  • Non-limiting examples can be mentioned ethanol, propanol, isopropanol, DMSO, NMP, acetone, methanol and butanol.
  • the resulting gels may contain between 0.1 and 90% by weight of organic solvent. Preference is given to a proportion of 5 to 80 wt .-%. Particularly preferred are gels having a content of organic solvents of 20 to 60 wt .-%.
  • copolymers containing acryloyldimethyltaurate are used in these formulations in an amount of from 0.01 to 10% by weight. Preference is given to working with an amount of 0.1 to 5 wt .-%. Particularly preferred is the range of 0.2 to 2 wt .-%.
  • the viscosities of the resulting cleaner gels containing organic solvents may vary between 100 and 100,000 mPas, depending on the amount of polymer used.
  • cleaning "fat-crusted" hard Surfaces such as tiles, glass or ceramic or metal are called.
  • Possible fields of use according to the invention are, for example, bathroom cleaners, glass cleaners, and floor cleaners.
  • Disinfection gels play a major role in the hygiene sector and have been enjoying increasing obesity on the market for some years now. Especially gels in use as "liquid toilet blocks” have been on the rise in sanitation for years.
  • acryloyldimethyltaurate-containing copolymers are used in an amount of 0.01 to 10 wt .-%. Preference is given to working with an amount of 0.1 to 5 wt .-%. Particularly preferred is the range of 0.2 to 2 wt .-%. Depending on the amount of polymer used, the viscosity of the resulting gels can be between 100 and 100,000 mPas.
  • Formulations according to the invention may contain organic or inorganic peroxides, in particular hydrogen peroxide or a mixture thereof. at In various applications, it is desirable that the peroxide solutions adhere to the substrate rather than draining, so that the effect can be fully exploited.
  • solutions of peroxide with conventional thickeners are difficult to thicken or stabilize over an extended period of time. The reason lies in the fact that a hydrogen peroxide solution is already comparatively unstable at neutral or only slightly acidic pH values. In the decay, the thickeners are attacked and the viscosity decreases over time greatly. In addition, there is a significant loss of hydrogen peroxide activity.
  • Bleaching solutions e.g. for cleaning laundry (liquid stain remover) or dishes:
  • a solution of 0.1 to 30% ww H 2 O 2 preferably from 1 to 15% ww, particularly preferably from 3 to 10% ww, can be thickened by means of inventive acryloyldimethyltaurate polymers at pH values ⁇ 5. Even at elevated storage temperatures, a stable viscosity over months is found. The thickening of the bleaching solution makes it easier for the user to set the optimal dosage. The solution does not splash and the handling is safer.
  • Peroxide-containing cleaners may e.g. be used in the field of cleaning hard surfaces in the hygiene or sanitary sector.
  • formulations can be prepared which also contain anionic and nonionic surfactants. Very useful are such means, for example for the cleaning of toilets.
  • the peroxide-based cleaner adheres to the ceramic and can thus unfold its cleaning and disinfecting effect optimally.
  • Gel or liquid filled permanent cleaners for hanging in the cistern or the toilet bowl can be realized with a similar formulation. Part of the gel-like thickened solution is distributed with each rinse with the flow of water in the basin and thus ensures a cleansing and disinfecting effect.
  • acryloyldimethyltaurate polymers according to the invention clear formulations are available which correspond to the current trend towards clear formulations and transparent packaging.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft flüssige Wasch-, Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmittel, enthaltend Copolymere auf Basis von Acryloyldimethyltaurinsäure. Die fertigen Formulierungen zeichnen sich durch ein
    günstiges rheologisches Verhalten, sowie durch eine gute Kompatibilität mit anderen Komponenten aus. Sie weisen eine hohe Lagerstabilität auf, insbesondere eine hohe Stabilität von hydrolyseempfindlichen Komponenten, beispielsweise bei Oxidationsmitteln in den Formulierungen, bevorzugt in sauren Formulierungen und sind UV stabil.
  • An moderne flüssige Wasch- Reinigungs- und Desinfektionsmittel werden hohe Ansprüche gestellt, die eng mit der Rheologie der Produkte verknüpft sind: Sie müssen neben einem guten und raschen Reinigungsvermögen gegenüber Schmutz und Fett bzw. Desinfektionsvermögen anwendungsfreundlich, sicher, sehr gut hautverträglich, aber auch umweltverträglich sein. Zur Verbesserung der Handhabung für den Verbraucher und des Erscheinungsbildes kommen zunehmend flüssige Produkte mit höheren Viskositäten in den Handel, so dass Verdickern und Gelbildnern eine tragende Rolle zukommt.
  • Als Konsistenzgeber werden bisher fast ausschließlich synthetische oder teilsynthetische Polymere auf Basis von vernetzten Polyacrylsäuren (Carbomere, Carbopole), teilhydrolysierten Polyacrylamide, Celluloseethern, Xanthan oder Guar-Gum verwandt. Dabei tritt immer das Problem der Intoleranz gegenüber niedrigen pH-Werten auf, was die Anwendungsmöglichkeiten vieler Produkte auf den Neutral- bzw. schwach sauren Bereich einschränkt.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung war es demzufolge, einen Verdicker für Wasch- und Reinigungsmittelformulierungen zu finden, der auch im sauren Milieu unter pH 5 seine Wirksamkeit nicht verliert.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass dieser gravierende Nachteil durch den Einsatz von Copolymeren auf Basis von Acryloyldimethyltaurat, deren Herstellung in EP-1 116 733 beschrieben ist, beseitigt werden kann.
  • Es ist gelungen mit Hilfe dieser polymeren Strukturen Formulierungen zum Waschen, Reinigen und Desinfizieren auf Viskositäten größer 100 cP einzustellen. In besonderen Ausführungsformen handelt es sich um Formulierungen mit saurem Charakter (pH < 5). Aufgrund des sauren Milieus gelingt es zudem pH-empfindliche Oxidationsmittel wie beispielsweise Wasserstoffperoxid dauerhaft zu stabilisieren und dadurch neuen Anwendungen im Reinigungs- und Hygienebereich zugänglich zu machen. Erfreulicherweise zeichnen sich diese Formulierungen zusätzlich durch eine hohe UV-Stabilität aus. Dies ermöglicht die Verwendung von transparenten Verpackungsmaterialien, die derzeit auf dem Markt sehr gefragt sind.
  • Gegenstand der Erfindung sind flüssige Wasch-, Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmittel, enthaltend Copolymere, erhalten durch Copolymerisation von
    1. a1) 1 bis 50 Gew.-% der wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (1)
      Figure imgb0001
       wobei n eine ganze Zahl von 2 bis 9 bedeutet oder
    2. a2) 1 bis 50 Gew.-% einer Mischung der wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (1) und der wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (2)
      Figure imgb0002
       wobei R, R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit jeweils 1 bis 30, bevorzugt 1 bis 20, insbesondere 1 bis 12 C-Atomen, bedeuten
      und
    3. b) 49,99 bis 98,99 Gew.-% der wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (3)
      Figure imgb0003
       worin R3 Wasserstoff, Methyl oder Ethyl, Z (C1-C8)-Alkylen, n eine ganze Zahl von 2 bis 9 und X bevorzugt Li+, Na+, K+, Mg++, Ca++, Al+++, NH4 +, Monoalkyl-ammonium-, Dialkylammonium-, Trialkylammonium- und/oder Tetraalkyl-ammoniumreste, wobei es sich bei den Alkylsubstituenten der Amine unabhängig voneinander um (C1-C22)-Alkylreste oder (C2-C10)-Hydroxyalkylreste handeln kann, bedeuten
      und
    4. c) 0,01 bis 8 Gew.-% vernetzenden Strukturen, die aus Monomeren mit mindestens zwei olefinischen Doppelbindungen hervorgegangen sind.
  • Das Mischungsverhältnis betreffend Struktureinheit a2) kann innerhalb beliebiger Grenzen variieren.
  • Bevorzugte Copolymere enthalten 2 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 15 Gew.-%, der Struktureinheiten a1) oder a2), bevorzugt der Struktureinheit a2),
    69,5 bis 97,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 84,5 bis 96,5 Gew.-%, der Struktureinheit b) und
    0,01 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 3 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 2 Gew.-%, der Struktureinheit c).
  • Besonders bevorzugte Struktureinheiten gemäß Formel (1) leiten sich vom N-Vinylpyrrolidon ab.
  • Als Struktureinheit gemäß Formel (3) eignen sich bevorzugt Alkali-/Erdalkali, bevorzugt Ammoniumsalze der 2-Acrylamido-2-methyl-propan-sulfonsäure, besonders bevorzugt das NH4 +-Salz. Zusätzlich können auch ein bis dreifach ethoxylierte Ammoniumverbindungen mit unterschiedlichem Ethoxylierungsgrad als Gegenion eingesetzt werden.
    Die vernetzenden Struktureinheiten c) leiten sich bevorzugt ab von Acryl- oder Methacrylsäureallylester, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropanmethacrylat, Dipropylenglykoldiallylether, Polyglykoldiallylether, Triethylenglykoldivinylether, Hydrochinondiallylether, Tetraallyloxyethan oder anderen Allyl- oder Vinylethern multifunktioneller Alkohole, Tetraethylenglykoldiacrylat, Triallylamin, Trimethylolpropandiallylether, Methylenbisacrylamid und/oder Divinylbenzol.
    Besonders bevorzugt sind Acrylsäureallylester, Methacrylsäureallylester, Trimethylolpropantriacrylat und/oder Trimethylolpropanmethacrylat.
    Insbesondere bevorzugt leiten sich die vernetzenden Strukturen ab von Monomeren der allgemeinen Formel (4)
    Figure imgb0004
     worin R Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeutet.
  • Die Herstellung der Copolymere erfolgt durch Polymerisationsreaktion, z.B. durch Fällungspolymerisation, Emulsionspolymerisation, Substanzpolymerisation, Lösungspolymerisation oder Gelpolymerisation, wobei besonders vorteilhaft für das Eigenschaftsprofil der erfindungsgemäß eingesetzten Copolymere die Fällungspolymerisation ist.
    Wie in EP-1 116 733 beschrieben, werden dabei die Monomeren entsprechend den Formeln (1), (2) und (3) in einem protischen Lösungsmittel, bevorzugt tert.-Butanol gelöst oder dispergiert. Anschließend werden zu dieser Lösung oder Dispersion ein oder mehrere Vernetzer c) gegeben und die Polymerisation in bekannter Weise durch Zugabe einer radikalbildenden Verbindung gestartet.
    Die Polymerisationsreaktion erfolgt vorzugsweise in einem wasserlöslichen Alkohol oder einem Gemisch mehrerer Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise in tert.-Butanol. Der Wassergehalt des Alkohols oder Alkoholgemisches sollte 10 Gew.-% nicht überschreiten, da sonst im Verlauf der Polymerisation eine Klumpenbildung auftreten kann. Die Wahl der Art und der Menge des Lösungsmittels sollte so erfolgen, dass das Salz der Acrylamidoalkylsulfonsäure entsprechend Formel (3), insbesondere der 2-Acrylamido-2-methyl-propan-sulfonsäure, darin weitgehend löslich oder dispergierbar ist. Unter weitgehend löslich oder dispergierbar ist zu verstehen, dass sich auch nach Abstellen des Rührwerks kein festes Material aus der Lösung oder Dispersion absetzt. Das im Verlaufe der Reaktion entstehende Polymerisat soll hingegen in dem gewählten Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch weitgehend unlöslich sein. Unter weitgehend unlöslich ist hierbei zu verstehen, dass im Verlauf der Polymerisation eine gut rührbare, breiige Polymerpaste entsteht, in der sich keine Klumpen oder Verklebungen bilden. Das durch Absaugen der Paste erhältliche Filtrat sollte einen Feststoffgehalt von maximal 5 Gew.-% aufweisen. Sind die Copolymere in stärkerem Ausmaß im gewählten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch löslich, kann es beim Trocknen der Polymerisatpaste zu Verklumpungen kommen.
    Die Polymerisationsreaktion selbst wird in an sich bekannter Weise durch radikalbildende Verbindungen wie Azoinitiatoren (z.B. Azobisisobutyronitril), Peroxide (z.B. Dilaurylperoxid) oder Persulfate im Temperaturintervall von 20 bis 120°C, vorzugsweise zwischen 40 und 80°C, gestartet und über einen Zeitraum von 30 Minuten bis mehrere Stunden fortgeführt.
    Das Eigenschaftsprofil der Copolymere lässt sich durch Variation des oben Mischungsverhältnisses der Monomere sowie der Vernetzer variieren. So kann z.B. durch den verstärkten Einbau von Acrylamidosulfonsäure/-salz die verdickende Wirkung der Polymerisate verbessert werden. Durch Einbau von mehr cyclischem N-Vinylcarbonsäureamid wird dagegen die Elektrolytverträglichkeit der Polymerisate und deren Löslichkeit in nicht-wässrigen Systemen verbessert.
  • Besonders bevorzugt werden als Acrylamidopropylsulfonsäure-Salze die Alkali-, Erdalkali, besonders bevorzugt NH4 +-Salze einpolymerisiert. Anstelle der Ammoniumsalze kann man auch die freien Acrylamidopropylsulfonsäuren einsetzen und vor der Zugabe der restlichen Monomere durch Einleiten von Ammoniak die Ammoniumsalze erzeugen.
  • Die erfindungsgemäß in Wasch- und Reinigungsmittel eingesetzten Copolymere besitzen bevorzugt ein Molekulargewicht Mw von 103 g/mol bis 109 g/mol, besonders bevorzugt von 104 bis 107 g/mol, insbesondere bevorzugt 5·104 bis 5·106 g/mol. Mw ist für die Zwecke dieser Erfindung generell durch GPC gegen Polystyrolsulfonsäure zu bestimmen.
    Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-%, an Copolymeren.
  • Es sollte angemerkt werden, dass auch Mischungen von zwei oder mehreren der oben genannten Verbindungen erfindungsgemäß sind.
  • Erfindungsgemäß können die oben beschriebenen Copolymere auf Basis von Acryloyldimethyltaurat generell in allen Wasch-, Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmitteln jeder Art eingesetzt werden. Bevorzugt werden sie eingesetzt als Verdicker in sauren Reinigungsmittelformulierungen für harte Oberflächen aus Keramik, Metall, Glas oder Kunststoff, beispielsweise in flüssigen Allzweckreinigern, im Sanitärbereich, beispielsweise Flüssigtoilettenstein, kalklösender Badreinigern, aber auch Geschirrspülmitteln. Des weiteren sind sie geeignet für den Einsatz in Fleckensalzmittel, Flüssigwaschmitteln und Wäschebleichmittel.
  • Die erfindungsgemäßen Wasch- Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmittel können in Form von wässrigen, wässrig/organischen, insbesondere wässrig/alkoholischen und organischen Formulierungen vorliegen. Weitere Ausführungsformen können sein: Emulsionen, Dispersionen, Gele und Suspensionen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Wasch-, Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmittel eine saure Komponente.
    In Betracht kommen organische oder anorganische Säuren, bevorzugt organische Säuren, insbesondere bevorzugt alpha-Hydroxysäuren und Säuren ausgewählt aus Glykolsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Mandelsäure, Salicylsäure, Ascorbinsäure, Brenztraubensäure, Oligooxa Mono- und Dicarbonsäuren, Fumarsäure, Retinoesäure, aliphatische und organische Sulfonsäuren, Benzoesäure, Kojisäure, Fruchtsäure, Äpfelsäure, Gluconsäure, Galacturonsäure, saure Pflanzen- und/oder Fruchtextrakte und deren Derivate.
  • Des weiteren können bevorzugte Ausführungsformen Bleich- und Desinfektionsmittel, beispielsweise Chlor oder Brom freisetzende Substanzen oder organische oder anorganische Peroxide enthalten.
  • Unter den geeigneten Chlor oder Brom freisetzenden Materialien kommen beispielsweise heterocyclische N-Brom und N-Chloramide, beispielsweise Trichlorisocyanursäure, Tribromisocyanursäure, Dibromisocyanursäure und/oder Dichlorisocyanursäure (DICA) und/oder deren Salze mit Kationen wie Kalium und Natrium in Betracht. Hydanthoinverbindungen, wie 1,3-Dichlor-5,5-dimethylhydanthoin sind ebenfalls geeignet.
    Wasserfreie, wasserlösliche anorganische Salze sind ebenfalls als Bleichmittel geeignet, so z.B. Lithium-, Natrium-, oder Calciumhypochlorit und -hypobromit. Chloriertes Trinatriumphosphat kommt ebenfalls in Betracht.
    Organische Persäuren und Diacylperoxide, beispielsweise Peroxybenzoesäure und deren am Benzolring substituierte Analoga, aliphatische und substituierte aliphatische Monoperoxysäuren, beispielsweise Peroxylaurinsäure oder Peroxystearinsäure, Alkyldiperoxysäuren und Aryldiperoxysäuren wie 1,12-Diperoxydodecansäure, 1,9-Diperoxybrassidylsäure, Diperoxysebacylsäure, Diperoxyisophthalsäure, sowie Dibenzoylperoxid.
    Zu den anorganischen Peroxyverbindungen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind, zählen beispielsweise Monopersulfate, Perborate und Percarbonate. Die anorganischen Peroxyverbindungen werden in der Regel als Alkalisalze eingesetzt, vorzugsweise als Lithium-, Natrium- und Kaliumsalze.
  • Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können Bleich- und Desinfektionsmittel in Mengen von 0,1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 18 Gew.-%, insbesondere 1,5 bis 9 Gew.-% enthalten.
  • Die erfindungsgemäßen Wasch-, Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmittel können Tenside nichtionischer, anionischer, kationischer oder amphoterer Natur sowie übliche Hilfs- und Zusatzstoffe in unterschiedlichen Mengen enthalten.
  • Bevorzugte nichtionische Tenside sind Fettalkoholoxethylate mit ca. 1 bis ca. 25 mol Ethylenoxid. Die Alkylkette der aliphatischen Alkohole kann linear oder verzweigt, primär oder sekundär sein, und enthält im allgemeinen von 8 bis 22 Kohlenstoffatome. Besonders bevorzugt sind die Kondensationsprodukte von Alkoholen, die eine Alkylkette von 10 bis 20 Kohlenstoffen enthalten, mit 2 bis 18 mol Ethylenoxid pro mol Alkohol. Die Alkylkette kann gesättigt oder auch ungesättigt sein. Ebenso können die Alkoholethoxylate eine enge Homologenverteilung des Ethylenoxides ("Narrow Range Ethoxylates") oder eine breite Homologenverteilung des Ethylenoxides ("Broad Range Ethoxylates") aufweisen. Beispiele von kommerziell erhältlichen nichtionischen Tensiden dieses Types sind Tergitol™ 15-S-9 (Kondensationsprodukt eines C11-C15 linearen sekundären Alkohols mit 9 mol Ethylenoxid), Tergitol™ 24-L-NMW (Kondensationsprodukt eines C12-C14- linearen primären Alkohols mit 6 mol Ethylenoxid mit enger Molgewichtsverteilung). Ebenfalls unter diese Produktklasse fallen die Genapol™-Marken der Clariant GmbH.
    Darüber hinaus kommen erfindungsgemäß auch andere bekannte Typen von nichtionischen Tensiden in Frage, wie Polyethylen-, Polypropylen- und Polybutylenoxidaddukte von Alkylphenolen mit 6 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, Additionsprodukte von Ethylenoxid mit einer hydrophoben Base, gebildet aus der Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol oder Additionsprodukte von Ethylenoxid mit einem Reaktionsprodukt von Propylenoxid und Ethylendiamin.
  • Des weiteren können semipolare nichtionische Tenside, beispielsweise Aminoxide der Formel III
    Figure imgb0005
     eingesetzt werden, worin R8 eine Alkyl-, Hydroxyalkyl- oder Alkylphenolgruppe oder Mischungen hiervon darstellt mit einer Kettenlänge von 8 bis 22 Kohlenstoffatome; R9 ist eine Alkylen- oder Hydroxyalkylengruppe mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen oder Mischungen hiervon; R10 ist eine Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Polyethylenoxidgruppe mit 1 bis 3 Ethylenoxideinheiten. Die R10/R9-Gruppen können miteinander über ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom verbunden sein und somit einen Ring bilden.
    Diese Aminoxide umfassen besonders C10-C18-Alkyldimethylaminoxide und C8-C12-Alkoxyethyl-Dihydroxyethylaminoxide.
  • Anstelle oder zusätzlich zu den nichtionischen Tensiden können die erfindungsgemäßen Mischungen auch anionische Tenside enthalten.
  • Als anionische Tenside kommen in Betracht vor allem geradkettige und verzweigte Alkylsulfate, -sulfonate, -carboxylate, -phosphate, Alkylestersulfonate, Arylalkylsulfonate, Alkylethersulfate und Mischungen aus den genannten Verbindungen. Im folgenden sollen einige der in Frage kommenden Typen von anionischen Tensiden näher beschrieben werden.
    • Alkylestersulfonate
  • Alkylestersulfonate stellen lineare Ester von C8-C20-Carboxylsäuren (d.h. Fettsäuren) dar, die durch SO3 sulfoniert werden, wie in "The Journal of the American Oil Chemists Society", 52 (1975), pp. 323-329 beschrieben. Geeignete Ausgangsmaterialien sind natürliche Fettderivate, wie z.B. Talg- oder Palmölfettsäure.
    • Alkylsulfate
  • Alkylsulfate sind wasserlösliche Salze oder Säuren der Formel ROSO3M, worin R bevorzugt einen C10-C24-Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 10 bis 20 C-Atomen, besonders bevorzugt einen C12-C18-Alkyl- oder Hydroxyalkylrest darstellt. M ist Wasserstoff oder ein Kation, z.B. ein Alkalimetallkation (z.B. Natrium, Kalium, Lithium) oder Ammonium oder substituiertes Ammonium, z.B. ein Methyl-, Dimethyl- und Trimethylammoniumkation oder ein quaternäres Ammoniumkation, wie Tetramethylammonium- und Dimethylpiperidiniumkation und quartäre Ammoniumkationen, abgeleitet von Alkylaminen wie Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin und deren Mischungen. Alkylketten mit C12-C16 sind dabei bevorzugt für niedrige Waschtemperaturen (z.B. unter ca. 50°C) und Alkylketten mit C16-C18 bevorzugt für höhere Waschtemperaturen (z.B. oberhalb ca. 50°C).
    • Alkylethersulfate
  • Die Alkylethersulfate sind wasserlösliche Salze oder Säuren der Formel RO(A)mSO3M, worin R einen unsubstituierten C10-C24-Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 10 bis 24 C-Atomen, bevorzugt einen C12-C20-Alkyl- oder Hydroxyalkylrest, besonders bevorzugt einen C12-C18-Alkyl- oder Hydroxyalkylrest darstellt. A ist eine Ethoxy- oder Propoxyeinheit, m ist eine Zahl von größer als 0, typischerweise zwischen ca. 0,5 und ca. 6, besonders bevorzugt zwischen ca. 0,5 und ca. 3 und M ist ein Wasserstoffatom oder ein Kation wie z.B. ein Metallkation (z.B. Natrium, Kalium, Lithium, Calcium, Magnesium, etc.), Ammonium oder ein substituiertes Ammoniumkation. Beispiele für substituierte Ammoniumkationen sind Methyl-, Dimethyl-, Trimethylammonium- und quaternäre Ammoniumkationen wie Tetramethylammonium und Dimethylpiperidiniumkationen, sowie solche, die von Alkylaminen, wie Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Mischungen davon und ähnliche, abgeleitet sind. Als Beispiele seien genannt C12-C18-Alkyl-polyethoxylat- (1,0)-sulfat, C12-C18-Alkyl-polyethoxylat (2,25)sulfat, C12-C18-Alkyl-polyethoxylat (3,0)sulfat, C12-C18-Alkyl-polyethoxylat (4,0)sulfat, wobei das Kation Natrium oder Kalium ist.
  • Andere anionische Tenside die nützlich für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln sind, sind C8-C24-Olefinsulfonate, sulfonierte Polycarboxylsäuren, hergestellt durch Sulfonierung der Pyrolyseprodukte von Erdalkalimetallcitraten, wie z.B. beschrieben im britischen Patent GB 1,082,179 , Alkylglycerinsulfate, Fettacylglycerinsulfate, Oleylglycerinsulfate, Alkylphenolethersulfate, primäre Paraffinsulfonate, Alkylphosphate, Alkyletherphosphate, Isethionate, wie Acylisethionate, N-Acyltauride, Alkylsuccinamate, Sulfosuccinate, Monoester der Sulfosuccinate (besonders gesättigte und ungesättigte C12-C18-Monoester) und Diester der Sulfosuccinate (besonders gesättigte und ungesättigte C12-C18-Diester), Acylsarcosinate, Sulfate von Alkylpolysacchariden wie Sulfate von Alkyloylglycosiden, verzweigte primäre Alkylsulfate und Alkylpolyethoxycarboxylate wie die der Formel RO(CH2CH2)kCH2COO-M+ worin R ein C8-C22-Alkyl, k eine Zahl von 0 bis 10 und M ein lösliches Salz bildendes Kation ist. Harzsäuren oder hydrierte Harzsäuren, wie Rosin oder hydriertes Rosin oder Tallölharze und Tallölharzsäuren sind ebenfalls einsetzbar. Weitere Beispiele sind in "Surface Active Agents and Detergents" (Vol. I und II, Schwartz, Perry und Berch) beschrieben. Eine Vielzahl solcher Tenside sind auch im US-Patent 3,929,678 beansprucht.
  • Beispiele für amphotere Tenside, die in den Formulierungen der vorliegenden Erfindung Einsatz finden können, sind vor allem solche, die breit als Derivate von aliphatischen sekundären and tertiären Aminen beschrieben werden, in denen der aliphatische Rest linear oder verzweigt sein kann und in denen einer der aliphatischen Substituenten zwischen. 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und eine anionische, wasserlösliche Gruppe, wie z.B. Carboxy, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat enthält.
  • Weitere bevorzugte amphotere Tenside sind Alkyldimethylbetaine, Alkylamidobetaine und Alkyldipolyethoxybetaine mit einem Alkylrest, der linear oder verzweigt sein, mit. 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, bevorzugt mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt mit. 12 bis. 18 Kohlenstoffatomen. Diese Verbindungen werden z.B. von der Clariant GmbH unter dem Handelnamen Genagen® CAB vermarktet.
    • Hilfs- und Zusatzstoffe
  • Die Wasch- und Reinigungsmittel enthalten, je nach Anwendungszweck, neben den genannten Tensiden noch die jeweils spezifischen Hilfs- und Zusatzstoffe beispielsweise Builder, Salze, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, optische Aufheller, Komplexbildner, Vergrauungsinhibitoren, Lösungsvermittler, Enzyme, Verdickungsmittel, Konservierungsmittel, Duft- und Farbstoffe, Perlglanzmittel, Schauminhibitoren, Sequestriermittel.
  • Als organische und anorganische Gerüststoffe eignen sich neutral oder insbesondere alkalisch reagierende Salze, die Calciumionen auszufällen oder komplex zu binden vermögen. Geeignete und insbesondere ökologisch unbedenkliche Buildersubstanzen, wie feinkristalline, synthetische wasserhaltige Zeolithe von Typ NaA, die ein Calciumbindevermögen im Bereich von 100 bis 200 mg CaO/g aufweisen, finden eine bevorzugte Verwendung. In nichtwässrigen Systemen werden bevorzugt Schichtsilikate eingesetzt. Zeolith und die Schichtsilikate können in einer Menge bis zu 20 Gew.-% im Mittel enthalten sein. Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die bevorzugt in Form ihrer Natriumsalze eingesetzten Percarbonsäuren, wie Citronensäure und Nitriloacetat (NTA), Ethylendiamintetraessigsäure, sofern ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist. Analog hierzu können auch polymere Carboxylate und deren Salze eingesetzt werden. Hierzu gehören beispielsweise die Salze homopolymerer oder copolymerer Polyacrylate, Polymethyacrylate und insbesondere Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure, vorzugsweise solche aus 50 % bis 10 % Maleinsäure und auch Polyvinylpyrrolidon und Urethane. Die relative Molekülmasse der Homopolymeren liegt im allgemeinen zwischen 1000 und 100 000, die der Copolymeren zwischen 2000 und 200 000, vorzugsweise 50 000 bis 120 000, bezogen auf die freie Säure, insbesondere sind auch wasserlösliche Polyacrylate geeignet, die beispielsweise mit etwa 1 % eines Polyallylethers der Sucrose quervernetzt sind und die eine relative Molekülmasse oberhalb einer Million besitzen. Beispiele hierfür sind die unter dem Namen Carbopol 940 und 941 erhältlichen Polymere. Die quervernetzen Polyacrylate werden in Mengen nicht über 1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,2 bis 0,7 Gew.-% eingesetzt.
  • Die erfindungsgemäßen Mittel können als Schauminhibitoren Fettsäurealkylesteralkoxylate, Organopolysiloxane und deren Gemische mit mikrofeiner, gegebenenfalls silanierter Kieselsäure sowie Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit silanierter Kieselsäure, enthalten. Mit Vorteil können auch Gemische verschiedener Schauminhibitoren verwendet werden, z.B. solche aus Silikonöl, Paraffinöl oder Wachsen. Vorzugsweise sind Schauminhibitoren an eine granulare, in Wasser lösliche oder dispergierbare Trägersubstanz gebunden.
  • Die Flüssigwaschmittel können optische Aufheller beispielsweise Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure bzw. deren Alkalimetallsalze enthalten, die sich gut in die Dispersion einarbeiten lassen. Der maximale Gehalt an Aufhellern in den erfindungsgemäßen Mitteln beträgt 0,5 Gew.-%, vorzugsweise werden Mengen von 0,02 bis 0,25 Gew.-% eingesetzt.
  • Die gewünschte Viskosität der Mittel kann durch Zugabe von Wasser und/oder organischen Lösungsmitteln oder durch Zugabe einer Kombination aus organischen Lösungsmitteln und weitere Verdickungsmitteln eingestellt werden.
    Prinzipiell kommen als organische Lösungsmittel alle ein- oder mehrwertigen Alkohole in Betracht. Bevorzugt werden Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, geradkettige und verzweigtes Butanol, Glycerin und Mischungen aus den genannten Alkoholen eingesetzt. Weitere bevorzugte Alkohole sind Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse unter 2000. Insbesondere ist ein Einsatz von Polyethylenglykol mit einer relativen Molekülmasse zwischen 200 und 600 und in Mengen bis zu 45 Gew.-% und von Polyethylenglykol mit einer relativen Molekülmasse zwischen 400 und 600 in Mengen von 5 bis 25 Gew.-% bevorzugt. Eine vorteilhafte Mischung aus Lösungsmitteln besteht aus monomerem Alkohol, beispielsweise Ethanol und Polyethylenglykol im Verhältnis 0,5 : 1 bis 1,2 : 1, wobei die erfindungsgemäßen Flüssigwaschmittel 8 bis 12 Gew.-% einer solchen Mischung enthalten können. Weitere geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Triacetin (Glycerintriacetat) und 1-Methoxy-2-propanol.
  • Als Verdickungsmittel werden bevorzugt gehärtetes Rizinusöl, Salze von langkettigen Fettsäuren, vorzugsweise in Mengen von 0 bis 5 Gew.-% und insbesondere in Mengen von 0,5 bis 2 Gew.-%, beispielsweise Natrium-. Kalium-, Aluminium-, Magnesium- und Titan-Stearate oder die Natrium und/oder Kalium-Salze der Behensäure, sowie Polysaccharide, insbesondere Xanthan-Gum, Guar-Guar, Agar-Agar, Alginate und Tylosen, Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose, ferner höhermolekulare Polyethylenglycolmono- und -diester von Fettsäuren, Polyacrylate, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon eingesetzt.
  • Als Enzyme kommen solche aus der Klasse der Proteasen, Lipasen, Amylasen bzw. deren Gemische in Frage. Ihr Anteil kann 0,2 bis 1 Gew.-% betragen. Die Enzyme können an Trägersubstanzen adsorbiert werden und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein.
  • Um Spuren von Schwermetallen zu binden, können die Salze von Polyphosphorsäuren, wie 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure (HEDP) und Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure (DTPMP), bevorzugt in Gewichtsmengen von 0,1 bis 1,0 Gew.-% eingesetzt werden.
  • Als Konservierungsmittel eignen sich beispielsweise Phenoxyethanol, Formaldehydlösung, Parabene, Pentandiol oder Sorbinsäure.
  • Als Perlglanzmittel kommen beispielsweise Glycoldistearinsäureester wie Ethylenglycoldistearat, aber auch Fettsäuremonoglycolester in Betracht.
  • Als Salze bzw. Stellmittel kommen beispielsweise Natriumsulfat, Natriumcarbonat oder Natriumsilikat (Wasserglas) zum Einsatz.
    Als typische Einzelbeispiele für weitere Zusatzstoffe sind Natriumborat, Stärke, Saccharose, Polydextrose, Stilbenverbindungen, Methylcellulose, Toluolsulfonat, Cumolsulfonat, Seifen und Silicone zu nennen.
  • Die erfindungsgemäßen Mittel sind üblicherweise auf einen pH Wert im Bereich 1 bis 12, bevorzugt pH 2,1 bis 7,8, besonders bevorzugt 2,2 bis 6,5 eingestellt.
  • Durch Einsatz von Acryloyldimethyltaurat enthaltenden Copolymeren gelang es, Formulierungen mit einem pH Wert von < 5 auf Viskositäten oberhalb von 100 mPas zu verdicken. Diese Formulierungen bringen einerseits den Vorteil, dass die Viskosifizierung ein "Verspritzen" des Reinigungsmittels verhindert und dadurch eine sicherere Verwendung gewährleistet. Zudem sorgt die erhöhte Viskosität für ein langsameres Ablaufen des Reinigers von den Oberflächen und garantiert damit eine längere Einwirkzeit. Durch die breite pH-Toleranz der eingesetzten Polymere ist es erstmals möglich stärkere organische Säuren wie beispielsweise Zitronensäure, Äpfelsäure, alpha-Hydroxycarbonsäuren und Oxalsäure in freier Form zu verwenden. Eine verbesserte Wirksamkeit speziell gegen Kalkbeläge kann damit erzielt werden.
  • In den besagten Formulierungen werden Acryloyldimethyltaurat enthaltenden Copolymere in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% eingesetzt. Bevorzugt wird mit einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% gearbeitet. Besonders bevorzugt ist der Bereich von 0,2 bis 2 Gew.-%. Je nach eingesetzter Polymermenge kann die Viskosität der resultierenden Gele zwischen 100 und 100.000 mPas liegen.
    • Flüssige Reinigungsgele enthaltend Wasser/organische Lösungsmittel-Gemische
  • Die Verdickung von organischen Lösungsmitteln, speziell Alkoholen, in Kombination mit anionischen und nichtionischen Tensiden und anderen Formulierungsbestandteilen ist durch den Einsatz von Acryloyldimethyltaurat enthaltenden Copolymeren leicht möglich. Einschränkend muss angemerkt werden, dass lediglich wasserkompatible organische Lösungsmittel im Sinne der Erfindung sind. Als nicht limitierende Beispiele können Ethanol, Propanol, Isopropanol, DMSO, NMP, Aceton, Methanol und Butanol genannt werden. Die resultierenden Gele können zwischen 0,1 und 90 Gew.-% organischen Lösungsmittelanteil enthalten. Bevorzugt wird ein Anteil von 5 bis 80 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind Gele mit einem Gehalt an organischen Lösungsmitteln von 20 bis 60 Gew.-%. Allgemein werden Acryloyldimethyltaurat enthaltende Copolymere in diesen Formulierungen in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% eingesetzt. Bevorzugt wird mit einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% gearbeitet. Besonders bevorzugt ist der Bereich von 0,2 bis 2 Gew.-%. Dabei können die Viskositäten der resultierenden Reinigergele enthaltend organische Lösungsmittel zwischen 100 und 100.000 mPas variieren, je nach eingesetzter Polymermenge.
  • Als Einsatzgebiet können auch hier die Reinigung "fettverkrusteter" harter Oberflächen wie Kacheln, Glas oder Keramik oder Metall genannt werden. Mögliche erfindungsgemäße Einsatzgebiete sind beispielsweise Badreiniger, Glasreiniger, und Bodenreiniger.
    • Flüssige, Desinfektionsmittel enthaltende Reinigungsgele
  • Desinfektionsgele spielen im Hygienebereich eine große Rolle und erfreuen sich am Markt seit einigen Jahren steigender Beleibtheit. Speziell Gele in der Verwendung als "flüssige Toilettensteine" sind im sanitären Bereich seit Jahren auf dem Vormarsch.
  • Die Verdickung von wässrigen Desinfektionslösungen durch herkömmliche Verdicker auf Basis von Celluloseethern oder Polyacrylsäuren erfordert teilweise eine hohe Einsatzkonzentration dieser Polymere und ist zudem auf den neutralen bis schwach sauren pH-Bereich beschränkt.
    Durch Einsatz von Acryloyldimethyltaurat enthaltenden Copolymere kann diese Limitierung beseitigt werden. Es ist erstmals möglich, flüssige Desinfektionsmittel enthaltende Reinigungsgele mit sauren Formulierungsbestandteilen wie Fruchtsäure oder alpha-Hydroxycarbonsäuren zu kombinieren und damit neben der antiseptischen auch noch eine "kalklösende" Wirkung zu erzielen.
  • In den besagten Formulierungen werden Acryloyldimethyltaurat enthaltende Copolymere in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% eingesetzt. Bevorzugt wird mit einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% gearbeitet. Besonders bevorzugt ist der Bereich von 0,2 bis 2 Gew.-%. Je nach eingesetzter Polymermenge kann die Viskosität der resultierenden Gele zwischen 100 und 100.000 mPas liegen.
    • Verdickung saurer Peroxid enthaltender Lösungen mit Acryloyldimethytauratpolymeren
  • Für flüssige Formulierungen von Peroxidlösungen ist es wünschenswert diese zu verdicken. Dadurch wird die Handhabung vereinfacht und sicherer gestaltet.
    Erfindungsgemäße Formulierungen können organische oder anorganische Peroxide, insbesondere Wasserstoffperoxid oder eine Mischung dieser enthalten. Bei verschiedenen Anwendungen ist es wünschenswert, dass die Peroxidlösungen auf dem Untergrund haften und nicht Ablaufen, damit die Wirkung zur vollen Entfaltung kommen kann. Jedoch lassen sich Lösungen von Peroxid mit herkömmlichen Verdickern nur schwer über einen längeren Zeitraum verdicken bzw. stabilisieren. Der Grund ist darin zu suchen, dass eine Wasserstoffperoxidlösung bei neutralen bzw. nur schwach sauren pH-Werten bereits vergleichsweise instabil ist. Bei dem Zerfall werden auch die Verdicker angegriffen und die Viskosität baut über die Zeit stark ab. Dadurch kommt es zusätzlich zu einem erheblichen Verlust der Wasserstoffperoxidaktivität Bei sauren pH-Werten ist der Zerfall von Wasserstoffperoxid stark retardiert, jedoch bricht die Verdickungsleistung von Verdickern auf Acrylsäurebasis bei pH-Werten < 5,5 zusammen.
    Der Einsatz von Acryloyldimethytauratpolymeren in Bleichlösungen verdickt die Formulierung auch bei pH-Werten deutlich unterhalb des Schwellenwertes von pH 5. Die Verdickungsleistung der erfindungsgemäßen Polymere bleibt in einem pH-Wert-Intervall von 1 bis 9 nahezu konstant. Es sind mit den erfindungsgemäßen Verdickern daher sogar Formulierungen mit pH-Werten um pH 1 zugänglich. In diesem pH-Bereich findet über normale Lagerzeiträume kein merklicher Zerfall von H2O2 statt, was zu Folge hat, dass die erfindungsgemäßen Acryloyldimethytauratpolymere nicht angegriffen und zerstört werden und somit die Viskosität der erfindungsgemäßen Formulierung nahezu konstant bleibt. Im folgenden werden zur Illustration der Erfindung einige nicht beschränkende Einsatzmöglichkeiten von solchen sauren verdickten Wasserstoffperoxidlösungen dargestellt:
    • Bleichlösungen z.B. für die Reinigung von Wäsche (flüssiges Fleckensalz) oder Geschirr:
  • Eine Lösung von 0,1 bis 30 %ww H2O2, bevorzugt von 1 bis 15 %ww, besonders bevorzugt von 3 bis 10 %ww lässt sich mittels erfindungsgemäßer Acryloyldimethytauratpolymere bei pH-Werten < 5 verdicken. Auch bei erhöhten Lagertemperaturen wird eine über Monate stabile Viskosität gefunden. Durch die Verdickung der Bleichlösung wird es dem Anwender erleichtert, die optimale Dosierung einzustellen. Die Lösung verspritzt nicht und die Handhabung wird dadurch sicherer.
  • Peroxidhaltige Reiniger können z.B. im Bereich der Reinigung harter Oberflächen im Hygiene- oder Sanitärbereich eingesetzt werden. In diesem Fall können Formulierungen hergestellt werden, die auch anionische und nichtionische Tenside enthalten. Sehr nützlich sind solche Mittel, beispielsweise für die Reinigung von Toiletten. Der peroxidhaltige Reiniger haftet an der Keramik und kann so seine reinigende und desinfizierende Wirkung optimal entfalten.
  • Gel bzw. Flüssigkeit gefüllte Dauerreiniger (Flüssigtoilettensteine) zum Einhängen in den Spülkasten oder das WC-Becken können mit einer ähnlichen Formulierung realisiert werden. Ein Teil der gelartig verdickten Lösung wird bei jedem Spülvorgang mit dem Wasserstrom im Becken verteilt und sorgt so für eine reinigende und desinfizierende Wirkung. Mit den erfindungsgemäßen Acryloyldimethyltaurat Polymeren sind klare Formulierungen zugänglich, die dem heutigen Trend nach klaren Formulierungen und transparenten Verpackungen entsprechen.

Claims (3)

  1. Flüssige Wasch-, Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmittel, enthaltend Copolymere erhalten durch Copolymerisation von
    a1) 1 bis 50 Gew.-% solcher Monomeren, die eine wiederkehrende Struktureinheit der Formel (1)
    Figure imgb0006
     wobei n eine ganze Zahl von 2 bis 9 bedeutet, ergeben
    oder
    a2) 1 bis 50 Gew.-% einer Mischung solcher Monomeren, die eine wiederkehrende Struktureinheit der Formel (1) und der wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (2)
    Figure imgb0007
     ergeben, wobei R, R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit jeweils 1 bis 30, bevorzugt 1 bis 20, insbesondere 1 bis 12 C-Atomen, bedeuten
    und
    b) 49,99 bis 98,99 Gew.-% solcher Monomere, die eine der wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (3)
    Figure imgb0008
     ergeben, worin R3 Wasserstoff, Methyl oder Ethyl, Z (C1-C8)-Alkylen und X bevorzugt Li+, Na+, K+, Mg++, Ca++, AI+++, NH4 +, Monoalkyl-ammonium-, Dialkylammonium-, Trialkylammonium- und/oder Tetraalkyl-ammoniumreste, wobei es sich bei den Alkylsubstituenten der Amine unabhängig voneinander um (C1-C22)-Alkylreste oder (C2-C10)-Hydroxyalkylreste handeln kann, bedeuten
    und
    c) 0,01 bis 8 Gew.-% vernetzenden Strukturen, die aus Monomeren mit mindestens zwei olefinischen Doppelbindungen hervorgegangen sind.
  2. Flüssige Wasch-, Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmittel nach Anspruch 1, worin die Copolymere ein Molekulargewicht Mw von 103 g/mol bis 109 g/mol aufweisen.
  3. Flüssige Wasch-, Reinigungs-, Desinfektions- und Bleichmittel nach Anspruch 1 und/oder 2, worin die Acryloyldimethyltaurate (Struktureinheit b) Li+-, Na+-, K+-, Mg++-, Ca++-, Al+++-, NH4 +-, Monoalkylammonium-, Dialkylammonium-, Trialkylammonium- und/oder Tetraalkylammoniumsalze sind, wobei es sich bei den Alkylsubstituenten der Amine unabhängig voneinander um (C1-C22)-Alkylreste handelt, die gegebenenfalls mit bis zu 3 (C2-C10)-Hydroxyalkylgruppen besetzt sein können.
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