DE2251405A1

DE2251405A1 - Wasserhaltiges tensid-konzentrat

Info

Publication number: DE2251405A1
Application number: DE2251405A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hewitt; Douglas Edward Mather; Edward Thunstall Messenger
Original assignee: Albright and Wilson Ltd
Current assignee: Solvay Solutions UK Ltd
Priority date: 1971-10-20
Filing date: 1972-10-19
Publication date: 1973-04-26
Also published as: GB1399339A; NL7214082A; BE790362A; FR2156825B1; JPS5550997B2; US3893955A; CA1001553A; FR2156825A1; AU4791572A; JPS4849808A; IT996557B

Description

Die Erfindung betrifft Komponenten von Detergentien, insbesondere Sulfate von alkoxylierten Alkoholen, besonders Sulfate von alkoxylierten Cg- bis Cp^-Alkoholen, wie das Sulfat von äthoxyliertem Laurylalkohol oder Gemischen davon, die Laurylalkoho!derivate enthalten. Zum Beispiel kommen solche in Frage, deren Alkylderivat eine Kette mit einer Kohlenstoffzahl im Bereich von Co bis CLg aufweist. Das Grundmaterial für solche Alkohole kann leicht aus Kokosöl oder PK-Öl oder aus handelsüblichen Ziegler-Alkoholen oder Oxoalkoholen erhalten werden.

Wäßrige Lösungen dieser Verbindungen werden in Kosmetika,. Toillettenartikeln und oberflächenaktiven Zubereitungen verwendet, z.B. in Shampoonen und Schaumbädern sowie flüssigen Eeinigungsmitteln. Gewöhnlich werden solche Stoffe in einer Form gehandelt, in weicher 29% des wirksamen Bestandteils enthalten sind. Aus wirtschaftlichen Gründen bezüglich des Transports und der Verpackung sind jedoch auch derartige Stoffe in hohen Konzentrationen in der Größen-

309817/1086

2 -

Ordnung von 50 bis 70% im Handel. Bei diesen hohen Konzentrationen haben sie die Struktur einer dicken Paste. In der fertigen Formulierung liegen sie gewöhnlich in einer Menge von weniger als J0% aktiver Bestandteil in einer wäßrigen Lösung vor.

Unglücklicherweise beginnt die Viskosität zu steigen, wenn diese Konzentrate mit Wasser verdünnt werden, anstatt daß die Viskosität erwartungsgemäß vermindert wird. Beispielsweise hat das Natriumsalz eines Sulfats eines di-äthoxylierten Derivats des häufig verwendeten Gemisches von C_D- bis CL_D-Alkoholen mit

ο Io

einer Konzentration von 60% aktiven Stoffen und als Rest Wasser eine Viskosität von 17000 Centipoisen. Beim Verdünnen auf 4-5% Wirkstoffe steigt die Viskosität auf über 500000 Centipoisen an. Beim weiteren Verdünnen fällt die Viskosität ab, bis bei der in Shampoonen verwendeten Konzentration die Zubereitung erneut flüssig wird.

Obwohl es möglich ist, derartige Konzentrate zu verwenden, ohne daß ihnen ein Mittel zur Modifizierung der Viskosität einverleibt wird, trägt ein derartiger Viskositätsanstieg während des Verdünnens natürlich dazu bei, daß bei der Formulierung solcher Gemische erhebliche Probleme aufgeworfen werden. Solche Schwierigkeiten bestehen u.a. darin, daß Gelklumpen an den Behältern oder Rührern, die verwendet werden, angeheftet werden. Außerdem sind die Gelklumpen, die während des Verdünnens gebildet werden, als solche nur schwierig bei der weiteren Verdünnung löslich.

3098 17/1086 - 3 -

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wurden in wäßrigen Konzentraten von Sulfaten von äthoxylierten Alkoholen Modifiziermittel für die Viskosität einverleibt, um die Viskosität einer Lösung bei hoher Konzentration auf einem Stand zu halten, daß die Lösungen einigermaßen frei flössen und leicht auf jede gewünschte Konzentration verdünnt werden konnten. Außer der Modifizierung der Viskosität einer Lösung bei Konzentration im Bereich von 25 bis 75% aktiver Substanz ist es auch erforderlich, daß eventuell verwendete Zusätze die Wirkung von üblicherweise verwendeten EindickungsmitteIn nicht verhüten oder behindern sollten, wie Natriumchlorid oder Ammoniumsalze, welche gegebenenfalls in der fertigen Formulierung

zu
einverleiben gewünscht sein kann, um der !Formulierung eine annehmbare Konsistenz zu verleihen.

Gegenwärtig werden diese Schwierigkeiten durch das Einverleiben eines Alkohols mit niedrigem Molekulargeitficht, wie Isopropanol oder Äthanol in die konzentrierte wäßrige Lösung des Sulfats von äthoxyliertem Alkohol herabgesetzt. Die Verwendung derartiger Alkohole ist jedoch deshalb nachteilig, weil wegen ihrer hohen Dampfdrücke ihr Geruch in der fertigen Formulierung aufgespürt werden kann und diese Alkohole feuergefährlich sein können.

Es wurde nun gefunden, daß wäßrige Lösungen von Salzen von Sulfaten von alkoxylierten Alkoholen hergestellt !herden können, die Viskositätseigenschaften und Eigenschaften beim Verdünnen aufweisen, die es ermöglichen,

30981//Ί086

BAD ORIGINAL

225ΊΑ05

daß diese Lösungen als Konzentrate hergestellt und auf gewöhnliche Anwendungskonzentrationen verdünnt werden können, ohne daß die Eigenschaften solcher Formulierungen verschlechtert werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß in das wäßrige Konzentrat des oberflächenaktiven Mittels ein Salz einer Carbonsäure der allgemeinen Formel A - (COOH) ,in der A Wasserstoff oder ein gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Best mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls Hydroxygruppen als Substituenten enthält, oder, wenn η - 2 ist, keine Bedeutung hat, und η eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, einverleibt wird.

Gewöhnlich wird der Rest A nicht mehr als 5 Hydroxygruppen als Substituenten aufweisen. Beispiele von derartigen Säuren sind Hydroxyessigsäure (HO CHpCOOH), Milchsäure (CH₅CH(OH) (COOH) CH₂COOH), Äpfelsäure (HOOC.CHpCH(OH;COOH), Dihydroxypropionsaure (HOCHpCH (OH)COOH), Weinsäure (H00C.(CH0H)₂C00H), Zitronensäure (HOOCCH₂* C(OH)(COOH). CH^COOH), Gluconsäure (HO CH₂' (CHOH)₄.COOH), Zuckersäure (HOOC(CHOH)₄COOh), Ameisensäure (HCOOH), Essigsäure (CH₅COOH), Buttersäure (C₇H₇COOH), Oxalsäure (HOOCCOOH), Maleinsäure (HOOC' CH=CH-COOH), Bernsteinsäure (HOOC CH₂CH₂COOH) und Itaconsäure (HOOCC (-CH₂)*CH₂COOH).

Salze von einigen diesen Säuren, wie solche von Zitronensäure, wurden bisher als Puffer in Formulierungen von Detergentien verwendet. Jedoch sind die Mengen der Säuren oder Salze, die benötigt werden, um den erfindungsgemässen Modifiziereffekt bezüglich der

309817/1086

225H

Viskosität hervorzubringen, größer als diejenigen, die bisher für eine derartige Pufferwirkung verwendet wurden.

Dementsprechend schafft die Erfindung ein wäßriges Konzentrat, das wenigstens JO Gew.-%, vorzugsweise 50 Gew.-?o, eines Sulfats eines alkoxylierten Alkohols sowie 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-% eines Salzes einer aliphatischen Garbonsäure gemäß obiger Definition enthalt.

Konzentrate, die zur Viskositätsmodifizierung gemäß der Erfindung besonders geeignet sind, sind gewöhnlich handelsübliche Stoffe, wie das Natriumsalz des Sulfats eines äthoxylierten handelsüblichen Laurylalkohols mit nominal 1 bis 4 Qxyäthylengruppen. Handelsüblicher Laurylalkohol ist gewöhnlich ein Gemisch γόη Verbindungen mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von etwa 12 Kohlenstoffatomen. Andere Verbindungen, wie die äquivalenten propoxylierten Derivate oder gemischte äthoxylierte propoxylierte Derivate oder die Derivate von anderen Cg- bis G/10-Alkoholen können auch verwendet werden. Solche Verbindung en liegen häufig in der !Form ihrer Uatriumsalze vor, obwohl erfindungsgemässe Konzentrate auch für solche Salze von Nutzen sein können, wie die Kaliumsalze, Magnesiumsalze, Lithiumsalze, Ammoniumsalze oder Alkanolaminealze der Säuren selbst. Im letztgenannten Fall würde die Säure des Modifiziermittels verwendet werden. Die gewöhnlich verfügbaren handelsüblichen Stoffe, die als Salze

- 6 3098 17/1086

225H05

-G-

von Sulfaten von alkoxylierten Alkoholen verkauft v/erden, enthalten häufig· Elektrolyse, wie Natriumchlorid und Natriumsulfat und freien alkoxylierten Alkohol. Diese Stoffe haben als solche eine Wirkung auf die Viskosität des Produkts, die in manchen Fällen synergistisch mit den zugesetzten Modifiziermitteln wirken kann. Es ist jedoch gewöhnlich nicht zweckmäßig, übermäßige Mengen von anorganischen Elektrolyten zuzusetzen, z.B. mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf das Sulfat des alkoxylierten Alkohols. Überschüssige Mengen des alkoxylierten Alkohols können dazu neigen, sich aus der Lösung abzuscheiden und dadurch die Eigenschaften zu verschlechtern.

Andere Bestandteile, die bei den fertigen Formulierungen virwendefc worden können, können natürlich auch im Konzentrat vorliegen. Z.B. können auch andere oberflächenaktive Mittel vorhanden sein, wie Monoalkylolamide, oberflächenaktive Sulfobernsteinsäureverbindungen, Sulfobernsteinsäureaminverbindungen, Alkylsulfatsalze oder nichtionische oberflächenaktive Mittel, wie Polyoxyalkylenather und -ester.

Das erfindungsgemässe Konzentrat kmin von dem Hersteller für die Formulierungen bei jeder geeigneten Temperatur verdünnt v/erden, vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 15 bis 70 C, auf die für den Ansatz benötigte Endkonzentration. Nach dieser Verdünnung können nach Wunsch auch andere für das Endprodukt benötigte Bestandteile zugesetzt werden.

30981 7/1U8B "

BAD ORIGINAL

225U05

Gemäß einer xfeiteren Ausführungsform ist die Erfindung dementsprechend dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung eines Sulfats eines äthoxylierten Alkohols geiaäß obiger Definition in einer Konzentration unterhalb 30 Gew.-% durch Zugabe von Wasser zu einem wäßrigen Konzentrat mit einem Gehalt von wenigstens 30 Gew.-% des Sulfats des äthoxylierten Alkohols und 1 bis 10 Gew.-% eines Salzes einer aliphatischen Hydroxylgruppen enthaltenden Carbonsäure zugesetzt wird.

Zubereitungen gemäß der Erfindung werden durch die folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Es werden wäßrige Lösungen von handelsüblichem Natriumlauryläthersulfat mit zwei Äthoxygruppen in Konzentrationen von 50 Gew.-%, 40 Gew.-% und 30 Gew.~% dieser Verbindung hergestellt, die 2 Gew.-% Trinatriumcitrat enthalten, bezogen auf die Gesamtlösung bei jeder Konzentration. Die Viskositäten dieser Lösungen wurden mit denjenigen von Lösungen gleicher Konzentrationen des Natriumlauryläthersulfats verglichen, die kein Citrat enthielten. Die Viskositätswerte, die im" folgenden angegeben sind, wurden unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters erhalten. (Spindel LV bei 3 U/j:in und -

/' ' " ' ^y geändert gemäS Eingabe

eingsgcrtgen cm

8 -

BAD

3 0 9 B 1 V / 1 0 8 b -^-

225 U05

% lthersulfat % Citrat Viskosität (cP)

50	0	iodooo
50	2	9200
4-0	0	400000
40	2	8600
30	0	28500
30	2	5400

Eine Konsequenz der verminderten Viskosität dieser Proben, die Citrat enthalten, ist die, daß solche Proben leichter verdünnt werden können als Proben ohne Citratzusatz.

Beispiel 2

Es wurden Lösungen wie gemäß Beispiel 1 hergestellt, die jedoch 2,5 Gew.-% Dinatriumtartrat anstelle von 2 Gew.-% Citrat enthielten. Die angegebenen Viskosität swerte wurden unter gleichen Bedingungen wie gemäß Beispiel 1 erhalten.

Viskosität (cP)

% Athersulfat	% Tartrat
50	2,5
40	2,5
30	2,5
Beispiel 3

7000 3200 4800

Es wurde gefunden, daß die Verbindungen Dinatriumoxalat, Dinatriumsuccinat, Dinatriummaleat,und Dinatrium-

309817/1086

itaconat die Viskositäten von 40%igen Lösungen von handelsüblichem ITatriumlauryläthersulfat von über 400000,cP auf unter 25000 cP beim Zusatz in 5%iger Konzentration reduzieren.

Beispiel 4

Es wurde handelsübliches Hatriumlauryläthersulfat mit einer Konzentration von 50 Gew.-% durch Neutralisieren von Lauryläther-Schwefelsäure mit wäßrigem Natriumhydroxid in einem kontinuierlichen Mischer hergestellt. Das Produkt war ein Gel mit einer Viskosität von 200000 cP.

Das gleiche Verfahren wurde bei einem zweiten Ansatz durchgeführt, wobei ausreichende Mengen Trinatriumcitrat in dem wäßrigen Ansatz gelöst wurden, daß ein neutralisiertes Produkt mit einem Gehalt von 2,5 Gew.-% Trinatriumcitrat erhalten wurde;

Das Produkt war ein freifließendes bewegliches flüssiges kristallines System mit einer Viskosität von 10000 cP, gemessen nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1.

- 10 -

3098 17/1086

Claims

225H05

Patentansprüche

Wäßriges Tensid-Konzentrat mit einem Gehalt von wenigstens 30 Gew.-% eines Sulfats eines alkoxylierten Alkohols, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubereitung zusätzlich 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis M- Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel A(COOH) , oder ein wasserlösliches Salz dieser Verbindung enthält, wobei in der Formel A Wasserstoff oder ein gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls durch Hydroxygruppen substituiert ist, oder,wenn η - 2 ist, keine Bedeutung hat, und η eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.
2. Konzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel A(COOH)_n Hydroxyessigsäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Dibydroxypropionsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Gluconsäure, Zuckersäure, Ameisensäure, Essigsäure, Buttersäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure oder Itaconsäure ist.
3. Konzentrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem einen freien Elektrolyt und/oder freien alkoxylierten Alkohol enthält.

¹I-. Verwendung von Verbindungen der Formel A(COOH) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 als Modifiziermittel für die Viskosität und zur Vereinfachung der Verdünnung von Konzentraten, die Sulfate von alkoxylierten Alkoholen enthalten.

309817/1086