DE3151679A1 - "verwendung von viskositaetsreglern fuer tensidkonzentrate" - Google Patents

"verwendung von viskositaetsreglern fuer tensidkonzentrate"

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DE3151679A1 DE19813151679 DE3151679A DE3151679A1 DE 3151679 A1 DE3151679 A1 DE 3151679A1 DE 19813151679 DE19813151679 DE 19813151679 DE 3151679 A DE3151679 A DE 3151679A DE 3151679 A1 DE3151679 A1 DE 3151679A1
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Wolfgang Dipl.-Chem. Dr. 4040 Neuss Seiter
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Description

7" r^GaA
iJOOO Düsseldorf, 22.12.1901
Dr. Ms./Rs.
P a t e nt ajTrne ld u η ρ,
Bei der Herstellung von pulverförmigen oder körnigen Wasch- und Reinigungsmitteln nach dem im großtechnischen Maßstab gebräuchlichen Heißsprühverfahren geht man von wäßrigen Auf schlämmungen ("'Slurry'" genannt) aus, die einen großen Teil oder auch alle Waschmittelbestandteile enthalten» Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es wichtig, daß der Slurry möglichst reich an Waschmittelbestandteilen, do h„ möglichst arm an flüssigen Ballaststoffen ist» Man verwendet zum Ansetzen des Slurries daher die geringstmögliche Wassermenge« Der Konzentrierung sind aber Grenzen gesetzt durch die höchstmögliche Viskosität, bei der der Slurry gerade noch verarbeitet,
je doho vor allem gepumpt und versprüht werden kann*
Wesentlicher Bestandteil von Wasch- und Reinigungsmitteln sind Tenside» Anionische Tenside werden bei der Herstellung des Waschmittelslurries meist als pastenförmige Konzentrate mit einem Tensidgehalt von ca. 30 bis ca» SO Gew»-% eingesetzt? ein höherer Tensidgehalt wäre zwar wünschenswert, ist aber wegen der dann nicht mehr gewährleisteten Verarbeitbarkeit der Tensidkonzentrate infolge zu hoher Viskosität problematisch. Eine Besonderheit im Theologischen Verhalten von Tensidkonzentraten besteht darin, daß diese auf die Zugabe von Wasser nicht mit einer Viskositätsverminderung sondern zunächst mit einer Verdickung zu einem gelartigen Zustand reagie-j ren, woraus für den Verarbeiter weitere Probleme er- ί
Palentanmeldung D 6H2H - Sr - HENKELKGaA
_ (j. ^ ZR-FE/Patente
wachsen. Beispielsweise ist es häufig nicht einfach, gebildete Gelklumpen wieder in Lösung zu bringen, oder es verstopfen Ventile von Pumpen und Behältern.
Zur Lösung dieser Probleme sind verschiedene Vorschläge bekannt geworden. In der DE-OS 22 51 405 beispielsweise werden die Salze bestimmter Carbonsäuren, insbesondere Hydroxycarbonsäuren als Viskositätsregulatoren beschrieben. Nach der Lehre der DE-OS 23 03 554 sind sulfonierte aromatische Verbindungen für diesen Zweck geeignet. Die DE-OS 23 26 006 nennt Sulfate oder Sulfonate von aliphatischen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffen als Viskositätsverminderer. Auch der Zusatz von niederen Alkanolen wird als Möglichkeit zur Viskositätsverminderung in den genannten Druckschriften aufgeführt. Ferner wird der Zusatz der altbekannten Hydrotrope wie z. B. Cumolsulfonat, oder von sauren Phosphorsäureestern (DE-AS 16 17 160) oder von mehrwertigen Alkoholen, bestimmten Carbonsäuren und/oder Estern dieser Verbindungen beschrieben (EP-OS 8060). Aus der europäischen Of- j fenlegungsschrift 24 711 ist bekannt, zur Verbesserung ! des Fließverhaltens von anionischen Tensidkonzentraten Sulfate von bestimmten Polyalkylenetherglykolen zuzusetzen. ! 25
Manche der in der Literatur genannten Zusätze wirken nur bei bestimmten Tensiden, andere verdünnen die Konzentrate zu sehr mit waschunwirksamen Zusätzen, da sie nur in größeren Mengen wirksam sind, wieder andere, wie niedere Alkanole, erniedrigen den Flammpunkt. !.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung von Viskositätsverminderern für wäßrige Konzentrate , anionischer Tenside, so daß sie in höheren Konzentrationen als bisher verarbeitbar sind bzw. beim Verdünnen mit Wasser : kein Ansteigen der Viskosität aufweisen."Insbesondere will
315167a
PatentanmeldungD g^jj = ο HENKELKGaA
= ZR-FE/Patente
die Erfindung die Viskosität von Konzentraten von Alkylsulfaten, Alkylarylsulfonaten und i^-Sulfofettsäureestern erniedrigen»
Es wurde nun gefunden^, daß man durch die Verwendung von Polyglykolethergruppen enthaltenden Verbindungen aus der Gruppe der Polyethylenglykole mit einem Molekulargewicht von 600 bis 600O5 der Polypropylenglykole mit einem Molekulargewicht von 250 bis 4000s der Anlagerungsprodukte von 20 bis 80 Mol Ethylenoxid an aliphatische Alkohole mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen oder von 20 bis 60 Mol Ethylenoxid an Alkylphenole mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, die man in Mengen von maximal 10 GeWo-%s bezogen auf die Tensidkonzentrate, wäßrigen Konzentraten der wasserlöslichen Salze der anionischen Tensidec^-Sulfofettsäureesterj, Alkylarylsulfonatec, Alkylsulfate als Viskositätsregler zusetzt,, die Viskosität dieser Konzentrate bei der üblichen Verarbeitungstemperatur der Konzentrate eine Viskositätsverminderung auf einen Wert von höchstens 10 000 mPas vermindern kann«
Auch der Zusatz bestimmter anorganischer Salzea z. B. Trinatriumphosphat (Na PCL·) oder Natriumsulfat (NaSO ) oder Alkalihydroxid als Viskositätsregler wirkt viskositätsvermindernd\, insbesondere bei Alkylsulfatkonzentraten.
Die Tenside liegen in den Konzentraten je nach Art der Tenside in Mengen von etwa 30 Gew.-% ^-Sulfofettsäureesters Alkylsulfate) oders wie im Fall der Alkylärylsulfonate in Mengen von ca» 50 bis 60 Gewichtsprozent . Durch die erfin-
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Patentanmeldung]} ßJipll — 4 - HENKEL KGaA
~ ~ ZR-FE/Patente
dungsgemäße Verwendung der Viskositätsverminderer kann man die Viskosität der Konzentrate bei der jeweiligen Verarbeitungstemperatur, d. h. bei der Temperatur, bei der die Tensidkonzentrate hergestellt, gepumpt, mit anderen Waschmittelbestandteilen vermischt oder versprüht werden, was man zwischen etwa 50 und 90 * C vornimmt, auf eine noch verarbeitbare Viskosität von höchstens - 10000 mPas vermindern. Ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung besteht darin, daß man den Tensidgehalt; der Konzentrate um 3 bis 15 Gew.-% erhöhen kann, ohne daß die Viskosität, die für die Verarbeitbarkeit zulässige Obergrenze von etwa
•'10000 mPas übersteigt, wodurch die Tensidkonzentrate entsprechend weniger Wasser enthalten, was für die ökonomie der Herstellung und die Qualität der Waschmittel sehr wichtig ist.
Die Viskositätsregler Setzt man den wäßrigen Tensidkonzentraten in Mengen von vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% zu..
Besonders bevorzugt sind Mengen von 0,5 bis 3 Gew.-%. > 'Diese Angaben beziehen" sich auf das wäßrige Tensikonzen-'trat.. Im einzelnen wird die Menge des Viskositätsreglers ! durch die erwünschte Viskositätserniedrigung des jeweiligen Konzentrats bestimmt. In machen-Fällen ist bereits :
25' .bei einem Zusatz von 3 Gew.-% die maximal erreichbare Viskos itätsSenkung erreicht. "* —
Die als Viskositätsregler geeigneten Polyalkylenglykole leiten sich von geradkettigen oder verzweigten Glykolen mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen ab. Besonders geeignete Polyethylenglykole weisen ein Molekulargewicht von 1000 bis 4000, insbesondere 1500 bis 2500 auf. Derartige Produkte sind beispielsweise im Handel unter der Bezeichnung "Polywachs" (Chemische Werke Hüls, Marl, Bundesre-j publik Deutschland)" erhältlich.
3151675
Patentanmeldung 0 6*124 -^- HENKELKGaA
- ^ „ ZR-FE/Patente
Besonders geeignete Polypropylenglykole weisen ein Molekulargewicht von 400 bis 2000 auf, insbesondere 400 bis 800.
,- Die als Viskositätsregler geeigneten Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid an aliphatische Alkohole leiten sich insbesondere von Fettsäuren natürlicher Fette, beispielsweise von Kokosöl oder Talgfett ab. Es können aber auch entsprechende Ziegler- oder Oxoalkoholethoxylate verwendet werden, wobei ein Ethoxylierungsgrad von 30 bis 80 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol, insbesondere 40 bis 60 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol besonders gute Ergebnisse liefert. Ein besonders wirksamer Viskositätsregler für eS>L>-Sul£o£ettsäureester und Alkylarylsulfonat- Konzentrate ist beispielsweise das Anlagerungsprodukt von 50 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Talgalkohol.
Geeignete Alkylphenolethoxylate haben insbesondere 8 bis 12, beispielsweise überwiegend 9 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe und vorzugsweise 30 bis 50 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkylphenol im Molekül. Das Anlagerungsprodukt von 1JO Mol_ Ethylenoxid an 1 Mol Nony!phenol ist ein Beispiel für einen Viskositätsregler, der besonders wirksam bei Konzentraten von ft-Sulfofettsäureestern und Alkylarylsulfonaten dst.
Die Tensidkonzentrate, .deren Viskosität durch die vorgenannten Viskositätsregler beeinflußt werden kann, entharten insbesondere die folgenden Tenside:
„
I. o6-SuIf of ensäureester (SFE)
Diese Tenside leiten sich von Fettsäuren mit 10 bis 20, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und von aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 2 Kohlenstoffatomen im Molekül ab. Die
Il It t · »t-ll-
D 6i42Ü - t -
P.—,«„η, „^,
^ λ ZR-FE/Patente
Einführung der Sulfogruppe erfolgt entweder durch Sulfonierung der Fettsäure und anschließende Veresterung der Carboxylgruppe mit dem Alkohol oder durch Sulfonierung eines entsprechenden Fettsäureesters. Nach beiden Verfahren werden Ester von SuI-fofettsäuren erhalten, die die Sulfosäuregruppe in (^-Stellung enthalten. Als Tenside besonders geeignete cC-Sulfofettsäureester sind die Alkali- oder Ammoniumsalze der Methyl- und Ethylester von TaIgfettsäure mit einer Sulfogruppe in et -Stellung, deren Säurekomponente also im wesentlichen aus gesättigten und ungesättigten C^g- und C^g-Fettsäuren besteht.
Alkylsulfate (FAS)
Tenside dieser Klasse sind die Schwefelsäureester von Fettalkoholen. Die Alkoholkomponente kann dabei gesättigt oder ungesättigt sein und weist in der Regel 8 bis 24 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 10 ! bis 18 Kohlenstoffatome auf. Der Alkohol leitet j sich beispielsweise von Kokosöl oder insbesondere von Talgfett ab. FAS liegen üblicherweise in Form ihrer Alkali- oder Ammoniumsalze vor.
Alkylary!sulfonate (ABS)
ABS sind die Sulfonierungsprodukte von insbesondere Alkylbenzol. Die Alkylgruppe kann geradkettig oder verzweigt, dabei gesättigt oder ungesättigt sein. Vorzugsweise besitzt der Alkylrest 4 bis 16, insbesondere 6 bis 14 Kohlenstoffe. Besondere Bedeutung besitzen ABS, deren Alkylreste 8 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen und als Alkali- oder Ammo-
■55 niumsalze vorliegen.
Patentanmeldung D 6^21 - γ - HENKELKGaA
υ β ZR-FE/Patente
Neben diesen anionischen Tensiden können die erfindungsgemäßen wäßrigen Tensidkonzentrate auch andere oberflächenaktive Mittel sowie anorganische Salze wie Natriumchlorid und/oder Natriumsulfat entnalten, die ihrerseits ebenfalls einen Einfluß auf die Viskosität der Konzentrate ausüben können.
• · * · · • t 3 O IUlD/
Patentanmeldung D 6424 — 77 -
B e i s ρ i e		 1 e HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
I. dC-Sulfofettsäureester
Beispiel 1
Ein wäßriges Konzentrat von dL-Sulfotalgfettsäuremethylester mit ca. 29 Ge\i.-% Aktivsubstanz hatte im Temperaturbereich von 40 bis 65 0C ohne Zusatz eines Viskoεitätsverminderers eine Viskosität zwischen ca. 31 000 mPas (40 0C) und ca. 25 000 mPas (65 0C). Nach Zusatz von 1,5 Gew.-2, bezogen auf das Konzentrat, Nonylphenol + 20 Mol Ethylenoxid hatte das Konzentrat eine Viskosität zwischen ca.
1 500 mPas (65 0C) und ca. 14 000 (40 0C). Ähnliche oder bessere Ergebnisse wurden erhalten, wenn man als Viskositätsregler die gleiche Menge Nonylphenol mit 40 bzw. 60 Mol Ethylenoxid verwendete. Eine wesentlich geringere Wirkung wurde dagegen mit Nonylphenol + 10 und Nonylphenol +6,5 Mol Ethylenoxid, also typischen Waschmitteltensiden, erhalten.
Beispiel 2
DasiC-Sulfotalgfettsäuremethylester-Konzentrat von Beispiel 1 wurde mit 1,5 Gew.-ί Talgalkohol + 25 Mol Ethylenoxid versetzt. Die Viskosität lag dann zwischen ca. 1 500 mPas (65 0C) und ca. 22 000 mPas (40 0C). Gleichgroße Zusätze von Talgalkohol + 50 Mol Ethylenoxid oder Talgalkohol" + 80 Mol Ethylenoxid ergaben vergleichbare oder bessere Ergebnisse, während typische Waschmitteltenside wie Talgalkohol + 14 Mol Ethylenoxid und Talgalkohol + 5 Mol Ethylenoxid schlechtere Ergebnisse lieferten.
Patentanmeldung D 6W --9" HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
Beispiel 3
Das gleiche Konzentrat wie in den vorangegangenen Beispielen wurde mit 1,5 Gew„-/5 Polypropylenglykol, Molekulargewicht 2000, vermischt. Die Viskosität ging im Bereich *!0 bis 65 0C auf 3000 mPas (65 0C) bis 10 000 mPas (40 0C) zurück. Bei Verwendung der gleichen Menge Polypropylenglykol, Molekulargewicht JJOO und 600 lag die Viskosität bei *i0 0C unter 6000
Beispiel H
Das gleiche Tensidkonzentrat wie in den vorangegangenen Beispielen wurde mit 1,5 ßew,-# Polyethylen™ glykole Molekulargewicht 2000, vermischt. Die Viskosität sank auf ca* 9000 mPas (40 0C) bzw. - auf ca« 1000 mPas (65 0C). Mit anderen Polyethylenglykolen mit Molekulargewichten zwischen etwa 1000 und etwa 4000 wurden ähnliehe Ergebnisse erhalteng während die viskositätsvermindernde Wirkung von Polyethylenglykolen mit Molekulargewichten unter 1000 deutlieh geringer war.
Ho Alkylarylsulfonate
Beispiel 5
Eine Alkylbenzolsulfonat-Paste mit 59 Gew.-ί Aktivsubstanz wies ohne Zusatz eines Viskositätsverminderers eine Viskosität von ca. 17 000 mPas (40 0C) bzw. von ca. 13 000 mPas (55 °C) auf. Nach Zusatz von 1,5 Gew.,-? Polyethylenglykol, Molekulargewicht ; 2000 betrug die Viskosität nur noch ca. 2800 mPas 1 (40-55 0C). Vergleichbare Ergebnisse erhielt man, wenn man der ABS=Paste die gleiche Menge Talg-
. t«
Patentanmeldung D 6424 - *θ - HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
Menge Talgalkohol + 50 Mol Ethylenoxid oder Nonylphenol + 40 Mol Ethylenoxid zusetzte, während Talgalkohol + lH Mol Ethylenoxid eine deutlich geringere Viskositätsverminderung bewirkte,'
III. Alky!sulfate
Beispiel 6
Eine Talgalkoholsulfat-Paste mit 31,2 Gew.-? Aktivsubstanz wies ohne Zusatz eine Viskosität zwischen ca. 35 000 mPas (55 0C) und ca. 13 000 mPas (8b 0C) auf. Nach Zusatz von 1,5 Gew.-? Polyethylenglykol Molekulargewicht 2000 sank die Viskosität auf ca. 10 000 mPas (55 0C) bzw. ca. 8000 (80 0C).
Beispiel 7
Eine Talgalkoholsulfat-Paste mit 30,1 Gew.-? Aktivsubstanz wies ohne Zusatz eines Viskositätsverminderers eine Viskosität zwischen ca. 35 000 mPas (55 0C) und ca. 10 000 mPas (80 0C) auf. Ein Zusatz von 2,0 Gew.-? Polyethylenglykol, Molekulargewicht 2000, bewirkte eine Senkung der Viskosität auf Werte zwischen ca. 22 000 mPas (55. °C) und_ca. 6000 .(80 0C). Der Zusatz von 3 Gew.-? Nonylphenol + 20 Mol Ethylenoxid führte zu einer Viskosität von 9500 mPas (55 °C> bzw. 3100 mPas (80 0C). Ein Zusatz von 3 Gew.-? Talgalkohol + 25 Mol Ethylenoxid bewirkte eine Viskositätssenkung auf 21 000 mPas (55 0C) bzw. 2100 mPas (80 0C).
Patentanmeldung g ^ 21} - ti - HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
Durch die erfindungsgemäße Verwendung der viskositätssenkenden Zusätze läßt sich die Aktivsubstanz der Tensid-Konzentrate je nach Tensid-Typ um etwa 3 bis 5 Gewichtsprozent anheben, ohne daß die Viskositat auf einen Wert von über etwa 10 000 mPas ansteigt; diese Viskosität stellt etwa die Obergrenze für die Pumpbarkelt und Verarbeitbarkelt von Tensidkonzentraten im Waschmittel=Slurry dar. Entsprechend der höheren Aktivsubstanz-Konzentration kann man den Wassergehalt der Tensid-Konzentrate um den gleichen Betrag verringern] dies bedeutet bei der großtechnischen Waschmittel-Herstellung einen erheblichen Fortschritt«

Claims (1)

  1. PatantanmeldungD ^2 ^ - *2 - HENKELKGaA
    ZR-FE/Patente
    Patentansprüche
    1«, Verwendung von höhermolekularen Polyglykolethergruppen enthaltenden Verbindungen als Viskositätsverminderer für wäßrige Konzentrate anionischer Tenside, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen aus der Polyethylenglykole mit einem Molekulargewicht von 600 bis 6000, der Polypropylenglykole mit einem Molekulargewicht von 250 bis 4000, der Anlagerungsprodukte von 20 bis 80 Mol Ethylenoxid an aliphatische Alkohole mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, der Anlagerungsprodukte von 20 bis 60 Mol Ethylenoxid an Alkylphenole' mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe umfassenden Gruppe in Mengen von maximal 10 Gew.-?, bezogen auf die Tensidkonzentrate,, wäßrigen Konzentraten der wasserlöslichen Salze der an™ ionischen Tenside A-SuIfofettsäureester, Alkylarylsulfonate, Alkylsulfate zusetzt, so daß bei der üblichen Verarbeitungstemperatur dieser Konzentrate eine Viskositätsverminderung auf einen Wert von höchstens 10 000 mPas eintritt..
    2«, Verwendung nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß man die Viskositätsregler in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% und insbesondere in Mengen von 0a5 bis 3 Gew.-%3 jeweils bezogen auf das Tensidkonzentrat, zusetzt.
    ι 9 · t r«« * β » * ΐ
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    Patentanmeldung D 6Ί2Ί - 15 - HENKELKGaA
    ZR-FE/Patente
    "ei-
    3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und '2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Viskositätsregler PoIyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 4000, vorzugsweise von 1500 bis 2500, zusetzt.
    4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Viskositätsregler PoIypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 400 bis 2000, vorzugsweise 400 bis 800, zusetzt.
    5· Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Viskositätsregler Anlagerungsprodukte von 30 bis 80 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise 40 bis 60 Mol Ethylenoxid an Fettalkohole, vorzugsweise Talgfettalkohol, zusetzt.
    6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Viskositätsregler Anlagerungsprodukte von 30 bis 50 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise 40 Mol Ethylenoxid an Alkylphenol mit , 8 bis 12, vorzugsweise überwiegend 9"Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, insbesondere Nonylphenol, zusetzt. i
DE19813151679 1981-12-28 1981-12-28 "verwendung von viskositaetsreglern fuer tensidkonzentrate" Withdrawn DE3151679A1 (de)

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