DE3643895A1

DE3643895A1 - Fluessige nichtionische tensidmischungen

Info

Publication number: DE3643895A1
Application number: DE19863643895
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Jeschke; Eva Dr Kiewert; Hans Dr Nuesslein; Peter Dr Sandkuehler
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1988-06-30
Also published as: EP0272574A2; DE3787516D1; EP0272574A3; ATE94897T1; ES2059351T3; US4965014A; EP0272574B1

Description

Die heute im großen Umfang als nichtionische Tensidkomponenten eingesetzten Alkylphenolethoxylate besitzen ein erheblich besseres Kälteverhalten (tiefer Stockpunkt und Kältetrübungspunkt) als vergleichbare Ethoxylate auf Basis linearer Fettalkohole. Im Bereich der Alkylphenolethoxylate zeichnet sich insbesondere das Nonylphenol-10 EO-Addukt (NP-10) durch so hervorragende anwendungstechnische Eigenschaften aus, daß hier ein universell einsetzbares Tensid für Wasch- und Reinigungsmittel, aber auch ein Emulgator für eine Vielzahl von technischen Anwendungszwecken vorliegt. Darüber hinaus verfügt dieses Tensid über sehr gute entfettende Eigenschaften, sowohl an Metall als auch an textilem Gewebe. Aufgrund dieser günstigen Eigenschaften ist heute NP-10 der mit Abstand mengenmäßig bedeutendste Vertreter aus der Substanzklasse der Alkylphenolethoxylate.

Nachteilig ist, daß die Umweltverträglichkeit dieser Alkylphenolethoxylate Anlaß zu Bedenken gibt, so daß beträchtliche Bemühungen bestehen, wenigstens anteilig diese technologisch an sich hochwertige Tensidkomponente durch Komponenten mit besserer Umweltverträglichkeit zu ersetzen. Hierfür bieten sich insbesondere alkoxylierte Fettalkohole natürlicher und/oder synthetischen Ursprungs an. Ihr Einsatz bietet jedoch die folgende Schwierigkeit: Etheralkohole der zuletzt genannten Art besitzen die in der Praxis gewünschten Hydrophiliewerte - Trübungspunkt beispielsweise im Bereich von etwa 50 bis 60°C - erst in solchen Ausführungsformen, in denen die Etheralkohole als solche bei Raumtemperatur fest sind. Hier liegt für die Praxis eine ent scheidende Einschränkung in dem Versuch des Austausches der Alkylphenol-Addukte gegen Addukte primärer Fettalkohole.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, Tensidmischungen auf der Basis von alkoxylierten geradkettigen und/oder verzweigten primären Alkoholen, insbesondere entsprechenden linearen Fettalkoholen, zur Verfügung stellen, die noch bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen bis herunter zu 5°C flüssig sind und eine hohe Tensidleistung zur Verfügung stellen können. Die Erfindung hat sich insbesondere die Aufgabe gestellt, ein Tensidgemisch zu schaffen, das in seinen wesentlichen technologischen Eigenschaften dem NP-10 gleicht und ausschließlich auf Basis umweltverträglicher Komponenten aufgebaut sind.

Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend bei Raumtemperatur flüssige Tensidmischungen auf Basis von polyalkoxylierten Alkoholen mit hoher Tensidleistung, bestehend aus einem geradkettigen oder in 2-Stellung methyl-verzweigten Etheralkohol der allgemeinen Formel

R-O-(PO)_1-2 - (EO)_6-8-H

in der PO den Rest des ringgeöffneten Propylenoxids und EO den Rest des ringgeöffneten Ethylenoxids bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkyl- bzw. Alkenylreste R wie folgt zusam mengesetzt sind:

C₈ = 0 bis 5 Gew.-%,
C_9-10 = 75 bis 90 Gew.-%,
C_11-12 = 5 bis 15 Gew.-%,
C_13-14 = 4 bis 10 Gew.-% und
C_15-16 = 0 bis 3 Gew.-%.

Vorzugsweise steht R für lineare Alkylreste folgender Zusammen setzung:

C₈ = 0 bis 2 Gew.-%,
C₁₀ = 80 bis 84 Gew.-%,
C₁₂ = 7 bis 12 Gew.-%,
C₁₄ = 6 bis 8 Gew.-% und
C₁₆ = 0 bis 1 Gew.-%.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Gemisches erfolgt in an sich bekannter Weise durch zweistufige Alkoxylierung des Alkoholgemisches, wobei in der 1. Stufe Propylenoxid und in der 2. Stufe Ethylenoxid angelagert wird. Als Ausgangsalkohole kommen in erster Linie aus Cocosfettalkoholen gewonnene Gemische, von denen der Hauptanteil an C₁₂-C₁₆-Alkoholen destillativ abgetrennt worden sind. Ferner können auch aus synthetischen Fettalkoholen gewonnene Gemische, beispielsweise Oxoalkohole, als Ausgangsstoffe verwendet werden. Derartige Alkohole enthalten in der Regel einen Anteil an in 2-Stellung methylverzweigten Alkoholen. Vorzugsweise werden jedoch die aus nativen Alkoholen gewonnenen Gemische verwendet, in denen sich die Alkylreste jeweils um 2 C-Atome unterscheiden.

Alkoxylierte Fettalkohole, bei deren Herstellung zunächst Propylenoxid und anschließend Ethylenoxid angelagert werden, sind an sich bekannt. Sie unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der Zusammensetzung des Restes R ganz erheblich von den erfindungsgemäßen Gemischen. So werden in US 21 74 761 Produkte beschrieben, die teilweise erheblich höhere Anteile an PO aufweisen und sich von Cetyl- bzw. Dodecylalkohol ableiten. Die DE-27 24 349-A1 beschreibt sprühgetrocknete Waschmittel, die nichtionische Tenside ähnlicher Konstitution enthalten, wobei die Alkylreste bevorzugt 12 bis 18 C-Atome aufweisen und in den Beispielen keine Gemische mit einem Gehalt an C₁₀-Alkylresten vorliegen. Das gleiche gilt für die in DE 28 37 504-C2 beschriebenen Waschmittelgranulate. In der DE 28 10 703-A1 werden nichtionoge Tenside mit anderer Reihenfolge der PO- und EO-Gruppen beschrieben. Ein Vergleichsversuch, in dem ein mit 4 Mol PO und 15 Mol EO umgesetzter Mischalkohol mit 43% C₁₂- Alkylresten und 57% C₁₃-Alkylresten (78% linear, 22% methylverzweigt) untersucht wurde, läßt einen vergleichsweise hohen Erstarrungspunkt sowie ein ungünstigeres Waschergebnis erkennen, weshalb nicht zu erwarten war, daß die erfindungsgemäßen Gemische in dieser Hinsicht wesentliche Vorteile bieten würden. Schließlich sind aus DE 32 32 616 flüssige Waschmittel bekannt, die Gemische von nichtionischen Tensiden mit vergleichbarem Molekülaufbau enthalten. Diese Alkoxylate leiten sich jedoch bevorzugt von Alkoholen mit 12 bis 18 C-Atomen bzw. Gemischen aus Cetyl-, Oleyl- und Stearylalkohol-Gemischen ab. Tensidgemische der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind weder offenbart noch nahegelegt.

Von besonderem Vorteil, insbesondere gegenüber alkoxylierten Alkylphenolen ist die sehr gute biologische Abbaufähigkeit, die oberhalb 96% liegt. Hinsichtlich der anwendungstechnischen Eigenschaften sind die erfindungsgemäßen nichtionischen Tensidmischung der hochwertigsten Alkylphenolethoxylaten equivalent. Dies gilt sowohl für die Verbindungen allein als auch für ihre Gemische mit anderen Zusatz- und Hilfsstoffen, wie sie in Wasch-, Reinigungs-, Emulgier- und Dispergiermitteln üblicherweise verwendet werden.

Die Erfindung betrifft daher in einer weiteren Ausführungsform den Ersatz von Nonylphenol-9- bzw. 10 EO durch das erfindungsgemäß definierte Tensidgemisch in bekannten festen und flüssigen Zubereitungen insbesondere Waschmitteln, Netzmitteln und Disper giermitteln.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die flüssigen nichtionischen Tenside auch mit weiteren biologisch gut abbaufähigen nichtionischen Verbindungen kombiniert werden. Mit solchen Kombinationen kann die Waschleistung noch weiter gesteigert werden, ohne Nachteile hinsichtlich der sonstigen positiven Eigenschaften in Kauf nehmen zu müssen. Geeignete Zusätze sind beispielsweise von primären Alkoholen oder Alkylaminen mit 10 bis 18, insbesondere 10 bis 14 C-Atomen abgeleitete Ethoxylate mit durchschnittlich 1 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3 EO-Gruppen. Das Mischungsverhältnis mit diesen Zusätzen kann 1 : 2 bis 10 : 1 betragen. Darüber hinaus können sie bei Einsatz in Wasch- und Reinigungsmittel mit beliebigen anionischen, nichtionischen, ampholytischen zwitterionischen und kationischen Tensiden, Gerüstsalzen, Sequestrierungsmitteln, Bleichmitteln, Vergrauungsinhibitoren, Avivagewirkstoffen, Schauminhibitoren und sonstigen in solchen Mitteln üblicherweise eingesetzten Wirkstoffen kombiniert werden. Die zusammengesetzten Mittel können in fester bzw. körniger oder in flüssiger Form vorliegen. Von besonderem Interesse sind im vorliegenden Fall flüssige Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel, für solche die erfindungsgemäßen Alkoxylate aufgrund ihrer niedrigen Trübungstemperaturen und günstigen Lösungseigenschaften besonders geeignet sind.

Beispiele

Es werden die Eigenschaften von Nonylphenol-10 EO mit einer erfindungsgemäßen Tensidmischung "Produkt A" verglichen. Dieses erfindungsgemäße "Produkt A" weist die folgende Zusammensetzung auf:

durchschnittliche Anzahl der PO-Gruppen 1,2
durchschnittliche Anzahl der EO-Gruppen 6,4

C₈ = 1%
C₁₀ = 82%
C₁₂ = 10%
C₁₄ = 7%
C₁₆ = unter 0,1%
(Alkylgruppen linear, gesättigt, primäre OH-Gruppe).

Der Vergleich der Produkteigenschaften wurde dabei nach den folgenden Kriterien geführt:

Kältetrübungspunkt (DIN 51 583)
Stockpunkt (DIN 51 583)
Tauchnetzvermögen (DIN 53 901)
Bestimmung der Oberflächenspannung (DIN 53 914)
Trübungstemperatur (1%ig in deionisiertem Wasser) (DIN 53 917)
Bestimmung des Waschvermögens

Bestimmung des Waschvermögens

Es wurde eine Waschmittelrezeptur folgender Zusammensetzung verwendet, in der 3% Nonylphenol+10 EO (NP-10) enthalten sind und durch Produkt A ersetzt wurden. Das ethoxylierte C₁₂-C₁₄- Amin+2 EO war ein aus Kokosfettsäuren hergestelltes Produkt.

Prüfbedingungen

Waschmaschine mit horizontal angeordneter Trommel (Miele U 433); Einlaugen-Programm; 60°C; Konzentration 5 g/l; Wasserhärte 16°dH; 3maliges Nachspülen und Schleudern; Textilproben aus Baumwolle (B), Polyester (PE) und Mischgewebe aus Polyester- Baumwolle (PE/B), jeweils angeschmutzt mit einer Staub-Hautfett- Kombination; 0,3 kg Testgewebe und 3 kg saubere Füllwäsche; photometrische Auswertung.

Ergebnisse (Angaben in % Remission)

In einer zweiten Versuchsreihe wurden mit Staub und Hautfett angeschmutzte Wollsträngchen bei 30°C und einer Waschmittelkonzentration von 1,8 g/l eines Waschmittels nachstehender Zusammensetzung gewaschen.

Die erfindungsgemäßen Mittel vermögen hinsichtlich ihrer Waschkraft das ethoxylierte Nonylphenol ohne nennenswerte Wirkungseinbuße zu ersetzen. Die Kombination gemäß Beispiel 2 und 4 ist dem Vergleichsprodukt überlegen.

Claims

1. Bei Raumtemperatur flüssige Tensidmischungen auf der Basis polyalkoxylierter Alkohole, bestehend aus einem geradkettigen oder in 2-Stellung methylverzweigten Etheralkohol der allgemeinen Formel R-O-(PO)_1-2-(EO)_6-8-Hin der PO den Rest des ringgeöffneten Propylenoxids und EO den Rest des ringgeöffneten Ethylenoxids bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkyl- bzw. Alkenylreste R wie folgt zusammengesetzt sind:C₈ = 0 bis 5 Gew.-%,
C_9-10 = 75 bis 90 Gew.-%,
C_11-12 = 5 bis 15 Gew.-%,
C_13-14 = 4 bis 10 Gew.-% und
C_15-16 = 0 bis 3 Gew.-%.

2. Tensidmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R für einen linearen Alkylrest folgender Zusammensetzung steht: C₈ = 0 bis 2 Gew.-%,
C₁₀ = 80 bis 84 Gew.-%,
C₁₂ = 7 bis 12 Gew.-%,
C₁₄ = 6 bis 8 Gew.-% und
C₁₆ = 0 bis 1 Gew.-%.

3. Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend eine Tensidmischung gemäß Anspruch 1 und 2, wobei die Mittel frei von alkoxylierten Alkylphenolen sind.

4. Mittel nach Anspruch 3, worin die Tensidmischung in Kombination mit ethoxylierten Alkylaminen mit 10 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette vorliegt.

5. Mittel nach Anspruch 4, worin das alkoxylierte Alkylamin 2 bis 3 EO-Gruppen aufweist.