Gebiet der Erfindunσ

Die Erfindung betrifft wäßrige Dispersionen anionischer und kationischer Tenside mit einem Gehalt an Esterquats und Al¬ kyl- und/oder Alkenylsulfaten, zwei Verfahren zu ihrer Her¬ stellung, Avivagemittel, die diese Dispersionen enthalten sowie die Verwendung der Dispersionen zur Herstellung von Avivagemitteln.

Stand der Technik

Bei der Herstellung von Mischungen anionischer und kationi¬ scher Tenside ist stets zu berücksichtigen, daß die gegen¬ sätzlich geladenen Komponenten in aller Regel leicht zusam¬ mentreten. In einigen Fällen entstehen dabei lösliche Kom¬ plexverbindungen, die gegenüber den Einzelstoffen neue Ei¬ genschaften aufweisen können, viel häufiger tritt jedoch der Fall ein, daß sich schwerlösliche Agglomerate oder echte Salze bilden, die sich nicht oder nicht zufriedenstellend dispergiert lassen und daher rasch sedimentieren.

Bislang unveröffentlichte Arbeiten der Anmelderin haben nun gezeigt, daß ausgewählte kationische Tenside, vorzugsweise guaternierte Fettsäureestersalze ("Esterquats") zusammen mit den Sulfatierungsprodukten primärer Alkohole vorteilhafte Eigenschaften besitzen, die im Hinblick auf die Formulierung von äscheweichspülern von Interesse sind. Ein ungelöstes Problem bestand jedoch bislang darin, wäßrige Dispersionen dieser Komponenten herzustellen, die einerseits eine vorteil¬ hafte Viskosität besitzen und zum anderen über längere Zeit lagerstabil sind, d.h. keine Sedimentation zeigen.

Die Aufgabe der Erfindung hat somit darin bestanden, wäßrige Dispersionen zur Verfügung zu stellen, die frei von den ge¬ schilderten Nachteilen sind.

Beschreibung der Erf ndung

Gegenstand der Erfindung sind wäßrige Dispersionen kationi¬ scher und anionischer Tenside, enthaltend

a) Esterquats und b) Alkyl- und/oder Alkenylsulfate

im Gewichtsverhältnis 85 : 15 bis 95 : 5.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Mischungen, die die beiden Komponenten im angegebenen Verhältnis enthalten, nicht nur ausgezeichnete Eigenschaften im Hinblick auf eine Verwen¬ dung als äschevor- bzw. -nachbehandlungsmittel zeigen, son-

dem auch eine vorteilhafte Viskosität, eine gute Dispergie- rung und eine hohe Lagerbeständigkeit aufweisen.

Esterouats

Unter der Bezeichnung Esterquats werden im allgemeinen qua- ternierte Fettsäuretriethanolaminestersalze verstanden. Es handelt sich dabei um bekannte Stoffe, die man nach den ein¬ schlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie er¬ halten kann. In diesem Zusammenhang sei auf die Internatio¬ nale Patentanmeldung WO 91/01 295 (Henkel) verwiesen, nach der man Triethanolamin in Gegenwart von unterphosphoriger Säure mit Fettsäuren partiell verestert, Luft durchleitet und anschließend mit Dimethylsulfat oder Ethylenoxid quaterniert. Stellvertretend für den umfangreichen Stand der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften US 3,915,867, US 4,370,272, EP 0 239 910 A2, EP 0 293 955 A2, EP 0 295 739 A2 und EP 0 309 052 A2 verwiesen.

Die quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalze folgen der Formel (I)

R4

[R ¹ CO-(OCH ₂ CH2) _m OCH2CH2-N-CH2CH2θ-(CH2CH2θ) _n R ² ] X" (I)

I

in der R ¹ C0 für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffato¬ men, R ² und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder

R ¹ CO, R ⁴ für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine (CH2CH2θ)gH-Gruppe, m, n und p in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12, q für Zahlen von 1 bis 12 und X für Ha- logenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

Typische Beispiele für Esterquats, die im Sinne der Erfindung Verwendung finden können, sind Produkte auf Basis von Capron- säure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elai- dinsäure, Arachinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielweise bei der Druck¬ spaltung natürlicher Fette und Öle anfallen. Vorzugsweise werden technische Ci2 18~ ^Ko ^ ^os ^ ^etts ^ ^{uren unα} insbesondere teilgehärtete bzw. Palmfettsäuren sowie elaidin- säurereiche Ciß/ig-Fettsäureschnitte eingesetzt.

Zur Herstellung der quaternierten Ester können die Fettsäuren und das Triethanolamin im molaren Verhältnis von 1,1 : 1 bis 3 : 1 eingesetzt werden. Im Hinblick auf die anwendungstech¬ nischen Eigenschaften der Esterquats hat sich ein Einsatz¬ verhältnis von 1,2 : 1 bis 2,2 : 1, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1,9 : 1 als besonders vorteilhaft erwiesen. Die bevorzugten Esterquats stellen technische Mischungen von Mono-, Di- und Triestern mit einem durchschnittlichen Veresterungsgrad von 1,5 bis 1,9 dar und leiten sich von technischer bzw. Palmfettsäure (Iodzahl 0 bis 40) ab.

Aus anwendungstechnischer Sicht haben sich quatemierte Fett- säuretriethanolaminestersalze der Formel (I) als besonders vorteilhaft erwiesen, in der R ¹ CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R ² für R ¹ C0, R ³ für Wasserstoff, R ⁴

für eine Methylgruppe, m, n und p für 0 und X für Methylsul¬ fat steht.

Neben den quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalzen kommen als Esterquats ferner auch quaternierte Estersalze von Fettsäuren mit Diethanolalkylaminen der Formel (II) in Be¬ tracht,

R4

Γ

[ RlCO- ( OCH ₂ CH2 ) _ιn OCH2CH2-N-CH2CH2θ- ( CH2CH2θ ) _n R2 ] X" ( II )

I R5

in der R ¹ CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffato¬ men, R ² für Wasserstoff oder R ¹ CO, R ⁴ und R^ unabhängig von¬ einander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Haloge- nid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

Als weitere Gruppe geeigneter Esterquats sind schließlich die quaternierten Estersalze von Fettsäuren mit 1,2-Dihydroxypro- pyldialkylaminen der Formel (III) zu nennen,

R ⁶ 0-(CH ₂ CH2θ) _m OCR ^:L

1+ I [R -N-CH ₂ CHCH2θ-(CH2CH2θ) _n R ² ] X" (III)

R7

in der R^O für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffato¬ men, R ² für Wasserstoff oder R ¹ CO, R ⁴ , R ⁶ und R ⁷ unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstof atomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Ha- logenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht.

Hinsichtlich der Auswahl der bevorzugten Fettsäuren und des optimalen Veresterungsgrades gelten die für (I) genannten Beispiele auch für die Esterquats der Formeln (II) und (III). Üblicherweise gelangen die Esterquats in Form 50 bis 90 Gew.- %iger alkoholischer Lösungen in den Handel, die bei Bedarf problemlos mit Wasser verdünnt werden können.

Alkyl- und/oder Alkenylsulfate

Unter Alkyl- und/oder Alkenylsulfaten, die im Sinne der Er¬ findung zu Einsatz gelangen können sind Sulfatierungsprodukte von primären Alkoholen zu verstehen, die der Formel (IV) folgen,

R ⁸ 0-S0 ₃ Y (IV)

in der R^ für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und Y für ein Alkyli- und/oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht.

Typische Beispiele für Alkylsulfate, die Sinne der Erfindung Anwendung finden können, sind die Sulfatierungsprodukte von Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, 2-Ethylhexylal-

kohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palm- oleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalko- hol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Ga- doleylalkohol, Behenylalkohol und Erucylalkohol sowie deren technischen Gemischen, die durch Hochdruckhydrierung techni¬ scher Methylesterfraktionen oder Aldehyden aus der Roelen' sehen Oxosynthese erhalten werden. Die Sulfatierungsprodukte können vorzugsweise in Form ihrer Alkalisalze, und insbeson¬ dere ihrer Natriumsalze eingesetzt werden. Besonders bevor¬ zugt sind Alkylsulfate auf Basis von Ci6/18~ ^Talσf ettalkoholen bzw. pflanzlicher Fettalkohole vergleichbarer C-Kettenvertei- lung in Form ihrer Natriumsalze. Die Alkyl- und/oder Alkenyl¬ sulfate werden üblicherweise in Form 30 bis 50 Gew.-%iger wäßriger Pasten eingesetzt.

Verfahren zur Herstellung

Zur Herstellung von wäßrigen Dispersionen der genannten Art hat es sich ein besonderes Mischungsverfahren als besonders vorteilhaft erwiesen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher ein Ver¬ fahren zur Herstellung wäßriger Dispersionen kationischer und anionischer Tenside, bei dem man die Komponenten A und B im Gewichtsverhältnis 85 : 15 bis 95 : 5 bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 60, vorzugsweise 50 bis 60°C vermischt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird

(a) das auf 40 bis 60°C erwärmte Esterquat mit dem auf 25 bis 60°C erwärmten Alkyl- und/oder Alkenylsulfat ver¬ mischt,

(b) das resultierende Vorkonzentrat bei einer Temperatur von 40 bis 60°C in 40 bis 60 Gew.-% Wasser - bezogen auf die Dispersion - eingerührt und

(c) anschließend mit der restlichen Menge Wasser auf die An¬ wendungskonzentration verdünnt.

Im Hinblick auf die Herstellung besonders stabiler Dispersi¬ onen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Esterquats und die Alkyl- und/oder Alkenylsulfate im Ge¬ wichtsverhältnis von etwa 90 : 10 bis 95 : 5 einzusetzen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung be¬ steht darin, daß man

(a) 40 bis 60 Gew.-% Wasser - bezogen auf die Dispersion - vorlegt und auf 40 bis 55 erwärmt,

(b) zunächst das auf 25 bis 60, vorzugsweise 40 bis 60 und insbesondere 50 bis 60°C erwärmte Alkyl- und/oder Alke- nylsulfat und anschließend das auf 25 bis 60, vorzugs¬ weise 50 bis 60°C erwärmte Esterquat einrührt, und schließlich

(c) das resultierende Vorkonzentrat mit der restlichen Menge Wasser einer Temperatur von 15 bis 60, vorzugsweise 15 bis 40 und insbesondere 15 bis 30°C auf die Anwendungs¬ konzentration verdünnt.

Avivagemittel

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft wäßrige Mittel zur Faser-, Textil- und Haaraviage mit einem Feststoffanteil von 2 bis 40 Gew.-%, enthaltend

a) Esterquats und b) Alkyl- und/oder Alkenylsulfate

im Gewichtsverhältnis 85 : 15 bis 95 : 5, vorzugsweise 90 : 10 bis 95 : 5 - bezogen auf den Anteil der Komponenten a) und b).

Die Avivagemittel können in untergeordneten Mengen weitere, mit den anderen Inhaltsstoffen kompatible Tenside enthalten. Typische Beispiele sind Fettalkoholpolyglycolethersulfate, Monoglyceridsulfate, Mono- und/oder Dialkylsulfosuccinate, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, Ethercarbonsäuren, Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside, Alkylamidobetaine oder Eiweißfettsäurekondensate.

Als Hilfs- und Zusatzstoffe, insbesondere für kosmetische Mittel, kommen fermer auch Emulgatoren wie etwa alkoxylierte Fettalkohole oder Sorbitanester in Betracht. Als Überfet¬ tungsmittel können Substanzen wie beispielsweise polyethoxy- lierte Lanolinderivate, Lecithinderivate und Fettsäurealka- nolamide verwendet werden, wobei die letzteren gleichzeitig als Schaumstabilisatoren dienen. Geeignete Verdickungsmittel sind beispielsweise Polysaccharide, insbesondere Xanthan-Gum, Guar-Guar, Agar-Agar, Alginate und Tylosen, Carboxymethylcel- lulose und Hydroxyethylcellulose, ferner höhermolekulare

Polyethylenglycolmono- und -diester von Fettsäuren, Polyacry- late, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon sowie Elektro- lyte wie Kochsalz und Ammoniumchlorid. Unter biogenen Wirk¬ stoffen sind beispielsweise Pflanzenextrakte, Eiweißhydroly- sate und Vitaminkomplexe zu verstehen. Gebräuchliche Film¬ bildner sind beispielsweise Polyvinylpyrrolidon, Vinylpyrro- lidon-Vinylacetat-Copolymerisate, Polymere der Acrylsäure- reihe, quaternäre Cellulose- Derivate und ähnliche Verbin¬ dungen. Als Konservierungsmittel eignen sich beispielsweise Phenoxyethanol, Formaldehydlösung, Parabene, Pentadiol oder Sorbinsäure. Als. Perlglanzmittel kommen beispielsweise Gly- coldistearinsäureester wie Ethylenglycoldistearat, aber auch Fettsäuremonoglycolester in Betracht. Als Farbstoffe können die für kosmetische Zwecke geeigneten und zugelassenen Sub¬ stanzen verwendet werden, wie sie beispielsweise in der Pub¬ likation "Kosmetische Färbemittel" der Farbstoffkommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft, veröffentlicht im Ver-lag Chemie, Weinheim, 1984, S.81-106 zusammengestellt sind. Diese Farbstoffe werden üblicherweise in Konzentratio¬ nen von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mi¬ schung, eingesetzt.

Der Gesamtanteil der Hilfs- und Zusatzstoffe kann 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - be¬ tragen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen verleihen Fasern, Textilien und Haaren einen angenehmen Weichgriff und vermin¬ dern die elektrostatische Aufladung. Des weiteren verfügen sie über eine Viskosität, die einerseits hoch genug ist, um ein problemloses Dosieren zu ermöglichen und andererseits niedrig genug ist, um eine ausreichende Fließfähigkeit si¬ cherzustellen. Auch bei längerer Lagerung zeigen die wäßrigen Dispersionen keine bzw. nur sehr geringe Tendenz zur Bildung von Sedimenten.

Ein letzter Gegenstand der Erfindung betrifft daher die Ver¬ wendung der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen zur Her¬ stellung von Mitteln zur Faser-, Textil- und Haaravivage.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele

I. Eingesetzte Tenside

A) Methylquaternierte Fettsäuretriethanoaminester auf Basis teilhydrierter Palmfettsäure in Form des Methylsulfat- Salzes (Dehyquart( ^R ) AU46, Pulcra S.A., Barcelona/ES) . Das Produkt wurde als 90 Gew.-%iges Konzentrat in Iso- propylalkohol eingesetzt. Alle Mengenangaben beziehen sich auf den Feststoffanteil.

^B1 ) Ci6/i8-Talgalkoholsulfat-Natriumsalz (Sulfopon( ^R ) T55, Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG) .

^B2 ₎ Ci2/14-Palmalkoholsulfat-Natriumsalz (Sulfopon( ^R ) 101 spez, Henkel KGaA, Düsseldorf FRG.

Die Alkylsulfate wurden als ca. 50 Gew.-%ige wäßrige Pasten eingesetzt. Alle Mengenangaben beziehen sich auf den Feststoffanteil.

II. Mischverfahren I

Die Viskosität der wäßrigen Dispersionen wurde nach Brook- field (Spindel 1-2, 120 Upm) bei 25°C bestimmt. Die Disper- gierung wurde visuell beurteilt:

keine Dispersion + leicht dispergiert ++ gut dispergiert +++ sehr gut dispergiert

Die Stabilität der wäßrigen Dispersionen wurde visuell nach einer Lagerzeit von 4 Wochen bei Raumtemperatur beurteilt:

deutliche Sedimentbildung + geringe Sedimentbildung ++ Spuren an Sedimenten +++ keine Sedimentbildung

a) Herstellung des Vorkonzentrats. Zur Herstellung des Vor¬ konzentrats (Feststoffgehalt 10 Gew.-%) wurden 80 bzw. 95 g Esterquat (A) der Temperatur T^ und 20 bzw. 5 g Alkylsulfat- Paste (Bl oder B2) der Temperatur T _B in 900 ml Wasser der Temperatur 40°C eingerührt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Die Mischungen Ml bis M4 sind erfindungs¬ gemäß, die Mischungen M5 bis M8 dienen dem Vergleich. Alle Gewichtsangaben sind auf den Feststoffgehalt berechnet und verstehen sich als Gew.-%.

Tabelle 1

Herstellung des Vorkonzentrats

Bsp M CA CB1 cB2 V TA Tßl Tß-2 Dis.

% % % mPas °C °C °C

1 Ml 95 5- - 950 60 60 - +++

2 M2 95 - 5 990 40 - 60 ++

3 M3 95 5 - 490 40 25 - ++

4 M4 95 - 5 540 60 - 25 +++

VI M5 80 _ 20 1100 60 _ 60 —

V2 M6 80 - 20 900 40 - 25 -

V3 M7 80 20 - 570 60 25 - +

V4 M8 80 20 - 770 40 60 - +

Legende: c(X) = Konzentration der Komponente X V = Viskosität Dis. = Dispergierung

Die Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigen, daß Vorkonzen¬ trate, die gleichzeitig eine zufriedenstellende Viskosität und eine zumindest gute Dispergierung zeigen, nur im Rahmen der erfindungsgemäßen Mischungsverhältnisse und vorzugsweise bei den angegebenen Mischungstemperaturen erhalten werden.

b) Herstellung der Anwendungslösung. Die Vorkonzentrate Ml bis M8 (T = 60°C) wurden bei der Temperatur Tw mit weiteren 1000 ml Wasser auf die Anwendungskonzentration (5 Gew.-% Feststoff) verdünnt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusam¬ mengefaßt.

Tabelle 2: Herstellung der Anwendungslösung

Bsp. M V Dispergierung Stabilität mPaε °C

5 Ml 393 40 + ++

6 M2 22 55 +++ +++

7 M3 8 55 +++ +++

8 M4 610 40 + ++

V5 M5 22 40 +++ —

V6 M6 - 55 - -

V7 M7 272 40 + +

V8 M8 20 55 ++ -

Die Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigen, daß Anwendungs¬ lösungen mit zufriedenstellender bis sehr guter Dispergierung und gleichzeitig zumindest guter Lagerstabilität nur auf der Basis der erfindungsgemäßen Vorkonzentrate Ml bis M4 erhalten werden. Gleichzeitig wird der positive Effekt einer höheren Wassertemperatur von etwa 55°C offenbart.

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III. Mischverfahren II

900 ml Wasser wurden auf die Temperatur Tw erwärmt. An¬ schließend wurden 5 bzw. 20 g Alkylsulfat-Paste (Bl oder B2) der Temperatur Tg und danach 95 bzw. 80 g Esterquat (A) der Temperatur T^ = 60°C eingerührt. Anschließend wurde das Vor¬ konzentrat mit weiteren 1000 ml Wasser der Temperatur 25°C auf die Anwendungskonzentration (5 Gew.-% Feststoff) ver¬ dünnt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. Die Mischungen M9 bis M12 sind erfindungsgemäß, M13 bis Ml6 die¬ nen dem Vergleich. Alle Gewichtsangaben sind auf den Fest¬ stoffgehalt berechnet und verstehen sich als Gew.-%.

Tabelle 3 Herstellung der Anwendungslösung

Bsp. M CA cBl cB2 1» Tß V Dis. St. % % % °C °C mPas

9 9 95 5 40 25 390 + ++ 10 10 95 5 55 60 18 +++ +++ 11 Mll 95 5 40 60 85 +++ +++ 12 Ml2 95 5 55 25 60 ++ ++

V9 Ml3 80 20 40 60 850 VI0 M14 80 20 55 25 810 - VI1 Ml5 80 20 40 25 - VI2 Ml6 80 20 55 60

Legende: Dis. = Dispergierung St. = Stabilität