Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft neue Dispergiermittel, enthaltend Al- k(en)ylglykoside und/oder Polyhydroxyfettsäureamide sowie ge¬ gebenenfalls weitere Tenside und Polymere sowie die Verwen¬ dung dieser Mittel zur Herstellung von Farbstoff- und Pig¬ mentpräparationen.

Stand der Technik

FarbstoffZubereitungen oder Färbebäder enthalten üblicher¬ weise als Dispergiermittel Ligninsulfonate oder Sulfonate von Kondensationsprodukten des Formaldehyds mit Naphthalin oder Ketonen [DE-A-40 18 873, DE-A-17 20 729]. Nach dem bestim¬ mungsgemäßen Gebrauch gelangen die genannten Produkte ins Abwasser und sind daraus in Kläranlagen nur zu einem geringen Teil biologisch abbaubar bzw. eliminierbar.

In der Vergangenheit hat es nicht an Versuchen gefehlt, Dis¬ pergiermittel mit verbesserten ökologischen Eigenschaften zu entwickeln. In der DE-A-40 22 220 (Bayer) wird beispielsweise vorgeschlagen, Mischungen von Ketonen und nichtionischen

Tensiden als Färbereihilfsmittel einzusetzen. Aus der EP-A-0 463 401 (BASF) sind Dispergiermittel bekannt, die Kombinati¬ onen von Arylsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensaten und lang- kettigen aliphatischen Carbonsäuren enthalten. Die genannten Stoffe weisen zwar gegenüber dem Stand der Technik eine ver¬ besserte biologische Abbaubarkeit auf, die Anforderungen hin¬ sichtlich eines zumindest vergleichbar guten Dispergierver- mögens werden jedoch in aller Regel nicht erfüllt.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, neue Disper¬ giermittel zu entwickeln, die frei von den geschilderten Nachteilen sind.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind Dispergiermittel, enthaltend

A) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside der Formel (I),

Rlθ-[G] _p (I)

in der R ¹ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, [G] für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für eine Zahl von 1 bis 10 steht, und/oder

B ) Polyhydroxyfettsäureamide der Formel ( II ) ,

R3

I R ² -CO-N-[Z] ( II)

in der R^CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R^ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyal- kylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hy¬ droxylgruppen steht, sowie gegebenenfalls

C) weitere anionische, nichtionische, amphotere bzw. zwit¬ terionische Tenside und/oder Polymere.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Alk(en)yloligogly- coside und/oder Polyhydroxyfettsäureamide, insbesondere Fett- säure-N-alkyl-glucamide, allein oder in Kombination mit wei¬ teren Tensiden und/oder Polymeren die Bildung feinteiliger, homogener Feststoffdispersionen unterstützen. Ein weiterer Vorteil der neuen Mittel besteht in ihrer vollständigen bio¬ logischen Abbaubar eit.

Alkyl- und Alkenyloligoglykoεide stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Verfahren der präparativen orga¬ nischen Chemie erhalten werden können. Stellvertretend für das umfangreiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP- Al-0 301 298 und WO 90/3977 verwiesen.

Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, vor¬ zugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoεide.

Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) gibt den Oli- gomerisierungsgrad (DP-Grad), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligo- merisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwen¬ dungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyl¬ oligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R ¹ kann sich von primären Alko¬ holen mit 4 bis 11, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Hy¬ drierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Ver¬ lauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen'sehen Oxo- synthese anfallen. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem Cg-Cig-Kokosfett- alkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6

Gew.-% Ci2~ ^A l^°h°l verunreinigt sein können sowie Alkyl- oligoglucoside auf Basis technischer Cg/n-Oxoalkohole (DP = 1 bis 3) .

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R ¹ kann sich ferner auch von pri¬ mären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Koh¬ lenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalko- hol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Pal oleylalkohol, Stea- rylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behe- nylalkohol, Erucylalkohol, sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem Ci2/14 ^-κ °kosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.

Auch bei den Polyhydroxyfettsäuremniden handelt es sich um bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive .Aminierung eines reduzierenden Zuckers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäure¬ chlorid erhalten werden können. Hinsichtlich der Verfahren zu ihrer Herstellung sei auf die US-Patentschriften US 1 985 424, US 2 016 962 und US 2 703 798 sowie die Internationale Patentanmeldung WO 92/06984 verwiesen.

Vorzugsweise leiten sich die Polyhydroxyfettsäureamide von reduzierenden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbe¬ sondere von der Glucose ab. Die bevorzugten Polyhydroxyfett¬ säureamide stellen daher Fettsäure-N-alkylglucamide dar, wie sie durch die Formel (III) wiedergegeben werden:

R3 OH OH OH

I I I I R ² CO-N-CH ₂ -CH-CH-CH-CH-CH2OH (III)

OH

Vorzugsweise werden als Polyhydroxyfettsäureamide Fettsäure- N-alkylglucamide der Formel (III) eingesetzt, in der R3 für Wasserstoff oder eine Amingruppe steht und R ² C0 für den Acyl¬ rest der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Li- nolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behen- säure oder Erucasäure bzw. derer technischer Mischungen steht. Besonders bevorzugt sind Fettsäure-N-alkylglucamide der Formel (III), die durch reduktive Aminierung von Glucose mit Methylamin und anschließende Acylierung mit Laurinsäure oder Ci2/14~Kokosfettsäure bzw. einem entsprechenden Derivat erhalten werden.

Die Alk(en)yloligoglykoεide und die Polyhydroxyfettsäureamide können in den erfindungsgemäßen Dispergiermitteln alleine oder in Mischungen eingesetzt werden. Die Mittel können fer¬ ner einen Gehalt an weiteren Tensiden und/oder Polymeren auf¬ weisen.

Typische Beispiele für anionische Tenside sind Alkylbenzol- sulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersul- fonate, Glycerinethersulfonate, cx-Methylestersulfonate, Sul- fofettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glyce¬ rinethersulfate, Hydroxymischethersul ate, Monoglyrid(ether)-

sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Sulfosuccinate, Sulfo- succinamate, Sulfotriglyceride, Ethercarbonsäuren, Alkyloli- goglucosidsulfate und Alkyl(ether)phosphate. Sofern die an¬ ionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können sie eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Ho¬ mologenverteilung aufweisen.

Neben den Alk(en)yloligoglykosiden und/oder den Polyhydroxy- fettsäureamiden können in den erfindungsgemäßen Dispergier¬ mittel noch weitere typische Zusatzstoffe enthalten sein, beispielsweise Tenside und/oder Polymere.

Typische Beispiele für nichtionische Tenside sind Fettalko- holpolyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepo- lyglycolester, Fettsäureamidpolygylcolether, Fettaminpoly- glycolether, alkoxylierte Triglyceride, Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitanester und Polysorbate. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, kön¬ nen sie eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine einge¬ engte Homologenverteilung aufweisen.

Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Alkylamidobetaine, Aminopropionate, Aminoglycinate, Imi- dazoliniu betaine und Sulfobetaine.

Bei den genannten Tensiden handelt es sich ausschließlich um bekannte Verbindungen. Hinsichtlich Struktur und Herstellung dieser Stoffe sei auf einschlägige Übersichtsarbeiten bei¬ spielsweise J.Falbe (ed.), "Surfactants in Consumer Pro¬ ducts", Springer Verlag, Berlin, 1987, S.54-124 oder J.Falbe

(ed.), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S.123-217 verwiesen.

Typische Beispiele für Polymere, die als fakultativer Be¬ standteil der erfindungsgemäßen Mittel in Betracht kommen, sind gegebenenfalls εulfonierte Kondensate des Formaldehyds mit Phenol oder Naphthalin.

Die Alk(en)yloligoglykoside und die Polyhydroxyfettsäureamide können in den erfindungsgemäßen Dispergiermitteln alleine oder in Mischungen eingesetzt werden, wobei deren Anteil je¬ weils 3 bis 100 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - betragen kann. Die Mittel können des weiteren einen Gehalt an weiteren Tensiden und/oder Polymeren aufweisen, wobei deren Anteil 50 bis 97 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - ausmachen kann. Die erfindungsgemäßen Mittel können aus Konzentraten der einzel¬ nen Komponenten hergestellt und anschließend auf die Anwen¬ dungskonzentration verdünnt werden. Gleichfalls ist es mög¬ lich, Mischungen unmittelbar aus verdünnten Lösungen herzu¬ stellen. Hierbei handelt es sich um einen rein mechanischen Vorgang; eine chemische Reaktion findet nicht statt. Vor¬ teilhafterweise werden die Mittel jedoch stets als mehr oder minder verdünnte wäßrige Systeme - Lösungen oder Pasten - zur Verfügung gestellt. Demzufolge verstehen sich alle Angaben zur Zusammensetzung der Mittel bezogen auf deren Feststoff- gehalt.

Neben den genannten Stoffen können die erfindungsgemäßen Dispergiermittel in Mengen bis zu 5 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - weitere Dispergatoren, Entschäumer, Hydrotrope, Stellmittel, Komplexierungsmittel und Biozide enthalten.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die erfindungsgemäßen Dispergiermittel unterstützen die Aus¬ bildung und Stabilisierung feinteiliger, homogener Feststoff- dispersionen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher ihre Verwendung zur Herstellung von Farbstoff- und Pigmentpräpa¬ rationen beispielsweise für die Einfärbung von Textilfasern, Tapeten, Papiermassen, kosmetische und pharmazeutischen Prä¬ paraten, Pflanzenschutzmitteln, Kunststoffen, Bauwerkstoffen, oberflächenaktiven Mitteln sowie Farben und Lacken.

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

Beispiele

I. Beschreibung der Testmethode und eingesetzte Stoffe

Das Dispergiervermögen der erfindungsgemäßen Mittel wurde an Hand der Filtration verschiedener Farbstoffdispersionen durch ein Papierfilter (AATCC-Test) ermittelt. Hierbei wird eine Dispersion mittels Vakuum durch zwei Papierfilter gesaugt und die Menge und Verteilung des Filterrückstandes auf dem ge¬ trockneten Filterpapier visuell gegen einen Maßstab bestimmt. Gleichzeitig wird auch die Filtrationszeit gemessen. Der Test gibt Aufschluß über den Zustand der Dispersion im Hinblick auf die Feinheit der Partikel. Zu Einzelheiten sei auf eine Übersicht in Melliand Textilber. JJ), 755 (1988) verwiesen.

^A1 ) Ci2/14~ ^κ ° ° ^sa lkyloligoglucosid ( ^{Dp =} lf )

Plantaren( ^R ) APG 600, Fa.Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG

^A2 ) Cg/iQ-Alkyloligoglucosid (DP = 1,6)

Plantaren( ^R) APG 225, Fa.Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG Bl) Laurinsäure-N-methylglucamid B2) Kokosfettsäure-N-methylglucamid CI) Ci2/14~ ^κ °k° ^s fettalkohol-2E0-sulfat-Natriumsalz

Texapon( ^R ) N, Fa.Henkel KGaA, Düsεeldorf/FRG ^c2 ) Ci2/18~ ^Kokosf ettalkohol-lOEO-sulfat-Natriumsalz

Texapon( ^R) KE 2470, Fa.Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG C3) Di-n-octylsulfosuccinat-Natriumεalz

Texapon/ ^R) DOS, Fa.Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG

C4) Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensat

/05680 _ ,,

III. Anwendungstechnische Untersuchungen

In 500 ml entionisiertem Wasser wurden bei 80°C 1,5 g des Dispergiermittels - bezogen auf Feststoffgehalt - gelöst und mit Essigsäure auf pH 5 eingestellt. Unter Umrühren wurden der Lösung 0,3 g Farbstoff

Fl) Palanilscharlach RR bzw. F2) Resolinrot FB

zugesetzt. Die Flotte wurde mit einer Geschwindigkeit von 3°C/min auf 120°C erhitzt und bei dieser Temperatur 30 min gehalten. Anschließend ließ man auf 80°C abkühlen und fil¬ trierte durch eine Lage von zwei Rundfilterpapieren (oben MN 640 d, unten Blauband 589.3). Beurteilt wurde die Filtrati¬ onszeit sowie die Homogenität des Farbstoffverlaufs und des Rückstandes auf dem oberen Filterpapier:

I homogen, keine Stippen

II homogen, wenig Stippen

III wenig homogen, einige Stippen

IV inhomogen

Einzelheiten zur Zusammensetzung der Dispergiermittel, den Versuchsansätzen sowie den Dispergierergebnissen sind Tab.l zu entnehmen.

Tab.1: Dispergiervermögen im AATCC-Filtertest Prozentangaben als Gew.-%

Legende: F = Farbstoff tF = Filtrationszeit Beurt. = Visuelle Beurteilung