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Patent Searching and Data


Title:
USE OF SALTS OF THE SULPHONATION PRODUCTS OF UNSATURATED FATTY ACIDS AS VISCOSITY REDUCERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/019775
Kind Code:
A1
Abstract:
Aqueous anionic tenside mixtures containing salts of sulphonation products of saturated and unsaturated fatty acids have a low viscosity and are suitable for the manufacture of washing and cleaning agent concentrates.

Inventors:
BEHLER ANSGAR (DE)
GIESEN BRIGITTE (DE)
Application Number:
PCT/EP1991/001046
Publication Date:
December 26, 1991
Filing Date:
June 06, 1991
Export Citation:
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Assignee:
HENKEL KGAA (DE)
International Classes:
C09K23/08; C11D1/28; C11D1/37; (IPC1-7): C11D1/28; C11D1/37
Domestic Patent References:
WO1991002045A11991-02-21
Foreign References:
US4561999A1985-12-31
EP0281027A21988-09-07
EP0186896A21986-07-09
EP0281028A21988-09-07
DE3718896A11988-12-22
EP0024711A11981-03-11
EP0008060A11980-02-20
FR2156825A11973-06-01
Attorney, Agent or Firm:
Henkel, Kommanditgesellschaft Auf Aktien (Henkelstra�e 67, D�sseldorf 13, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verwendung von Alkali, Erdalkali oder Amom'umsalzen der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen als Visko¬ sitätsmiπderer für wäßrige Lösungen oder Suspensionen von Al¬ kali, Erdalkali oder Ammoniumsalzen der Sulfonierungs¬ produkte gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff¬ atomen.
2. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren den Salzen der Sulfonierungsprodukten gesättigter Fettsäuren in Mengen von 10 bis 60 Gew.%, bezogen auf den Gesa tfeststoff gehalt, zugesetzt werden.
3. Wäßrige Aniontensidmischungen, enthaltend a) Alkali, Erdalkali oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs¬ produkte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlen¬ stoffatomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und b) Alkali, Erdalkali oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs produktengesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff¬ atomen.
4. Wäßrige Aniontensidmischungen nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Gehalt der Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren, bezogen auf den Gesamtfeststoffge¬ halt der wäßrigen Mischung, 10 bis 60 Gew.% beträgt.
5. Verfahren zur Herstellung von phosphatfreien Wasch und Rei¬ nigungsmittelkonzentraten, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschaktivsubstanz wäßrige Aniontensidmischungen einsetzt wer¬ den, die a) Alkali, Erdalkali oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs¬ produkte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlen¬ stoffatomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und b) Alkali, Erdalkali oder Arnmoniumsalze der Sulfonierungs¬ produkte gesättigter Fettsäuren mit.
6. bis 22 Kohlenstoff¬ atomen enthalten.
7. 6 Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Aniontensidmischungen eingesetzt werden, deren Gehalt an Sal¬ zen der Sulfonierungsprodukte von ungesättigter Fettsäuren, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der wäßrigen Mischung, 10 bis 60 Gew.% beträgt.
Description:
Verwendung von Salzen der Sulfonierunosprodukte ungesättigter Fettsäuren als Viskositätsminderer

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Salzen der Sulfonie- rungsprodukte ungesättigter Fettsäuren als Viskositätsminderer, wässrige Aniontensidmischungen enthaltend Salze von Sulfonie- rungsprodukten ungesättigter und gesättigter Fettsäuren, sowie deren Verwendung zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmittel¬ konzentraten.

Zur Herstellung von Pulverwaschmitteln oder flüssigen Wasch- und Reinigungsmitteln geht man von wäßrigen Tensidlösungen aus. Um ei¬ nen überflüssigen Massentransport bei der Sprühtrocknung zu ver¬ meiden sowie für die Herstellung von flüssigen Wasch- und Reini¬ gungsmittelkonzentraten ist es vorteilhaft, wenn die wäßrigen Ten¬ sidlösungen einen möglichst hohen Feststoffgehalt aufweisen. Es ist jedoch bekannt, daß wäßrige Lösungen von Tensiden, insbeson¬ dere Aniontensiden, nur bis zu einem bestimmten Feststoffgehalt aufkonzentriert werden können. Oberhalb dieser Grenze erreicht die Viskosität in der Regel so hohe Werte, daß die Pumpbarkeit der Tensidlösungem selbst bei erhöhten Temperaturen nicht mehr gewähr¬ leistet ist.

Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gemangelt dieses Problem zu lösen. Aus der deutschen Patentanmeldungen DE-A-3447 859 und DE-A-2251405 sind beispielsweise die Verwendung von se-

kundären Alkansulfonaten und Hydroxycarbonsäuresalzen als Visko¬ sitätsminderer für Aniontensid-Konzentrate bekannt. Zur Erniedri¬ gung der Viskosität von Alkylbenzolsulfonat-Pasten eignen sich alkoxylierte Alkohole [DE-A-37 18 896] oder aliphatische Kohlen¬ wasserstoffe [DD-A-240 025]. Andere bekannte Viskositätsminderer sind sulfonierte aromatische Verbindungen [DE-A-23 05 554], Sul¬ fate oder Sulfonate von aliphatischen, gegebenenfalls substitu¬ ierten Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen [DE-A-23 36 006], Cumolsulfonat oder saure Phosphorsäureester [DE-B-16 17 160], mehrwertige Alkohole, Carbonsäuren oder Ester derselben [EP-A-0 008 060] oder Mono- und/oder DiSulfate von Polyalkylen- glycolethern [EP-B-0024711].

Die genannten Viskositätsminderer versagen jedoch, wenn es darum geht, die Viskosität wäßriger Aniontensidlösungen von Salzen der Sulfonierungsprodukte gesättigter Fettsäuren, sogenannter alpha- Su1fofettsäure-Sa1ze, herabzusetzen.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, Viskositätsminderer für wäßrige Lösungen von Salzen der Sulfonierungsprodukte gesät¬ tigter Fettsäuren zu entwickeln, die frei von den geschilderten Nachteilen sind.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkali-, Erdalka¬ li- oder Ammoniumsalzen der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1, 2 oder 3 Doppel¬ bindungen als Viskositätsminderer für wäßrige Lösungen oder Sus¬ pensionen von Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalzen der Sulfo¬ nierungsprodukte von gesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlen¬ stoffatomen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Zusatz von Salzen der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren zu wä߬ rigen Lösungen oder Suspensionen von Salzen der Sulfonierungspro¬ dukte gesättigter Fettsäuren eine überraschende Erniedrigung der Viskosität und eine Verbesserung des Fließverhaltens hervorruft.

Die Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren stel¬ len bekannte Substanzen dar, die nach den gängigen Methoden der organischen Synthese erhältlich sind. Ein Verfahren zu ihrer Her¬ stellung besteht z. B. darin, ungesättigte Fettsäuren mit Schwe¬ feltrioxid umzusetzen und die rohen Sulfonierungsprodukte an¬ schließend mit wäßriger Alkalimetallhydroxidlösung zu neutralisie¬ ren und zu hydrolysieren [J.Am.Oil.Chem.Soc, 33, 383 (1956)].

Zur Herstellung der genannten Sulfonierungsprodukte kommen unge¬ sättigte Fettsäuren in Betracht, die 16 bis 22 Kohlenstoffatome und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen enthalten. Typische Beispiele hierfür sind Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselin- säure, Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure oder Erucasäure. Besonders vorteilhafte viskositätsmindernde Eigenschaften weisen Alkalisalze, insbesondere Natriumsalze von Sulfonierungsprodukten der Ölsäure auf. Wie in der Fettchemie üblich, können die ungesät¬ tigten Fettsäuren auch als technische Gemische mit gesättigten Fettsäuren vorliegen, wie man sie beispielsweise durch Druckspal¬ tung von natürlichen Fetten und Ölen mit einem hohen Gehalt an un¬ gesättigten Fettsaureresten erhält. Typische Beispiele hierfür sind Sonnenblumenöl alter und neuer Züchtung, Rüböl alter und neu¬ er Züchtung, Baumwollsaatöl, Erdnußöl, Korianderöl, Sojaöl, Rin¬ dertalg oder Schweineschmalz. Grundsätzlich können technische Fettsäuregemische zur Herstellung der Sulfonierungsprodukte heran¬ gezogen werden, die über höhere Anteile gesättigter Fettsäuren

verfügen, sofern der Anteil ungesättigter Fettsäuren im Gemisch mindestens 50 Gew.-% beträgt. Die Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren kommen in Form wäßriger Lösungen zum Einsatz, die einen Feststoffgehalt von 10 bis 80, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% aufweisen.

Auch die Salze der Sulfonierungsprodukte gesättigter Fettsäuren stellen bekannte Substanzen dar, die nach den einschlägigen Me¬ thoden der organischen Synthese hergestellt werden können. Ein Verfahren zu ihrer Herstellung besteht beispielsweise darin, Fett- säureniedrigalkylester, insbesondere Fettsäuremethylester, mit Schwefeltrioxid umzusetzen, die rohen Sulfonierungsprodukte mit wäßrigen Alkalimetallhydroxidlösungen zu neutralisieren und die Methylestergruppe anschließend zur Carboxylfunktion zu verseifen [Fette,Seif.Anstrichaittl., 72, 956 (1970)].

Die genannten Sulfonierungsprodukte können sich von gesättigten Fettsäuren ableiten, die 6 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten. Ty¬ pische Beispiele hierfür sind Capronsäure, Caprylsäure, Caprin- säure, Laurinsäure, Myristinsäure, Pal itinsäure, Stearinsäure, Gadoleinsäure oder Behensäure. Sulfonierungsprodukte gesättigter Fettsäuren, die besonders vorteilhafte Wasch- und Reinigungsei¬ genschaften aufweisen und daher im Sinne der Erfindung bevorzugt sind, leiten sich von gesättigten Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlen- stoffatomen, insbesondere Taigfettsäure ab und liegen als Alkali¬ salze, insbesondere Natriumsalze vor. Auch diese Fettsäuren kön¬ nen, wie in der Fettchemie üblich, als technische Gemische vor¬ liegen, wie man sie beispielsweise durch Druckspaltung von natür¬ lichen Fetten und Ölen erhält. Anteile ungesättigter Fettsäuren, die in den technischen Gemischen enthalten sein können, müssen vor der Sulfonierung durch Hydrierung in die gesättigten Fettsäuren

überführt werden. Die Salze der Sulfonierungsprodukte gesättigter Fettsäuren kommen in Form wäßriger Lösungen oder Suspensionen zum Einsatz, die einen Feststoffgehalt von 10 bis 45, vorzugsweise 28 bis 40 Gew.-% aufweisen.

Die Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren wer¬ den den wäßrigen Lösungen oder Suspensionen von Salzen der Sulfo¬ nierungsprodukte gesättigter Fettsäuren in Mengen von 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den den Gesamtfest- stoffgehalt der wäßrigen Mischung, zugesetzt. Die Vermischung der beiden Komponenten kann auf mechanischem Wege unter Rühren und gegebenenfalls Erwärmen auf 40 bis 60°C erfolgen. In einer bevor¬ zugten Ausführungsform der Erfindung werden anstelle der Salze die rohen Sulfonierungsprodukte gesättigter und ungesättigter Fettsäu¬ ren vermischt und dann gemeinsam mit wäßrigen Alkali etall-, Erd- alkalimetallhydroxidlösungen oder Ammoniak neutralisiert.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin wäßrige Aniontensidmi¬ schungen, enthaltend

a) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs¬ produkte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoff¬ atomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und

b) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs¬ produkte gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff- ato en.

Wäßrige Aniontensidmischungen, die über eine geringe Viskosität und gute Fließeigenschaften verfügen, weisen einen Geha c der Salze der Sulfonierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren bezogen

auf die Summe der Feststoffgehalte von a) und b) der wäßrigen Mi¬ schung von 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-% auf.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist schließlich ein Verfah¬ ren zur Herstellung von phosphatfreien Wasch- und Reinigungsmit- telkonzentraten, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Waschaktivsubstanz wäßrige Aniontensidmischungen einsetzt wer¬ den, die

a) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs¬ produkte ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoff- atomen und 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und

b) Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der Sulfonierungs¬ produkte gesättigter Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoff- atomen

enthalten.

Zur Herstellung der Mittel werden wäßrige Aniontensidmischungen eingesetzt, deren Gehalt an Salzen der Sulfonierungsprodukte unge¬ sättigter Fettsäuren bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der wäßrigen Mischung 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-% be¬ trägt.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß Mittel der genann¬ ten Art trotz hohem Feststoffgehalt über gute Fließeigenschaften verfügen und ein ausgezeichnetes Wasch- und Reinigungsvermögen besitzen.

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

Beispiele

1. Testsubstanzen

AI : Ölsäuresulfonat-Dinatriumsalz, Feststoff gehalt = 52,8 Gew.-%

Bl : alpha-Sulfo-Ciß/is-TalS'fe't'tsäure-Dinatriumsalz, Feststoffgehalt = 28,0 Gew.-%

B2 : alpha-Sulfo-Ci6/i8-Talgfet:tsäure-Dinatriuπ.salz, Feststoff gehalt = 40,0 Gew.-%

2. Konsistenzuntersuchunαen

Beispiele 1 - 4. Verqleichsbeispiele VI - V2;

Wäßrige Aniontensidmischungen enthaltend Ölsäuresulfonat (Komp.I) und alpha-Sulfofettsäure-Salz (Komp.II) im GewichtsVerhältnis 30 : 70 (bezogen auf den jeweiligen FestStoffgehalt) und mit Gesamt¬ feststoffgehalten (FG) von 40 bis 60 Gew.-% wurden bei T = 60°C auf ihre Konsistenz und Fließeigenschaften (1 = sehr gut fließfä¬ hig bis 4 = nicht fließfähig) untersucht. Die Ergebnisse sind in Tab.l zusammengefaßt.

Tab.l; Konsistenz und Fließfähigkeit von wäßrigen Aniontensidmischungen Prozentangaben in Gew.-%

3. Viskositätsmessunqen

Beispiel 5 - 8. Verαleichsbeispiel V3:

Die Viskosität von wäßrigen Aniontensidmischungen enthaltend Ölsäuresulfonat (Komp.I) und alpha-Sulfofettsäure-Salz (Komp.II) im Gewichtsverhältnis 30 : 70 (bezogen auf den jeweiligen Fest¬ stoffgehalt) und mit Gesamtfeststoffgehalten (FG) von 40 bis 60 Gew.-% wurde bei T = 40 bis 80°C untersucht. Die Ergebnisse sind in Tab.2 zusammengefaßt.

Tab.2; Viskosität von Aniontensidmischungen Höppler Kugelfallviskosi eter Angabe Viskosität in mPa-s

V3 B2 40 >500.000 >500.000 >500.000

5. Waschvermögen (Beispiele 9 - 11)

Rezeptur R 1 (Phosphatfreies Vollwaschmittel);

10,0 Gew.-% Aniontensidmischung (Feststoffgehalt)

1,5 Gew.-% Ci6/i8-Talgfettsäure-Natriumsalz 24,0 Gew.-% Zeolith NaA (Calciumbindevermögen : 165 mg CaO/g) 10,0 Gew.-% Natriumcarbonat

2,5 Gew.-% Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymerisat

3,0 Gew.-% Wasserglas 15,0 Gew.-% Natriumperborat

0,5 Gew.-% Carboxy ethylcellulose

2,0 Gew.-% Tetraacetylethylendiamin 20,0 Gew.-% Natriumsulfat 11,5 Gew.-% Wasser

Rezeptur R••*••* (Builderfreies Vollwaschmittel) 20,0 Gew.-% Aniontensidmischung (Feststoffgehalt) 7,0 Gew.-% Wasserglas 10,0 Gew.-% Natriumcarbonat

20,0 Gew.-% Natriumperborat

0,5 Gew.-% Carboxymethylcellulose

0,2 Gew.-% Ethylendiamintetraessigsäure 30,0 Gew.-% Natriumsulfat 12,3 Gew.-% Wasser

Rezeptur R********* (Flüssiowaschmittel) 25,0 Gew.-% Aniontensidmischung (Feststoffgehalt) 10,0 Gew.-% C^/iβ-Kokosfettsäure-Natriumsalz 5,0 Gew.-% Triethanolamin 60,0 Gew.-% Wasser

Waschbedinqunqen:

Testmethode Launderometer, 10 Stahlkugeln Flotte 250 ml

Flottenbelastung 1 Gew.-Teil Gewebe : 30 Gew.-Teilen Wasser Anschmutzung Staub/Hautfett auf Polyester-Baumwolle

(veredelt)-Gewebe

Dosierung 10 g Rezeptur/1 Wasserhärte 16°d Temperatur 60°C Durchführung 30 min Waschen, 4 x 30 s Spülen

Die Bestimmung des Waschvermögens wurde unter Laundero eter-Be- dingungen mit einer wäßrigen Aniontensidmischung enthaltend Öl¬ säuresulfonat (AI) und alpha-Sulfo-Fettsäure-Salz (Bl) im Ge¬ wichtsverhältnis 30 : 70 (bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt) durchgeführt. Die Ergebnisse der Waschversuche sind in Tab.3 zu¬ sammengefaßt.

Tab.3; Waschvermö en von wä rigen Aniontensidmischungen

Die Aufhellung des gewaschenen Gewebes erfolgte durch photometri¬ sche Remissionsbestimmung gegenüber einem Bariumsulfat-Standard, dessen Remission zu 100 % gesetzt wurde. Die Angabe erfolgt in %-Remission (%-R.).

Die Beispiele 1 - 8 zeigen, daß die erfindungsgemäßen wäßrigen Aniontensidmischungen, die Ölsäuresulfonat und alpha-Sulfofett- säure-Salz enthalten und die Feststoffgehalte von 40 bis 60 Gew.-& aufweisen, bei Temperaturen von 40 bis 60°C eine niedrige Visko¬ sität und gute Fließeigenschaften besitzen, während Suspensionen von alpha-Sulfofettsäure-Salz in Wasser (Vergleichsbeispiele VI - V3) unter den gleichen Bedingungen hochviskos und nicht mehr fließfähig sind. Die Beispiele 9 bis 11 zeigen ferner, daß die erfindungsgemäßen wäßrigen Aniontensidgemische in unterschied¬ lichen Rezepturen über ein gutes Waschvermögen verfügen.