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DE3240403A1 - Verwendung von niedermolekularen organischen verbindungen als viskositaetsregler fuer hochviskose technische tensid-konzentrate - Google Patents

Verwendung von niedermolekularen organischen verbindungen als viskositaetsregler fuer hochviskose technische tensid-konzentrate

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DE3240403A1
DE3240403A1 DE19823240403 DE3240403A DE3240403A1 DE 3240403 A1 DE3240403 A1 DE 3240403A1 DE 19823240403 DE19823240403 DE 19823240403 DE 3240403 A DE3240403 A DE 3240403A DE 3240403 A1 DE3240403 A1 DE 3240403A1
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acid
concentrates
viscosity
sulfo
salts
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Withdrawn
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DE19823240403
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Horst Dr. 5653 Leichlingen Baumann
Hans Josef 4000 Düsseldorf Rommerskirchen
Karl Heinz Dr. 4020 Mettmann Schmid
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Henkel AG and Co KGaA
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Henkel AG and Co KGaA
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Description

4000 Düsseldorf, den 28.10.1982 ■ HENKELKGaA
Henkelstraße 67 3 ZR-FE/Patente
Dr. Ks/Rk
Patentanmeldung - D 6532
"Verwendung von niedermolekularen organischen Verbindungen als Viskositätsregler für hochviskose technische Tensid-Konzentrate" ■ ■ -
Bei der Herstellung von pulverförmigen oder körnigen Wasch- und Reinigungsmitteln nach dem im großtechnischen Maßstab gebräuchlichen Heißsprühverfahren geht man von wäßrigen Aufschlämmungen ("Slurry" genannt) aus, die einen großen Teil der Waschmittelbestandteile oder auch alle Waschmittelbestandteile enthalten. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es wichtig, daß der Slurry möglichst reich an Waschmittelbestandteilen, d„ho möglichst arm an flüssigen Ballaststoffen ist» Man verwendet zum Ansetzen des Slurries daher die geringstmögliche Wassermenge. Der
15 Konzentrierung sind aber Grenzen durch die höchstmögliche Viskosität9 bei welcher der Slurry gerade noch verarbeitet werden kann, gesetzt» .
Ein wesentlicher Bestandteil der meisten Wasch- und Reinigungsmittel sind anionische Tenside, die bei
2© · der Herstellung des Waschmittel-Slurries meist als
pastenförmige Konzentrate in Form ihrer Alkali- oder Ammoniumsalze eingesetzt werden. Der Tensidgehalt technischer Konzentrate liegt zum Beispiel im Fall der o£, -Sulfotalgfettsäuremethylester bei ca. 30 Gew.-%. Pasten mit höherem Tensidgehalt lassen sich aber
25 nicht mehr verarbeiten. >
Sd 230/438539 S. 03.81
-If.
Patentanmeldung D 6582 - £ - . HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
Eine Besonderheit im rheologischen Verhalten von Tensidkonzentraten besteht darin, daß sie auf die Zugabe von Wasser nicht mit einer Viskositätsverminderung, sondern zunächst mit einer Verdickung zu einem gelartigen Zustand reagieren, woraus für den Verarbeiter weitere Probleme erwachsen. 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 05 554 sind sulfonierte aromatische Verbindungen für diese Zwecke geeignet. Die DE-OS 23 26 006 nennt Sulfate oder Sulfonate von aliphatischen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffen als Viskositätsregulatoren. Auch der Zusatz von niederen Alkanolen wird als Möglichkeit zur Viskos!tatsverminderung in den genannten Druckschriften aufgeführt. Ferner wird der Zusatz der altbekannten Hydrotrope wie zum Beispiel Cumolsulfonat, oder von sauren Phosporsäureestern (De-AS l6 17 l60) oder von mehrwertigen Alkoholen, bestimmten Carbonsäuren und/oder Estern dieser Verbindungen beschrieben (EP-OS 8 060). Aus der europäischen Offenlegungsschrift Nr. 24 711 ist bekannt, zur Verbesserung des Fließverhaltens von anionischen Tensidkonzentraten Sulfate von bestimmten Polyalkyletherglykolen zuzusetzen.
Manche der in der Literatur genannten Zusätze wirken nicht bei allen Tensid-Konzentraten, andere müssen in hoher Konzentration eingesetzt werden, und wieder andere, wie niedere Alkanole, erniedrigen den Flammpunkt der Konzentrate.
Sd 230/438539 S. OS. 81
ir
Patentanmeldung D 6582 -Zf- HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung von Substanzen zur Verbesserung des Fließverhaltens von wäßrigen technischen Aniontensid-Konzentraten insbesondere von iX-Sulfofettsäureestern, so daß diese in höheren Konzentrationen als bisher verarbeitbar sind bzw. beim Verdünnen mit Wasser kein Ansteigen der Viskosität aufweisen.
Es wurde nun gefunden^ daß man durch die Verwendung von niedermolekularen organischen Verbindungen9 umfassend eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Gruppen:
a) in <X-Stellung durch Halogen-,Cyan- oder SuIfogruppen substituierte C..-' bis Cg-Alky!monocarbonsäuren, deren Salze oder deren Ester mit C.- bis C5-Alkanolen, insbesondere mit Ethanol oder Methanol,
b) in c*. -Stellung durch Halogen-» Cyan- oder Sulfogruppen substituierte C.- bis Cg-Alkylendicarbonsäuren, deren Salze oder deren Ester mit C1- bis Cg-Alkanolen, insbesondere mit Ethanol oder Methanol,
20 c) Nitrilotriessigsäure und deren Salze,
d) Etheralkohole mit 2 bis 1I Alkylenglykoleinheiten und einer Alkoxygruppes insbesondere einer Methoxy- oder Ethoxy-Gruppe
als Viskositätsregler für hochviskose technische Tensid-Konzentrate vom Typ der synthetischen anionischen Tenside, insbesondere von CA -Sulfofettsäureestern mit wenigstens 30 Gew.-% oL -SuIfof ensäureester, wobei man den Viskositätsregler in Mengen von 1-15 Gew„-%, bezogen auf die Tensid-Menge, zusetzt, so daß eine Viskositätsverminderung der Konzentrate auf höchstens 10 000 mPas bei 70 C eintritt, die gewünschten Effekte erzielen kann.
Sd230/438539 5.08 8! BAD ORIGINAL
Patentanmeldung D6582 -Jf- HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
D.h., man kann die Viskosität der Konzentrate bei der jeweiligen Verarbeitungstemperatur, d.h. bei der Temperatur, bei der die Tensidkonzentrate hergestellt, gepumpt, mit anderen Waschmittelbestandteilen vermischt 5 oder versprüht werden, was man im allgemeinen zwischen 60 und 90 0C vornimmt, auf eine für eine Verarbeitung geeignete Viskosität von höchstens 10 000 mPas vermindern .
Ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung besteht darin, daß man bei der technischen Herstellung der Tensidkonzentrate den Tensidgehalt auf Werte bis annähernd etwa 60 Gew.-% einstellen kann, ohne daß die Viskosität die für die Verarbeitbarkeit zulässige Obergrenze von etwa 10 000 mPas übersteigt, wodurch Tensidkonzentrate mit geringerem Wasserballast erhalten werden. Beim Verdünnen dieser Konzentrate tritt zudem nicht der sonst zu beobachtende vorübergehende Anstieg der Viskosität auf, was für die Verarbeitung ebenfalls von Vorteil ist.
20 Die Viskositätsregler setzt man den wäßrigen technischen : Aniontensid-Konzentraten vorzugsweise in Mengen von ca. 10 Gew.-JS, d.h. insbesondere 7-12 Gew.-^, bezogen auf den Tensidgehalt, zu, wobei man durch die Mengen des zugesetzten Viskositätsreglers die erwünschte 25 Viskositätserniedrigung des Konzentrats bestimmt. Die als Viskositätsregler geeigneten Verbindungen leiten sich beispielsweise von Essigsäure, Bernsteinsäure oder Malonsäure ab. Besonders geeignet sind die Natriumsalze der genannten Verbindung. Beispiele für die genannten 30 Verbindungen sind die Natriumsalze der Monochloressigsäure, der o£-Sulf©bernsteinsäure, der al-SuIfomalonsäure, der o^-Sulfoessigsäure, des 06-Sulfoessigsäuremethylesters, der Cyanessigsäure "sowie der Cyanessigsäureethylester.
Sd 230/438539 5.08.81
Patentanmeldung D 6582 -S- ■ HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
Die genannten Verbindungen können einzeln oder auch im Gemisch zugesetzt werden. Die viskositätsvermindernde Wirkung ist besonders stark ausgeprägt bei niedrigen pH-Werten, beispielsweise bei pH-Werten unter 7· Dies ist in manchen Fällen ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung der genannten Verbindungen. Auch der Zusatz von anderen Verbindungen mit elektronenziehenden Gruppen bewirkt eine Viskositätsverminderung von Aniontensid-Konzentraten; Beispiele für derartige Verbindungen sind die Natriumsalze von Vinylsulfonat und Nitrilotriessigsäure. Ebenfalls geeignet ist Dipropylenglykolmonomethylether als Viskositätsregler. Diese Verbindung des Typs d) der vorgenannten Viskositätsregler stellt einen Etheralkohol dar, der zwei Propylenglykoleinheiten und eine Metfooxygruppe enthält,, Verbindungen des Typs d), bei denen die Alkylengruppe Ethylenglykol- oder Trimethylenglykol-Einheiten darstellen, sind ebenso geeignet wie Verbindungen, deren Alkoxygruppen Ethoxy-, Propoxy- oder Butoxygruppen sind. Etheralkohole mit Propylenglykolelnheiten und Methoxygruppen sind aber bevorzugt. Besonders bewährt haben sich 10 Gew.-^ige Zusätze der Natriumsalze von Nitrilotriessigsäure, oK -SuI-essigsäuremethylester, Chloressigsäure und Cyanessigsäureethylester. Sie sind daher bevorzugt.
25 Die Viskositätsregulierung ist für Konzentrate von
·=< -Sulfo^ettsäureestern ein besonderes Problem, da bereits Konzentrate mit mehr als etwa 30 Gew.-% Tensidgehalt nicht mehr gut verarbeitbar sind. Ohne das Viskositätsproblem wäre es technisch möglich, Tensidkonzentrate mit bis zu etwa 80 Gew.-% Tensid-Gehalt herzustellen. Die Viskositätsverminderung von o£-Sulfofettsäureester-Konzentraten ist daher ein besonderes Ziel der vorliegenden Erfindung.
Sd 230/438539 S. 08. BI
Patentanmeldung D6582 - if - HENKELKGaA
ZR-FE/Patente
Die ος-Sulfofettsäureester, zu deren Konzentraten man die genannten Viskositätsregler zusetzt, leiten sich von Fettsäuren mit 10 bis 20, vorzugsweise 12 bis IS Kohlenstoffatomen und von aliphatischen Alkoholen mit 5 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis M Kohlenstoffatomen im Molekül ab. Die Einführung der Sulfogruppe erfolgt entweder durch Sulfonierung der Fettsäure und anschließende Veresterung der Carboxylgruppe mit Alkohol oder durch Sulfonierung eines entsprechenden Fettsäureesters.
Nach beiden Verfahren werden Ester von Sulfofettsäuren erhalten, die die Sulfosäuregruppe in O<, -Stellung enthalten. Besonders geeignete CX -Sulfofettsäureester sind die Alkali- oder Ammoniumsalze des Ethyl- und insbesondere des Methylesters von Talgfettsäure mit einer Sulfogruppe in C< -Stellung, wobei die Säurekomponente der Fettsäureester im wesentlichen aus gesättigten C.g- und C.g-Fettsäuren besteht. Die Salze werden durch Neutralisation der sauren Ester mit den entsprechenden Basen hergestellt.
Sd 230/438539 5.08.81
Patentanmeldung D 6S82 - *? - HENKELKGaA
Q ZR-FE/Patente
Beispiele
Im folgenden wird die Wirksamkeit von Viskositätsreglern an ca. 50 bis ca. 60 Gew.-%igen Konzentraten des Na-Salzes von »d-Sulfo-Talgfettsäuremethylester gezeigt. Dabei dampfte man eine entsprechende 30 Gew.-%ige Paste (Sulfiergrad 97,4 %) bis zur Trockne ein. Das erhaltene Pulver diente zum Ansetzen der Konzentra- ^ te mit den in der folgenden Tabelle angegebenen und durch Epton-Titration überprüften Konzentrationen. Den Konzentraten setzte man die ' folgenden Viskositätsregler zu:
IQ A = cfc.-Sulfoessigsäuremethylester., Natriumsalz
B = Chloressigsäure, Natriumsalz C = Cyanessigsäureethy!ester
Die Konzentrate mit den Viskositätsreglern wurden auf dem Dampfbad erhitzt, bis man klare Flüssigkeiten erhielt.
Nach Entschäumen dieser Flüssigkeiten in einer Zentrifuge wurden deren Viskositäten in einem Höppler-Kugelfallviskosimeter bei verschiedenen Temperaturen bestimmt. Die erzielte Viskositätsverringerung ist in der folgenden Tabelle aufgeführt. Vergleichbare Ergebnisse erhielt man mit <=< -SuIf obernsteinsäureethy !ester, cX-Sulfoadipinsäuremethy!ester oder der c< -Chlorvaleriansäure.
Sd230M38539 5.03.81
Man erhielt folgende Ergebnisse:
Nr. Viskositäts
regler
Gew.-55		 pH-Wert <A -SuIfotalgfett-
säuremethylester,
Gew.-S?		 Viskositäten (mPas) bei
700C
1 A 10 4 51 900
2 A 10 7 49 1100
3 B 10 4 53 590
4 B 10 7 53 960
VJl A 5 + B 5 4 60 530
β C 10 5 ·· 52 575
Demgegenüber wies ein ct.-Sulfotalgfettsäuremethylester-Konzentrat mit ca. 50 Gew.-% Aktivsubstanz bei 65°C ohne Zusatz elnete Viskositätsreglers eine Viskosität von über 50 000 mPas und ein ca. 29 Gew.-$£iges Konzentrat eine Viskosität von ca. 25.000 mPas auf. Ersetzt man die Viskositätsregler A, B und C durch andere der genannten Verbindungen, erzielt man vergleichbare Effekte. Konzentrate von Talgalkoholsulfaten reagieren ähnlich; Erhöhung der Arbeitstemperatur wirkt ebenfalls viskositätsmindernd; dies ist aber schon wegen des höheren Energieaufwandes nicht angebracht.
2.
Q.
(Q
O\ VJl OO
ro
ra 7s Q

Claims (3)

1.^Verwendung von niedermolekularen organischen Verbindungen, umfassend eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Gruppen:
a) in OS-Stellung durch Halogen-,. Cyan™ oder SuIfogruppen substituierte C.~ bis Cg-Alkylmonocarbonsäuren, deren Salze oder deren Ester mit C.- bis C^-Alkanolen, insbesondere mit Ethanol oder Methanol, ·, ' ■
b) in O^-Stellung durch Halogen-, Cyan- oder Sulfogruppen substituierte C1- bis C^-Alkylendicarbonsäurens deren Salze oder deren Ester mit C^- bis Cg-Alkanolen, insbesondere mit Ethanol oder Methanol,
15 c) Nitrilotriessigsäure und deren Salze,
d) Etheralkohole mit 2 bis 1I Alkylenglylcoleinhelten und einer Alkoxygruppey insbesondere einer Methoxy- oder Ethoxy-Gruppe
als Viskositätsregler für hochviskose technische Tensid-Konzentrate vom Typ der synthetischen anionischen Tenside, insbesondere von ok -SuIfofettsäureestern rait wenigstens Gew.-% des Na-Salzes von od-SuIfofettsäureester, wobei man den Vxskositätsregeler in Mengen von 1-15 Gew.-%, bezogen auf die Tensid-Menge, zusetzt, so daß eine Viskositätsverrainderung der Konzentrate auf höchstens 10 000 mPas bei 70 0C eintritt.
Sd 230/438539 5.08.81 '"'
BAD ORIGINAL
Patentanmeldung D 6582 - ϊβ" - ' HENKELKGaA
. Ί. ZR-FE/Patente
2. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 als Viskositätsregler in Mengen von 7-12 Gew.-%f bezogen auf den Tensid-Gehalt der Konzentrate.
3. Verwendung der Natriumsalze der cx£.-Sulfobern-
steinsäure, der cJv-Sulfomalonsäure, der (X -SuIfo-
essigsäure, der Cyanessigsäure und insbesondere der Monochloressigsäure, des ot -Sulfoessigsäuremethylesters, der Nitrilotriessigsäure sowie des Cyanessigsäureethylesters nach den Ansprüchen 1 und 2 10 als Viskositätsregler für Konzentrate von Aniontensiden, insbesondere von C^ -Sulfofettsäureestern.
Jj. Verwendung der Verbindungen nach den Ansprüchen 1 bis 3 als Viskositätsregler in c* -Sulfofettsäureester-Konzentraten mit pH-Werten unter 7·
5· Verwendung der Verbindungen nach den Ansprüchen 1 bis h als Viskositätsregler für Konzentrate von CX-SuIfo- (hydrierter TaIg-) fettsäureethyl- und insbesondere -methylester in Form ihrer Alkaliöder Ammoniumsalze.
Sd 230/436539 5, 08.81
BAD ORIGINAL
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