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WO1996030477A1 - Verfahren zur herstellung wässriger tensidkonzentrate - Google Patents

Verfahren zur herstellung wässriger tensidkonzentrate Download PDF

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Publication number
WO1996030477A1
WO1996030477A1 PCT/EP1996/001216 EP9601216W WO9630477A1 WO 1996030477 A1 WO1996030477 A1 WO 1996030477A1 EP 9601216 W EP9601216 W EP 9601216W WO 9630477 A1 WO9630477 A1 WO 9630477A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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carbon atoms
alkyl
acid
concentrates
radical
Prior art date
Application number
PCT/EP1996/001216
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rafael Pi Subirana
Nuria Bonastre Gilabert
Ester Prat Queralt
Joaquim Bigorra Llosas
Original Assignee
Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien filed Critical Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Priority to US08/930,746 priority Critical patent/US5958868A/en
Priority to DE59604543T priority patent/DE59604543D1/de
Priority to EP96909103A priority patent/EP0817827B1/de
Publication of WO1996030477A1 publication Critical patent/WO1996030477A1/de

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/88Ampholytes; Electroneutral compounds
    • C11D1/94Mixtures with anionic, cationic or non-ionic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38Cationic compounds
    • C11D1/52Carboxylic amides, alkylolamides or imides or their condensation products with alkylene oxides
    • C11D1/525Carboxylic amides (R1-CO-NR2R3), where R1, R2 or R3 contain two or more hydroxy groups per alkyl group, e.g. R3 being a reducing sugar rest
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66Non-ionic compounds
    • C11D1/662Carbohydrates or derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
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    • C11D1/88Ampholytes; Electroneutral compounds
    • C11D1/90Betaines

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of aqueous surfactant concentrates, containing selected sugar surfactants and betaines, which are distinguished by improved application properties.
  • Sugar surfactants such as, for example, alkyl oligoglycosides, in particular alkyl oligoglucosides, are nonionic surfactants which are becoming increasingly important due to their excellent detergent properties and high ecotoxicological compatibility.
  • alkyl oligoglycosides in particular alkyl oligoglucosides
  • N.Ripke in Soap-oil-fat waxes 118, 894 (1992)
  • B.Brancq in Soap-oil-fat waxes 118. 905 (1992) should be mentioned.
  • sugar surfactants namely the fatty acid N-alkylpolyhydroxyalkylamides and preferably fatty acid N-alkylglucamides.
  • a large number of binary mixtures of sugar surfactants of the type mentioned with other surfactants are known from the prior art.
  • Combinations of sugar surfactants, in particular alkyl oligoglucosides with betaines, occupy a special position among these surfactant compounds, since a synergistic increase in the foaming and cleaning capacity and skin-cosmetic compatibility are observed over a wide mole fraction.
  • the complex object of the invention was to provide a process for the preparation of binary surfactant concentrates which is free from the disadvantages described.
  • the invention relates to a process for the preparation of aqueous surfactant concentrates with a solids content of 35 to 65, preferably 40 to 60 wt .-%, containing
  • Alkyl and alkenyl oligoglycosides are known substances which follow the formula (I)
  • R 1 stands for an alkyl and / or alkenyl radical with 4 to 22 carbon atoms
  • G for a sugar radical with 5 or 6 carbon atoms and p for numbers from 1 to 10, and according to the relevant methods of preparative organic chemistry can be obtained.
  • the alkyl and / or alkenyl oligoglycosides can be derived from aldoses or ketoses with 5 or 6 carbon atoms, preferably glucose.
  • the preferred alkyl and / or alkenyl oligoglycosides are thus alkyl and / or alkenyl oligoglucosides.
  • the alkyl or alkenyl radical R ⁇ can be derived from primary alcohols having 4 to 11, preferably 8 to 10, carbon atoms. Typical examples are butanol, capronic alcohol, caprylic alcohol, capric alcohol and undecyl alcohol and their technical mixtures, such as are obtained, for example, in the hydrogenation of technical fatty acid methyl esters or in the course of the hydrogenation of aldehydes from Roelen's oxo synthesis.
  • the alkyl or alkenyl radical R 1 can also be derived from primary alcohols having 12 to 22, preferably 12 to 14, carbon atoms. Typical examples are lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, palmoleyl alcohol, Stearyl alcohol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol, elaidyl alcohol, petroselinyl alcohol, arachyl alcohol, gadoleyl alcohol, behenyl alcohol, erucyl alcohol, and their technical mixtures, which can be obtained as described above. Alkyl oligoglucosides based on hydrogenated C12 / 14 ⁇ alcohol with a DP of 1 to 3 are preferred.
  • R ⁇ CO for an aliphatic acyl radical with 6 to 22 carbon atoms
  • R ⁇ for hydrogen, an alkyl or hydroxyalkyl radical with 1 to 4 carbon atoms
  • [Z] for a linear or branched polyhydroxyalkyl radical with 3 to 12 carbon atoms and 3 to 10 hydroxyl groups stands.
  • the fatty acid N-alkyl polyhydroxyalkylamides are known substances which can usually be obtained by reductive amination of a reducing sugar with ammonia, an alkylamine or an alkanolamine and subsequent acylation with a fatty acid, a fatty acid alkyl ester or a fatty acid chloride.
  • a reducing sugar with ammonia
  • an alkylamine or an alkanolamine and subsequent acylation with a fatty acid, a fatty acid alkyl ester or a fatty acid chloride.
  • the fatty acid N-alkylpolyhydroxyalkylamides are preferably derived from reducing sugars with 5 or 6 carbon atoms, in particular from glucose.
  • the preferred fatty acid N-alkylpolyhydroxyalkylamides are therefore fatty acid N-alkylglucamides as represented by the formula (III):
  • fatty acid N-alkylpolyhydroxyalkyl amides are glucamides of the formula (III) in which R ⁇ is hydrogen or an alkyl group and R ⁇ CO is the acyl radical of caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, Palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroseline acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidic acid, gadoleic acid, behenic acid or erucic acid or their technical mixtures.
  • R ⁇ is hydrogen or an alkyl group
  • R ⁇ CO is the acyl radical of caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, Palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroseline acid
  • Fatty acid N-alkyl glucamides of the formula (III) are particularly preferred, which can be obtained by reductive amination of glucose with methylamine and subsequent acylation with lauric acid or Ci2 / i4 coconut fatty acid °. a corresponding derivative can be obtained.
  • the polyhydroxyalkylamides can also be derived from maltose and palatinose.
  • Betaines are known surfactants which are predominantly produced by carboxyalkylation, preferably carboxymethylation, of amino compounds.
  • the starting materials are preferably condensed with halocarboxylic acids or their salts, in particular with sodium chloroacetate, one mol of salt being formed per mole of betaine.
  • unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid is also possible.
  • betaines and "real" amphoteric surfactants reference is made to the contribution by U.Ploog in Seifen- ⁇ le-Fette-Wwachs, 198, 373 (1982). Further overviews on this topic can be found for example by A. O'Lennick et al. in HAPPI, Nov.
  • betaines are the carboxyalkylation products of secondary and in particular tertiary amines, which follow the formula (IV)
  • R 4 for alkyl and / or alkenyl radicals with 6 to 22 carbon atoms
  • R 5 for hydrogen or alkyl radicals with 1 to 4 carbon atoms
  • R 6 for alkyl radicals with 1 to 4 carbon atoms atoms
  • n stands for numbers from 1 to 6
  • X for an alkali and / or alkaline earth metal or ammonium.
  • Typical examples are are the Carboxymethyliemings due of hexylmethylamine, hexyldimethylamine, octyldimethylamine, decyldimethylamine, dodecylmethylamine, dodecyldimethylamine, Dodecylethylmethylamin, Ci2 / i4-cocodimethylamine, myristic styldimethylamin, cetyldimethylamine, stearyldimethylamine, stearyl, oleyl, Ci6 / 18 "" Ta l9 a lkyl- dimethylamine as well as their technical mixtures.
  • R 7 CO represents an aliphatic acyl radical having 6 to 22 carbon atoms and 0 or 1 to 3 double bonds
  • m represents numbers from 1 to 3 and R5, R6.
  • n and X have the meanings given above.
  • Typical examples are reaction products of fatty acids with 6 to 22 carbon atoms, namely caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, elaachearic acid , Gadoleic acid, behenic acid and Erucic acid and its technical mixtures, with N, N-dirnethylaminoethylamine, N, N-dimethylaminopropylamine, N, N-diethylaminoethylamine and N, N-diethylaminopropylamine, which are condensed with sodium chloroacetate.
  • R ⁇ is an alkyl radical having 5 to 21 carbon atoms
  • R9 is a hydroxyl group
  • m is 2 or 3.
  • These substances are also known substances which can be obtained, for example, by cyclizing condensation of 1 or 2 moles of fatty acid with polyvalent amines such as, for example, aminoethylethanolamine (AEEA) or diethylenetriamine.
  • AEEA aminoethylethanolamine
  • diethylenetriamine diethylenetriamine
  • Typical examples are condensation products of the above-mentioned fatty acids with AEEA, preferably imidazolines Base of lauric acid or again Ci2 / 14- ⁇ ° cos fatty acid, which are then betainized with sodium chloroacetate.
  • the surfactant concentrates are aqueous solutions or pastes with a solids content of 40 to 60 and preferably 45 to 55% by weight.
  • Components (a) and (b) can be contained in the concentrates in a weight ratio of 90:10 to 10:90, preferably 80:20 to 20:80 and in particular 60:40 to 40:60.
  • the surfactant compounds can be produced in different ways. For example, it is possible to mix dilute solutions of the sugar surfactants and betaines and then concentrate them. It is of course more favorable to mix the concentrates and in this way to avoid complicated removal of water from the mixtures. Finally, the concentrates are directly obtained in the production of betaines if the quaternization of the tertiary amines on which the betaines are based is carried out in the presence of the aqueous sugar surfactants as solvents. The time at which the pH is adjusted is not critical. It is even possible to subsequently convert viscous, cloudy concentrates into products which are flawless from an application point of view.
  • the pH is preferably adjusted by adding mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or preferably phosphoric acid or organic acids such as lactic acid, citric acid and the like.
  • mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or preferably phosphoric acid or organic acids such as lactic acid, citric acid and the like.
  • temperature liquid fatty acids with 8 to 18, preferably 12 to 14 carbon atoms such as lauric acid or oleic acid in question.
  • concentrates of sugar surfactants and betaines can be made available over a wide range of the mole fraction, which have a low viscosity which is advantageous for handling, are clear and have an increased storage stability.
  • the concentrates are suitable for the production of surface-active agents, such as, in particular, manual dishwashing agents and hair shampoos.
  • AI C ⁇ / io-alkyl oligoglucoside (Plantaren ( R ) APG 225) A2 c 12/16 ⁇ Alk y loli ⁇ o 9 lucosid (Plantaren ( R ) APG 1200) A3 C8 / i6-Alkyloligoglucosid (Plantaren ( R ) APG 2000)
  • A4 mixture of AI and A3 60:40 parts by weight)
  • A5 mixture of AI and A3 80:20 parts by weight
  • A6 mixture of AI and A3 75:25 parts by weight
  • A7 mixture of AI and A3 50:50 parts by weight
  • A8 mixture of AI and A3 43:57 parts by weight

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Abstract

Wäßrige Tensidkonzentrate mit einem Feststoffgehalt von 35 bis 65 Gew.-%, enthaltend (a1) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside und/oder (a2) Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide und (b) Betaine im Gewichtsverhältnis (a) : (b) von 10:90 bis 90:10, werden erhalten, indem man die Konzentrate auf einen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 6,5 einstellt. Die Konzentrate sind niedrigviskos, trübungsfrei und lagerstabil.

Description

Verfahren zur Herstellung wäßriger Tensidkonzentrate
Gebiet der Erf ndung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Tensidkonzentrate, enthaltend ausgewählte Zuckertenside und Betaine, die sich durch verbesserte anwendungstechnische Ei¬ genschaften auszeichnen.
Stand der Technik
Zuckertenside, wie beispielsweise Alkyloligoglykoside, insbe¬ sondere Alkyloligoglucoside, stellen nichtionische Tenside dar, die infolge ihrer ausgezeichneten Detergenseigenschaften und hohen ökotoxikologischen Verträglichkeit zunehmend an Bedeutung gewinnen. Herstellung und Verwendung dieser Stoffe sind gerade in letzter Zeit in einer Reihe von Übersichtsar¬ tikeln dargestellt worden, von denen stellvertretend die Veröffentlichungen von H.Hansen in Skin Care Forum, 1, (Okt. 1992), D.Balzer und N.Ripke in Seifen-Öle-Fette-Wachse 118, 894 (1992) und B.Brancq in Seifen- Öle-Fette-Wachse 118. 905 (1992) genannt werden sollen. Ähnliches gilt für eine zweite Gruppe von Zuckertensiden, nämlich den Fettsäure-N-alkylpoly- hydroxyalkylamiden und vorzugsweise Fettsäure-N-alkylglucami- den. Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von binären Mi¬ schungen von Zuckertensiden der genannten Art mit anderen Tensiden bekkant. Unter diesen Tensidcompounds nehmen Kom¬ binationen von Zuckertensiden insbesondere Alkyloligoglu- cosiden mit Betainen eine besondere Stellung ein, da über einen breiten Molenbruch eine synergistische Verstärkung des Schaum- und Reinigungsvermögens sowie der hautkosmetischen Verträglichkeit beobachtet wird. So ist beispielsweise aus den Deutschen Patentanmeldungen DE-Al 4234487 (Henkel) ein Handgeschirrspülmittel bekannt, das neben Alkylglucosiden und Betainen noch Fettalkoholsulfate und Fettalkoholethersulfate enthält. Gemäß der Lehre der DE-Al 4311114 (Henkel) kommen für den gleichen Zweck auch Mischungen von Alkylglucosiden, Betainen und ansgewählten Fettalkoholpolyglycolether in Be¬ tracht. Aus der DE-Al 4009616 (Henkel) sind schließlich flüs¬ sige Körperreinigungsmittel bekannt, die neben Alkylglucosi¬ den und Betainen Proteinfettsäurekondensate enthalten.
Bei den Mitteln des Stands der Technik handelt es sich jedoch in allen Fällen um mehr oder minder verdünnte wäßrige Lösung¬ en, während es Ziel eines Herstellers von Alkylglucosid/Beta- in-Mischungen sein muß, möglichst hochkonzentrierte Produkte herzustellen, die im Hinblick auf die Lagerhaltung deutliche Vorteile bieten. Die Herstellung derartiger Konzentrate ist jedoch mit einer Reihe von Nachteilen behaftet: Mischungen von Alkylglucosiden und Betainen, die herstellungsbedingt in der Regel alkalisch eingestellt sind, sind bei Feststoffge¬ halten im Bereich von 40 bis 60 Gew.-% zähflüssig und oftmals trüb. Außerdem zeigen sie eine nicht immer zufriedenstellende Lagerstabilität, d.h. im Laufe der Zeit kann die Viskosität durch Bildung flüssigkristalliner Gelphasen weiter ansteigen und/oder es kommt zur Kristallisation der Produkte. Dies freilich führt zu einer ganz erheblichen Beeinträchtigung des ökonomischen Nutzens derartiger Konzentrate.
Demzufolge hat die komplexe Aufgabe der Erfindung darin be¬ standen, ein Verfahren zur Herstellung von binären Tensidkon- zentraten zur Verfügung zu stellen, das frei von den geschil¬ derten Nachteilen ist.
Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Tensidkonzentrate mit einem Feststoffgehalt von 35 bis 65, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%, enthaltend
(al) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside und/oder (a2) Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide und (b) Betaine
im Gewichtsverhältnis (a) : (b) von 10 : 90 bis 90 : 10, das sich dadurch auszeichnet, daß man die Konzentrate auf einen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 6 und vorzugsweise 4 bis 6 einstellt.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß Abmischungen von Zuk- kertensiden und Betainen, die üblicherweise bei alkalischer Einstellung zähflüssig und trüb vorliegen, auf einfachem Wege dünnflüssig und klar werden, wenn man den pH-Wert der Mi¬ schungen in den sauren Bereich absenkt. Durch diese Maßnhame wird gleichzeitig auch die Lagerstabilität der Produkte posi- tiv beeinflußt, d.h. die Konzentrate weisen auch bei längerer Lagerung eine konstant niedrige Viskosität auf und besitzen eine geringere Neigung zur Kristallisation. Die Erfindung schließt ferner die Erkenntnis ein, daß man durch nachträg¬ liche pH-Wert-Einstellung zähflüssige Tensidkonzentrate in ihrer Viskosität absenken und Trübungen beseitigen kann.
Alkyl- und/oder Alkemyloliσoαlvkoside
Alkyl- und Alkenyloligoglykoside stellen bekannte Stoffe dar, die der Formel (I) folgen,
^-[GJp (I)
in der R1 für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Koh¬ lenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht, und nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Che¬ mie erhalten werden können. Stellvertretend für das umfang¬ reiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP-A1-0 301 298 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 Alke- nyloligoglucoside.
Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) gibt den Oli- go erisierungsgrad (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^ 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 Cg-Cio (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C8-Ci8~κ°kosfett- alkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% Ci2-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyl¬ oligoglucoside auf Basis technischer Cg/n-Oxoalkohole (DP = 1 bis 3) .
Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R1 kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Koh¬ lenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalko- hol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von ge¬ härtetem Ci2/14~ okosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.
Fettsäure-N-alkylpolvhvdroxyalkylamide
Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide der Formel (I),
R3
I
R2CO-N-[Z] (I)
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 Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht.
Bei den Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden 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 Fettsäurechlorid 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 Inter¬ nationale Patentanmeldung WO 92/06984 verwiesen. Eine Über- sieht zu diesem Thema von H.Kelkenberg findet sich in Tens. Surf.Det. J25, 8 (1988).
Vorzugsweise leiten sich die Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyal- kylamide von reduzierenden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoff¬ atomen, insbesondere von der Glucose ab. Die bevorzugten Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen daher Fett- säure-N-alkylglucamide dar, wie sie durch die Formel (III) wiedergegeben werden:
R3 OH OH OH
I I I I
R2CO-N-CH2-CH-CH-CH-CH-CH2θH (III)
I OH
Vorzugsweise werden als Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkyl- amide Glucamide der Formel (III) eingesetzt, in der R^ für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe steht und R^CO für den Acylrest der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurin- säure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stea¬ rinsäure, Isostearinsäure, ölsäure, Elaidinsäure, Petrose- linsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadolein- säure, Behensäure oder Erucasäure bzw. derer technischer Mi¬ schungen steht. Besonders bevorzugt sind Fettsäure-N-alkyl- glucamide der Formel (III), die durch reduktive Aminierung von Glucose mit Methylamin und anschließende Acylierung mit Laurinsäure oder Ci2/i4-Kokosfettsäure °zw. einem entspre¬ chenden Derivat erhalten werden. Weiterhin können sich die Polyhydroxyalkylamide auch von Maltose und Palatinose ablei¬ ten. Betaine
Betaine stellen bekannte Tenside dar, die überwiegend durch Carboxyalkylierung, vorzugsweise Carboxymethylierung von ami- nischen Verbindungen hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Ausgangsstoffe mit Halogencarbonsäuren oder deren Salzen, insbesondere mit Natriumchloracetat kondensiert, wobei pro Mol Betain ein Mol Salz gebildet wird. Ferner ist auch die Anlagerung von ungesättigten Carbonsäuren wie beispielweise Acrylsäure möglich. Zur Nomenklatur und insbesondere zur Un¬ terscheidung zwischen Betainen und "echten" Amphotensiden sei auf den Beitrag von U.Ploog in Seifen-Öle- Fette-Wachse, 198. 373 (1982) verwiesen. Weitere Übersichten zu diesem Thema finden sich beispielsweise von A.O'Lennick et al. in HAPPI, Nov. 70 (1986), S.Holzman et al. in Tens.Det. .23, 309 (1986), R.Bibo et al. in Soap Cosm.Chem.Spec. Apr. 46 (1990) und P.Ellis et al. in Euro Cosm. 1. 14 (1994).
Beispiele für geeignete Betaine stellen die Carboxyalkylie- rungsprodukte von sekundären und insbesondere tertiären Ami- nen dar, die der Formel (IV) folgen,
R5
I R -N-(CH2)nCOOX (IV)
I R6
in der R4 für Alkyl- und/oder Alkenylreste mit 6 bis 22 Koh¬ lenstoffatomen, R5 für Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R6 für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlen- stoffatomen, n für Zahlen von 1 bis 6 und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall oder Ammonium steht.
Typische Beispiele sind sind die Carboxymethyliemingsprodukte von Hexylmethylamin, Hexyldimethylamin, Octyldimethylamin, Decyldimethylamin, Dodecylmethylamin, Dodecyldimethylamin, Dodecylethylmethylamin, Ci2/i4-Kokosalkyldimethylamin, Myri- styldimethylamin, Cetyldimethylamin, Stearyldimethylamin, Stearylethylmethylamin, Oleyldimethylamin, Ci6/18""Tal9alkyl- dimethylamin sowie deren technische Gemische.
Weiterhin kommen auch Carboxyalkylierungsprodukte von Amido- aminen in Betracht, die der Formel (V) folgen,
R5
I R7CO-NH-(CH2)m-N-(CH )nCOOX (V)
I R6
in der R7CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 3 Doppelbindungen, m für Zahlen von 1 bis 3 steht und R5, R6. n und X die oben ange¬ gebenen Bedeutungen haben.
Typische Beispiele sind Umsetzungsprodukte von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, namentlich Capronsäure, Capryl- säure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäu- re, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Ela- eostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Gemische, mit N,N-Dirnethyl- aminoethylamin, N,N-Dimethylaminopropylamin, N,N-Diethylami- noethylamin und N,N-Diethylaminopropylamin, die mit Natrium- chloracetat kondensiert werden. Bevorzugt ist der Einsatz ei¬ nes Kondensationsproduktes von C8/i8~Ko^os^θttsäure~N N-di- methylaminopropylamid mit Natriumchloracetat.
Weiterhin kommen als geeignete Ausgangsstoffe für die im Sinne der Erfindung einzusetzenden Betaine auch Tmidazoline in Betracht, die der Formel (VI) folgen,
N CH2
I
R8-C CH2 (VI)
N
I
Figure imgf000012_0001
in der R^ für einen Alkylrest mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen, R9 für eine Hydroxylgruppe, einen OCOR^- oder NHCOR^-Rest und m für 2 oder 3 steht. Auch bei diesen Substanzen handelt es sich um bekannte Stoffe, die beispielsweise durch cyclisie- rende Kondensation von 1 oder 2 Mol Fettsäure mit mehrwerti¬ gen Aminen wie beispielsweise Aminoethylethanolamin (AEEA) oder Diethylentriamin erhalten werden können. Die entspre¬ chenden Carboxyalkylierungsprodukte stellen Gemische unter¬ schiedlicher offenkettiger Betaine dar.
Typische Beispiele sind Kondensationsprodukte der oben ge¬ nannten Fettsäuren mit AEEA, vorzugsweise Imidazoline auf Basis von Laurinsäure oder wiederum Ci2/14-κ°kosfettsäure, die anschließend mit Natriumchloracetat betainisiert werden.
Tensidkonzentrate
Bei den Tensidkonzentraten handelt es sich um wäßrige Lö¬ sungen bzw. Pasten mit einem Feststoffgehalt von 40 bis 60 und vorzugsweise 45 bis 55 Gew.-%. Die Komponenten (a) und (b) können in den Konzentraten im Gewichtsverhältnis 90 : 10 bis 10 : 90, vorzugsweise 80 : 20 bis 20 : 80 und insbeson¬ dere 60 : 40 bis 40 : 60 enthalten sein.
Die Herstellung der Tensidcompounds kann auf unterschiedli¬ chem Wege erfolgen. Es ist beispielsweise möglich verdünnte Lösungen der Zuckertenside und der Betaine zu vermischen und anschließend aufzukonzentrieren. Günstiger ist es freilich, die Konzentrate zu vermischen und auf diese Weise eine um¬ ständliche Entfernung von Wasser aus den Gemischen zu vermei¬ den. Schließlich fallen die Konzentrate bei der Herstellung der Betaine unmittelbar an, wenn man die Quaternierung der den Betainen zugrundeliegenden tertiären Amine in Gegenwart der wäßrigen Zuckertenside als Lösungsmittel durchführt. Der Zeitpunkt der Einstellung des pH-Wertes ist dabei unkritisch. Es ist sogar möglich, zähflüssige, trübe Konzentrate nach¬ träglich in aus anwendungstechnischer Sicht einwandfreie Pro¬ dukte zu überführen. Die Einstellung des pH-Wertes erfolgt vorzugsweise durch Zugabe von Mineralsäuren wie beispielswei¬ se Salzsäure, Schwefelsäure oder vorzugsweise Phosphorsäure oder organischen Säuren wie Milchsäure, Citronensäure und dergleichen. Für den gleichen Zweck kommen auch bei Raumtem- peratur flüssige Fettsäuren mit 8 bis 18, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Laurinsäure oder öl- säure in Frage.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Durch die Absenkung des pH-Wertes lassen sich Konzentrate von Zuckertensiden und Betainen über einen weiten Bereich des Mo¬ lenbruchs zur Verfügung stellen, die eine für die Handhabung vorteilhaft niedrige Viskosität aufweisen, klar sind und eine erhöhte Lagerstabilität aufweisen. Die Konzentrate eignen sich zur Herstellung oberflächenaktiver Mittel wie insbeson¬ dere manuelle Geschirrspülmittel sowie Haarshampoos.
Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.
Beispiele
I. Eingesetzte Tenside
AI Cβ/io-Alkyloligoglucosid (Plantaren(R) APG 225) A2 c12/16~Alkyloliσo9lucosid (Plantaren(R) APG 1200) A3 C8/i6-Alkyloligoglucosid (Plantaren(R) APG 2000) A4 Mischung aus AI und A3 (60:40 Gewichtsteile) A5 Mischung aus AI und A3 (80:20 Gewichtsteile) A6 Mischung aus AI und A3 (75:25 Gewichtsteile) A7 Mischung aus AI und A3 (50:50 Gewichtsteile) A8 Mischung aus AI und A3 (43:57 Gewichtsteile) A9 Kokosfettsäure-N-methylglucamid
Bl Betain auf Basis Fettsäureaminoamid (Dehyton(R) PK 45) B2 Betain auf Basis tertiärem Amin (Dehyton(R) AB 30)
II. Anwendungstechnische Ergebnisse
Die Mischungen gemäß den Beispielen 1 bis 13 wurden auf einen Feststoffgehalt von 50 Gew.-% und pH = 4 bis 6 eingestellt. Die Viskosität der Produkte wurde nach der Brookfield-Methode (20°C, 10 UpM, Spindel 2) sofort sowie nach einer Lagerung bei 10°C über einen Zeitraum von 6 Monaten bestimmt. Die Be¬ schaffenheit wurde visuell nach einer Lagerzeit von 10 d be¬ urteilt. Die Produkte nach den Vergleichsbeispielen VI bis V4 wurden gleich behandelt, jedoch auf alkalisch eingestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt (Prozentanga¬ ben als Gew.-%) . Tabelle 1 Viskositätsmessungen und Lagertests
Bsp. A B A : B FG pH Vis. |π_Pa*s] Prod.
%
1 h 6 m
1 AI Bl 25:75 51 4,2 500 550 klar
2 AI Bl 50:50 56 5,6 2700 2800 klar
3 AI Bl 75:25 62 5,7 6150 6175 klar
4 A2 B2 50:50 50 5,0 3000 3100 klar
5 A3 Bl 25:75 40 5,0 250 275 klar
6 A3 Bl 50:50 44 4,7 1500 1550 klar
7 A3 Bl 75:25 47 4,2 1200 1300 klar
8 A4 Bl 57:43 54 5,1 3100 3200 klar
9 A5 Bl 59:41 55 5,4 3000 3100 klar
10 A6 Bl 48:52 53 5,5 2400 2500 klar
11 A7 Bl 67:33 55 5,1 3100 3200 klar
12 A8 Bl 75:25 56 5,1 2900 3000 klar
13 A9 Bl 50:50 50 5,0 1200 1250 klar
VI AI Bl 50:50 56 10,8 6000 — trüb
V2 A2 B2 50:50 50 9,5 7500 - trüb
V3 A3 Bl 75:25 47 11,0 1700 - trüb
V4 A3 Bl 50:50 48 10,0 6600 - trüb
Legende: FG = Feststoffgehalt Vis. = Viskosität Prod. = Optische Beschaffenheit des Produktes Die Produkte nach dem Verfahren der Erfindung weisen auch nach 6-monatiger Lagerung eine konstant niedrige Viskosität auf und sind klar. Die Vergleichsprodukte fallen hingegen schon bei der Herstellung als zähflüssige, trübe Mischungen an, die über den Zeitraum der Lagerung entweder kristalli¬ sieren oder weiter eindicken.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung wäßriger Tensidkonzentrate mit einem Feststoffgehalt von 35 bis 65 Gew.-%, enthaltend
(al) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside und/oder (a2) Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide und (b) Betaine
im Gewichtsverhältnis (a) : (b) von 10 : 90 bis 90 : 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Konzentrate auf ei¬ nen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 6,5 einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente (al) Alkyl- und/oder Alkenyloligogly¬ koside der Formel (I) einsetzt,
lO-[G]p (I)
in der R1 für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente (a2) Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyal- kylamide der Formel (II) einsetzt,
R3
I R2CO-N-[Z] (II) in der R2CO 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 12 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hy¬ droxylgruppen steht.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man als Komponente (b) Betaine der Formel (IV) einsetzt,
R5
I R4-N-(CH2)nCOOX (IV)
I R6
in der R4 für Alkyl- und/oder Alkenylreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R für Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R*> für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, n für Zahlen von 1 bis 6 und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall oder Ammonium steht.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man als Komponente (b) Betaine der Formel (V) einsetzt,
R5
I R7CO-NH-(CH2)m-N-(CH2)nCOOX (II)
I R6
in der R7CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 3 Doppelbindung¬ en, R für Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Koh¬ lenstoffatomen, R*> für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlen¬ stoffatomen, für Zahlen von 1 bis 3, n für Zahlen von 1 bis 6 und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall oder Ammonium steht.
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