CH443540A - Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel - Google Patents
Wasch-, Reinigungs-, Netz- und SchaummittelInfo
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Description
Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel Die nicht veröffentlichte deutsche Auslegeschrift Nr. 1 135 606 beschreibt Wasch-, Reinibgungs-, Netz- und Schaummittel auf Basis von .synthetischen, organi schen,
waschaktiven Verbindungen des Sulfat- oder Sul- fonat'typs mit einem Gehalt an kapillaraktiven Sulfo- betainen, deren Sulfonsäurerest und Stickstoffatom über 3 oder 4 Koh lenstoffatome miteinander verbunden sind, wobei diese Sulfobetaine in Mengen von höchstens 50 GewA anwesend sind,.
bezogen auf die Menge der waschaktiven Sulfate oder Sul'fonate. Durch Zusätze der artiger Sulfobetaine wird das Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Sch.äumvermögen, insbesondere die Schaum stabilität und die Schmutzbelastbarkeit des Schaumes der Waschmittel verbessert;
ausserdem hat sich gezeigt, dass der Austausch der vielfach, als Schaumstabilisatoren dienenden Fettsäurealkoholamide durch die genannten Sulfobetaine zu einer wesentlichen Verbesserung der Pulvereigenschaften führt, insbesondere bei zerstäu- bungsgetrockneten Waschmitteln.
Es wurde nun gefunden, dass sich die oben beschrie benen Sulfobetaine mit ähnlichem Erfolg durch solche kapnllaraktiven SulTobetaine ersetzen lassen, die in dem zwischen Stickstoffatom und Sulfonatgruppe stehenden Kohlenwasserstoffrest durch Hydroxylgruppen substi tuiert sind.
Die Verbesserung der Waschmittel, die durch Sulfo- betainzusätze, das heisst durch die :gemeinsame Anwen- dung von Sulfobetainen und Waschaktivsubstanzen des Sulfat- oder Sulfonattyps - im folgenden der Einfach- heit halber als WAS bezeichnet - erzielt wird,
ist bei Fettalkoholsulfat besonders deutlich, wobei die Fettalko- holsulfate keineswegs die alleinige oder überwiegende WAS-Komponente darzustellen brauchen:
Auch wenn die Fettalkoholsulfate neben anderen WAS vorhanden sind, sind die maximalen Verbesserungen festzustellen. Dabei kann die Menge der Fettalkoholsulfate weniger als 50 GewA und gegebenenfalls weniger als 30 GewA der gesamten WAS ausmachen, wobei der Begriff gesamte WAS unter Einrechnung der vorhandenen Fettalko olsulfate zu verstehen ist.
Die genannten Sulfobetaine erhält man z. B. aus Monoaminen mit tertiärer Amingruppe, die wenigstens einen hy drophoben Rest, das heisst einen solchen mit wenigstens 8 Kahlenstoffatomen enthalten, der gerad- kettig oder verzweigt, gegebenenfalls substituiert und/ oder durch Heteroatome bzw.
Heteroatomgruppen unter brochen sein kann, durch Umsetzen derselben mit Epi- chlorhydrin in Gegenwart von Wasser und basenbinden- den Mitteln und anschliessende Behandlung der so ge bildeten, eine Chlorhydringruppe enthaltenden quartären AmmoniumsaUe mit Salzen der schwefligen Säure.
Nach diesem Verfahren erhält man nebeneinander Sulfo- betaine der folgenden Formeln
EMI0001.0126
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beide Ver bindungstypen in gleicher Weise brauchbar, so dass auch Gemische beider in jedem beliebigen Verhältnis zur Verwendung kommen können.
In den obengenannten Formeln bedeuten F und gegebenenfalls auch R2 hydrop obe geradkettige oder verzweigte, aliphatische, cycloaliphatische oder aral'i- phatische Kohlenwasserstoffreste mit 8-22, vorzugs weise 10-l8, Kohlenstoffatomen, die direkt oder über Heteraatorne bzw.
Heteroatomgruppen enthaltende Zwi schenglieder mit dem Stickstoff verbunden sein 'können. R, und gegebenenfalls auch R-, bedeuten gerad'kettige oder verzweigte aliphatische, cycl'oaliphatische oder a:
ra ,iphatische Kohlenwasserstoffreste mit höchstens je 7 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls direkt oder über ein Zwischenglied miteinander verbunden sein können. Sofern F und R" hydrophobe Reste darstellen, soll die Summe der in F und R2 enthaltenen Kohlen- stoffatome 20 und insbesondere 18 nicht übersteigen.
Sofern der Rest F nicht unmittelbar an das Stickstoff- atom gebunden ist, können zwischen dem Rest F und dem Stickstoffatom als Zwischenglieder beispielsweise Phenylreste, Alkylätherreste oder Ph,enoxyalkylätherreste stehen.
Die genannten Sulfobetaine leiten sich demnach von tertiären Monoaminen mit hydrophoben Fettresten ab, beispielsweise von folgenden Verbindungen: Dimethyl-octylamin, Dimeth:
yl-decylamin, Dimethyl-dodecylamin, Dimethyl-tetradecylamin, Dimethyl-hexadecylamin, Dimethyl-octadecylamin, Diäthyl-octylamin, Diäthyl-dodecylamin, Diisopropyl-dodecylamin, Dibutyl'-dodecylamin, N-Decyl-piperidin, N-Hexadecyl-morpholin, Methyl-benzyl-dodecylamin, Dibenzyl-dodecylamin, Dioctyl-methylamin, Didodecyl-äthylamin, Butylbenzyl-octylamin,
Dioctyl-methylamin u. a. m. Von besonderem prak tischem Interesse sind Gemische von Tertiäraminen, bei denen der hydrop'hobe Kohlenwasserstoffrest aus Resten mit 8-18 Kohlenstoffatomen besteht, wie man sie aus den Fettsäuren des Kokosfettes erhalten kann.
Als WAS können die bekannten anionischen Kapil- laraktivsubstanzen vom Sulfat- oder Sulfonattyp, deren Verwendung als Waschrohstoffe und Kapi!1:
laraktivsub- stanzen auf das Vorhandensein leilnes hydrophoben Re stes, insbesondere eines gerad- oder verzweigtkettngen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwas serstoffrest mit 8-22, vorzugsweise mit 10-18, Kohfen- stoffatomen zurückzuführen ist, in den erfindungsgemä ssen Waschmitteln vorhanden sein.
Zu diesen Substan zen gehören die Alkylsulfonate, Salze oder deren Ester von Sulfofettsäuren, Fettalkoholsulfate und Olefinsulfo- nate. Der hyd'rophobe Rest kann aber auch über einen Phenylrest und bzw. oder Heteroatome, insbesondere Äthersauerstoffatome enthaltende Zwischenglieder mit der Sulfonat- oder Sulfatgruppe verbunden sein, wie das z.
B. bei den Alkylbenzolsulfonaten, S'ulfobernsteinsäure- estern oder anderen Sulfodicarbonsäureestern, Tetrapro- pylenphenyl-äthylsulfaten, A kylphenoxyäthyl- oder Al- kylphenoxy-polyalkylenglykol-sulfaten, den Fettal'kohol- glycerinäthersulfonaten mit beispielsweise 1-10, vor zugsweise 1-5, Polyäthylenglykoiresten im Molekül,
Fettsäuremono- oder diglyceridsulfaten, Fettsäurealky- lolamidsulfaten der Fall ist.
Die erwähnte Steigerung des Netz-, Schäum- und Waschvermögens der WAS setzt bereits bei sehr gerin gen Zusatzmengen von beispielsweise 0,5 Gew.%, vor zugsweise von 1 Gew.%, bezogen auf die vorhandenen WAS, ein, um mit höher werdendem Zusatz schnell an zusteigen. Dieser Anstieg nähert sich bei etwa 50 GewA Sulfobetain, bezogen auf die Menge der vorhandenen WAS, einem Endwert.
Bei WAS, die nur zum Teil aus Fettalk oholsulfaten bestehen, sollte die Fettalkohofsul- fatmenge zweckmässigerweise der Sulfobetainmenge we nigstens gleich. sein; vorzugsweise soll' die Menge der vorhandenen Fettalkoholsulfate ebenso gross sein wie die oben angegebene Mindestmenge der Sulfobetaine, das heisst, sie soll wenigstens 1 Gew.% der insgesamt vorhan denen WAS betragen.
Ein technisch besonders wichtiges Anwendungsgebiet der Sulfobetaine sind die Wasch- und Reinigungsmittel. Das Einarbeiten der Sulfobetaine in d'erart'ige pulverför- mige, pastöse oder flüssige Präparate kann in verschie- denlartigster Weise und in beliebiger Reihenfolge statt finden.
Die Beständigkeit der erfindungsgemässen Zu sätze gegenüber Temperaturen, wie sie bei der üblichen Waschmittelherstellung auftreten, gestattet es, die Sulfo- beta@ine sowohl den schwach sauer bis schwach alkalisch reagierenden Feinwasch- oder Spülmitteln oder den stär ker al'kal!isch reagierenden Kochwaschmitteln an einem beliebigen Punkt des Herstellungsganges zuzusetzen.
Die Sulfobetaine können daher sowohl dem fertigen Wasch mittel, in festem oder gelöstem Zustand als auch dem noch zu verfestigenden pastenförmigen Ansatz zugege ben werden.
Die pH-Werte von erfindungsgemässen Wasch- und Reinigungsmitteln, gemessen an einer 1 % igen Lösung des Wasc'hmi'ttels, liegen im allgemeinen im Bereich von 6-12. Dieser Bereich umfasst sowohl die schwach sauer bis schwach alkalisch eingestellten Spül- und Feinwasch mittel, deren pH-Wert etwa im Bereich von 6-8,5, vor zugsweise von 7-8, liegt, als auch die Kochwaschmittel mit einem pH-Wert etwa im Bereich von 9-12 und vor zugsweise von 9,5-11,5.
Demnach können erfindungsgemäss Wasch-, Reini- gungs-, Netz- und Schaummittel neutral oder alkalisch realgierende Salze, schwach sauer reagierende Verbin dungen sowie .die üb'lic'hen, zur Verbesserung der Schmutztragefähigkeit der synthetischen Wasc'haktivsub- stanzen dienenden Bestandteile, Korrosionsschutzmittel usw. enthalten.
Als neutral reagierendes Salz ist in erster Linie das Natriumsulfat zu nennen, das auch bei alleiniger Anwen dung in der Lage ist, die Wirksamkeit der WAS zu ver bessern.
A.18 kommen die Alkalicarbonate oder A'lka:libicarbonate, wasserlöslichen Al'kafisilikate, Alkali- orthophosph ate usw. in Frage.
Auch die anhydrischen Phosphate lassen sich mit den WAS mit Vorteil kombinieren. Zu den anhydrischen Phosphaten gehören vor allen Dingen Pyrophosphate, Polyphosphate und Metaphosphate, wobei die Tripoly- phosph.ate und Tetrapo:lyphosp'hiate von besonderer prak tischer Bedeutung sind.
Während Pyro- und Polyphos- phate alkalisch reagieren, so dass sie auch bei alleiniger Anwendung in Kochwaschmitteln in .der Lage sind, die sen die notwendige Alkalität zu geben, reagieren Me'ta- phosphate schwach sauer, so d'ass man sie,
beispielsweise bei der Hers'tell'ung von Feinwaschmitteln zur Enstel- lung niedriger pH-Werte heranziehen kann. Zu: demsel ben Zweck eignen sich die sauren Orthophosphate oder Pyrophosphate, ausserdem sehwache anorganische oder organische Säuren oder andere saure Salze starker an organischer Säuren;
beispielsweise sind Borsäure, Zitro nensäure, Oxalsäure, Milchsäure, Glykol'säure, Wein säure und Natriumbisu!lfat verwendbar.
Darüber hinaus können die erfindungsgemässen Prä parate noch die bekannten, zur Verbesserung der Schmutztragefä'higkeit der synthetischen Waschaktiv- substanzend'ienend'en Kolloide enthalten.
Dabei handelt es sich, im allgemeinen um die wasserlöslichen Salze polymerer Carbonsäuren, Leim, Gelatine, Salze von Äthercarbonsäuren oder Äthersulfonsäuren der Stärke oder der Cellulose oder Salze von sauren Schwefelsäure- estern der Cellulose oder der Stärke.
Die Mengenmässige Zusammensetzung von erfin dungsgemässen Waschmitteln liegt etwa im Bereich des folgenden Schemas:
EMI0003.0001
5-75 <SEP> GewA, <SEP> vorzugsweise <SEP> 10-35 <SEP> Gew.%, <SEP> synthe tische <SEP> anionische <SEP> Waschaktivsubstanzen
<tb> vom <SEP> Sulfat- <SEP> oder <SEP> Sulfonattyp,
<tb> 0,5-50 <SEP> Gew.%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 1-10 <SEP> Gew.%, <SEP> bezogen <SEP> auf
<tb> die <SEP> Menge <SEP> -der <SEP> synthetischen <SEP> Wasch aktivsubstanz <SEP> an <SEP> Sulfobetain, <SEP> jedoch
<tb> wenigstens <SEP> 0,5 <SEP> und <SEP> vorzugsweise <SEP> wenig stens <SEP> 1 <SEP> Gew.%, <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> das <SEP> ge samte <SEP> Waschmittel.
<tb> 5-70 <SEP> GewA, <SEP> vorzugsweise <SEP> 10-50 <SEP> Gew.%,
<SEP> Wasch alkalien,
<tb> 0-70 <SEP> GewA, <SEP> vorzugsweise <SEP> 5-40 <SEP> GewA, <SEP> anhydrische
<tb> Phosphate,
<tb> 0-3,5 <SEP> GewA, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0-3 <SEP> Gew.%, <SEP> Aktivsauer stoff <SEP> in <SEP> Form <SEP> der <SEP> bekannten <SEP> Aktiv sauerstoffträger,
<tb> 0-15 <SEP> GewA, <SEP> vorzugsweise <SEP> 3-10 <SEP> Gew.%, <SEP> Stabilisato ren <SEP> für <SEP> die <SEP> Perverbindungen,
<tb> 0-20 <SEP> Gew.%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0-10 <SEP> Gew.%, <SEP> sonstige
<tb> Waschmittelbestandteäc, <SEP> darunter <SEP> auch
<tb> sc'hwac'h <SEP> sauer <SEP> reagierende <SEP> Verbindun gen,
<tb> 0-2 <SEP> GewA, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,2-1,5 <SEP> Gew.%, <SEP> Zusätze
<tb> zum <SEP> Er'hö'hen <SEP> des <SEP> Schmutztragevermö gens.
Die in den erfindungsgemässen Waschmitteln vor handenen Salze können sich von anorganischen oder organischen Alkaallien ableiten, beispielsweise von Na trium, Kalium oder von en leicht löslichen organischen Aminen und insbesondere den Alkylolamnen, insbeson dere vom Mono-,
Di- oder Triäthanolamin. Die Verwen dung leicht löslicher Salze, wozu in diesem Fall auch die waschaktiven organischen Sulfate oder Sulfonate zu rechnen .sind, ist besonders bei der Herstellung der erfin- dungsgemässen Präparate in pastöser oder flüssiger Form wertvoll.
<I>Beispiele</I> Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Waschmittel enthielten folgende Sulfobetaine:
EMI0003.0034
EMI0003.0035
Diese Sulfobetaine können mit dem gleichen Erfolg ganz oder teilweise durch die entsprechenden Isomeren mit primärer Hydroxylgruppe ersetzt werden.
<I>Beispiel 1</I> Mit Staub und Mineralöl angeschmutzte Wollgarne wurden unter Verwendung von Waschmitteln der unten angegebenen Zusammensetzung in Wasser von 45 C und 16 dH bei einer Konzentration von 2g/1 Wasch- mittel und einem Flottenverhältnis von. 1 : 50 einmal 15 Minuten lang gewaschen.
EMI0003.0060
Bestandteil <SEP> Rezeptur <SEP> Nr.
<tb> la <SEP> 1b <SEP> 1c
<tb> C12 <SEP> _ <SEP> i8-Fettalkoholsulfat <SEP> <B>30% <SEP> 26%</B> <SEP> 26
<tb> Sulfobetain <SEP> I <SEP> - <SEP> 4 <SEP> % <SEP> Sulfobetain <SEP> 1I <SEP> - <SEP> - <SEP> 4
<tb> Natriumsulfat <SEP> <B>70% <SEP> 70%</B> <SEP> 70
<tb> Unter <SEP> Verwendung <SEP> der <SEP> drei <SEP> Waschmittel <SEP> wurden <SEP> fol gende <SEP> prozentuale <SEP> Schmutzentfernungen <SEP> festgestellt:
<tb> Waschmittel <SEP> la <SEP> (Vergleich) <SEP> 29
<tb> Waschmittel <SEP> 1b <SEP> (Sul'fobetain <SEP> 1) <SEP> 41
<tb> Waschmittel <SEP> 1c <SEP> (Sullfobetain <SEP> 1I) <SEP> 40 <I>Beispiel 2</I> Durch Zerstäubungstrocknen eines perboratfreien pastenförm-igen Waschmittelansatzes und Vermischen dieses Pulvers mit Natriumperborat und gegebenenfalls Schaumstabilisator wurden vier Waschmitte folgender
Grundzusammensetzung hergestellt:
EMI0003.0075
Es wurden vier verschiedene Waschmittel hergestellt, die sich durch den Schaumstabifsatoar unterschieden. Das erste Waschmittel enthielt überhaupt keinen Schaum stabilisator (dessen Menge war durch Natriumsulfat er setzt worden), das zweite 3 GewA Kokosfettsäuremono- äthanolamid,
das dritte 2 Gew.% Sulfobetan III und das vierte 2 Gew.% Sulfobotain IV.
Zur Prüfung des Schaumverhaltens unter besonde rer Berücksichtigung der Schaumbeständigkeit bei praxis nahen Bedingungen wurde normal verschmutzte Haus haltwäsche in einer Rührflügelmaschine bei einem Flot- tenverhältnis von 1 :
15 und einer Temperatur von 90 C 15 Minuten lang in der zu prüfenden Waschlauge gewa- sehen, wobei die Anwendungskonzentration dies Wasch- mittels 3 g/1 betrug.
Jeweils 4 1 der schmutzhaltigen Waschlaugen wurden anschliessend bei Temperaturen von 80, 60, 40 und 25 C aus einer Düse mit 3,25 mm lichtem Durchmesser innerhalb von 4 Minuten aus einer Höhe von 80 cm in ein zylindrisches Gefäss von 22 cm Durchmesser einlaufen gelassen.
Die sich dabei ihn Auf- fanggefäss bildende Schaummenge wurde sofort nach Be endigung des Zulaufs und anschliessend nach 1, 3, 5 und 10 Minuten gemessen.
Die dabei festgestellten Schaum volumina sind ad'd'iert in folgender Tabelle angegeben:
EMI0004.0023
Summe <SEP> der <SEP> Schaumvolumina
<tb> Waschmittel <SEP> in <SEP> Litern <SEP> bei
<tb> 80<B>0</B>C <SEP> 60<B>0</B>C <SEP> 400C <SEP> 25<B>0</B>C
<tb> ohne <SEP> Schaumstabilisator <SEP> 9,5 <SEP> 3,8 <SEP> 15,0 <SEP> 9,5
<tb> mit <SEP> 3 <SEP> p <SEP> Kokosfettsäure- <SEP> 21,9 <SEP> 17,1 <SEP> 13,3 <SEP> <B>15,2</B>
<tb> monoäthanolamid
<tb> mit <SEP> 2 <SEP> % <SEP> Sulfobetain <SEP> III <SEP> 22,8 <SEP> 19,0 <SEP> 11,4 <SEP> 15,2
<tb> mit <SEP> 2% <SEP> Sulfobetain <SEP> IV <SEP> 22,8 <SEP> 21,9 <SEP> 17,1 <SEP> <B>17,
1</B> Obwohl die beiden Sulfobetaine in geringerer Menge angewandt wurden als das Kokosfettsäuremanoäthanol- amid', ist die schaumstabilisierende Wirkung des letzte ren erreicht und teilweise sogar noch übertroffen worden.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel auf Basis von synthetischen, organischen, waschaktiven Ver- bindungen des Sulfat- oder Sulfonattyps mit einem Ge halt an kapillaraktiven Sulfobetainen in Mengen von höchstens 50 Gew.%, bezogen auf die Menge dar wasch aktiven Sulfate oder Sulfonate, dadurch gekennzeichnet,dass die kapillaraktiven Sulfobetaine in dem zwischen Stickstoffatom und Sulfonatgruppe stehenden Rest durch Hydroxylgruppen substituiert sind. UNTERANSPRÜCHE 1.Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sulfobetaine folgende Formeln besitzen:EMI0004.0066 worin F, R1 und R2 folgende Reste darstellen: F und gegebenenfal'l's auch R2 hydiophobe Reste, die aus gerad- oder verzweigtkettigen aliphatisehen oder cycloalipn4tischen,direkt oder über aromatische Gruppen oder Heteroatome oder Heteroatomgruppen enthaltene Zwischenglieder mit dem Stickstoff verbundenen Koh lenwasserstoffresten mit 8-22, vorzugsweise 10-18, Ko!h- lenstoffatomen bestehen, R1 und gegebenenfallis auch R2 geradkettige oder verzweigte aliphutische,cycloa!1'ipha- tische oder aral'iphatische Kohlenwasserstoffreste mit höchstens 7 Kohlenstoffätomen, die gegebenenfalls direkt oder über ein Zwischenglied, das auch ein Heteroatom oder eine Heteroatomgruppe sein kann, miteinander ver bunden sein können, wobei in dem Fall,dass F und R2 hydrophobe Reste darstellen, die Summe der in R2 und F enthaltenen Kohlenstoffatome 20 und insbesondere 18 nicht 'übersteigt. 2. Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, d'ad!urch ge kennzeichnet, dass die Sulfobetai:ne in Mengen von we nigstens 0,5 GewA und vorzugsweise von 1-10 Gew.%, bezogen auf die vorhandenen synthetischen organischen Waschaktivsubstanzen des Sulfat oder Sulfonattyps, an wesend sind, wobei die Menge der Sulfobetaine wenig stens 0,3 GewA und vorzugsweise 0,5-5 Gew.% des ge samten Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittels ausmacht. 3.Wasen-, Renigungs-, Netz- und Schaummittel nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass die organische Waschaktiv- substanz wenigstens teilweise aus Fettalkoholsulfaten be steht.4. Wasch-, Reinigungs-, Netz und Schaummittel nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, da- d'urc'h gekennzeichnet,dass der Fettalkoholsulfatgehalt geringer als 50 GewA und vorzugsweise geringer als 30 GewA der gesamten organischen Waschaktivsubsta-nz vom Sulfonat- und Sulfattyp ist.5. Wasch-, Reinigungs-, Netz- und Schaummittel nach, Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass Fettadkoholsulfate wenigstens in gleicher Menge wie Sulfobetaine vorhanden sind.
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