EP0817827B1 - Verfahren zur herstellung wässriger tensidkonzentrate - Google Patents

Verfahren zur herstellung wässriger tensidkonzentrate Download PDF

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EP0817827B1
EP0817827B1 EP96909103A EP96909103A EP0817827B1 EP 0817827 B1 EP0817827 B1 EP 0817827B1 EP 96909103 A EP96909103 A EP 96909103A EP 96909103 A EP96909103 A EP 96909103A EP 0817827 B1 EP0817827 B1 EP 0817827B1
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EP
European Patent Office
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alkyl
carbon atoms
acid
betaines
radical containing
Prior art date
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EP96909103A
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EP0817827A1 (de
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Rafael Pi Subirana
Nuria Bonastre Gilabert
Ester Prat Queralt
Joaquim Bigorra Llosas
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BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Original Assignee
Cognis Deutschland GmbH and Co KG
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    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/88—Ampholytes; Electroneutral compounds
    • C11D1/94—Mixtures with anionic, cationic or non-ionic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/52—Carboxylic amides, alkylolamides or imides or their condensation products with alkylene oxides
    • C11D1/525—Carboxylic 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/662—Carbohydrates or derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C11D1/88—Ampholytes; Electroneutral compounds
    • C11D1/90—Betaines

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of aqueous Surfactant concentrates containing selected sugar surfactants and Betaines, which are characterized by improved application properties award.
  • Sugar surfactants such as, for example, alkyl oligoglycosides, in particular alkyl oligoglucosides, are nonionic surfactants which, due to their excellent detergent properties and high ecotoxicological compatibility, are becoming increasingly important. Preparation and use of these substances have been presented just recently in a number of review articles, one of which is representative of the articles by H. Hensen in Skin Care Forum, (Oct 1992) 1, and D.Balzer N.Ripke in soap Oil-fat waxes 118, 894 (1992) and B.Brancq in soap-oil-fat waxes 118, 905 (1992) are to be mentioned. The same applies to a second group of 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, play a special role, as a synergistic increase in the foam and cleansing power and skin-cosmetic tolerance are observed over a wide mole fraction.
  • a hand dishwashing detergent is known from German patent applications DE-A1 4234487 (Henkel) which, in addition to alkyl glucosides and betaines, also contains fatty alcohol sulfates and fatty alcohol ether sulfates.
  • DE-A1 4311114 Henkel
  • mixtures of alkyl glucosides, betaines and selected fatty alcohol polyglycol ethers can also be used for the same purpose.
  • DE-A1 4009616 Henkel discloses liquid personal cleansing agents which, in addition to alkyl glucosides and betaines, contain protein fatty acid condensates.
  • EP-A-0 728 836 is state of the art under Article 54 (3) EPC and describes sugar surfactant concentrates with solids contents from 25 to 50% by weight, which are also acidic can.
  • the complex object of the invention has been to a process for the preparation of binary surfactant concentrates to make available that free of the described Disadvantages is.
  • Alkyl and alkenyl oligoglycosides are known substances which follow the formula (I) (I) R 1 O- [G] p in which R 1 is an alkyl and / or alkenyl radical having 4 to 22 carbon atoms, G is a sugar radical having 5 or 6 carbon atoms and p is a number from 1 to 10, and can be obtained by the relevant preparative organic chemistry processes.
  • R 1 is an alkyl and / or alkenyl radical having 4 to 22 carbon atoms
  • G is a sugar radical having 5 or 6 carbon atoms
  • p is a number from 1 to 10
  • the alkyl and / or alkenyl oligoglycosides can differ from Aldoses or ketoses with 5 or 6 carbon atoms, preferably derive the glucose.
  • the preferred alkyl and / or alkenyl oligoglycosides are thus alkyl and / or alkenyl oligoglucosides.
  • the alkyl or alkenyl radical R 1 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 oxosynthesis.
  • 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 hardened C 12/14 coconut alcohol with a DP of 1 to 3 are preferred.
  • Fatty acid N-alkylpolyhydroxyalkylamides of the formula (I) in the R 2 CO for an aliphatic acyl radical having 6 to 22 carbon atoms, R 3 for hydrogen, an alkyl or hydroxyalkyl radical with 1 to 4 carbon atoms and [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
  • subsequent acylation with a fatty acid, a fatty acid alkyl ester or a fatty acid chloride With regard to the process for their preparation Patents US US 1,985,424, US 2,016,962 and US 2,703,798 as well as International Patent Application WO 92/06984, reference is made to the. An overview of this topic by H. Kelkenberg can be found in Tens. Surf.Det. 25 , 8 (1988).
  • the fatty acid N-alkylpolyhydroxyalkylamides are preferably derived from reducing sugars having 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):
  • the preferred fatty acid N-alkylpolyhydroxyalkylamides used are glucamides of the formula (III) in which R 3 is hydrogen or an alkyl group and R 2 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, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachic acid, gadoleic acid, behenic acid or erucic acid or their technical mixtures.
  • R 3 is hydrogen or an alkyl group
  • R 2 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, petrose
  • Fatty acid N-alkylglucamides of the formula (III) which are obtained by reductive amination of glucose with methylamine and subsequent acylation with lauric acid or C 12/14 coconut fatty acid or a corresponding derivative are particularly preferred.
  • the polyhydroxyalkylamides can also be derived from maltose and palatinose.
  • Betaines are known surfactants which are predominantly produced by carboxyalkylation, preferably carboxymethylation, of aminic 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.
  • betaines are the carboxyalkylation products of secondary and in particular tertiary amines which follow the formula (IV) in which 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, n for numbers from 1 to 6 and X for a Alkali and / or alkaline earth metal or ammonium.
  • 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
  • n for numbers from 1 to 6
  • X for a Alkali and / or alkaline earth metal or ammonium.
  • Typical examples are are the carboxymethylation products of hexylmethylamine, hexyldimethylamine, octyldimethylamine, decyldimethylamine, dodecylmethylamine, dodecyldimethylamine, Dodecylethylmethylamin, C12 / 14-cocodimethylamine, myristyldimethylamine, cetyldimethylamine, stearyldimethylamine, stearyl, oleyl, C 16/18 tallow alkyl dimethyl amine and technical mixtures thereof.
  • Carboxyalkylation products of amidoamines which follow the formula (V) are also suitable, in which 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 R 5 , R 6 , n and X have the meanings given above.
  • Typical examples are reaction products of fatty acids having 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, elaeostearic acid, gadoleic acid and arachic acid, arachic acid and their technical mixtures, with N, N-dimethylaminoethylamine, N, N-dimethylaminopropylamine, N, N-diethylaminoethylamine and N, N-diethylaminopropylamine, which are condensed with sodium chloroacetate. It is preferred to use a condensation product of C 8/18 coconut fatty acid N, N-dimethylaminopropylamide with sodium chloroacetate.
  • suitable starting materials for the betaines to be used in accordance with the invention are also imidazolines which follow the formula (VI) in which R 8 is an alkyl radical having 5 to 21 carbon atoms, R 9 is a hydroxyl group, an OCOR 8 or NHCOR 8 radical and m is 2 or 3.
  • R 8 is an alkyl radical having 5 to 21 carbon atoms
  • R 9 is a hydroxyl group
  • an OCOR 8 or NHCOR 8 radical an 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 polyhydric amines such as, for example, aminoethylethanolamine (AEEA) or diethylene triamine.
  • AEEA aminoethylethanolamine
  • the corresponding carboxyalkylation products are mixtures of different open-chain betaines.
  • Typical examples are condensation products of the above-mentioned fatty acids with AEEA, preferably imidazolines based on lauric acid or again C 12/14 coconut fatty acid, which are subsequently betainized with sodium chloroacetate.
  • the surfactant concentrates are aqueous solutions or pastes with a solids content of 55 to 65 % By weight.
  • Components (a) and (b) are 90:10 in the weight ratio concentrates to 10:90, preferably 80:20 to 20:80 and in particular 60: 40 to 40: 60 included.
  • the preparation of the surfactant compounds can be done in different ways Ways. For example, it is possible diluted Mixing solutions of sugar surfactants and betaines and then concentrate. It is cheaper, of course, to mix the concentrates and in this way a cumbersome Avoid removing water from the mixtures. Eventually the concentrates fall off during manufacture the betaines immediately when you quaternize the tertiary amines on which the betaines are based in the presence the aqueous sugar surfactant as a solvent. The The time at which the pH value is set is not critical. It is even possible to add viscous, cloudy concentrates later in flawless products from an application technology perspective to convict.
  • the pH is adjusted preferably 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.
  • organic acids such as lactic acid, citric acid and the like.
  • 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 over a wide range of breakwaters provide one for handling advantageously have low viscosity, are clear and a have increased storage stability.
  • the concentrates are suitable themselves for the production of surface-active agents such as in particular manual dishwashing detergents and hair shampoos.
  • the products according to the method of the invention also have a constant low viscosity after 6 months of storage on and are clear.
  • the comparison products fall already in the production as viscous, cloudy mixtures which either crystallize over the period of storage or thicken further.

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Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Tensidkonzentrate, enthaltend ausgewählte Zuckertenside und Betaine, die sich durch verbesserte anwendungstechnische Eigenschaften auszeichnen.
Stand der Technik
Zuckertenside, wie beispielsweise Alkyloligoglykoside, insbesondere 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 Übersichtsartikeln dargestellt worden, von denen stellvertretend die Veröffentlichungen von H.Hensen 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-alkylpolyhydroxyalkylamiden und vorzugsweise Fettsäure-N-alkylglucamiden.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von binären Mischungen von Zuckertensiden der genannten Art mit anderen Tensiden bekkant. Unter diesen Tensidcompounds nehmen Kombinationen von Zuckertensiden insbesondere Alkyloligoglucosiden 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-A1 4234487 (Henkel) ein Handgeschirrspülmittel bekannt, das neben Alkylglucosiden und Betainen noch Fettalkoholsulfate und Fettalkoholethersulfate enthält. Gemäß der Lehre der DE-A1 4311114 (Henkel) kommen für den gleichen Zweck auch Mischungen von Alkylglucosiden, Betainen und ansgewählten Fettalkoholpolyglycolether in Betracht. Aus der DE-A1 4009616 (Henkel) sind schließlich flüssige Körperreinigungsmittel bekannt, die neben Alkylglucosiden und Betainen Proteinfettsäurekondensate enthalten.
EP-A- 0 728 836 ist Stand der Technik unter Artikel 54(3) EPÜ und beschreibt Zuckertensid konzentrate mit Feststoffgehalten von 25 - 50 Gew.%, welche auch sauer eingestellt werden können.
Bei den Mitteln des Stands der Technik handelt es sich jedoch in allen Fällen um mehr oder minder verdünnte wäßrige Lösungen, während es Ziel eines Herstellers von Alkylglucosid/Betain-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 Feststoffgehalten 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 bestanden, ein Verfahren zur Herstellung von binären Tensidkonzentraten zur Verfügung zu stellen, das frei von den geschilderten Nachteilen ist.
Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Tensidkonzentrate mit einem Feststoffgehalt von 55 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, 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 Zukkertensiden und Betainen, die üblicherweise bei alkalischer Einstellung zähflüssig und trüb vorliegen, auf einfachem Wege dünnflüssig und klar werden, wenn man den pH-Wert der Mischungen in den sauren Bereich absenkt. Durch diese Maßnhame wird gleichzeitig auch die Lagerstabilität der Produkte positiv 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 nachträgliche pH-Wert-Einstellung zähflüssige Tensidkonzentrate in ihrer Viskosität absenken und Trübungen beseitigen kann.
    Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside
    Alkyl- und Alkenyloligoglykoside stellen bekannte Stoffe dar, die der Formel (I) folgen, (I)   R1O-[G]p 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, und nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Stellvertretend für das umfangreiche 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, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/ oder Alkenyloligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside.
    Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) gibt den Oligomerisierungsgrad (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 Oligomerisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt.
    Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R1 kann sich von primären Alkoholen 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 Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese anfallen. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge C8-C10 (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C8-C18-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C12-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C9/11-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 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, 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 gehärtetem C12/14- Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.
    Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide
    Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide der Formel (I),
    Figure 00060001
    in der R2CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R3 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 Internationale Patentanmeldung WO 92/06984 verwiesen. Eine Übersicht zu diesem Thema von H.Kelkenberg findet sich in Tens. Surf.Det. 25, 8 (1988).
    Vorzugsweise leiten sich die Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide von reduzierenden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der Glucose ab. Die bevorzugten Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen daher Fettsäure-N-alkylglucamide dar, wie sie durch die Formel (III) wiedergegeben werden:
    Figure 00070001
    Vorzugsweise werden als Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide Glucamide der Formel (III) eingesetzt, in der R3 für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe steht und R2CO für den Acylrest der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure 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 C12/14-Kokosfettsäure bzw. einem entsprechenden Derivat erhalten werden. Weiterhin können sich die Polyhydroxyalkylamide auch von Maltose und Palatinose ableiten.
    Betaine
    Betaine stellen bekannte Tenside dar, die überwiegend durch Carboxyalkylierung, vorzugsweise Carboxymethylierung von aminischen 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 Unterscheidung 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 Carboxyalkylierungsprodukte von sekundären und insbesondere tertiären Aminen dar, die der Formel (IV) folgen,
    Figure 00080001
    in der R4 für Alkyl- und/oder Alkenylreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R5 für Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R6 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.
    Typische Beispiele sind sind die Carboxymethylierungsprodukte von Hexylmethylamin, Hexyldimethylamin, Octyldimethylamin, Decyldimethylamin, Dodecylmethylamin, Dodecyldimethylamin, Dodecylethylmethylamin, C12/14-Kokosalkyldimethylamin, Myristyldimethylamin, Cetyldimethylamin, Stearyldimethylamin, Stearylethylmethylamin, Oleyldimethylamin, C16/18-Talgalkyldimethylamin sowie deren technische Gemische.
    Weiterhin kommen auch Carboxyalkylierungsprodukte von Amidoaminen in Betracht, die der Formel (V) folgen,
    Figure 00090001
    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 angegebenen Bedeutungen haben.
    Typische Beispiele sind Umsetzungsprodukte von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, namentlich Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Gemische, mit N,N-Dimethylaminoethylamin, N,N-Dimethylaminopropylamin, N,N-Diethylaminoethylamin und N,N-Diethylaminopropylamin, die mit Natriumchloracetat kondensiert werden. Bevorzugt ist der Einsatz eines Kondensationsproduktes von C8/18-Kokosfettsäure-N,N-di-methylaminopropylamid mit Natriumchloracetat.
    Weiterhin kommen als geeignete Ausgangsstoffe für die im Sinne der Erfindung einzusetzenden Betaine auch Imidazoline in Betracht, die der Formel (VI) folgen,
    Figure 00100001
    in der R8 für einen Alkylrest mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen, R9 für eine Hydroxylgruppe, einen OCOR8- oder NHCOR8-Rest und m für 2 oder 3 steht. Auch bei diesen Substanzen handelt es sich um bekannte Stoffe, die beispielsweise durch cyclisierende Kondensation von 1 oder 2 Mol Fettsäure mit mehrwertigen Aminen wie beispielsweise Aminoethylethanolamin (AEEA) oder Diethylentriamin erhalten werden können. Die entsprechenden Carboxyalkylierungsprodukte stellen Gemische unterschiedlicher offenkettiger Betaine dar.
    Typische Beispiele sind Kondensationsprodukte der oben genannten Fettsäuren mit AEEA, vorzugsweise Imidazoline auf Basis von Laurinsäure oder wiederum C12/14-Kokosfettsäure, die anschließend mit Natriumchloracetat betainisiert werden.
    Tensidkonzentrate
    Bei den Tensidkonzentraten handelt es sich um wäßrige Lösungen bzw. Pasten mit einem Feststoffgehalt von 55 bis 65 Gew.-%. Die Komponenten (a) und (b) sind in den Konzentraten im Gewichtsverhältnis 90 : 10 bis 10 : 90, vorzugsweise 80 : 20 bis 20 : 80 und insbesondere 60 : 40 bis 40 : 60 enthalten.
    Die Herstellung der Tensidcompounds kann auf unterschiedlichem 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 umständliche Entfernung von Wasser aus den Gemischen zu vermeiden. 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 nachträglich in aus anwendungstechnischer Sicht einwandfreie Produkte zu überführen. Die Einstellung des pH-Wertes erfolgt vorzugsweise durch Zugabe von Mineralsäuren wie beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure oder vorzugsweise Phosphorsäure oder organischen Säuren wie Milchsäure, Citronensäure und dergleichen. Für den gleichen Zweck kommen auch bei Raumtemperatur flüssige Fettsäuren mit 8 bis 18, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Laurinsäure oder Ölsäure in Frage.
    Gewerbliche Anwendbarkeit
    Durch die Absenkung des pH-Wertes lassen sich Konzentrate von Zuckertensiden und Betainen über einen weiten Bereich des Molenbruchs 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 insbesondere manuelle Geschirrspülmittel sowie Haarshampoos.
    Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.
    Beispiele I. Eingesetzte Tenside
  • A1) C8/10-Alkyloligoglucosid   (Plantaren(R) APG 225)
  • A2) C12/16-Alkyloligoglucosid   (Plantaren(R) APG 1200)
  • A3) C8/16-Alkyloligoglucosid   (Plantaren(R) APG 2000)
  • A4) Mischung aus A1 und A3   (60:40 Gewichtsteile)
  • A5) Mischung aus A1 und A3   (80:20 Gewichtsteile)
  • A6) Mischung aus A1 und A3   (75:25 Gewichtsteile)
  • A7) Mischung aus A1 und A3   (50:50 Gewichtsteile)
  • A8) Mischung aus A1 und A3   (43:57 Gewichtsteile)
  • A9) Kokosfettsäure-N-methylglucamid
    • B1) 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 Beschaffenheit wurde visuell nach einer Lagerzeit von 10 d beurteilt. Die Produkte nach den Vergleichsbeispielen V1 bis V4 wurden gleich behandelt, jedoch auf alkalisch eingestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt (Prozentangaben als Gew.-%).
    Viskositätsmessungen und Lagertests
    Bsp. A B A : B FG % pH Vis. [mPa*s] Prod.
    1 h 6 m
    1 A1 B1 25:75 51 4,2 500 550 klar
    2 A1 B1 50:50 56 5,6 2700 2800 klar
    3 A1 B1 75:25 62 5,7 6150 6175 klar
    4 A2 B2 50:50 50 5,0 3000 3100 klar
    5 A3 B1 25:75 40 5,0 250 275 klar
    6 A3 B1 50:50 44 4,7 1500 1550 klar
    7 A3 B1 75:25 47 4,2 1200 1300 klar
    8 A4 B1 57:43 54 5,1 3100 3200 klar
    9 A5 B1 59:41 55 5,4 3000 3100 klar
    10 A6 B1 48:52 53 5,5 2400 2500 klar
    11 A7 B1 67:33 55 5,1 3100 3200 klar
    12 A8 B1 75:25 56 5,1 2900 3000 klar
    13 A9 B1 50:50 50 5,0 1200 1250 klar
    V1 A1 B1 50:50 56 10,8 6000 - trüb
    V2 A2 B2 50:50 50 9,5 7500 - trüb
    V3 A3 B1 75:25 47 11,0 1700 - trüb
    V4 A3 B1 50:50 48 10,0 6600 - trüb
    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 kristallisieren oder weiter eindicken.

    Claims (5)

    1. Verfahren zur Herstellung wäßriger Tensidkonzentrate mit einem Feststoffgehalt von 55 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, dadurch gekennzeichnet, daß man die Konzentrate auf einen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 6,5 einstellt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente (a1) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside der Formel (I) einsetzt, (I)   R1O-[G]p 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-alkylpolyhydroxyalkylamide der Formel (II) einsetzt,
      Figure 00170001
      in der R2CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R3 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.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente (b) Betaine der Formel (IV) einsetzt,
      Figure 00180001
      in der R4 für Alkyl- und/oder Alkenylreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R5 für Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R6 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 gekennzeichnet, daß man als Komponente (b) Betaine der Formel (V) einsetzt,
      Figure 00190001
      in der R7CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 3 Doppelbindungen, R5 für Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R6 für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m 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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