DE1792163A1

DE1792163A1 - Detergenzzusammensetzungen

Info

Publication number: DE1792163A1
Application number: DE19681792163
Authority: DE
Inventors: Meyers Joseph Andrew; Taylor Robert Coleman; Wolsky Betty Jane; Lincoln Robert Morrison
Original assignee: Atlantic Richfield Co
Current assignee: Atlantic Richfield Co
Priority date: 1967-08-24
Filing date: 1968-07-29
Publication date: 1971-10-14
Also published as: GB1232120A; NL6811647A; BE719642A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf aufgebaute synthetische Detergenzjäusammensetzungen, in denen das anionische Detergenz ein Kondensationsprodukt aus einem langkettigen 1,2-Epoxyalkan mit einem Alkalimetallsalz von N-Methyltaurin ist und der Rest der Zusammensetzung aus anorganischen Salzen besteht, um einen leistungsfähigen aufgebauten Ansatz herzustellen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Zusammensetzungen, in denen das anionische Detergenz das Kondensationsprodukt aus dem Natriumsalz von N-Methyltaurin mit einem 1,2-Epoxyalkan, welches 12 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist, ist.

Alkylbenzolsulfonate werden als anionische Detergenzien in aufgebauten synthetischen Detergenzzusammensetzungen seit vielen Jahren verwendet. Während dieser Zeit ist in der Technik eine

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BAD ORIGtNAjL

Entwicklung vor sich gegangen, insofern, als anstelle der verzweigtkettigen Alkylbemzolsulfonßte die biologisch leichter abbaubaren geradkettigen Alkylbenzolsulfonate verwendet «erden· Gleichzeitig wurde die Verwendung von Polyphosphate!!, wie z.B. Natriumtripolyphosphat, ale Aufbaumittel In handeleüblichen synthetischen Detergenzzaisanraansetxungen, die Alkylbeosoleulfona te enthalten, nahezu allgemein üblich, und zwar wegen der synergistischen Wirkung der Polyphosphate in βölchert Ansitzen. Darüberhinaus wurden die Polyphosphate*euch als Aufbaumittel in Kombinationen mit Alkylsulfaten und ta Ansätzen, öle sowohl anionische als auch nicht-ionische oberflachereitive Mittel enthalten, verwendet.

Zwar ist die Wirkung der Polyphosphate bezüglich der Waschkraft vielfältig und allgemein anerkannt, aber in den Ietaten Jähren wurde erkannt, daß die Verwendung von Phosphaten in Detergenζ-ansätzen drastisch herabgesetzt und wenn möglich sogar aufge-* geben werden sollte. Der Grund hierfür liegt in der 'Patsache, daß sich die Anzeichen mehren, daß Phosphate eine Umgebung schaffen, welche das übermäßige Wachs cum von Algen in Ofeerflächenwassorn, wie Teichen, Strömen, Bächen, Seen and dgl., fördert. Zwar können die Phosphate aus den verschiedensten Quellen kommen, beispielsweise aus dem Ablauf von mit Phosphaten gedüngten Feldern, aber die Polyphosphate, die in synthetischen Detergeozansätzen verwendet worden sind, tragen zweif>3* stgf

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gesamten Phosphatverunreinigung bei. Infolgedessen wurden beträchtliche Anstrengungen gee acht, Verbindungen su finden, die in Detergensansätsen anstelle der Polyphosphate verwendet werden können.

In der deutschen Patentschrift ... (Aktenzeichen der deutschen Anmeldung P 1 668 863.4) ist eine aufgebaute Alkylbenzoleulfonatdetergenzzusammensetsung angegeben, in der das Tripolyphoephat durch das Kondensationsprodukt aus einen langkettigen 1,2-Epoxyalkan mit einem Alkalieetallsalz von Teurinverbindungen ersetzt ist.

In der US-Patentschrift 3 084 187 let eine Gruppe ähnlicher substituierter Aminoalkansulfonsäuren und Alkalinetallsalze davon angegeben. Diese Materialien werden als Setergenzien bezeichnet, aber aus verschiedenen Gründen haben sie technisch keine Bedeutung erlangt·

Es wurde nunmehr festgestellt, daß das KondensatIonsprodukt aus einem langkettigen 1,2-Epoxyalkan Bit einem Alkalimetallsalz von N-Methyltaurin anstelle von Alkylbenzolsulfonaten in aufgebauten synthetischen Detergenszusannensetzungen verwendet werden kann, vorausgesetzt, daß Polyphosphate, wie z.B. Natriuatripolyphosphat, nicht als eines der anorganischen Aufbaumittel verwendet werden.

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Ges&a der Erfindung wird eine aufgebaute syntheticehe Detergenz-

zueoffimensetzung vorgeschlagen, welche folgendee enthält ι

synthetisches anionischee Detergents . 5 - 20 Se«

Alkalimetalleilicat 3 - 10 Gew.

Alkalimetallcarbonat 25 - 75 Gew.-%

Alkelinetallsulfat 15-60

Natriuracarboxymetiaylcellulose ' 0,1 - 2

Alkaliaetallhydroxyd 0-3

wobei das synthetische anionische Detergeaz eioe Verblödung

der Formel

R-CH- CH₂ - ti - CH₂CH₂SO-M

0 Cfl, ' .

ist, worin R eine Alkylgruppe mit einer durchschnittlichen bettenlänge von 10 bis 18 Kohlenetoffatoaen dareteilt und M ein Alkalimetall ist»

Die verwendeten Sulfonate «erden durch die Koodeoeation von 1,2-I^poxy-C^ ₂-C2o~alkanen »it einea AlkeliaetallefilE von N-Methyltaurin hergestellt, wobei die entsprechenden SMIetnyl-N-bota-hydroxyalkyJtauridsalze erhalten werden, «eiche ale einziges anionisches Detergenζ in den erflndungsgesäßen aufgebauten synthetischen Detergenzansätsen verwendet werden. Di· 1,2-Epoxyalkane mit 12 bis 20 Kohlenetoffeto»en im Molekül «erden in zweckmäßiger Weise durch Epoxydatioa voa C^ **%s

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Olefinen hergestellt, die ihrerseits aus Crackwachsfraktionen oder durch Äthylenpolymerisation erhalten werden. Die Epoxydation der alpha-Olefine kann in zweckmäßiger Welse durch das Verfahren ausgeführt werden, das in der belgischen Patentschrift 674· 076 angegeben ist. Gemäß diesem 'Verfahren wird das alpha-Olefin mit einem organischen Hydroperoxyd als Oxydationsmittel in Gegenwart eines molybdänhaltigen Katalysators kontaktiert.

Die Kondensationsprodukte werden hergestellt durch Umsetzung des N-Methyltaurinsalzes (im allgemeinen als handelsübliche 63 %ige wässrige Lösung des Natriumsalzes) mit dem C^~ ~ ^20"" Epoxyd, d.h. den 1,2-Epoxy-G₁₂~^C20"^{alkeja# Die bfidtn} Verbindungen werden 1 bis 6 Stunden auf eine Temperatur la Bereich von 30 bie 120⁰C erhitzt. Das Kondensationsprodukt kann nach herkömmlichen Verfahren abgetrennt werden. Bei einem zweckmäßigen Verfahren wird das Reaktionsgemisch angesäuert, un das Kondensationprodukt in die unlösliche Säure umzuwandeln, aus welcher nach Waschen mit Wasser, Alkohol und Hexan das Alkalimetallsals durch Neutralisation alt einem Alkalimetallhydroxyd zurückgewonnen werden kann. Das Epoxyd/Taurinaala-Kondensationsprodukt wird durch Eindampfen der Lösung erhalten. Das durch dies Verfahren gebildete Kondensationeprodukt besitzt die Formel

R - CH - OH₂ - Ii - CH₂OH₂BO₅M

Γ Λ

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worin R eine Alkylgruppe mit 10 bis 18 Kohlenotoffatomeα und M ein Alkalimetall, vorzugsweise Natrium, ist;·

Die Ansätze der vorliegenden Erfindung enthalten 5 bis 20 Gew.-% und vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-56 der beschriebenen N-Methyl-N-beta-hydroxyalkyltaurinealzes ale einziges anioniseb.es Detergenz des Ansatzes.

Die anorganischen Aufbaumittel, die in Kombination mit diesem anorganischen Deter gen ζ verwendet werden, sind Alkalimetallsilicate, Natriumcarbonat, Natriumsulfat, Äatriumcarboxyiiethylcellulose und gegebenenfalls Hatriumhjdroxyd.

Dae Alkaliaetallsilicat ist in Mengen im Bereich vom # Die 10 Gew.-% und vorzugsweise von 5 bis 8 Gew.-flt anwesend. Das Alkalimetallsilicat kann eine der handelsüblichen Verbindungen

sein, in denen das Verhältnis von ßiliciumdioxyd tu Alkalinetalloxyd im Bereich von 1 t 2 bis 2,4 j 1 liegt· Vorzugsweise ist das Alkalimetall Natrium, so daß die verwendeten HatrittBsilicate ein SiOp ; Na₂O-Verhältnis von 1 : 2 bis 2,4 ι 1 besitsen. Besonders bevorzugt ist Natriummetasilicat, in welchem das Verhältnis 1 : 1 ist.

In der Technik kann Natriumhydroxyd in Mengen bis zu j) Gew.-% verwendet werden, um die Natriumsilicate su modifizieren. Bei

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Nstriummetasilicat wurde gefunden, daß 1 Gew.-% eine Verbesserung ergibt. Das Natriumhydroxid kann jedoch auch von der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vollständig weggelassen werden.

Das Natriumcarbonat liegt in einen Bereich von 25 bis 75 Gew.-%, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 30 und 60 <3ew.-% liegt. Des Natriumsulfat liegt in einen Bereich von 15 bis 60 Gew.-%, wobei der bevorzugte Bereich 20 bis 50 Gew.-% beträgt. Die Natriumcarboxymethylcellulose liegt in einem Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%, wobei der bevorzugte Bereich 0,5 bis 1 Gew»-% ist.

Die aufgebauten synthetischen Betergenzzusamiaensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch andere Zusätze enthalten, die normalerweise in solchen Produkten verwendet werden· Wenn beispielsweise ein starkes Schäumen erwünscht ist, dann kann ein Schaummittel, wie z.B. das Isopropanolamid von Laurinsäure oder Cocosäuren oder ähnliche Alkanolsmide von Fettsäuren, als Schaumaufbaumittel in Mengen im Bereich von 1 bis 5 Gew.-^ verwendet werden. Wenn ein geringes Schäumen erwünscht ist, wie ZoB. in Zusammensetzungen, die in automatischen Vaschmasciiinen mit Frontbeschickung verwendet werden sollen, dann kann eine

einer Kombination auii/Petteäureeeife mit einem C.^ - Cpp-Alkohol alleine oder in Kombination mit einem nicht-ionischen Detergens odjr das nicht-ionische

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Detergenz alleiue ala Schaumunterdrückungsiaittel in Mengen im Bereich von 2 bie 6 % verwendet «erden. Die Verwendung von ßchaumsteuerungsmitteln in aufgebauten synthetischen Detergenz« zusammensetzungen ist allgemein bekannt; sie können auch in den erfindungsgemäßeη aufgebauten Detergenzzueammensetzungen verwendet werden. !Sa wird darauf hingewiesen, daß diese Materialien vollständig aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weggelassen werden können·

Andere Zusätze, die in Aufbauansätzen verwendet werden, wie ζ·ΰ. Wasserenthärter, Aufheller, Farbstoffe, Duftstoffe und dgl., können ebenfalls in die erfindungsgemäßen Ansätze eingearbeitet werden.

Obwohl die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorzugsweise eine pulverform aufweisen, können sie auch als wässrige Lösungen angesetzt «erden. Wenn konzentrierte wässrige Lösungen erwünscht sind, dann kann die Menge des Natriumsulfats auf den Minimalwert herabgesetzt werden; gegebenenfalls können hierbei zur

Erzielung einer größeren Löslichkeit Kaliumsalze anstelle der Natriumsalze verwendet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern spezielle Aueführungsformen der vorliegenden Erfindung.

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Beispiel I

Bin iiondensationsprodukt wurde hergestellt, indem ein Gemisch aus 1,2-Epoxyalkan, welches durchschnittlich 14 bis 16 Kohlenstoff atome im Molekül aufwies, mit dem Natriumsals von H-Methyltaurin umgesetzt wurde· Eine Anzahl von aufgebauten. Zusammensetzungen wurden hergestellt, wobei ein Alkylbenzolsulfonat verwendet wurde, in dem die Alkylgruppe geradkettig war und 11 bis 14 Kohlenstoffatome enthielt· Weiterhin wurde eine Anzahl von aufgebauten Zusammensetzungen hergestellt, wobei das Kondensationsprodukt aus dem Epoxyd mit den N-tfethyltaurinsalz sowohl alleine als auch in Kombination mit dem linearen Alkylbenzole sulfonet verwendet wurde, Biese Zusammensetzungen (G6*»-£) sind in der folgenden Tabelle gemeinsam mit Resultaten, die bei Verwendung derselben in Baumwollwaschtests erhalten wurden, angegebene

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	yers uchs nummer	1	2	3	4	5	6	7 .	8	9	10
	lineares Alkylbenzolsulfonat	20	20	20	20	10				Λ /"
	C₁₁I-C, g-Epoxy-N-taurinsalz			9	9	9 •	20	10	20	10	10
	Natriumtripolyphosphat	35					35	35
	NatriummetallsLlicat	7	33	33	7	33	7	7	7	7	7
	Natriumcarbonat				26				35	35	35
ο to β»	Natriumsulfat Natriumcarboxymethyloellulose	37 1	46 1	37 1	37 1	47 1	37 1	47 1	37 1	47 1	47 1
*»■	Natriumhydroxyd										1
	VJaschkraft bei Baumwolle *
■fr	mit Wasser einer Hart· 150 ppm *mit Wasser +itrnr* Härte 300 ppm**	77 71	71	76 65	70 63	72	77	75	'78 73	74 71	76 73

* Tergotometerdetergency* siehe Journal of American Oil Chemists' Society,

Band 42, Seiten 723 - 727 (1965), 0,15 Feststoffkonzentratton, 48,9°C, 3 Zyklen

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Aus den Resultaten dieser Tests können eine Anzahl von Schlüssen gezogen werden. Wenn die Polyphosphate aua einem herkömmlichen Hochleistungswaschmittelansatz auf der Baals von linearen Alkylbenzolsulfonaten (Versuch 2 verglichen mit Versuch 1) weggelassen werden, dann wird die Wirksamkeit bei der Reinigung eines Baumwolltuchs auf einen unannehmbaren Wert herabgesetzt· Wenn das Epoxyd/N-Methyltaurlnsalz-Kondensationeprodukt in einem phosphatfreien Ansatz verwendet wird (Vereuche 31 * und verglichen mit Versuch 1 und 2), dann wird die Waschkraft im Falle des Versuchs 3 verbessert, ist aber nicht so gut als mit Phosphat enthaltenden aufgebauten Ansätzen.

Wenn die Konzentration des linearen Alkylbenzolsulfonate in Versuch 5, bei dem der Ansatz das Epoxyd/N-Methyltaurinsalz-Kondensationsprodukt enthält, von 20 % auf 10 % herabgesetzt wird, dann wird die Waschkraft noch weiter herabgesetzt (Versuch 5 verglichen mit Versuch 3 und Versuch 1).

Ee ist jedoch überraschen, daß, wenn das lineare Alkylbenzolsulfonat aus dem Phosphatansatz weggelassen wird und das Epoxyd/ N-Methyltaurinsalz-Kondensationsprodukt hierfür eingesetzt wird, eine gute Waschkraft erhalten wird (Versuche 6 und Vereuche 7 verglichen mit Versuch 1). Die überraschende Tatsache besteht jedoch darin, daß der Ansatz, der dae Epoxyd/N-Methyltaurin-Kondenöotionsprodukt als einziges oberflächenaktives Mittel

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BAD ORIGINAL

(kein lineares Alkylbenfcolsulfona<O und kein Äujap&afc e&thielt, beim Waschen nicht nur in hartem Wasser sondern auch ia sehr hartem Wasser (vergleiche Versuche 8 und 9 &&$ Versuch 1) genau so gut oder noch besser war ale der herkömmlich«» Hochleiötungsansatz auf der Basis von linearen AlkylbeniOlaulfonaten und Phosphaten,

Die Verwendung von Alkalimetaailicaten in Konzentrationen von mehr als ungefähr 10 Gew.~% in pulverisierten Hoehleiettmge-Waschmitteln ist unerwünscht, da sie häufig unlößliche Teilchen bilden, die sich beim Waschen auf den Stoffen abscheiden. Diese Versuche zeigen auch, daß das Natriusnaetaeilioat auf einen an» nehmbaren Wert verringert werden kann, wenn eine Kombination von Natriumcarbonat und Natriumsulfat anstelle Vom Natriumtripolyphosphat als Aufbaumittel verwendet wird. Ss ist auch interessant,Versuche 4 mit Versuch 8 und 9 zu vergleichen. Der Versuch 4 zeigt, daß Natriumcarbonat nicht als Ersatz für das Natriumtripolyphosphat geeignet ist, wenn ein lineares Alkylbenzolsulfonat als Teil des oberflächenaktiven Materials verwendet wird. Aus einem Vergleich des Versuch 9 »it dem Versuch 10 ist ersichtlich, daß eine gewisse Verbesserung erzielt werden kann, wenn eine kleine Menge Natriufthydroxyd in der Zusammensetzung verwendet wird. Infölgedeßien kann aus diesen Resultaten geschlossen werden, daß nur die epeeiellen Ansätze

eeneia der vorliegenden Erfindung geeignet sich, fett/ ein Kondensationen

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BAD ORIGINAL

produkt aus einem langkettigen 1,2-Epoxyalkan und einen N-Methyltaurinsalz als einsiges oberflächenaktives Material verwendet wird.

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Claims

1. Detergenzzusaromensetzung, welche anionische Detergenzlen

und Aufbaumittel einschließlich Silicate und Carbonate enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung folgendes enthält :

synthetisches anionisches Detergenz 5~2O Ge%,-#

Alkalimetallailicat 3-10 Gew.-^

Alkalimetallcarbonat 25 - 75 Gew.-%

Alkaliroetallsulfat 15 - 60 Gew.-%

Natriumcarboxymethylcellulose 0,1 - 2 Gew.-%

Alkalimetallhydroxyd 0-3 Gew.-#,

wobei das synthetische anionische Detergenz eine Verbindung der Formel

R-CH- CH₀ - N - CH₀CH₀SOxM I 2,223

0 CH^

ist, worin R eine Alkylgruppe mit einer durcnfclfruiittlichenr Kettenlänge von 10 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt und M ein Alkalimetall ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Alkalimetall in jeder Komponente Natrium ist.

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3. Zusammensetzung nach einem der An6prüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallsilicat Natriumsilicat mit einem SiOg : NagO-Verhältnis von 1 : 2 bis 2,4 : 1 ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, daß das Silicat Natriummetasilicat ist.

5» Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß R 12 bis 14 Kohlenstoffatome enthält-

6p Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische anionische Detergenz in einem Bereich von 10 bis 15 Gew.-% liegt, dae Alkalimetallsilicat Natriummetasilicat ist und in einem Bereich von 5 bis 8 Gev.-% liegt, dae Alkalimetallcarbonat Natriumcarbonat ist und in einem Bereich von 30 bis 60 Gew.-% liegt, dau Alkalimetallsulfat Natriumsulfat ist und in einem Bereich von 20 bis 50 Gei7.-$ liegt, die Natriumcarboxymethylcellulose in einem Bereich von 0,5 bis 1 Gew.-% liegt und dae Alkalimetallhydroxyd NatriuBihydroxyd ist und seine Menge ungefähr 1 Gew.-% beträgt.,

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