DE3239293A1

DE3239293A1 - Use of derivatives of arylsulphonic acids as viscosity regulators for highly viscous industrial surfactant concentrates

Info

Publication number: DE3239293A1
Application number: DE19823239293
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 4018 Langenfeld Linde
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1982-10-23
Filing date: 1982-10-23
Publication date: 1984-04-26

Abstract

The viscosity of aqueous highly viscous industrial anionic surfactant concentrates, in particular concentrates containing at least 30 % by weight of alpha -sulpho-fatty esters, is not more than 10000 mPa.s at 40 DEG C if arylsulphonic acid compounds in amounts of 0.5 to 10 % by weight, based on the surfactant concentrate, are added as viscosity regulators to the concentrates. Suitable viscosity regulators are in particular the sodium salt of N-chloro-p-toluenesulphonamide and the sodium salt of N-chlorobenzenesulphonamide. The addition of these compounds also results in permanent brightening of any dark surfactant concentrates.

Description

"Verwendung von Derivaten der Arylsulfonsäuren als Viskositäts-"Use of derivatives of aryl sulfonic acids as viscosity

regler für hochviskose technische Tensid-Konzentrate" Bei der Herstellung von pulverförmigen oder körnigen Wasch- und Reinigungsmitteln nach dem im großtechnischen Maßstab gebräuchlichen Heißsprühverfahren geht man von wäßrigen Aufschlämmungen ("Slurry" genannt) aus, die einen großen Teil der Waschmittelbestandteile oder auch alle Waschmittelbestandteile enthalten. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es wichtig, daß der Slurry möglichst reich an Waschmittelbestandteilen, d.h. möglichst arm an flüssigen Ballaststoffen ist. Man verwendet zum Ansetzen des Slurries daher die geringstmögliche Wassermenge. Der Konzentrierung sind aber Grenzen durch die höchstmögliche Viskosität, bei welcher der Slurry gerade noch verarbeitet werden kann, gesetzt.regulator for highly viscous technical surfactant concentrates "During manufacture of powdery or granular detergents and cleaning agents after the industrial scale Standard hot spray processes are based on aqueous slurries (Called "slurry") made up of a large part of the detergent ingredients or also contain all detergent ingredients. From an economic point of view is It is important that the slurry is as rich as possible in detergent ingredients, i.e. as rich as possible is low in liquid fiber. It is therefore used to prepare the slurry the least amount of water possible. But there are limits to the concentration highest possible viscosity at which the slurry can just be processed can, set.

Ein wesentlicher Bestandteil der meisten Wasch- und Reinigungsmittel sind anionische Tenside, die bei der Herstellung des Waschmittel-Slurries meist als pastenförmige Konzentrate in Form ihrer Alkali- oder Ammoniumsalze eingesetzt werden. DerTensidge halt der technischen Konzentrate liegt zum Beispiel im Fall der .a(-Sulfotalgfettsäuremethylester bei ca. 30 Gew.-%. Pasten mit höherem Tensidgehalt lassen sich aber nicht mehr verarbeiten. Eine Besonderheit im rheologischen Verhalten von Tensidkonzentraten besteht darin; daß sie auf die Zugabe von Wasser nicht mit einer Viskositätsverminderung, sondern zunächst mit einer Verdickung zu einem gelartigen Zustand reagieren, woraus für den Verarbeiter weitere Probleme erwachsen. Beispielsweise ist es häufig nicht einfach, gebildete Gelklumpen wieder in Lösung zu bringen, oder es verstopfen Ventile von Pumpen und Behältern. .An essential part of most laundry detergents and cleaning agents are anionic surfactants that are mostly used in the manufacture of detergent slurries used as paste-like concentrates in the form of their alkali or ammonium salts will. The tenside content of the technical concentrates is, for example, in the case the .a (-Sulfotalg fatty acid methyl ester at approx. 30% by weight. Pastes with a higher surfactant content but can no longer be processed. A specialty in rheological behavior of surfactant concentrates is; that they do not involve the addition of water a viscosity reduction, but initially with a thickening to a gel-like State, from which further problems arise for the processor. For example it is often not easy to bring formed gel lumps back into solution, or it clogs the valves of pumps and tanks. .

Zur Lösung dieser Probleme sind verschiedene Vorschläge bekannt geworden. In der DE-OS 22 51 405 beispielsweise werden die Salze bestimmter Carbonsäuren, insbesondere Hydroxycarbonsäuren als Viskositätsregulatoren beschrieben. Nach der Lehre der DE-OS 23 05 554 sind sulfonierte aromatische Verbindungen für diesen Zweck geeignet. Die DE-OS 23 26 006 nennt Sulfate oder Sulfonate von aliphatischen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffen als Viskositätsregulatoren. Auch der Zusatz von niederen Alkanolen wird als Möglichkeit zur Viskositätsverminderung in den genannten Druckschriften aufgeführt. Ferner wird der Zusatz der altbekannten Hydrotrope wie zum Beispiel Cumolsulfonat, oder von sauren Phosporsäureestern (DE-AS 16 17 160) oder von mehrwertigen Alkoholen, bestimmten Carbonsäuren und/oder Estern dieser Verbindung beschrieben (EP-OS 8 060). Aus der europäischen Offenlegungsschrift Nr. 24 711 ist bekannt, zur Verbesserung des Fließverhaltens von anionischen Tensidkonzentraten Sulfate von bestimmten Polyalkyletherglykolen zuzusetzen.Various proposals for solving these problems have become known. In DE-OS 22 51 405, for example, the salts of certain carboxylic acids, in particular, hydroxycarboxylic acids are described as viscosity regulators. After The teaching of DE-OS 23 05 554 are sulfonated aromatic compounds for this purpose suitable. DE-OS 23 26 006 mentions sulfates or sulfonates of aliphatic, if appropriate substituted hydrocarbons as viscosity regulators. Also the addition of lower alkanols is mentioned as a way to reduce viscosity in the Publications listed. Furthermore, the addition of the well-known hydrotropes such as for example cumene sulfonate, or of acidic phosphoric acid esters (DE-AS 16 17 160) or of polyhydric alcohols, certain carboxylic acids and / or esters of these Compound described (EP-OS 8 060). From the European patent application no. 24 711 is known to improve the flow behavior of anionic surfactant concentrates Add sulfates of certain polyalkylether glycols.

Manche der in der Literatur genannten Zusätze wirken nicht bei allen Tensid-Konzentraten, andere müssen in hoher Konzentration eingesetzt werden, und wieder andere, wie niedere Alkanole, erniedrigen den Flammpunkt der Konzentrate.Some of the additives mentioned in the literature do not work for all Surfactant concentrates, others must be used in high concentration, and still others, such as lower alkanols, lower the flash point of the concentrates.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung von Substanzen zur Verbesserung des Fließverhaltens von wäßrigen technischen Aniontensid-Konzentraten, insbesondere von ok-Sulfofettsäureester-Konzentraten, so daß diese in höheren Konzentrationen als bisher verarbeitbar sind oder daß bei gleicher, noch für eine Verarbeitung geeigneten Viskosität, Konzentrate mit höherem Feststoffgehalt verwendet werden können beziehungsweise daß die Konzentrate beim Verdünnen mit Wasser keinen Viskositätsanstieg aufweisen Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß man wäßrigen, hochviskosen technischen Aniontensid-Konzentraten, insbesondere Konzentraten vono&-Sulfofettsäureestern mit einem Tensid-Gehalt von wenigstens 30 Gew.-% α vt-Sulfofettsäureestern, 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Konzentrat, Arylsulfonsäure-Verbindungen der Formel I in der R für Wasserstoff oder die Methylgruppe steht, als Viskositätsregler zusetzt und vermischt, so daß die Konzentrate eine Viskosität von höchstens 10 000 mPas bei einer Temperatur von 40 oC aufweisen.The object of the present invention is therefore to provide substances for improving the flow behavior of aqueous industrial anionic surfactant concentrates, in particular ok-sulfofatty acid ester concentrates, so that they can be processed in higher concentrations than before or that have the same viscosity that is still suitable for processing Concentrates with a higher solids content can be used or that the concentrates do not show any increase in viscosity when diluted with water .-% α vt-sulfo fatty acid esters, 0.5 to 10% by weight, based on the concentrate, arylsulfonic acid compounds of the formula I in which R stands for hydrogen or the methyl group, is added as a viscosity regulator and mixed so that the concentrates have a viscosity of at most 10,000 mPas at a temperature of 40 oC.

Die Verbindungen der Formel I sind bekannte, in Wasser leicht lösliche Stoffe, die infolge ihres Gehaltes an leicht abspaltbarem Aktivchlor unter anderem als Desinfektionsmittel und als mildes Bleichmittel verwendet werden. Beispiele für geeignete Verbindungen der Formel I sind N-Chlor-Derivate von o-, m- und insbesondere p-Toluolsulfonsäureamid-Natrium und von Benzolsulfonsäureamid-Natrium. Sie gehören zu der als Chloramine bezeichneten Gruppe von Verbindungen, deren charakteristisches Merkmal chlorsubstituierte Stickstoffatome sind. Die Verbindung der Formel I mit R = Methyl in p-Stellung ist unter dem Trivialnamen "Chloramin T" und die Verbindung mit R = H als "Chloramin B" bekannt; sie lassen sich einfach nach bekannten Methoden herstellen. Chloramin T erhält man beispielsweise einfach aus dem bei der Saccharinsynthese anfallenden p-Toluolsulfochlorid durch Amidierung und Behandlung mit Natriumhypochlorit. Chloramin T ist in großen Mengen verfügbar und daher bevorzugt. Die Viskositätsverringerung durch Zusätze von Chloramin T (oder B) beispielsweise zu ct -Sulfofettsäureester-Konzentraten tritt auch bei solchen Konzentraten auf, die von einem vorange--gangenen Bleichprozeß her zu Farbäufhellung noch 0,2 - 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 - 4 Gew.-% Natriumhypochlorit enthalten und bei niedrigen Temperaturen (ca. 30 OC) als Gel vorliegen.The compounds of the formula I are known, readily soluble in water Substances that, due to their content of easily split off active chlorine, among other things Can be used as a disinfectant and as a mild bleach. Examples Suitable compounds of the formula I are N-chloro derivatives of o-, m- and in particular sodium p-toluenesulfonamide and sodium benzenesulfonamide. you belong to the group of compounds known as chloramines, their characteristic Characteristic are chlorine-substituted nitrogen atoms. The compound of formula I with R = methyl in the p-position is under the common name "Chloramine T" and the compound with R = H known as "chloramine B"; they can be easily made using known methods produce. For example, chloramine T is easily obtained from the saccharin synthesis resulting p-toluenesulfonyl chloride by amidation and treatment with sodium hypochlorite. Chloramine T is available in large quantities and is therefore preferred. The viscosity reduction by adding chloramine T (or B), for example to ct sulfo fatty acid ester concentrates also occurs in concentrates from a previous bleaching process add 0.2-10% by weight, preferably 1-4% by weight, of sodium hypochlorite to brighten the color and are available as a gel at low temperatures (approx. 30 OC).

Arbeitet man in diese gelförmigen Konzentrate Chloramin T (oder B) in den angegebenen Mengen (0;5 - 10 Gew.-%, bezogen auf das Konzentrat) ein, erzielt man die erwünschte Viskositätsverringerung, durch die eine leichtere Verarbeitung, zum Beispiel bei niedrigeren Temperaturen oder die Verarbeitung von höherkonzentrierten Tensid-Konzentraten möglich ist. Die beschriebene viskositätssenkende Wirkung der Chlor-Derivate der Arylsulfonamide ist insofern überraschend, als die Arylsulfonamide selbst wirkungslos sind.If you work in these gel-like concentrates Chloramine T (or B) in the specified amounts (0; 5 - 10 wt .-%, based on the concentrate) achieved the desired reduction in viscosity, through which easier processing, for example at lower temperatures or the processing of higher concentrations Surfactant concentrates is possible. The described viscosity-lowering effect of the Chlorine derivatives of the arylsulfonamides are surprising insofar as the arylsulfonamides themselves are ineffective.

Die Viskositätsregulierung ist für Konzentrate von -Sulfofettsäureestern ein besonderes Problem, da bereits Konzentrate mit mehr als etwa 30 Gew.-% Tensidgehalt nicht mehr gut verarbeitbar sind.The viscosity regulation is for concentrates of sulfo fatty acid esters a particular problem, since concentrates with a surfactant content of more than about 30% by weight are already present are no longer easy to process.

Ohne das Viskositätsproblem wäre es technisch möglich, Tensidkonzentrate mit bis zu ca. 80 % Tensid-Gehalt herzustellen. Die Viskositätsverminderung von oL-Sulfofettsäureester-Konzentraten ist daher ein besonderes Ziel der vorliegenden Erfindung.Without the viscosity problem, it would be technically possible to use surfactant concentrates with up to approx. 80% surfactant content. The viscosity reduction of OL-sulfofatty acid ester concentrates is therefore a particular aim of the present Invention.

04 -Sulfofettsäureester-Konzentrate, deren Viskosität man durch die erfindungsgemäße Verwendung der genannten Verbindungen verringert, leiten sich von Fettsäuren mit 10 bis 20, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und von aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 10,vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Molekül ab. Die Einführung der Sulfogruppe erfolgt entweder durch Sulfonierung der7Fettsäure und anschließende Veresterung der Carboxylgruppe mit dem Alkohol oder durch Sulfonierung eines entsprechenden Fettsäureesters. Nach beiden Verfahren werden Ester von Sulfofettsäuren erhalten, die die Sulfosäuregruppe in cZ -Stellung enthalten. 04 -Sulfofatty acid ester concentrates, the viscosity of which can be determined by the Reduced use according to the invention of the compounds mentioned, derive from Fatty acids having 10 to 20, preferably 12 to 18 carbon atoms and of aliphatic Alcohols with 1 to 10, preferably 1 to 4 carbon atoms in the molecule. the The sulfo group is introduced either by sulfonation of the fatty acid and subsequent esterification of the carboxyl group with the alcohol or by sulfonation of a corresponding fatty acid ester. Both processes produce esters of sulfo fatty acids obtained containing the sulfonic acid group in the cZ position.

Besonders geeignete -Sulfo Ct-Sulfofettsäureester sind die-Alkali- oder Ammoniumsalze des Ethyl- und insbesondere des Methylesters von Talgfettsäure mit einer Sulfogruppe in OI-Stellung, wobei die Säurekomponente der Fettsäureester im wesentlichen aus gesättigten C16 - und G18-Fettsäuren besteht. Die sulfonierten Produkte weisen in der Regel eine dunkle Farbe auf, die ihre Verwendung in Waschmitteln ausschließen würde. Man bleicht daher die Sulfonierungsprodukte nach bekannten Verfahren mit Persauerstoffverbindungen oder Aktivchlcr enthaltenden Verbindungen.Particularly suitable -Sulfo Ct sulfo fatty acid esters are the -alkali or ammonium salts of the ethyl and especially the methyl ester of tallow fatty acid with a sulfo group in OI position, the acid component being the fatty acid ester consists essentially of saturated C16 and G18 fatty acids. The sulfonated Products are usually dark in color, which means that they are used in laundry detergents would rule out. The sulfonation products are therefore bleached by known processes with peroxygen compounds or compounds containing active chlorine.

Eine unerwünschte Eigenart von α -Sulfofettsäureester-Konzentraten, die mit Natriumhypochlorit gebleicht werden, ist eine Farbvertiefung der gebleichten Produkte bei der Lagerung, d.h. der Bleicheffekt bildet sich teilweise wieder zurück. Der Zusatz von Chloramin T (oder B) zur erfindungsgemäßen Viskositätssenkung verhindert nicht nur diese Rückbildung des Bleicheffektes sondern führt darüberhinaus zu einer zusätzlichen Aufhellung des gebleichten Produkts; dies ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung von Chloramin T (oder B).An undesirable peculiarity of α-sulfo fatty acid ester concentrates, bleached with sodium hypochlorite is a deepening of the color of the bleached Products during storage, i.e. the bleaching effect is partially reduced again. The addition of chloramine T (or B) prevents the viscosity reduction according to the invention not only this regression of the bleaching effect but also leads to a additional lightening of the bleached product; this is another benefit the inventive use of chloramine T (or B).

Beispiele Verschiedene Proben eines in großtechnischem Maßstab hergestellten Konzentrats des Na-Salzes von ob -Sulfotalgfettsäuremethylester mit ca. 32 Gew.-% Aktivsubstanz, einem Sulfiergrad von 97 % und einer Farbzahl nach KLETT von 970 (5 % Aktivsubstanz, 4-cm-Küvette, Messung bei 400 bis 465 nm) waren zum Bleichen mit unterschiedlichen Mengen an Natriumhypochlorit (NaOCl) versetzt worden, Während des Bleichvorgangs wurden den einzelnen Proben unterschiedliche Mengen an Chloramin T zugesetzt und die erzielte Viskositätsverminderung der Proben und deren Farbaufhellung im Vergleich zu einer Probe ohne Chloramin T-Zusatz festgestellt. Die Meßergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 enthalten. Der Zusatz an NaOCl bezieht sich dabei auf die Aktivsubstanz und der Zusatz an Chloramin T auf das Konzentrat. Examples Various samples of one manufactured on a large industrial scale Concentrate of the sodium salt of ob -sulfotalg fatty acid methyl ester with approx. 32% by weight Active ingredient, a degree of sulfation of 97% and a KLETT color number of 970 (5% active substance, 4 cm cuvette, measurement at 400 to 465 nm) were for bleaching different amounts of sodium hypochlorite (NaOCl) have been added while During the bleaching process, different amounts of chloramine were found in the individual samples T added and the achieved reduction in viscosity of the samples and their lightening of the color in comparison to a sample without chloramine T added. The measurement results are included in Table 1 below. The addition of NaOCl is related on the active ingredient and the addition of chloramine T to the concentrate.

Tabelle 1 Viskositätsverminderung und Farbaufhellung von α- Sulfotalgfettsäuremethylester Beispiel NaOCl-Zusatz Chloramin T-Zustaz Viskosität mPas bei Temp. Farbzahl Nr. Gew.-% Gew.-% 40°C nach KLETT 0 3 0 15000 480 1 2 3 3651 305 2 2 4 705 250 Bei höher konzentrierten Tensid-Ansätzen kann zur Erreichung der gewünschten Viskosität der Zusatz an Viskpsitätsregler eröht werden. Erhöhung der Arbeitstemperatur wirkt ebenfalls viskositätsvermindernd; dies ist aber schon aus Gründen des höheren Energieaufwandes nicht angebracht.Table 1 Viscosity reduction and lightening of the color of α-Sulfotalgfettsäuremethylester Example NaOCl additive chloramine T additive viscosity mPas at temp. Color number No. wt .-% wt .-% 40 ° C according to KLETT 0 3 0 15000 480 1 2 3 3651 305 2 2 4 705 250 In the case of more concentrated surfactant mixtures, the addition of viscosity regulator can be increased in order to achieve the desired viscosity. Increasing the working temperature also reduces the viscosity; but this is not appropriate for reasons of the higher energy consumption.

Schließlich ist noch die durch den Chloramin T-Zusatz bewirkte Farbaufhellung bemerkenswert; vorteilhaft ist ferner, daß die Farbzahl der unter Zusatz von Chloramin T durchgeführten Versuche sich auch nach 60-stündiger Lagerung der Konzentrate bei 65 OC praktisch nicht veränderte, während die Farbzahl des Chlormin T-freien Ansatzes sich unter diesen Bedingungen auf ca. 780 verschlechterte.Finally, there is the lightening of the color brought about by the addition of chloramine T remarkable; It is also advantageous that the color number with the addition of chloramine T tests carried out even after 60 hours of storage of the concentrates 65 OC practically did not change, while the color number of the Chlormin T-free approach deteriorated to about 780 under these conditions.

Claims

Claims 1.) Use of arylsulfonic acid compounds of the formula I. in which R stands for hydrogen or the methyl group, as a viscosity regulator for aqueous, highly viscous technical anionic surfactant concentrates, in particular for α-sulfo fatty acid ester concentrates containing at least 30% by weight. cC sulfo fatty acid esters, the viscosity regulators being used in amounts of 0.5 to 10% by weight, based on the surfactant concentrate, so that at a temperature of 40 ° C. the concentrates have a viscosity of at most 10,000 mPas.

2. Use of compounds of formula 1 in which R is the methyl group stands, according to claim 1 as a viscosity regulator for anionic surfactant concentrates.

3. Use of compounds of the formula I according to Claims 1 and 2 as a viscosity regulator in α-sulfo fatty acid concentrates, the sodium hypochlorite contain.

4. Use of compounds of the formula I according to Claims 1 to 3 as a viscosity regulator in concentrates of the ethyl ester and in particular of Methyl esters of α-Sulfotalg fatty acid esters in the form of their alkali or ammonium salts, wherein the tallow fatty acid consists essentially of saturated C16 and C18 fatty acids derives.