DE3588115T2 - Concentrated plasticizer compositions based on quaternary ammonium-containing cationic surface-active compounds - Google Patents
Concentrated plasticizer compositions based on quaternary ammonium-containing cationic surface-active compoundsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft wäßrige konzentrierte Zusammensetzungen oder Formulierungen auf der Basis von grenzflächenaktiven quaternären Ammoniumverbindungen, die insbesondere als Weichspüler für Textilien dienen; sie betrifft ferner die Herstellung dieser Formulierungen.The present invention relates to aqueous concentrated compositions or formulations based on surface-active quaternary ammonium compounds, which serve in particular as fabric softeners for textiles; it also relates to the preparation of these formulations.
Konzentrierte Weichspüler für Textilien sind Produkte, die immer mehr sowohl von den Technikern, die die Formulierungen entwickeln, als auch von den Anwendern gewünscht werden. Diese Produkte weisen nämlich im Vergleich mit herkömmlichen Weichspülern für Textilien, die etwa 4 bis 6 % quaternäre Ammoniumsalze enthalten, bei gleichen Eigenschaften zahlreiche Vorteile auf.Concentrated fabric softeners are products that are increasingly desired by both the technicians who develop the formulations and by users. These products offer numerous advantages over conventional fabric softeners, which contain approximately 4 to 6% quaternary ammonium salts, while maintaining the same properties.
Für den Verbraucher haben sie im allgemeinen einen interessanten Preis, sind in kleineren Verpackungen abgepackt (sie nehmen daher weniger Volumen ein), und sie sind oft ökonomischer. Für den Hersteller sind die Verpackungen bei gleichem Wirkstoff kleiner, d.h., der Kostenaufwand der Verpackung und die Kosten der Verpackungen sind geringer, ferner sind auch die Kosten der Lagerung, des Transports und der Transportmittel geringer und die Herstellungskapazitäten höher. Der einzige Mangel dieser Formulierungen besteht darin, daß sie schwieriger herzustellen sind, insbesondere im Hinblick auf die Stabilität und Fluidität. Diese Formulierungen müssen nämlich ausreichend flüssig bleiben, um korrekt in die Verteilungssysteme der Waschmaschinen zu laufen, obwohl natürlich eine Verdünnung der Formulierungen zu diesem Zweck immer möglich ist, wenn dies auch lästig ist.For the consumer, they generally have an attractive price, are packaged in smaller containers (they therefore take up less volume) and are often more economical. For the manufacturer, the packaging is smaller for the same active ingredient, which means that the packaging and packaging costs are lower, storage, transport and transport costs are lower and production capacity is higher. The only disadvantage of these formulations is that they are more difficult to manufacture, particularly in terms of stability and fluidity. These formulations must remain sufficiently fluid to flow correctly into the washing machine distribution systems, although dilution of the Formulations for this purpose are always possible, even if this is annoying.
Im Stand der Technik werden derartige konzentrierte Weichspüler vorgeschlagen. Es wurden insbesondere beschrieben:Such concentrated fabric softeners are proposed in the prior art. In particular, they have been described:
- in dem Patent US-A-3 681 241 Weichspülerformulierungen, die zwei wesentliche Bestandteile enthalten, nämlich:- in patent US-A-3 681 241 fabric softener formulations containing two essential ingredients, namely:
. ein quaternäres Ammoniumsalz und. a quaternary ammonium salt and
. ein Alkylaminoimidazoliniumalkylsulfat;. an alkylaminoimidazolinium alkyl sulfate;
- in dem Patent FR-A-2 303 892 Weichspüler, die vier wesentliche Bestandteile enthalten, nämlich:- in patent FR-A-2 303 892 fabric softeners containing four essential ingredients, namely:
. ein quaternäres Ammoniumsalz,. a quaternary ammonium salt,
. einen Polyoxyethylenoleylether,. a polyoxyethylene oleyl ether,
. Harnstoff und. Urea and
. ein wasserlösliches Ammoniumsalz.. a water-soluble ammonium salt.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen konzentrierten Weichspülerformulierungen enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, 10 bis 25 Gew.-% mindestens eines kationischen grenzflächenaktiven Stoffs vom Typ quaternärer Ammoniumverbindungen, der ausgewählt ist unter:The aqueous concentrated fabric softener formulations according to the invention contain, based on the total weight of the composition, 10 to 25% by weight of at least one cationic surfactant of the quaternary ammonium compound type, which is selected from:
a) quaternären Ammoniumsalzen der allgemeinen Formel a) quaternary ammonium salts of the general formula
worin bedeuten:where:
- R&sub1; und R&sub2;, die gleich oder voneinander verschieden sind, unabhängig voneinander Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen&sub1; die gegebenenfalls durch eine oder mehrere funktionelle Ester-, Ether- oder Amidgruppen oder polyalkoxylierte Ketten, die 1 bis 5 Etherfunktionen enthalten, unterbrochen sind,- R₁ and R₂, which are identical or different, independently represent alkyl or hydroxyalkyl groups containing 1 to 4 carbon atoms₁, optionally interrupted by one or more ester, ether or amide functional groups or polyalkoxylated chains containing 1 to 5 ether functions,
- R&sub3; und R&sub4;, die gleich oder voneinander verschieden sind, jeweils unabhängig voneinander langkettige Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppen mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch eine oder mehrere Doppelbindungen miteinander verbunden sind, wobei die Gruppen durch mindestens eine funktionelle Ester-, Ether- und/oder Amidgruppe unterbrochen sind, und- R₃ and R₄, which are the same or different from one another, each independently represent long-chain alkyl or hydroxyalkyl groups having 10 to 24 carbon atoms, optionally linked to one another by one or more double bonds, the groups being interrupted by at least one functional ester, ether and/or amide group, and
- X&supmin; ein Anion, das unter Chlorid, Bromid&sub1; Methylsulfat, Ethylsulfat, Acetat, Lactat, Formiat, Gluconat oder Phosphat ausgewählt ist,- X⊃min; is an anion chosen from chloride, bromide₁, methyl sulfate, ethyl sulfate, acetate, lactate, formate, gluconate or phosphate,
b) Alkylimidazoliniumsalzen oder deren Hydrolyseprodukten der Formel b) Alkylimidazolinium salts or their hydrolysis products of the formula
worin bedeuten:where:
- R&sub5; eine Alkylgruppe mit 8 bis 25 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch eine oder mehrere Doppelbindungen miteinander verbunden sind,- R5; an alkyl group having 8 to 25 carbon atoms, optionally linked by one or more double bonds,
- R&sub6; Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy- oder Carboxygruppen substituiert sind,- R6 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4, preferably 1 to 3 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy or carboxy groups,
- R&sub7; Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,- R�7 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
- R&sub8; eine Alkylgruppe mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch eine oder mehrere Doppelbindungen miteinander verbunden sind,- R8 is an alkyl group having 9 to 25 carbon atoms, optionally linked by one or more double bonds,
- Y&supmin; ein Chlorid-, Bromid-, Methylsulfat-, Ethylsulfat-, Acetat-, Lactat-, Formiat-, Gluconat- oder Phosphatanion,- Y⊃min; is a chloride, bromide, methyl sulfate, ethyl sulfate, acetate, lactate, formate, gluconate or phosphate anion,
- in Kombination mit einem die Viskosität verringernden Salz, das in einer so großen Menge enthalten ist, daß die Viskosität der Zusammensetzung kleiner als 300 mPa s ist, wobei das die Viskosität verringernde organische Salz ausgewählt ist unter:- in combination with a viscosity-reducing salt present in such a large amount that the viscosity of the composition is less than 300 mPa s, the viscosity-reducing organic salt being selected from:
a) Aminsalzen mit einer Molmasse im Bereich von 150 bis 450 der allgemeinen Formel a) amine salts having a molecular weight in the range from 150 to 450 of the general formula
worin bedeuten:where:
- R&sub9;, R&sub1;&sub0;, R&sub1;&sub1;, die gleich oder voneinander verschieden sind, unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Carboxy- oder Natriumcarboxylatgruppen substituiert und gegebenenfalls durch Ester-, Ether- und/oder Amidfunktionen unterbrochen sind, und- R�9;, R₁₀, R₁₁, which are the same or different from one another, independently of one another, represent hydrogen or alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy, carboxy or sodium carboxylate groups and optionally interrupted by ester, ether and/or amide functions, and
- Z&supmin; ein Chlorid-, Bromid-, Sulfat-, Nitrat-, Phosphat-, Formiat-, Acetat-, Lactat-, Gluconatoder Glutamatanion,- Z- a chloride, bromide, sulfate, nitrate, phosphate, formate, acetate, lactate, gluconate or glutamate anion,
b) quaternären Ammoniumsalzen mit einer Molmasse von 100 bis 450 der allgemeinen Formel b) quaternary ammonium salts with a molecular weight of 100 to 450 of the general formula
worin bedeuten:where:
- R&sub1;&sub2; eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,- R₁₂ is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
- R&sub1;&sub3;, R&sub1;&sub4;, R&sub1;&sub5; Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Carboxy- oder Natriumcarboxylatgruppen substituiert und gegebenenfalls durch Ester-, Ether- und/oder Amidfunktionen unterbrochen sind, und- R₁₃, R₁₄, R₁₅ are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy, carboxy or sodium carboxylate groups and optionally interrupted by ester, ether and/or amide functions, and
- A&supmin; ein Chlorid-, Bromid-, Methylsulfat-, Ethylsulfat- oder Phosphatanion,- A⊃min; is a chloride, bromide, methyl sulfate, ethyl sulfate or phosphate anion,
c) Amin-, Alkalimetall- und Erdalkalimetailsalzen von Mono- oder Polycarbonsäuren, die in ihrem anionischen Teil 5 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxyfunktionen substituiert sind, und die eine oder mehrere Carboxyfunktionen enthalten, deren Molmasse im Bereich 150 bis 450 liegt,c) amine, alkali metal and alkaline earth metal salts of mono- or polycarboxylic acids containing in their anionic part 5 to 8 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy functions, and containing one or more carboxy functions, the molecular mass of which is in the range 150 to 450,
d) quaternären Polyammoniumsalzen der Formel d) quaternary polyammonium salts of the formula
worin bedeuten:where:
- R&sub1;&sub6; eine Alkylgruppe, die vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält,- R₁₆ is an alkyl group which preferably contains 1 to 3 carbon atoms,
- R&sub1;&sub7;, R&sub1;&sub8;, R&sub1;&sub9; und R&sub2;&sub0; Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Carboxy- und/oder Natriumcarboxylatgruppen substituiert und gegebenenfalls durch Ester-, Ether- und/oder Amidfunktionen unterbrochen sind,- R₁₇, R₁₇, R₁₇ and R₂₀ are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy, carboxy and/or sodium carboxylate groups and optionally interrupted by ester, ether and/or amide functions,
- A&supmin; ein Anion, das vorzugsweise unter Chlorid, Methylsulfat, Ethylsulfat, Bromid und Phosphat ausgewählt ist,- A⊃min; an anion preferably selected from chloride, methyl sulfate, ethyl sulfate, bromide and phosphate,
- n eine ganze Zahl von 1 bis 6,- n is an integer from 1 to 6,
- m eine ganze Zahl von 1 bis 12, wobei die Kohlenstoffkette, die die Stickstoffatome verbindet, gegebenenfalls durch eine oder mehrere Ether-, Ester- oder Amidfunktionen unterbrochen ist.- m is an integer from 1 to 12, where the carbon chain connecting the nitrogen atoms is optionally interrupted by one or more ether, ester or amide functions.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen können ferner nichtionische grenzflächenaktive Stoffe als Emulgatoren und Stabilisierungsmittel enthalten.The formulations according to the invention can also contain non-ionic surfactants as emulsifiers and stabilizers.
In den erfindungsgemäßen Formulierungen können beliebige kationische grenzflächenaktive Stoffe auf der Basis von quaternären Ammoniumsalzen verwendet werden, die mindestens eine höhere Alkylkette aufweisen. Diese grenzflächenaktiven Stoffe sind in Wasser bei Konzentrationen von 5 bis 20 Gew.-% oder mehr praktisch unlöslich.Any cationic surfactants based on quaternary ammonium salts having at least one higher alkyl chain can be used in the formulations according to the invention. These surfactants are practically insoluble in water at concentrations of 5 to 20% by weight or more.
Beispiele für kationische grenzflächenaktive als Weichspüler für Textilien wirkende Mittel sind die folgenden Verbindungen: Dimethyl-di(Fettalkyl)-ammoniumchlorid, wobei hier unter Fettalkyl Alkyl von hydriertem Talg verstanden wird, Dimethyl-di(Fettalkyl)-ammoniumchlorid, wobei hier unter Fettalkyl Alkyl von Talg verstanden wird, Dimethyldi(Talg)-ammoniummethylsulfat, Dimethyl-di(Fettalkyl)- ammoniumchlorid, wobei hier unter Fettalkyl Alkyl von Palmöl verstanden wird, Dimethyl-dihexadecyl-ammoniumchlorid, Dimethyl-dioctadecyl-ammoniumchlorid, Diethyldihexadecyl-ammoniumchlorid, Dieicosyl-dimethyl-ammoniumchlorid, Di(2-stearoyloxyethyl)methyl-2-hydroxyethyl- ammoniummethylsulfat, Di(2-palmitoyloxyethyl)methyl-2- hydroxyethyl-ammoniummethylsulfat, Di (2-Alkyloyloxyethyl)methyl-2-hydroxyethyl-ammoniummethylsulfat, das Lactat, Gluconat oder Acetat von N,N-Bis(2-alkylamidoethyl)-N-(2- hydroxyethyl)amin und die ethoxylierten oder propoxylierten Produkte mit Fettketten von Talg, Ölsäure, Palmöl, hydriertem Talg oder Stearinsäure; das Lactat, Gluconat oder Acetat von N,N-Bis(2-alkylamidoethyl)-N-(2-hydroxypropyl)amin und die ethoxylierten oder propoxylierten Produkte mit Fettketten von Talg, Ölsäure, Palmöl, hydriertem Talg oder Stearinsäure; das Chlorid oder Methylsulfat von N,N-Bis (2-alkylamidoethyl)-N-(2- hydroxyethyl)-N-methyl-ammonium und die ethoxylierten oder propoxylierten Produkte mit Fettketten von Talg, Ölsäure, hydriertem Talg, Palmöl und Stearinsäure; das Chlorid oder Methylsulfat von N,N-Bis(2-alkylamidoethyl)-N-(2-hydroxypropyl)-N-methyl-ammonium und die ethoxylierten oder propoxylierten Produkte mit Fettketten von Talg, Ölsäure, Palmöl, hydriertem Talg und Stearinsäure; das Chlorid oder Methylsulfat von N,N-Bis(alkyl)-N-(2-hydroxypropyl)-N- methylammonium mit Fettketten von Talg, Ölsäure oder Palmöl; das Chlorid oder Methylsulfat von N-Alkyl-N-(2- alkylacetat)-N,N-dimethylammonium mit einer Fettkette von Talg, Palmöl, hydriertem Talg, Ölsäure oder Stearinsäure.Examples of cationic surfactants acting as fabric softeners for textiles are the following compounds: dimethyl-di(fatty alkyl)-ammonium chloride, where fatty alkyl is understood to mean alkyl of hydrogenated tallow, dimethyl-di(fatty alkyl)-ammonium chloride, where fatty alkyl is understood to mean alkyl of tallow, dimethyldi(tallow)-ammonium methyl sulfate, dimethyl-di(fatty alkyl)-ammonium chloride, where fatty alkyl is understood to mean alkyl of palm oil, dimethyl-dihexadecyl-ammonium chloride, dimethyl-dioctadecyl-ammonium chloride, diethyldihexadecyl-ammonium chloride, dieicosyl-dimethyl-ammonium chloride, di(2-stearoyloxyethyl)methyl-2-hydroxyethyl-ammonium methyl sulfate, di(2-palmitoyloxyethyl)methyl-2-hydroxyethyl-ammonium methyl sulfate, di(2-alkyloyloxyethyl)methyl-2-hydroxyethyl-ammonium methyl sulfate, the lactate, gluconate or acetate of N,N-bis(2-alkylamidoethyl)-N-(2-hydroxyethyl)amine and the ethoxylated or propoxylated products with fatty chains of tallow, oleic acid, palm oil, hydrogenated tallow or stearic acid; the lactate, gluconate or acetate of N,N-bis(2-alkylamidoethyl)-N-(2-hydroxypropyl)amine and the ethoxylated or propoxylated products with fatty chains of tallow, oleic acid, palm oil, hydrogenated tallow or stearic acid; the chloride or Methyl sulphate of N,N-bis(2-alkylamidoethyl)-N-(2-hydroxyethyl)-N-methyl-ammonium and the ethoxylated or propoxylated products with fatty chains of tallow, oleic acid, hydrogenated tallow, palm oil and stearic acid; the chloride or methyl sulphate of N,N-bis(2-alkylamidoethyl)-N-(2-hydroxypropyl)-N-methyl-ammonium and the ethoxylated or propoxylated products with fatty chains of tallow, oleic acid, palm oil, hydrogenated tallow and stearic acid; the chloride or methyl sulphate of N,N-bis(alkyl)-N-(2-hydroxypropyl)-N-methylammonium with fatty chains of tallow, oleic acid or palm oil; the chloride or methyl sulphate of N-alkyl-N-(2-alkylacetate)-N,N-dimethylammonium with a fatty chain of tallow, palm oil, hydrogenated tallow, oleic acid or stearic acid.
Die Imidazoliniumverbindungen umfassen insbesondere 1- Methyl-1-(alkyl(Fettalkyl)amido)ethyl-2-alkyl(Fettalkyl)- 4,5-dihydroimidazoliniummethoxysulfat, wobei hier unter Fettalkyl Alkyl von Talg verstanden wird, 2-Methyl-1- (alkyl(Fettalkylamido)ethyl-2-heptadecyl-4,5-dihydroimidazoliniumchlorid, wobei hier unter Fettalkyl Alkyl von Palmöl verstanden wird, 2-Heptadecyl-1-methyl-1-(2-stearylamido)ethyl-imidazoliniumchlorid und 2-Lauryl-1-hydroxyethyl-1-oleyl-imidazoliniumchlorid.The imidazolinium compounds include in particular 1- methyl-1-(alkyl(fatty alkyl)amido)ethyl-2-alkyl(fatty alkyl)- 4,5-dihydroimidazolinium methoxysulfate, where fatty alkyl is understood here to mean alkyl of tallow, 2-methyl-1- (alkyl(fatty alkylamido)ethyl-2-heptadecyl-4,5-dihydroimidazolinium chloride, where fatty alkyl is understood here to mean alkyl of palm oil, 2-heptadecyl-1-methyl-1-(2-stearylamido)ethyl-imidazolinium chloride and 2-lauryl-1-hydroxyethyl-1-oleyl-imidazolinium chloride.
Ein oder mehrere kationische grenzflächenaktive Stoffe liegen in der erfindungsgemäßen Formulierung mit einer Konzentration von mindestens 10 Gew.-% vor. Unterhalb dieser Konzentrationen sind stabile und wenig viskose Emulsionen, deren Viskosität unter 300 mpas liegt, leicht herzustellen. Die Wahl der Konzentration an kationischen grenzflächenaktiven Stoffen wird abhängig von praktischen Überlegungen getroffen. Die Konzentration der kationischen grenzflächenaktiven Stoffe kann im Bereich von 10 bis 25 % oder mehr liegen, sie liegt jedoch im allgemeinen in der Größenordnung von 15 bis 20 Gew.-%.One or more cationic surfactants are present in the formulation according to the invention at a concentration of at least 10% by weight. Below these concentrations, stable and low-viscosity emulsions with a viscosity of less than 300 mpas are easy to prepare. The choice of the concentration of cationic surfactants is made depending on practical considerations. The concentration of the cationic surfactants can be in the range of 10 to 25% or more, but it is generally in the order of 15 to 20 wt.%.
Der weitere wesentliche Bestandteil der erfindungsgemäßen Formulierungen ist ein Mittel, das die Viskosität konzentrierter Emulsionen auf der Basis von kationischen grenzflächenaktiven Stoffen vom Typ quaternärer Ammoniumverbindungen absenkt, um Formulierungen herzustellen, die bei normalen Temperaturen leicht gießbar sind.The other essential component of the formulations according to the invention is an agent which lowers the viscosity of concentrated emulsions based on cationic surfactants of the quaternary ammonium type in order to produce formulations which are easily pourable at normal temperatures.
Es ist wohlbekannt, daß durch den Zusatz von im allgemeinen anorganischen Salzen zu Emulsionen, die mindestens 4 % kationische grenzflächenaktive Stoffe enthalten, die Viskosität deutlich verringert werden kann; durch die Verwendung dieser Salze wird man jedoch sehr schnell in der Konzentration beschränkt, und die so hergestellten Emulsionen werden bei der Lagerung zu schnell viskos oder trennen sich sogar bei normalen Temperaturen in zwei Phasen auf.It is well known that the addition of salts, generally inorganic, to emulsions containing at least 4% cationic surfactants can significantly reduce viscosity; however, the use of these salts very quickly limits the concentration and the emulsions thus prepared become too viscous on storage or separate into two phases even at normal temperatures.
Die die Viskosität verringernden Mittel, die in den erfindungsgemäßen Formulierungen verwendet werden, sind organische Salze, deren besondere Struktur ihnen eine hohe Wirksamkeit gegenüber kationischen grenzflächenaktiven Stoffen, aber auch gegenüber Wasser (über ihr Vermögen, mit Wasser Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden) verleiht. Durch diese kombinierten Effekte kann eine überraschende Absenkung der Viskosität zusammen mit einer guten Stabilität über der Zeit und ohne Risiko der Trennung hergestellt werden.The viscosity-reducing agents used in the formulations according to the invention are organic salts whose particular structure gives them high effectiveness against cationic surfactants, but also against water (via their ability to form hydrogen bonds with water). These combined effects make it possible to obtain a surprising reduction in viscosity, together with good stability over time and without risk of separation.
Die spezielle Struktur der organischen Salze liegt an der Gegenwart von mehreren elektronegativen Atomen, die unter Sauerstoff, Stickstoff, Halogenen u.dgl. ausgewählt sind, und die befähigt sind, mit Wassermolekülen Wasserstoffbrückenbindungen einzugehen.The special structure of organic salts is due to the presence of several electronegative atoms selected from oxygen, nitrogen, halogens, etc. and which are capable of forming hydrogen bonds with water molecules.
Die die Viskosität verringernden Mittel umfassen a) Aminsalze, b) quaternäre Ammoniumsalze, c) Amin-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze von Mono- oder Polycarbonsäuren und d) quaternäre Polyammoniumsalze, so wie oben definiert.The viscosity reducing agents include a) amine salts, b) quaternary ammonium salts, c) amine, alkali metal and alkaline earth metal salts of mono- or polycarboxylic acids and d) quaternary polyammonium salts as defined above.
Die Molmasse der oben definierten quaternären Ammoniumsalze liegt im allgemeinen im Bereich von 200 bis 2000 und vorzugsweise von 200 bis 1200.The molecular weight of the quaternary ammonium salts defined above is generally in the range from 200 to 2000 and preferably from 200 to 1200.
Als Beispiel für erfindungsgemäß besonders bevorzugte organische Salze können genannt werden: die Gluconate und Glutamate von Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin; N,N,N-Tris(2-hydroxyethyl)-N-methylammoniumchlorid oder -methylsulfat; N,N,N-Tris(2-hydroxyethyl)-N- ethylammoniumchlorid oder -ethylsulfat; N,N-(Bis(2-hydroxyethyl)-N,N-dimethylammoniumchlorid oder -methylsulfat; N,N- Bis(2-hydroxyethyl)-N-ethyl-N-methylammoniumchlorid oder -methylsulfat; N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-N,N-diethylammoniumchlorid oder -ethylsulfat; Gluconsäure und Glutaminsäure sowie deren Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze.Examples of organic salts that are particularly preferred according to the invention include: the gluconates and glutamates of monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine; N,N,N-tris(2-hydroxyethyl)-N-methylammonium chloride or methyl sulfate; N,N,N-tris(2-hydroxyethyl)-N-ethylammonium chloride or ethyl sulfate; N,N-(bis(2-hydroxyethyl)-N,N-dimethylammonium chloride or methyl sulfate; N,N-bis(2-hydroxyethyl)-N-ethyl-N-methylammonium chloride or methyl sulfate; N,N-bis(2-hydroxyethyl)-N,N-diethylammonium chloride or ethyl sulfate; gluconic acid and glutamic acid as well as their sodium, potassium and ammonium salts.
Als Beispiele für die erfindungsgemäß geeignete quaternäre Polyammoniumsalze kann das N,N,N',N'-Tetrakis(2-hydroxyethyl)-N,N'-dimethylethylen-diammoniumdichlorid oder -dimethylsulfat der folgenden Formel Examples of the quaternary polyammonium salts suitable according to the invention include N,N,N',N'-tetrakis(2-hydroxyethyl)-N,N'-dimethylethylene diammonium dichloride or dimethyl sulfate of the following formula
genannt werden, worin A Chlorid oder Methylsulfat bedeutet.where A is chloride or methyl sulfate.
Weitere Mittel, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden können, sind nichtionische grenzflächenaktive Stoffe, wie alkoxylierte Fettalkohole, alkoxylierte Alkylphenole, alkoxylierte Carbonsäuren und alkoxylierte Ethanolamide. Diese Mittel weisen eine ergänzende Wirkung als Emulgatoren und Stabilisierungsmittel auf, sie sind jedoch nicht immer notwendig, und sie werden erfindungsgemäß niemals alleine, sondern nur in Kombination mit den organischen die Viskosität absenkenden Salzen verwendet. Sie dienen nur dazu, die Wirkung der Salze zu ergänzen: ihr HLB (Hydrophilic-lipophilic-balance)-Wert muß im Bereich von 6 bis 15,5 liegen, und er liegt vorzugsweise im Bereich von 8 bis 15,5.Other agents that can be used in the compositions according to the invention are non-ionic surfactants such as alkoxylated fatty alcohols, alkoxylated alkylphenols, alkoxylated carboxylic acids and alkoxylated ethanolamides. These agents have a complementary action as emulsifiers and stabilizers, but they are not always necessary and, according to the invention, they are never used alone but only in combination with the organic viscosity-reducing salts. They only serve to complement the action of the salts: their HLB (hydrophilic-lipophilic balance) value must be in the range from 6 to 15.5 and is preferably in the range from 8 to 15.5.
Es ist natürlich möglich, eine Kombination dieser Salze und nichtionischer Salze zu verwenden, jedoch nur in geringer Konzentration. Der Gesamtgehalt der organischen Salze und nichtionischen Mittel muß unter dem Gesamtgehalt der kationischen grenzflächenaktiven Stoffe liegen, und er liegt vorzugsweise unter 30 % des auf das Gewicht bezogenen Gesamtgehalts des oder der kationischen grenzflächenaktiven Stoffe. Das Verhältnis des Gewichts der kationischen grenzflächenaktiven Stoffe zum Gewicht der organischen Salze und nichtionischen Mittel liegt vorzugsweise im Bereich von 10:3 bis 100:1.It is of course possible to use a combination of these salts and non-ionic salts, but only in low concentrations. The total content of organic salts and non-ionic agents must be less than the total content of cationic surfactants and is preferably less than 30% of the total weight content of the cationic surfactant(s). The ratio of the weight of cationic surfactants to the weight of organic salts and non-ionic agents is preferably in the range from 10:3 to 100:1.
Es ist ferner möglich und sogar empfehlenswert, neben den kationischen grenzflächenaktiven Stoffen, den die Viskosität verringernden organischen Salzen und den nichtionischen Mitteln, die in der Formulierung vorliegen, funktionelle Zusätze und Ausrüstungsmittel-Zusätze zuzugeben, wie Dispergiermittel, Komplexbildner, Bakterizide, antistatische Mittel, Färbemittel, optische Aufheller, organische Lösungsmittel, Parfums entsprechend der gewünschten Wirkungen mit oder ohne Stabilisierungsmittel, falls diese Wirkungen nicht bereits von dem oder den kationischen grenzflächenaktiven Mitteln, dem oder den organischen die Viskosität verringernden Salzen und dem oder den nichtionischen Mitteln eingebracht werden.It is also possible and even advisable to add, in addition to the cationic surfactants, the viscosity-reducing organic salts and the non-ionic agents present in the formulation, functional additives and finishing agents such as dispersants, complexing agents, bactericides, antistatic Agents, colourants, optical brighteners, organic solvents, perfumes, according to the desired effects, with or without stabilising agents, if these effects are not already provided by the cationic surfactant(s), the organic viscosity-reducing salt(s) and the non-ionic agent(s).
Die Herstellung der konzentrierten Formulierungen auf der Basis von kationischen grenzflächenaktiven Stoffen nach der Erfindung besteht im allgemeinen darin, die Bestandteile zu vermischen, indem unter Rühren heißes Wasser von etwa 30 bis 60 ºC in den oder die geschmolzenen kationischen grenzflächenaktiven Stoffe gegossen wird, oder es werden umgekehrt die kationischen grenzflächenaktiven Stoffe in das heiße Wasser gegossen, wobei das Wasser ggf. das oder die Parfums und das oder die nichtionischen Mittel enthält; hierzu werden ggf. nach Abkühlen auf etwa 20 bis 30 ºC das oder die die Viskosität vermindernden organischen Salze in einer ausreichenden Menge sowie ggf. die weiteren Zusätze gegeben.The preparation of the concentrated formulations based on cationic surfactants according to the invention generally consists in mixing the components by pouring hot water at about 30 to 60 °C into the molten cationic surfactant(s) while stirring, or conversely, the cationic surfactants are poured into the hot water, the water optionally containing the perfume(s) and the non-ionic agent(s); to this end, after cooling to about 20 to 30 °C, the viscosity-reducing organic salt(s) are added in a sufficient amount, as well as any other additives.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung von organischen Salzen, die ausgewählt sind unterThe invention further relates to the use of organic salts selected from
- quaternären Ammoniumsalzen mit einer Molmasse von 100 bis 450 der allgemeinen Formel - quaternary ammonium salts with a molecular weight of 100 to 450 of the general formula
worin bedeuten:where:
- R&sub1;&sub2; eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,- R₁₂ is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
- R&sub1;&sub3;, R&sub1;&sub4;, R&sub1;&sub5; Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen&sub1; die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Carboxy- oder Natriumcarboxylatgruppen substituiert und gegebenenfalls durch Ester-, Ether- und/oder Amidfunktionen unterbrochen sind, und- R₁₃, R₁₄, R₁₅ are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms₁, which are optionally substituted by one or more hydroxy, carboxy or sodium carboxylate groups and optionally interrupted by ester, ether and/or amide functions, and
- A&supmin; ein Chlorid-, Bromid-, Methylsulfat-, Ethylsulfat- oder Phosphatanion,- A⊃min; is a chloride, bromide, methyl sulfate, ethyl sulfate or phosphate anion,
-quaternären Polyammoniumsalzen der Formel -quaternary polyammonium salts of the formula
worin bedeuten:where:
- R&sub1;&sub6; eine Alkylgruppe mit vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,- R₁₆ is an alkyl group having preferably 1 to 3 carbon atoms,
- R&sub1;&sub7;, R&sub1;&sub8;, R&sub1;&sub9; und R&sub2;&sub0; Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Carboxy- und/oder Natriumcarboxylatgruppen substituiert und gegebenenfalls durch Ester-, Ether- und/oder Amidfunktionen unterbrochen sind,- R₁₇, R₁₇, R₁₇ and R₂₀ are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy, carboxy and/or sodium carboxylate groups and optionally interrupted by ester, ether and/or amide functions,
- A&supmin; ein Anion, das vorzugsweise unter Chlorid, Methylsulfat, Ethylsulfat, Bromid und Phosphat ausgewählt ist,- A⊃min; an anion preferably selected from chloride, methyl sulfate, ethyl sulfate, bromide and phosphate,
- n eine ganze Zahl von 1 bis 6,- n is an integer from 1 to 6,
- m eine ganze Zahl von 1 bis 12, wobei die Kohlenstoffkette, die die Stickstoffatome verbindet, gegebenenfalls durch eine oder mehrere Ether-, Ester- oder Amidfunktionen unterbrochen ist,- m is an integer from 1 to 12, the carbon chain connecting the nitrogen atoms being optionally interrupted by one or more ether, ester or amide functions,
zur Herstellung von wäßrigen konzentrierten Weichspülerzusammensetzungen mit einer Viskosität unter 300 mPa s, wobei die Zusammensetzungen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, 10 bis 25 Gew.-% mindestens eines kationischen grenzflächenaktiven Stoffs vom Typ quaternärer Ammoniumverbindungen und gegebenenfalls einen nichtionischen grenzflächenaktiven Stoff als Stabilisierungsmittel und Emulgator enthält.for the preparation of aqueous concentrated fabric softener compositions having a viscosity of less than 300 mPa s, the compositions containing, based on the total weight of the composition, 10 to 25% by weight of at least one cationic surfactant of the quaternary ammonium compound type and optionally a non-ionic surfactant as a stabilizer and emulsifier.
In den oben genannten Weichspülerzusammensetzungen können beliebige kationische grenzflächenaktive Stoffe auf der Basis von quaternären Ammoniumsalzen mit mindestens einer höheren Alkylkette verwendet werden. Diese grenzflächenaktiven Stoffe sind in Wasser in Konzentrationen von 5 bis 20 Gew.-% oder mehr praktisch unlöslich. Bevorzugte kationische grenzflächenaktive Stoffe sind die oben definierten quaternären Ammoniumsalze und Alkylimidazoliniumsalze.Any cationic surfactants based on quaternary ammonium salts having at least one higher alkyl chain can be used in the above-mentioned fabric softener compositions. These surfactants are practically insoluble in water at concentrations of 5 to 20% by weight or more. Preferred cationic surfactants are the quaternary ammonium salts and alkylimidazolinium salts defined above.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung von organischen Salzen, die ausgewählt sind unterThe invention further relates to the use of organic salts selected from
a) Aminsalzen mit einer Molmasse von 150 bis 450 der allgemeinen Formel a) Amine salts with a molecular weight of 150 to 450 of the general formula
worin bedeuten:where:
- R&sub9;, R&sub1;&sub0;, R&sub1;&sub1;, die gleich oder voneinander verschieden sind, unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Carboxy- oder Natriumcarboxylatgruppen substituiert und gegebenenfalls durch Ester-, Ether- und/oder Amidfunktionen unterbrochen sind, und- R�9;, R₁₀, R₁₁, which are identical or different from one another, independently of one another represent hydrogen or alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy, carboxy or sodium carboxylate groups and optionally interrupted by ester, ether and/or amide functions, and
- Z&supmin; ein Chlorid-, Bromid-, Sulfat-, Nitrat-, Phosphat-, Formiat-, Acetat-, Laatat-, Gluconat- oder Glutamatanion,- Z- a chloride, bromide, sulfate, nitrate, phosphate, formate, acetate, lactate, gluconate or glutamate anion,
b) quaternären Ammoniumsalzen mit einer Molmasse von 100 bis 450 der allgemeinen Formel b) quaternary ammonium salts with a molecular weight of 100 to 450 of the general formula
worin bedeuten:where:
- R&sub1;&sub2; eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen,- R₁₂ is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
- R&sub1;&sub3;, R&sub1;&sub4;, R&sub1;&sub5; Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Carboxy- oder Natriumcarboxylatgruppen substituiert und gegebenenfalls durch Ester-, Ether- und/oder Amidfunktionen unterbrochen sind, und- R₁₃, R₁₄, R₁₅ are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy, carboxy or sodium carboxylate groups and optionally interrupted by ester, ether and/or amide functions, and
- A&supmin; ein Chlorid-, Bromid-, Methylsulfat-, Ethylsulfat- oder Phosphatanion,- A⊃min; is a chloride, bromide, methyl sulfate, ethyl sulfate or phosphate anion,
c) Amin-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von Mono- oder Polycarbonsäuren, die in ihrem anionischen Teil 5 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxyfunktionen substituiert sind, und die eine oder mehrere Carboxyfunktionen enthalten, deren Molmasse 150 bis 450 beträgt,c) amine, alkali metal and alkaline earth metal salts of mono- or polycarboxylic acids containing in their anionic moiety 5 to 8 carbon atoms optionally substituted by one or more hydroxy functions, and containing one or more carboxy functions, the molecular weight of which is 150 to 450,
d) quaternären Polyammoniumsalzen der Formel d) quaternary polyammonium salts of the formula
worin bedeuten:where:
- R&sub1;&sub6; eine Alkylgruppe, die vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält,- R₁₆ is an alkyl group which preferably contains 1 to 3 carbon atoms,
R&sub1;&sub7;, R&sub1;&sub8;, R&sub1;&sub9; und R&sub2;&sub0; Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Carboxy- und/oder Natriumcarboxylatgruppen substituiert und gegebenenfalls durch Ester-, Ether- und/oder Amidfunktionen unterbrochen sind,R₁₇, R₁₇, R₁₇ and R₂₀ are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy, carboxy and/or sodium carboxylate groups and optionally interrupted by ester, ether and/or amide functions,
- A&supmin; ein Anion, das vorzugsweise unter Chlorid, Methylsulfat, Ethylsulfat, Bromid und Phosphat ausgewählt ist,- A⊃min; an anion preferably selected from chloride, methyl sulfate, ethyl sulfate, bromide and phosphate,
- n eine ganze Zahl von 1 bis 6,- n is an integer from 1 to 6,
- m eine ganze Zahl von 1 bis 12, wobei die Kohlenstoffkette, die die Stickstoffatome verbindet, gegebenenfalls durch eine oder mehrere Ether-, Ester- oder Amidfunktionen unterbrochen ist,- m is an integer from 1 to 12, the carbon chain connecting the nitrogen atoms optionally being replaced by one or more Ether, ester or amide functions are interrupted,
zur Herstellung von Zusammensetzungen, die 10 bis 25 Gew.-% mindestens eines kationischen grenzflächenaktiven Stoffes vom Typ quaternärer Ammoniumverbindungen enhält, der ausgewählt ist unter:for the preparation of compositions containing 10 to 25% by weight of at least one cationic surfactant of the quaternary ammonium compound type, selected from:
a) quaternären Ammoniumsalzen der allgemeinen Formel a) quaternary ammonium salts of the general formula
worin bedeuten:where:
- R&sub1; und R&sub2;, die gleich oder voneinander verschieden sind, unabhängig voneinander Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch eine oder mehrere funktionelle Ester-, Ether- oder Amidgruppen oder polyalkoxylierte Ketten, die 1 bis 5 Etherfunktionen enthalten, unterbrochen sind,- R₁ and R₂, which are identical or different, independently represent alkyl or hydroxyalkyl groups containing 1 to 4 carbon atoms, optionally interrupted by one or more ester, ether or amide functional groups or polyalkoxylated chains containing 1 to 5 ether functions,
- R&sub3; und R&sub4;, die gleich oder voneinander verschieden sind, jeweils unabhängig voneinander langkettige Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppen mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch eine oder mehrere Doppelbindungen miteinander verbunden sind, wobei die Gruppen durch mindestens eine funktionelle Ester-, Ether- und/oder Amidgruppe unterbrochen sind, und- R₃ and R₄, which are identical or different, each independently of the other, represent long-chain alkyl or hydroxyalkyl groups having 10 to 24 carbon atoms, optionally linked to one or more double bonds are connected, wherein the groups are interrupted by at least one functional ester, ether and/or amide group, and
- X&supmin; ein Anion, das unter Chlorid, Bromid, Methylsulfat, Ethylsulfat, Acetat, Lactat, Formiat, Gluconat oder Phosphat ausgewählt ist,- X⊃min; is an anion selected from chloride, bromide, methyl sulfate, ethyl sulfate, acetate, lactate, formate, gluconate or phosphate,
undand
b) Alkylimidazoliniumsalzen oder deren Hydrolyseprodukten der Formel b) Alkylimidazolinium salts or their hydrolysis products of the formula
worin bedeuten:where:
- R&sub5; eine Alkylgruppe mit 8 bis 25 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch eine oder mehrere Doppelbindungen miteinander verbunden sind,- R5 is an alkyl group having 8 to 25 carbon atoms, optionally linked by one or more double bonds,
- R&sub6; Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy- oder Carboxygruppen substituiert sind,- R6 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4, preferably 1 to 3 carbon atoms, optionally substituted by one or more hydroxy or carboxy groups,
- R&sub7; Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,- R�7 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
- R&sub8; eine Alkylgruppe mit 9 bis 25 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch eine oder mehrere Doppelbindungen miteinander verbunden sind,- R�8 represents an alkyl group having 9 to 25 carbon atoms optionally substituted by one or several double bonds are connected to each other,
- Y&supmin; ein Chlorid-, Bromid-, Methylsulfat-, Ethylsulfat-, Acetat-, Lactat-, Formiat-, Gluconatoder Phosphatanion.- Y- a chloride, bromide, methyl sulfate, ethyl sulfate, acetate, lactate, formate, gluconate or phosphate anion.
17,65 g einer Lösung von 85 % N-Methyl-N,N-di[2-(C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;- alkoxy)-ethyl]-N-(2-hydroxyethyl)-ammoniummethylsulfat werden unter schwachem Rühren bei 40 ºC mit 81,30 g Leitungswasser von 40 ºC vermischt. Nach Abkühlen auf 20 ºC wird eine pseudoplastische Emulsion erhalten, die das Aussehen eines beweglichen Gels aufweist und deren Viskosität in der Größenordnung von 500 mPa s liegt. Dieser Emulsion werden dann 0,5 g N-Methyl-N,N,N-Tris(2-hydroxyethyl)-ammoniummethylsulfat zugesetzt. Man erhält eine flüssige bei 20 ºC stabile Emulsion, deren Viskosität in der Gegend von 50 mPa s liegt. Es ist nun möglich, zu dieser flüssigen Emulsion, die 15 % kationischen grenzflächenaktiven Stoff als Weichspüler enthält, weitere Zusätze, wie Färbemittel und Parfum, zuzusetzen.17.65 g of a solution of 85% N-methyl-N,N-di[2-(C₁₄₋₁₈-alkoxy)ethyl]-N-(2-hydroxyethyl)ammonium methyl sulfate are mixed with 81.30 g of tap water at 40 ºC at 40 ºC with gentle stirring. After cooling to 20 ºC, a pseudoplastic emulsion is obtained which has the appearance of a mobile gel and whose viscosity is of the order of 500 mPa s. 0.5 g of N-methyl-N,N,N-tris(2-hydroxyethyl)ammonium methyl sulfate is then added to this emulsion. A liquid emulsion is obtained which is stable at 20 ºC and whose viscosity is of the order of 50 mPa s. It is now possible to add other additives, such as colorants and perfumes, to this liquid emulsion, which contains 15% cationic surfactant as a fabric softener.
18,65 g einer alkoholischen Lösung von 85 % N-Methyl;N,N- di[2-(C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-alkoxy)-ethyl]-N-2-hydroxyethyl)-ammoniummethylsulfat, die 1 g Nonylphenol, das mit 14 Ethylenoxideinheiten ethoxyliert wurde, enthielt, werden unter schwachem Rühren bei 40 ºC mit 80,35 g Leitungswasser von 40 ºC vermischt. Nach dem Mischen werden 0,5 g Natriumgluconat zugefügt, und man läßt unter Rühren abkühlen. Man erhält eine flüssige Emulsion, deren Viskosität in der Nähe von 50 mPa s liegt.18.65 g of an alcoholic solution of 85% N-methyl;N,N- di[2-(C₁₄₋₁₈-alkoxy)ethyl]-N-2-hydroxyethyl)ammonium methyl sulfate containing 1 g of nonylphenol ethoxylated with 14 ethylene oxide units are mixed with 80.35 g of tap water at 40 ºC at 40 ºC with gentle stirring. After mixing, 0.5 g of sodium gluconate is added and the mixture is allowed to cool with stirring. A liquid emulsion is obtained with a viscosity of around 50 mPa s.
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