DE1115398B

DE1115398B - Stark schaeumende Wasch- und Reinigungsmittel

Info

Publication number: DE1115398B
Application number: DEC21188A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinz Praetorius
Original assignee: CHEM FAB DUEREN GmbH
Current assignee: CHEM FAB DUEREN GmbH
Priority date: 1960-04-11
Filing date: 1960-04-11
Publication date: 1961-10-19

Description

!Talk

Die Salze der Sulfocarbonsäuren, die beispielsweise durch Anlagerung von Alkalisulfiten an die Halbester oder Halbamide von Äthylen-a,/?-dicarbonsäuren entstehen, sind als Netz-, Reinigungs-, Emulgier- und Aviviermittel schon seit längerer Zeit bekannt. Es sind zahlreiche aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Alkohole sowie die entsprechenden Amine zur Bildung der Halbester oder Halbamide vorgeschlagen worden. Dabei ist der Einsatz höhermolekularer Veresterungskomponenten durch die sinkende Löslichkeit der entstehenden Sulfocarbonsäuren im Falle der Anwendung als Schaum-, Wasch- und Reinigungsmittel begrenzt.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man aus hochmolekularen Halbestern von Äthylen- «,/^-dicarbonsäuren mit Alkalisulfiten in bekannter Weise die entsprechenden Sulfocarbonsäuren erhält, die neuartige und überraschende Eigenschaften besitzen, wenn die Veresterungskomponente eine oder mehrere Amidbindungen enthält und ein Molgewicht von etwa 200 bis 400 besitzt, wobei die SuKogruppe und das Stickstoffatom durch mindestens 4 C-Atome getrennt sein sollen. Solche Produkte besitzen die allgemeine Formel

H H ^a5

I ΙΑ-B-OOC-C-C-SO₃Z

1 I

H COOZ o₀

Stark schäumende Wasch-
und Reinigungsmittel

A = R-CO-N-

= R-N — CO- N —

= R · COO(CH₂)X — N — CO — N —

35

40

45

bedeutet und R einen aliphatischen Rest von 10 bis 20 C-Atomen darstellt, Y ein Wasserstoffatom, eine Alkyl- oder Oxyalkylgruppe bezeichnet, B = (CH₂)X, wobei X der Zahl 2 oder einer höheren Zahl entspricht. A -+- B muß ein Molgewicht von über 2QO bis. 400 ergeben; Z stellt K, Na, NH₄ oder den Rest einer organischen Base dar.

Anmelder:

Chemische Fabrik Düren G.m.b.H.^
Düren (RhId.)

Dr. Heinz Praetorius,
Lendersdorf über Düren (RhId.),
ist als Erfinder genannt worden

Die beanspruchten Sulfocarbonsäuren zeichnen sich gegenüber den bekannten Verbindungen durch ein außerordentliches Schaumvermögen bei gleichzeitiger Schaumstabilität und durch, großes Reinigungsvermögen aus. Sie können überall dort mit ausgezeichnetem Erfolg eingesetzt werden, wo ein feiner, sahniger Schaum von großer Haltbarkeit gewünscht wird. So eignen sich diese Sulfocarbonsäuren zur Herstellung starkschäumen der Haarwaschmittel, für Körperpflegemittel, als Emulgatoren und zur Herstellung synthetischer Seifen und stark schäumender Waschmittel. Gleichzeitig ist noch beobachtet worden, daß diese neuartigen Sulfocarbonsäuren der menschlichen Haut gegenüber günstige Eigenschaften besitzen und auch bei empfindliehen Testpersonen keine Hautkritationen auslösen. Diese Eigenschaften sind auch wertvoll bei der Herstellung von Feinwaschmitteln, Waschmittelzubereitungen und Reinigungsmitteln, die beim Gebrauch mit der menschlichen Haut in Berührung kommen.

Weiterhin ist überraschend, daß die erfindungsgemäßen Sulfocarbonsäuren hervorragend als Zusatz zu fettsauren Seifen, deren Eigenschaften verbessert werden sollen, geeignet sind. Auch bei diesem Verwendungszweck sind die besonderen Eigenschaften dieser Verbindungen gegenüber den bekannten Sulfocarbonsäureestern deutlich erkennbar. Setzt man beispielsweise das Na-SaIz- des Stearylhalbesters der Sulfobernsteinsäure einer Feinseife zu, so werden die Schaumstabilität und das Kalkseifendispergiervermögen erst bei größeren Zusätzen von etwa 10 bis 15% zu der Seife deutlich gesteigert. Werden dagegen

109 709/391

zu normalen Feinseifen 3 bis 5% des Na-Salzes des Halbesters aus Sulfobernsteinsäure mit Stearinsäuremonoäthanolamid zugesetzt, so entstehen Seifen, die einen hervorragenden sahnigen Schaum liefern und sich gleichzeitig dadurch auszeichnen, daß sich in Wasser von 20° dH keine flockigen Kalkseifenabscheidungen bilden.

Ähnlich verhalten sich die erfindungsgemäßen Verbindungen bei der Herstellung von Haarwaschmitteln. Hier liefern die neuartigen Sulföcärbonsäuren einen feinen, sahnigen Schaum, der äußerst stabil ist. Dadurch ist es möglich, mit geringeren Mengen waschaktiver Substanzen bessere Effekte zu erzielen als mit bekannten Verbindungen.

Die Herstellung der Sulfocarbonsäure erfolgt in der Weise, daß z. B. 1 Mol Stearinsäureäthanolamid mit 1 Mol Maleinsäureanhydrid etwa 1 Stunde unter Luftabschluß auf 80° C erwärmt wird. Es bildet sich dabei der Halbester der Maleinsäure, in dem eine Carboxylgruppe mit Stearinsäureäthanolamid verestert ist. Dieser Halbester wird in eine wäßrige Lösung von 1,1 Mol Natriumsulfit langsam bei 80° C unter kräftigem Rühren eingetragen. Es bildet sich der entsprechende Sulfobernsteinsäureester, der als wäßrige, stark schäumende Paste anfällt.

Ein Schutz für die Herstellung dieser Verbindung wird durch die vorliegende Erfindung nicht beansprucht.

Der überraschende Fortschritt, der mit den beanspruchten Sulföcärbonsäuren erzielt wird, läßt sich durch Vergleichsversuche mit bekannten Sulfocarbonsäureestern und -amiden dartun.

Es wurden verglichen:
I. SuIfobernsteinsäurehalbester von Stearylalkohol laut USA.-Patent 2 028 091.

II. Sulfobernsteinsäurehalbamid vom Stearylamin.

IH. Sulfobernsteinsäurehalbamid aus Stearoyloxyäthylamin nach USA.-Patent 2 322 783.

IV. Sulfobernsteinsäurehalbester aus StearinsäuremonoäthanolamidnachvorliegenderErfindung.

Schaumvermögen
Versuchsbedingungen:

Apparatur Schaumbestimmungsapparatur

nach Schlachter—Dirkes

Konzentration .. 1 g je Liter waschaktive
Substanz

Wasser ........ 20° dH (CaCl₂)

Temperatur .... 20° Q 40° C, 80° C

Schaumhöhe ... in cm³

Versuch Nr.	I	1	ⁿ	1	III	1	■IV	Tem peratur	Sofort	Va Min.	3 Min.	5 Min.	10 Min.
	ί	r	ί		°C	cm³	cm⁸	cm³	cm³	cm³
f	20	50	0	0	0	0
40	100	50	0	0	0
80	150	100	50	0	0
20	0	0	0	0	0
40	100	50	50	50	0
80	50	50	0	0	0
20	0	0	0	0	0
40	50	50	0	0	0
80	,100	50	0	0	0
20	750	750	650	650	600
40	1050	1000	950	900	700
80	750	750	600	500	450

■ In vier Versuchen wurde für die Vergleiche derselbe hydrophobe Rest gewählt, und es ist überraschend, daß der Aufbau des Moleküls und die Anordnung der Atomgruppierungen von solch entscheidender Bedeutung sind. Bei den Verbindungen III und IV handelt es sich sogar um weitgehend isomere Verbindungen, die eigentlich ähnliche Eigenschaften erwarten ließen, die aber völlig verschiedenes Schaumvermögen aufweisen.

Beispiel 1

Das Schaumvermögen der beanspruchten Sulföcärbonsäuren ist aus nachstehender Tabelle zu entnehmen;

Versuchsbedingungen:

Apparatur Schaumbestimmungsapparatur

nach Schlachter — Dirkes

Konzentration .. 1 g je Liter waschaktive
Substanz

Wasser 20° dH (CaCl₂)

Temperatur .... 20° C, 40° C, 80° C

Schaumhöhe ... in cm³

Versuch Nr.

Tempe	Sofort	Nach	Nach	Nach	Nach 10
ratur		^Minute	3 Minuten	5 Minuten	Minuten
20° C	1150	1050	750	550	150
4O⁰C	1150	1050	750	550	100
80°C	1300	1250	850	650	50
20° C	1200	1100	900	600	200
40° C	1250	1200	1000	700	300
80° C	1300	1300	1050	750	250
20° C	900	800	750	650	600
40°C	1100	1000	950	850	800
80° C	900	750	650	500	400
20°C	750	750	650	650	600
40° C	1050	1000	950	900	700
80°C	750	750	600	500	450

Sulfomonocarbonsäureester von
I. Laurinsäuremonoäthanolamid ..

II. Myristinsäuremonoäthanolamid

III. Palmitinsäuremonoäthanolamid

IV. Stearinsäuremonoäthanolamid .

Versuch Nr.

Tempe ratur	Sofort	Nach ¹Z₂ Minute	Nach 3 Minuten	,Nach 5 Minuten;
2O⁰C 40° C 80° C	1250 1350 1250	1250 1300 1200	1200 1200 1000	1150 1150 950
20° C 40° C 80° C	1200 1250 1100	1100 1150 1000	1050 1100 950	900 950 800
20°C 4O⁰C 80°C	800 1000 800	750 900 750	600 700 600	550 650 450
20° C 40° C 80° C	850 950 750	700 800 700	600 750 650	550 600 500
20° C 40°C 80° C	1000 1000 700	950 900 650	800 750 550	600 650 500
20° C 40° C 80° C	800 950 700	750 750 500	600 700 400	400 400 350

Nach

10 Minuten

V. Kokosfettsäuremonoäthanolamid

VI. Kokosfettsäure-l,3-monopropanolamid

VII. Stearinsäure-l,3-monopropanolamid

VIII. Kokosfettsäure-äthanol-1-methylisopropanolamid

IX. l-Lauroylamido-2-methylpentanol

X. Monostearoyl-dioxyäthylharnstoff

1050

1000

Beispiel 2

Waschkraft

A. Bestimmung der Waschkraft gegenüber Wollgewebe ; Versuchsbedingungen

Die Waschversuche wurden durchgeführt mit einer Mischung von waschaktiven Substanzen mit üblichen Buildern entsprechend der nachstehenden Aufstellung:

a) Waschmittelzusammensetzung:

39 % waschaktive Substanz laut nachstehender Aufstellung,

1 % Kokosfettsäureäthanolamid,
20 % Tetranatriumpyrophosphat,
2% Tylose HBR,
30% Na₂SO₄,
ad 100% H₂O.

Die Wäschen erfolgten unter nachstehenden Bedingungen:

Konzentration 0,5 g/l

Wasser 20° dH (CaCl₂)

Temperatur 40° C

Waschdauer 15 Minuten

Testgewebe Empa-Wollgewebe

Als waschaktive Substanz wurden verwendet:

Waschkraft in %

1. Sulfobernsteinsäurehalbester von

Kokosfettsäuremonoäthanolamid 6,3

2. Sulfobernsteinsäurehalbester von
Stearinsäuremonoäthanolamid 8,5

3. Sulfobernsteinsäurehalbester von Stearylalkohol 3,0

4. Handelsprodukt 3,5

b) Waschmittelzusammensetzung:

13% waschaktive Substanz laut nachstehen-

der Aufstellung,

26 % Tetrapropylenbenzolsulfonat,
1 % Kokosfettsäureäthanolamid, 20% Tetranatriumpyrophosphat,
2% Tylose HBR,
30% Na₂SO₄,
ad 100% H₂O.

Die Waschen erfolgten unter, nachstehenden Bedingungen:

Konzentration 0,5 g/l

Wasser 20° dH (CaCl₂)

Temperatur 40° C

Waschdauer 15 Minuten

Testgewebe Empa-Wollgewebe

Als waschaktive Substanz wurden verwendet:

Waschkraft in %

1. Sulfobernsteinsäurehalbester von
Kokosfettsäuremonoäthanolamid 5,9

2. Sulfobernsteinsäurehalbester von
Stearinsäuremonoäthanolamid 14,7

3. Sulfobernsteinsäurehalbester von
Stearylalkohol 3,4

4. Handelsprodukt 3,8

B. Bestimmung der Waschkraft
gegenüber Baumwollgewebe

Versuchsbedingungen

a) Waschmittelzusammensetzung:

18% waschaktive Substanz laut nachstehender Aufstellung,

3% Kokosfettsäureäthanolamid,
35% Tetranatriumpyrophosphat,
10% Wasserglas,
2% MgSO₄,
10% Natriumperborat,
5% Tylose HBR,
ad 100% H_aO und Na₂SO₄.

Die Wäschen erfolgten unter nachstehenden Bedingungen:

Konzentration lg/1

Wasser 20° dH (CaCl₂)

Temperatur 95° C

Waschdauer 30 Minuten

Testgewebe Cloth Nr. 26

Als waschaktive Substanz wurden verwendet:

Waschkraft in %

1. Sulfobernsteinsäurehalbester von Kokosfettsäuremonoäthanolamid 30,3

2. Sulfobernsteinsäurehalbester von Stearinsäuremonoäthanolamid 32,1

3. Sulfobernsteinsäurehalbester von ^X5 Stearylalkohol 21,9

4. Handelsprodukt 24,6

b) Waschmittelzusammensetzung:

20

6 % waschaktive Substanz laut nachstehender Aufstellung,

12 °/q Tetrapropylenbenzolsulfonat, 3 % Kokosfettsäureäthanolamid, 35% Tetranatriumphosphat, 10% Natriumperborat,
5% Tylose HBR,
ad 100% H₂O und Na₂SO₄.

Die Wäschen erfolgten unter nachstehenden Bedingungen:

Konzentration lg/1

Wasser 20° dH (CaCl₂)

Temperatur 95° C

Waschdauer 30 Minuten

Testgewebe ..., ..,, Cloth Nr. 26

Als waschaktive Substanz wurden verwendet:

Waschkraft in % 1. Sulfobernsteinsäurehalbester von

Kokosfettsäuremonoäthanolamid 29,4

2. Sulfobernsteinsäurehalbester von
Stearinsäuremonoäthanolamid 32,1

3. Sulfobernsteinsäurehalbester von
Stearylalkohol 22,6

4. Handelsprodukt 23,8

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Wasch- und Reinigungsmittel mit hoher Schaumkraft unter Verwendung solcher höhermolekularer Halbester von Sulfocarbonsäuren bzw. deren Salzen, wie sie aus höhermolekularen Halbestern von Äthylen-«,/S-dicarbonsäuren mit Alkalisuffiten gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Esterrest eine oder mehrere Amidbindungen aufweisen,

2. Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Estergruppe, die zum Aufbau des Halbesters verwendet wird, ein Molgewicht von 200 bis 400, vorzugsweise 280 bis 350, aufweist,

3. Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfogruppe der Sulfocarbonsäure und das oder die Stickstoffatome in der Estergruppe des Halbesters durch mindestens 4 Kohlenstoffatome getrennt sein sollen.