DE4225224A1

DE4225224A1 - Verfahren zur Herstellung von lagerstabilen nichtionischen Tensiden

Info

Publication number: DE4225224A1
Application number: DE4225224A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Weuthen; Thomas Dr Engels; Hermann Dr Hensen; Holger Dr Tesmann
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-03
Also published as: DE59306461D1; US5556573A; ES2102044T3; EP0652932B1; JPH07509515A; WO1994003569A1; EP0652932A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von la gerstabilen nichtionischen Tensiden mit verbesserter Kristal lisationsbeständigkeit, bei dem man Alk(en)yloligoglykosiden ausgewählte Kristallisationsmoderatoren zusetzt.

Stand der Technik

Alk(en)yloligoglykoside stellen wichtige nichtionische Ten side dar, die infolge ihrer guten Detergenseigenschaften und hohen Umweltverträglichkeit in immer stärkerem Maße Eingang in Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel finden.

Für diesen Zweck ist es erforderlich, Alk(en)yloligoglykoside über bestimmte Zeiträume beispielsweise als wäßrige Lösungen oder Pasten zur Verfügung zu halten und zu lagern, bis eine Endverarbeitung stattfindet. Da wäßrige Alk(en)yloligoglyko side jedoch eine starke Neigung zur Kristallisation zeigen, nimmt die Homogenität derartiger Zubereitungen bei Lagerung unter Umgebungsbedingungen im Laufe der Zeit ab und es bilden sich kristallwasserhaltige Agglomerate, die die Pumpfähigkeit der Produkte stark herabsetzen.

Üblicherweise erfolgt die Lagerung von Alk(en)yloligoglyko siden daher nicht bei Raumtemperatur, sondern bei Temperatu ren von mindestens 40°C. Auf diese Weise kann zwar eine Kri stallisation der Zubereitungen weitgehend verhindert werden, die Lagerung bei erhöhter Temperatur ist jedoch mit zusätz lichem Aufwand verbunden und kann zudem die Farbqualität der Produkte stark beeinträchtigen.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe eine Lagerung von Alk(en)yl oligoglucosiden bei Temperaturen unterhalb von 40°C möglich ist, ohne daß die Pumpfähigkeit der Produkte durch Bildung von kristallinen Agglomeraten beeinträchtigt wird.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von lagerstabilen nichtionischen Tensiden, bei dem man wäß rigen Zubereitungen enthaltend Alkyl- und/oder Alkenyl oligoglykosiden der Formel (I)

R¹O-[G]_p (I)

in der R¹ für einen linearen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht, Kristallisationsmoderatoren zusetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die von

a) Alkyloligoglykosiden auf Basis von kurzkettigen primären Alkoholen
b) Alkyloligoglykosiden auf Basis von Guerbetalkoholen,
c) Alkyloligoglykosiden auf Basis von Polyolen,
d) kurzkettigen primären Alkoholen,
e) Fettalkoholpolyglycolethern,
f) Polyethylenglycolen,
g) Glucose und
h) Eisen-(III)-ionen gebildet wird.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß man die Kristalli sationsneigung der Alk(en)yloligoglucoside stark herabsetzen kann, wenn man ihnen kleine Mengen ausgesuchter Moderatoren zusetzt. Auf diese Weise werden wäßrige Zubereitungen erhal ten, die bei Temperaturen um 30°C über Monate lager- und farbstabil sind und praktisch keine Tendenzen zur Kristal lisation zeigen.

Alkyl- und Alkenyloligoglykoside stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Verfahren der präparativen orga nischen Chemie erhalten werden können. Stellvertretend für das umfangreiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP- A1-0 301 298 und WO 90/3977 verwiesen.

Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside.

Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) gibt den Oli gomerisierungsgrad (DP-Grad), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligo merisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwen dungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyl oligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R¹ kann sich von primären Alko holen mit 4 bis 11, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Hy drierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Ver lauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen′schen Oxo synthese anfallen. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge C₈-C₁₀ (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C₈-C₁₈-Kokosfett alkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C₁₂-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C_9/11-Oxoalkohole (DP = 1 bis 3).

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R¹ kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Lauryl alkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylal kohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, sowie deren technische Ge mische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Be vorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem C_12-14-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.

Als Kristallisationsmoderatoren kommen folgende Substanzklas sen in Betracht:

a) Alkyloligoglykoside auf Basis von kurzkettigen primären Alkoholen. Hierunter sind Methyl- und Butylglucoside zu verstehen.
b) Alkyloligoglykoside auf Basis von Guerbetalkoholen. Hierunter sind Alkyloligoglykoside zu verstehen, die durch säurekatalysierte Acetalisierung von Glykosen, insbesondere Glucose mit Guerbetalkoholen erhalten wer den und der Formel (II) folgen, R²O-[G]p (II)in der R² für einen verzweigten Alkylrest mit 12 bis 32 Kohlenstoffatomen steht und G und p die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. Typische Beispiele sind Alkyloli goglucoside mit einem DP-Grad von 1,3 bis 1,6 auf Basis von 2-Ethylhexanol oder 2-Hexyldecanol.
c) Alkyloligoglykoside auf Basis von Polyolen. Hierunter sind Alkyloligoglykoside zu verstehen, die durch säure katalysierte Acetalisierung von Glykosen, insbesondere Glucose mit Polyolen erhalten werden und der Formel (III) folgen, HO-(CH₂CH₂O)_n-[G]_p (III)in der n für Zahlen von 1 bis 10 steht und G und p die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. Typische Beispie le sind Alkyloligoglucoside mit einem DP-Grad von 1,3 bis 1,6 auf Basis von Ethylenglycol, Diethylenglycol oder Triethylenglycol.
d) kurzkettige primäre Alkohole der Formel (IV), R³-OH (IV)in der R³ für einen linearen Alkylrest mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomen steht. Typische Beispiele sind Buta nol, Pentanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalko hol, Laurylalkohol und Myristylalkohol.
e) Fettalkoholpolyglycolether der Formel (V), R⁴O-(CH₂CH₂O)_nH (V)in der R⁴ für einen linearen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und n für Zahlen von 1 bis 10 steht. Typische Beispiele sind Anlagerungspro dukte von durchschnittlich 5 bis 7 Mol Ethylenoxid an technischen C_12/14-Kokosfettalkohol.
f) Polyethylenglycole der Formel (VI), HO-(CH₂CH₂O)_mH (VI)in der m für Zahlen von 5 bis 20 steht. Typische Bei spiele sind Polyethylenglycole mit einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 300 bis 600.
g) Glucose;
h) Eisen-(III)-ionen, die beispielsweise in Form von Eisen- (III)-salzen wie etwa FeCl₃ zudosiert werden können.

Die Kristallisationsmoderatoren können den Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosiden in Mengen von 0,01 bis 7, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% - bezogen auf die Alkyl- und/oder Alkenyloli goglykoside - zugesetzt werden. Hierbei hat es sich als vor teilhaft erwiesen, Eisen-(III)-ionen in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-% einzusetzen, um einer durch Fe-ionen katalysierten Verfärbung der Produkte zuverlässig vorzubeugen.

Naturgemäß findet das erfindungsgemäße Verfahren zur Stabi lisierung wäßriger Zubereitungen Verwendung, die Alkyl- und/ oder Alkenyloligoglykoside enthalten. Der Feststoffgehalt dieser Zubereitungen kann 1 bis 70, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% betragen, wobei das Problem der durch Kristallisation bedingten verminderten Lagerstabilität verstärkt erst bei höher konzentrierten Produkten an Bedeutung gewinnt. Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens können die wäßrigen Zube reitungen auch weitere für Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel übliche Inhaltsstoffe enthalten, als da beispielsweise sind: anionische, nichtionische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside, Ölkörper, Builder, Hydrotrope, Stellmittel, Optische Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Entschäumer und Parfum stoffe.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen wäßri gen Zubereitungen enthaltend Alkyl- und/oder Alkenyloligogly koside sind bei Lagertemperaturen von ca. 30°C farbstabil und zeigen praktisch keine Tendenz zur Kristallisation. Sie eig nen sich daher zur Herstellung von Wasch-, Spül- und Reini gungsmitteln sowie Produkten zur Haar- und Körperpflege, in denen sie in Mengen von 1 bis 50, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele I. Eingesetzte Stoffe

A) C_12/14-Kokosalkyloligoglucosid (DP = 1,3) Plantaren® APG 600, Fa. Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG.
B1) 2-Ethylhexyloligoglucosid
B2) 2-Hexyldecyloligoglucosid
B3) Decylalkohol
B4) Laurylalkohol
B5) Myristylalkohol
B6) C_12/14-Kokosfettalkohol-7 EO-Addukt
B7) Polyethylenglycol, Molgewicht 600
B8) Glucose
B9) Fe-(III)-ionen, eingesetzt als FeCl₃

II. Vorbereitung der Proben

Eine Paste von 500 g C_12/14-Kokosalkyloligoglucosid A (Fest stoffgehalt 52 Gew.-%) wurde mit bzw. ohne Kristallisations moderatoren solange erwärmt, bis eine klare Lösung vorlag. Diese wurden zunächst über einen Zeitraum von 7 Tagen bei 6°C und anschließend über 6 Wochen bei Raumtemperatur gelagert. Mit Hilfe der Differential-Thermoanalyse wurden in Abhängig keit der Lagerzeit die Schmelzendpunkte (SET) für Hydrate des Kokosalkyloligoglucosids mit 1 bis 4 Mol Kristallwasser er mittelt, die nacheinander durchlaufen werden.

In Tab. 1 sind die Schmelzendpunkte für die Hydrate mit dem jeweils höchsten SET angegeben. Die Ergebnisse sind so zu werten, daß bei Lagerung des Kokosalkyloligoglucosids ober halb der angegebenen SET keine, und unterhalb der SET nur eine stark verzögerte Kristallisation eintritt.

Tab. 1

DSC-Untersuchungen

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von lagerstabilen nichtioni schen Tensiden, bei dem man wäßrigen Zubereitungen ent haltend Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosiden der For mel (I) R¹O-[G]_p (I)in der R¹ für einen linearen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht, Kristallisationsmoderatoren zusetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die von

a) Alkyloligoglykosiden auf Basis von kurzkettigen, primären Alkoholen,
b) Alkyloligoglykosiden auf Basis von Guerbetalkoholen,
c) Alkyloligoglykosiden auf Basis von Polyolen,
d) kurzkettigen primären Alkoholen,
e) Fettalkoholpolyglycolethern,
f) Polyethylenglycolen,
g) Glucose und
h) Eisen-(III)-ionen

gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Butylglucoside einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkyloligoglykoside auf Basis von Guerbetalkoholen einsetzt, die der Formel (II) folgen, R²O-[G]_p (II)in der R² für einen verzweigten Alkylrest mit 12 bis 32 Kohlenstoffatomen steht und G und p die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkyloligoglykoside auf Basis von Polyolen einsetzt, die der Formel (III) folgen, HO-(CH₂CH₂O)_n-[G]_p (III)in der n für Zahlen von 1 bis 10 steht und G und p die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man kurzkettige primäre Alkohole der Formel (IV) ein setzt, R³-OH (IV)in der R³ für einen linearen Alkylrest mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomen einsetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fettalkoholpolyglycolether der der Formel (V) ein setzt, R⁴O-(CH₂CH₂O)_nH (V)in der R⁴ für einen linearen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und n für Zahlen von 1 bis 10 steht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyethylenglycole der Formel (VI) einsetzt, HO-(CH₂CH₂O)_mH (VI)in der m für Zahlen von 5 bis 20 steht.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kristallisationsmoderatoren in Mengen von 0,01 bis 7 Gew.-% - bezogen auf die Alkyl- und/oder Alkenyl oligoglykoside - einsetzt.