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DE2743607A1 - Waessrige reinigungsmittelloesungen - Google Patents

Waessrige reinigungsmittelloesungen

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Publication number
DE2743607A1
DE2743607A1 DE19772743607 DE2743607A DE2743607A1 DE 2743607 A1 DE2743607 A1 DE 2743607A1 DE 19772743607 DE19772743607 DE 19772743607 DE 2743607 A DE2743607 A DE 2743607A DE 2743607 A1 DE2743607 A1 DE 2743607A1
Authority
DE
Germany
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percent
weight
cleaning agent
glycol sulfate
naoh
Prior art date
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DE19772743607
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Inventor
Rudolf Beck
Willi Gasber
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Huels AG
Original Assignee
Chemische Werke Huels AG
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Publication date
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Priority to SE7810097A priority patent/SE7810097L/xx
Priority to IT51240/78A priority patent/IT1105996B/it
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Priority to BE190742A priority patent/BE870802A/xx
Priority to DK428178A priority patent/DK428178A/da
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Application granted granted Critical
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    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/34Organic compounds containing sulfur
    • C11D3/3409Alkyl -, alkenyl -, cycloalkyl - or terpene sulfates or sulfonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02Anionic compounds
    • C11D1/12Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
    • C11D1/29Sulfates of polyoxyalkylene ethers

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

CHEMISCHE WERKE HÜLS AG - RSP PATENTE -
■i-
4370 Marl, 26.O9.77
Unser Zeichen; O.Z. 2990 Wäßrige Reinigungsmittellösungen
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42/77
7 Zeichnungen
3 - O.Z. 2990
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Wäßrige Lösungen elektrolythaltiger Reinigungsmittel werden in der Industrie und anderen Gewerbebetrieben in großem Maßstäbe eingesetzt. Solchen wäßrigen Lösungen setzt man üblicherweise löslichkeitsverbessernde Stoffe, sogenannte Hydrotropika, zu. Aufgabe der hydrotropen Substanzen ist es, die Löslichkeit der Tenside in Gegenwart der Elektrolyte zu erhöhen, so daß vergleichsweise höher konzentrierte Lösungen herstellbar sind, welche bei der Lagerung (etwa zwischen 0 und ho C) Homogenität bewahren. Die Herstellung höher konzentrierter Lösungen empfiehlt sich zum einen, um beim Transport große Volumina zu vermeiden und zum anderen, um Mittel optimaler Reinigungswirkung zur Verfügung zu stellen.
Aus der US-PS 2 $81 677 ist es bereits bekannt, wäßrigen Lösungen elektrolythaltiger Reinigungsmittel kurzkettige Alkylbenzolsulfonate, wie Cumolsulfonat, als hydrotrope Substanzen hinzuzufügen.
Die hydrotrope Wirkung des Cumolsulfonats ist jedoch bei Anwendung relativ hoher Elektrolytkonzentrationen nicht zufriedenstellend, so daß keine lagerfähigen elektrolythaltigen Reinigungsmittel herstellbar sind.
Hinzu kommt, daß wäßrige Lösungen elektrolythaltiger Reinigungsmittel häufig in maschinellen Reinigungsvorgängen Einsatz finden. Sie enthalten dann als Tenside üblicherweise Ethylenoxid-Propylenoxid-Addukte, da andere nichtionische und vor allem anionische Addukte zu stark schäumen. Ethylenoxid-Propylenoxid-Addukte sind jedoch biologisch nicht immer ausreichend abbaubar.
Es wurde nun gefunden, daß die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden durch wäßrige Reinigungsmittellösungen, enthaltend übliche Elektrolyte, die gekennzeichnet sind durch einen Gehalt an Alkylglykolsulfaten der Formel
R-O- CH2 - CH2 - 0 - SO0M, " in der
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- k - O.Z. 2990
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R einen gesättigten Alkylrest mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen und M Na oder K bedeuten.
Zweckmäßigerweise enthalten die wäßrigen Reinigungsmittellösungen zusätzlich an sich übliche Tenside in Konzentrationen von 0,1 bis 7f0 Gewichtsprozent.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Elektrolytgehalt der Reinigungsmittellösung wenigstens 10 Gewichtsprozent. Der Gehalt an Alkylglykolsulfat beträgt insbesondere 5 bis 20 Gewichtsprozent.
Der Gehalt der Reinigungsmittellösungen an Elektrolyten kann bis zu 30 Gewichtsprozent betragen.
Einem sehr hohen Elektrolytgehalt wird man einen Tensidgehalt im unteren und mittleren angegebenen Bereich zuordnen, während man bei sehr hohen Tensidgehalten die Elektrolytgehalte tunlich im unteren und mittleren angegebenen Bereich beläßt.
Als erfindungsgemäß einzusetzende Alkylglykolsulfate eignen sich n- und iso-Verbindungen, wie beispielsweise n-Propylglykolsulfat, n-Butylglykolsulfat, n-Pentylglykolsulfat, n-Hexylglykolsulfat, n-Heptylglykolsulfat, iso-Propylglykolsulfat, iso-Butylglykolsulfat , iso-Pentylglykolsulfat, iso-Hexylglykolsulfat, iso-Heptylglykolsulfat, vorzugsweise jedoch n-Butylglykolsulfat und n-Hexylglykolsulf at .
Als üblicherweise in Reinigungsmittellösungen einsetzbare Tenside kommen infrage: Alkylarylsulfonate, Olefinsulfonate, Alkylsulfate, Alkylethersulfate, ferner nichtionische Tenside wie Oxethylate von Fettsäuren, Fettsäureamiden, Fettalkoholen oder Alkylphenolen, ferner Oxipropylen-Oxiethylen-Additionsprodukte, Alkansulfonate, Alkylphosphate, Alkyletherphosphate, Aminoxide. Als Elektrolyte lassen sich einsetzen die in wäßrigen Reinigungsmittellösungen
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üblichen Verbindungen wie NaOH, KOH, Komplexphosphate, Silicate, Gluconate, NTA, EdTA, Poly(hydroxicarboxylate), Organophosphonsäuren, Alkalisalze von Polycarbonsäuren.
Der mit der vorliegenden Erfindung erzielbare technische Fortschritt gegenüber dem relevanten Stand der Technik besteht zum einen darin, daß Reinigungsmittellösungen zum Einsatz in maschinellen Reinigungsvorgängen zur Verfügung gestellt werden können, welche extrem schwach schäumen und zudem biologisch gut abbaubare Tenside enthalten.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Alkylglykolsulfate übernehmen in elektrolythaltiger wäßriger Lösung nämlich die Rolle des Ten— sids, indem sie die Benetzung harter Oberflächen (Randwinkelmessung) der Lösung erheblich verbessern. Die Alkylglykolsulfate sind zudem aufgrund ihrer Konstitution gut biologisch abbaubar.
Ein weiterer technischer Fortschritt, welcher erfindungsgemäß erzielt wird, ist die Herstellbarkeit von Reinigungsmittellösungen mit höheren Konzentrationen an Elektrolyten und üblichen Tensiden, als dies bei Zugabe von hydrotropen Substanzen des Standes der Technik (wie Cumolsulfat) möglich ist. Es gelingt daher erfindungsgemäß in überraschender Weise, lagerfähige wäßrige Reinigungsmittellösungen hoher Konzentrationen an Elektrolyten und Tensiden zur Verfügung zu stellen.
Typische Rahmenrezepturen, welche erfindungsgemäß herstellbar und zwischen Temperaturen von ^O bis h0 C lagerfähig sind, seien im folgenden aufgeführt:
a) 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Alkylbenzolsulfonat
<C11 - S3)
10 bis 18 Gewichtsprozent NaOH
5 bis 20 Gewichtsprozent Butylglykolsulfat Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
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- 6 - O.Z. 2990
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Diese Rezepturen sind bis 0 C klar homogen. Wird das Butylglykolsulfat durch Cumolsulfonat oder Homologe ausgetauscht, so sind die Ansätze trüb inhomogen; Verwendung: Industriereiniger.
b) 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Fettalkoholethersulfat 13 bis 23 Gewichtsprozent NaOH
5 bis 20 Gewichtsprozent Butylglykolsulfat Rest zu 10O Gewichtsprozent Wasser
Diese Rezeptur ist bis 0 C klar homogen. Wird das Butylglykolsulfat durch Cumolsulfonat oder Homologe ausgetauscht, so sind die Ansätze trüb inhomogen; Einsatz: schaumaktive alkalische Reiniger.
c) 0,1 bis 3»0 Gewichtsprozent Fettaminoxethylat 15 bis 20 Gewichtsprozent NaOH
3 bis 20 Gewichtsprozent Butylglykolsulfat Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
Diese Rezeptur ist bis 0 C klar homogen. Wird das Butylglykolsulfat durch Cumolsulfonat oder Homologe ersetzt, so sind die Ansätze trüb inhomogen; Einsatz: alkalische Industriereiniger.
d) 0,1 bis 5»0 Gewichtsprozent Alkylbenzolsulfonat
<C11 - C13} 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent Nonylphenoloxethylat
(9 EO)
20 Gewichtsprozent NaOH 20 Gewichtsprozent Butylglykolsulfat 100 Gewichtsprozent Wasser
Diese Rezeptur ist bis 0 °C klar homogen. Wird das Butylglykolsulfat durch Cumolsulfonat oder Homologe ersetzt, so sind die Ansätze trüb inhomogen; Einsatz: alkalischer Industriereiniger.
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12 bis
5 bis
Rest zu
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e) 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent Alkylbenzolsulfonat
<C11 - C13)
0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent Nonylphenoloxethylat
(9 EO) 20 bis 30 Gewichtsprozent Tetrakaliumpyrophos-
phat
5 bis 20 Gewichtsprozent Butylglykolsulfat Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
Diese Rezeptur ist bis 0 C klar homogen. Wird das Butylglykolsulfat durch Cumolsulfonat oder Homologe ersetzt, so sind die Ansätze trüb inhomogen; Einsatz: alkalischer Industriereiniger.
f) 0,1 bis 5fO Gewichtsprozent Oxipropylen-Oxiethy-
len-Addukt
7,5 bis 15 Gewichtsprozent NaOH 3 bis 15 Gewichtsprozent Hexylglykolsulfat Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
Diese Rezeptur ist von 0 bis ^O C klar homogen. Wird das Hexylglykolsulfat durch Cumolsulfonat oder Homologe ersetzt, so sind die Ansätze trüb inhomogen; Einsatz: schaumarmer alkalischer Industriereiniger.
g) 0,1 bis 5»0 Gewichtsprozent Fettalkoholoxethylat
(10 EO) 10 bis 20 Gewichtsprozent NaOH
3 bis 15 Gewichtsprozent Hexylglykolsulfat Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser Diese Rezeptur ist von 0 bis ^O °C klar homogen. Wird das Hexylglykolsulfat durch Cumolsulfonat oder Homologe ersetzt, so sind die Ansätze trüb inhomogen; Einsatz: alkalischer Industriereiniger.
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Die im folgenden gebrachten Beispiele und Abbildungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung und des damit erzielbaren technischen Fortschritts.
Beispiele 1 bis 7
1 Tabelle I * - -
Alkylbenzolsulfonat - 0,8 - - - -
Fettalkoholethersulfat - 1,4 - - - - -
2-Ethylhexanolsulfat - - - 2,5 - 1 -
Nonylphenoloxethylat - - 7,5 - 3 - 1
Fettaminoxethylat 7 - 20 7,5 7,5 5 5
Butylglykolsulfat 20 ,5 7,5 - 20 20 20 20
Natriumhydroxid - 20 - - h h
Nitrilotriacetat -
Rest zu 100 Vi Wasser
Die aufgeführten Reinigungsmittel sind bei Temperaturen bis zu 5 C klar homogen lagerfähig.
Bei Einsatz von Cumolsulfonat und Homologen sind die entsprechenden Ansätze trüb inhomogen.
Figur 1 enthält die Klarschmelzpunkte in Abhängigkeit von der Zugabe an Tetrakaliumpyrophosphat und Hydrotropika für folgende Rezeptur:
2,5 Gewichtsprozent Na-Alkylbenzolsulfonat
<cii - 0I3)
0,5 Gewichtsprozent Nonylphenoloxethylat (9 EO) 5 bis 30 Gewichtsprozent Tetrakaliumpyrophosphat χ Gewichtsprozent Hydrotropikum
Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
Wie ersichtlich, ist die Herstellung bis 10 0C homogener, an Tetrakaliumpyrophosphat hochkonzentrierter Lösungen mit Cumolsulfonat nicht möglich, gelingt jedoch mit Zusatz von 10 Gewichtsprozent Butylglykolsulfat.
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Figur 2 enthält die Klarschmelzpunkte in Abhängigkeit von der Zugabe an NaOH und Hydrotropika für folgende Rezeptur:
2,5 Gewichtsprozent Na-Alkylbenzolsulfonat
<C11 - C13)
0,5 Gewichtsprozent Nonylphenoloxethylat (9 E0)
0 bis 20 Gewichtsprozent NaOH
χ Gewichtsprozent Hydrotropikum
Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, lassen sich bis zu 20 C homogene, an NaOH hochkonzentrierte Lösungen mit Cumolsulfonat nicht herstellen; dies gelingt jedoch bei Einsatz von Butylglykolsulfat.
Figur 3 enthält die Klarschmelzpunkte in Abhängigkeit von der Zugabe an Hydrotropika für folgende Rezepturen:
1: 2,5 Gewichtsprozent Na-Alkylbenzolsulfonat
<C11 - C13) 0,5 Gewichtsprozent Nonylphenoloxethylat
(9 EO) 15 Gewichtsprozent NaOH
χ Gewichtsprozent Hydrotropika
Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
2; 2,5 Gewichtsprozent Na-Alkylbenzolsulfonat
(C11 - C13)
0,5 Gewichtsprozent Nonylphenoloxethylat
(9 EO) 30,0 Gewichtsprozent Tetrakaliumpyrophosphat
χ Gewichtsprozent Hydrotropika
Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
Ein Vergleich der Kurven 1 (für Rezeptur 1) zeigt, daß bei der hohen NaOH-Konzentration von I5 Gewichtsprozent Cumolsulfonat ausgesalzt wird. Mit Butyl- und Hexylglykolsulfat ist es jedoch möglich, auch unterhalb Zimmertemperatur noch klare Lösungen zu erhalten.
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Vergleicht man die Kurven 2 (Rezeptur 2) miteinander, so ergibt sich, daß bei der hohen Konzentration von 30 Gewichtsprozent an Tetrakaliumpyrophosphat mit Cumolsulfonat bei Zimmertemperatur keine klaren Lösungen erhalten werden. Mit 5 bis 10 Gewichtsprozent Butylglykolsulfat entstehen jedoch auch unterhalb Zimmertemperatur noch klare Lösungen.
Figur k enthält eine Darstellung der zwischen Trübungs- und Klar schmelzpunkten befindlichen homogenen Phase in Abhängigkeit von der Zugabe von NaOH für folgende Rezeptur:
5,0 Gewichtsprozent Polypropylenoxid-Poly-
ethylenoxid (Block-Polym.) 5,0 Gewichtsprozent Hydrotropika χ Gewichtsprozent NaOH
Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
¥ie ersichtlich, bewirkt bei Rezepturen mit nichtionischen Tensiden die Gegenwart von Hexylglykolsulfat eine homogene Phase zwischen 0 und
wichtsprozent.
zwischen 0 und ^O C auch bei NaOH-Konzentrationen oberhalb 5 GeFigur 5 enthält eine Darstellung der zwischen Trübungs- und Klarschmelzpunkten befindlichen homogenen Phase in Abhängigkeit von der Zugabe von NaOH für folgende Rezeptur:
5,0 Gewichtsprozent Fettalkoholpolyglykolether
(C12_ilt-Fettalkohol, 10 E0) 5»0 Gewichtsprozent Hydrotropika χ Gewichtsprozent NaOH
Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
Es zeigt sich, daß auch bei dieser Rezeptur mit nichtionischen Tensiden die Gegenwart von Hexylglykolsulfat in den wichtigen Temperaturbereichen von 0 bis k0 C auch bei NaOH-Konzentrationen von über 10 Gewichtsprozent eine homogene Phase bewirkt, während Cumolsulfonat bei solchen Konzentrationen versagt.
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Figur 6 zeigt die Trübungspunkte in Abhängigkeit von der Zugabe von NaOH und von Na-Metasilicat für folgende Rezeptur:
5fO Gewichtsprozent Fettalkoholethersulfat
(C12_iZrAlkohol)
5»0 Gewichtsprozent Hydrotropika χ Gewichtsprozent Elektrolyte
Rest zu 100 Gewichtsprozent Wasser
Wie ersichtlich, ist die hydrotrope Wirkung von Butylglykolsulfat derjenigen von Cumolsulfonat weit überlegen.
Figur 7 zeigt die Randwinkelerniedrigung wäßriger Lösungen von NaOH und Butylglykolsulfat. Die Randwinkelmessungen sind ein Maß für die Benetzbarkeit von harten Oberflächen (Glas, Porzellan, Metall u. a.). Hohe Werte bedeuten eine gute Benetzbarkeit. Hierbei ist zu beachten, daß Randwinkelerniedrigungen über 70 # nicht mehr meßbar sind. Es ist dieser Darstellung zu entnehmen, daß bei einer NaOH-Konzentration von nur h 0Jo eine Butylglykolsulf at—Konzentration von nur 5 $ schon Randwinkelerniedrigungen von über 60 °/t> ergeben. Selbst Lösungen mit 1,5 ^ NaOH und k <$ Butylglykolsulfat zeigen noch eine gute Benetzung an. Das Butylglykolsulfat ist mithin in der Lage, in Elektrolytlösungen selbst die Rolle des Tensids zu übernehmen, so daß konventionelle Tenside nicht oder nur in geringer Menge zuzugeben sind./
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Leerseite

Claims (2)

O.Z. 2990 26.09.77 Patentansprüche
1. Wäßrige Reinigungsmittellösungen, enthaltend übliche Elektrolyte in Konzentrationen von wenigstens 5 Gewichtsprozent, gekennzeichnet durch
einen Gehalt an Alkylglykolsulfaten der Formel
R-O- CH2 - CH - 0 - SO M, in der
R einen gesättigten Alkylrest mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen
und
M Na oder K bedeuten.
2. Wäßrige Reinigungsmittellösungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich an sich übliche Tenside in Konzentrationen von 0,1 bis 7>0 Gewichtsprozent enthalten.
3· Wäßrige Reinigungsmittel lösungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolytgehalt wenigstens 10 Gewichtsprozent beträgt.
k. Wäßrige Reinigungsmittellösungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Alkylglykolsulfaten 5 bis 20 Gewichtsprozent beträgt.
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ORIGINAL INSPECTED
DE19772743607 1977-09-28 1977-09-28 Waessrige reinigungsmittelloesungen Granted DE2743607A1 (de)

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