DE4242480A1

DE4242480A1 - Wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen

Info

Publication number: DE4242480A1
Application number: DE4242480A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr Puchta; Thomas Dr Engels; Theo Voelkel; Fred Dr Schambil
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-06-23
Also published as: DE59306802D1; EP0674701A1; EP0674701B1; ES2102809T3; ATE154632T1; WO1994013772A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen, die trotz eines besonders hohen Gehaltes an textilweichmachenden Wirkstof fen eine geringe Viskosität aufweisen, die sich auch nach längerer Lager zeit nicht oder nur unwesentlich erhöht.

Wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen neigen bei längerer Lagerung, ins besondere bei Temperaturen unterhalb oder oberhalb der Raumtemperatur, zur Verdickung. Besonders ausgeprägt ist dieses Verhalten bei Textilweichma cher-Dispersionen mit hohem Wirkstoffgehalt. Die marktüblichen Textil weichmacher-Konzentrate enthalten ca. 15 bis 25 Gew.-% Wirkstoff. Zur Her stellung lagerstabiler Dispersionen wird in der Regel mit Hilfe unter schiedlicher Elektrolyte eine sehr niedrige Ausgangsviskosität einge stellt. Bei einem noch höheren Wirkstoffgehalt beobachtet man aber auch in Gegenwart von Elektrolyt bei der Lagerung eine nennenswerte Viskositätser höhung, die entweder unmittelbar nach der Herstellung oder aber im Laufe einer längeren Lagerzeit stattfindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung wäßriger Textilweichmacher-Dispersionen mit einem hohen Wirkstoffgehalt, deren Vis kosität niedrig ist und die auch nach längerer Lagerung nicht oder nicht wesentlich steigt. Dabei soll der Wirkstoff der erfindungsgemäßen Disper sionen biologisch leicht und schnell abbaubar sein; die Produkte sollen zudem auch mit kaltem Wasser leicht verdünnbar sein, die damit behandelten Textilien sollen nach dem Trocknen eine gute Weichheit und ein gutes Wie derbenetzungsvermögen aufweisen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung von Textilweichmacher-Dispersio nen, deren Anteil an nichttextilweichmachenden Bestandteilen möglichst gering ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend wäßrige Textil weichmacher-Dispersionen mit einem Gehalt an quartären Ammoniumverbindun gen, die 1, 2 oder 3 Estergruppen im Molekül enthalten, und mit einem Ge halt an nichtionischen Dispergatoren, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Dispersionen, jeweils bezogen auf die wäßrige Dispersion, a) 15 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-%, quartäre Ammoniumverbindungen und b) nichtionische Dispergatoren mit einem HLB-Wert im Bereich von 12 bis 20, insbesondere im Bereich von 15 bis 20, enthalten.

Die genannten quartären Ammoniumverbindungen sind wegen der darin in den langen Resten enthaltenen Estergruppen biologisch leicht und schnell ab baubar und haben deswegen in letzter Zeit an Interesse gewonnen. Zu den genannten Verbindungen zählen beispielsweise die aus der DE-A-16 19 058, der DE-A-19 35 499 oder der US 3,915,867 bekannten Verbindungen mit 1, 2 oder 3 Fettacyloxyalkylresten am Stickstoffatom. Man kann diese Verbindun gen beispielsweise leicht durch Veresterung von Alkanolaminen mit Fettsäu re oder durch Umesterung von Fettsäureestern mit Alkanolamin und anschlie ßender Quaternierung herstellen. Entsprechende Verfahren zur Herstellung in großtechnischem Maßstab sind ebenfalls seit langem bekannt; nach diesen Verfahren hergestellte Verbindungen sind handelsübliche Verbindungen.

Hinsichtlich der Stabilität der Viskosität der damit hergestellten wäßri gen Dispersionen besonders interessante Verbindungen sind solche, deren Fettacylgruppen sich ganz oder teilweise von ungesättigten Fettsäuren ab leiten, die zu wenigstens 30, vorzugsweise zu wenigstens 55% in cis-form vorliegen.

Zu den quartären Ammoniumverbindungen mit Estergruppen im Molekül gehören auch die aus der US 4,317,272 bekannten quaternierten Betainester. Auch aus der US 5,066,414, der EP-A-293 953, der EP-A-309 052 und der EP-A-345 842 sind solche Verbindungen bekannt.

Zu den geeigneten quartären Ammoniumverbindungen zählen auch die von Di methylaminopropandiol-1,2 abgeleiteten Verbindungen mit zwei Estergruppen. Sie werden beispielsweise in der DE-A-27 28 841 beschrieben. Ein Herstel lungsverfahren, das zu derartigen Produkten mit einem niedrigen Fließpunkt führt, ist Gegenstand der EP-A-420 465.

Die genannten quartären Ammoniumverbindungen lassen sich überraschender weise auch dann zu viskositätsstabilen wäßrigen Dispersionen verarbeiten, wenn der Gehalt an quartären Ammoniumverbindungen besonders hoch ist, d. h. beispielsweise 15 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Dispersion, vor zugsweise 20 bis 40 Gew.-% beträgt. Dies ist durch die erfindungsgemäße Verwendung von nichtionischen Dispergatoren mit einem HLB-Wert im Bereich von 12 bis 20, insbesondere 15 bis 20, möglich, wobei es im hohen Maße überraschend ist, daß zur Erzielung des gewünschten Effektes nur äußerst geringe Mengen an nichtionischen Dispergatoren verwendet werden müssen.

Als nichtionische Dispergatoren, die in den erfindungsgemäßen Dispersionen Verwendung finden, sind beispielsweise Anlagerungsprodukte von 20 bis 200, insbesondere 25 bis 150 Mol Ethylenoxid an ein Mol Fettalkohol mit 12 bis 22 C-Atomen, an eine Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen, an ein Fettamin, an ein Fettsäureglycerid, an einen Fettsäuresorbitanester oder einen Fettsäu repropylenglykolmonoester einer Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen, an ein Ricinusöl oder hydriertes Ricinusöl, an ein Alkylmono-oder-oligoglykosid mit 12 bis 22 C-Atomen in der Alkylgruppe oder an ein Alkylphenol mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe zu nennen. Ebenfalls geeignet sind Fettsäuresorbitanester, an die Ethylenoxid und/oder Propylenoxid angela gert ist. Die oben genannten Dispergatoren sind für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besonders geeignet.

Wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen, die als Dispergator ein Anlage rungsprodukt von 25 bis 150 Mol Ethylenoxid an Fettalkohol mit 16 bis 22 C-Atomen enthalten, sowie wäßrige Textilweichmacher-Dispersionen, die als Dispergator ein Anlagerungsprodukt von 20 bis 100 Mol Ethylenoxid an ein Sojapolyol enthalten, sind besonders geeignete Dispergatoren. Auch ein An lagerungsprodukt von 20 bis 150, insbesondere von 25 bis 150 Mol Ethylen oxid an ein Fettamin mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen ist sehr gut geeig net.

Auch Sojapolyole mit einem entsprechend hohen Ethylenoxidgehalt, wie sie in der DE-A-39 23 394 näher beschrieben sind, eignen sich als Dispergato ren für die erfindungsgemäßen konzentrierten Textilweichmacher-Dispersio nen.

Von den genannten Dispergatoren reichen zur Erzielung der Viskositätssta bilität auch nach längerer Lagerung bereits geringen Mengen, d. h. Mengen im Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-%, wobei Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-% bevorzugt sind.

Falls die wäßrigen Textilweichmacher-Dispersionen nicht schon ohnehin eine geringe Ausgangsviskosität haben, beispielsweise durch die Verwendung von quartären Ammoniumverbindungen mit einem hohen cis-/trans-Verhältnis, ist es zweckmäßig, eine niedrige Viskosität durch den Zusatz eines Elektroly ten einzustellen. Geeignete Elektrolyten sind beispielsweise Natriumchlo rid, Natriumacetat, Magnesiumsulfat oder Calciumchlorid und insbesondere Magnesiumchlorid. Zur Einstellung einer niedrigen Ausgangsviskosität durch Zusatz eines Elektrolyts reichen ebenfalls geringe Mengen aus. Der Elek trolyt liegt beispielsweise in Konzentrationen von 0,01 bis 3 Gew.-%, be zogen auf die fertige Dispersion, in der Dispersion vor.

Die genannten Dispersionen zeichnen sich dadurch aus, daß deren Ausgangs viskosität nach der Herstellung auch bei längerer Lagerung in einem brei ten Temperaturbereich nicht oder nur geringfügig ansteigt, daß sie einen hohen Wirkstoffgehalt aufweisen, daß sie auch mit kaltem Wasser leicht verdünnbar sind, was sich besonders beim Einspülen in automatischen Wasch maschinen positiv bemerkbar macht, und daß die damit behandelten Textilien nach dem Trocknen nicht nur einen weichen Griff sondern auch eine gute Wiederbenetzbarkeit aufweisen, was insbesondere für Textilien, die auf der Haut getragen werden, von besonderer Bedeutung ist.

Beispiele

In den folgenden Beispielen wird gezeigt, daß wäßrige Textilweichmacher- Dispersionen mit einem hohen Gehalt jeweils 34 Gew.-% an quartären Ammoni umverbindungen, die Esterbindungen in ihren langen Gruppen enthalten mit Dimethylsulfat quaterniertes Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Triethanolamin und 2 Mol Talgfettsäure eine bemerkenswerte Viskositätsstabilität aufwei sen, wenn den Dispersionen sehr geringe Mengen an nichtionischen Disperga toren mit einem hohen HLB-Wert zugesetzt werden. Demgegenüber zeigen an sonsten gleich zusammengesetzte Dispersionen ohne Dispergatoren oder mit anderen Dispergatoren in gleichen Mengen bereits nach 1-wöchiger Lagerung einen nichttolerierbaren Viskositätsanstieg.

Die Viskosität (mPas) wurde in allen Fällen mit einem Brookfield-Rota tionsviskosimeter mit Spindel 2 und 20 Umdrehungen pro Minute bei 20°C gemessen. Die Zusammensetzung der Dispersionen und das Viskositätsverhal ten geht aus Tabelle 1 hervor.

Tabelle 1

In Tabelle 1 bedeuten
Dispergator 1 = Talgfettalkohol + 40 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 17,6
Dispergator 2 = Talgfettalkohol + 50 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 18,0
Dispergator 3 = Talgfettalkohol + 80 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 18,7
Dispergator 4 = hydriertes Ricinusöl + 60 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 18,2
Dispergator 5 = Ricinusöl + 190 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 19,4
Dispergator 6 = Sojapolyol mit 39 Gew.-% Mol Ethylenoxid
Dispergator 7 = Stearylamin + 25 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 16,3
Dispergator 8 = Talgfettalkohol + 5 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 9,6
Dispergator 9 = Talgfettalkohol + 7 Mol Ethylenoxid HLB-Wert = 11,0.

Die Dispergatoren 8 und 9 sind im Sinne der vorliegenden Erfindung unge eignete Dispergatoren mit zu geringem Gehalt an Ethylenoxid (= zu niedri gem HLB-Wert) und dienen als Vergleich ebenso wie Versuch 10 ohne Disper gator.

Wie der Tabelle 1 zu entnehmen ist, führen Dispersionen ohne oder mit un geeigneten Dispergatoren zu pastösen Produkten, während die Dispergatoren 1 bis 7 mit einem hohen Ethylenoxid-Gehalt (mindestens 25 Mol) und entspre chend hohem HLB-Wert (über 15) zu fließfähigen Dispersionen führen.

Claims

1. Wäßrige Textilweicher-Dispersionen mit einem Gehalt an quartären Ammo niumverbindungen, die 1, 2 oder 3 Estergruppen im Molekül enthalten, und mit einem Gehalt an nichtionischen Dispergatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersionen, jeweils bezogen auf die wäßrige Dispersion,

a) 15 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-% quartäre Ammonium verbindungen und
b) nichtionische Dispergatoren mit einem HLB-Wert im Bereich von 12 bis 20, insbesondere von 15 bis 20 enthalten.

2. Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispergator ein Anlagerungsprodukt von 20 bis 200 Mol Ethylen oxid an einen Fettalkohol mit 12 bis 22 C-Atomen, an eine Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen, an ein Fettamin, an ein Fettsäureglycerid, an einen Fettsäuresorbitanester oder einen Fettsäurepropylenglykolmono ester einer Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen, an Ricinusöl oder hy driertes Ricinusöl, an ein Alkylmono- oder -oligoglycosid mit 12 bis 22 C-Atomen in der Alkylgruppe oder an ein Alkylphenol mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe enthalten ist.

3. Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispergator ein Anlagerungsprodukt von 25 bis 150 Mol Ethylen oxid an einen Fettalkohol mit 16 bis 22 C-Atomen enthalten ist.

4. Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispergator ein Anlagerungsprodukt von 20 bis 100 Mol Ethylen oxid an ein Sojapolyol enthalten ist.

5. Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispergator ein Anlagerungsprodukt von 20 bis 150 Mol, insbe sondere von 25 bis bis 150 Mol Ethylenoxid an ein Fettamin enthalten ist.

6. Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispergator in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-%, vorzugswei se bis 0,5 Gew.-% enthalten ist.

7. Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Elektrolyt, vorzugsweise Magnesiumchlorid enthalten ist.

8. Wäßrige Textilweichmacher-Dispersion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt in Mengen von 0,01 bis 3 Gew.-% enthalten ist.