Verwendung von Polyglykoldialkylethern als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen

Abstract

 Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I)
R¹-O ( CH₂-CH₂-O )_nR² (I)
in der R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und für geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Al­kenylreste mit 8 bis 22 C-Atomen und n für Zahlen von 10 bis 70 stehen, werden als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen allein oder in beliebigen Kombinationen mit als Viskositätsregler für Anionten­sidlösungen bekannten Verbindungen verwendet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von Polyglykol­dialkylethern als Viskositätsregler für wässrige An­iontensidlösungen.

[0002] Tensid/Wasser-Systeme, aus denen die unter die Gruppe der kosmetischen Präparate fallenden Körperreinigungs­mittel (Haarshampoos, Schaumbäder, Duschbäder, Hand­waschpasten) im wesentlichen bestehen, enthalten als hauptsächlichen Tensidanteil meist Aniontenside, bei­spielsweise Alkylethersulfate. Hauptgründe für deren Verwendung sind gute Reinigungs- und Schaumeigenschaf­ten. Zum Zwecke der Stabilisierung von dispersen Systemen, z.B. Perlglanzmitteln, und der besseren Handhabung bei der Anwendung derartiger Aniontenside enthaltender Lösungen werden bei der Produktion Ver­dickungsmittel zugesetzt.

[0003] Als Mittel zur Erhöhung der Viskosität aniontensid­haltiger Formulierungen sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Verbindungen bekannt. Die einfachste und billigste Lösung zur Regulierung der Viskosität aniontensidhaltiger Lösungen besteht darin, daß man Kochsalz oder andere Elektrolyte zusetzt. Dadurch wer­den die Ladungsverhältnisse in den Lösungen drastisch geändert, wobei letztlich die Assoziation von Tensid-­Mizellen ermöglicht, d.h. die Bildung sehr großer Mi­zellen begünstigt wird. Dies führt zu einem Viskosi­tätsanstieg. Als Verdickungsmittel werden außerdem Kombinationen von Elektrolyten, beispielsweise Koch­salz, mit Alkanolamiden eingesetzt. Nachteilig ist, daß diese unter Freisetzung von Amin zur Hydrolyse neigen.

[0004] Als Verdickungsmittel werden außerdem auch Hydroxy­ethylzellulose oder Fettsäurepolyglykolester einge­setzt. So werden beispielsweise in der US-PS 3 957 970 Shampoos beschrieben, die Polyethylenglykol-distearat als viskositätsregelndes Agens enthalten. Fettsäure­polyglykolester zeigen zwar ein brauchbares Verhalten als Viskositätsregulatoren aniontensidhaltiger Formu­lierungen, werden jedoch in wässrigen Lösungen suk­zessive in Fettsäure und Polyglykol hydrolysiert. Sie können daher über längere Zeit ihre verdickende Wir­kung nicht beibehalten.

[0005] Fettalkoholethoxylate sind ebenfalls als Viskositäts­regler für Tensidlösungen untersucht worden, weisen jedoch ebenfalls den Nachteil auf, eine befriedigende Verdickung aniontensidhaltiger Lösungen nicht zu ge­währleisten.

[0006] Es wurde nun gefunden, daß die Nachteile der bisher üblicherweise verwendeten Verdickungsmittel, vor allem die hydrolytische Spaltung der Viskositätsregulatoren, nicht eintreten, wenn man als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen Polyglykoldialkylether verwendet. Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von Polyglykoldialkylethern der allgemeinen Formel (I)
R¹-O ( CH₂-CH₂-O )_nR² (I)
in der R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und für geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Al­kenylreste mit 8 bis 22 C-Atomen und n für Zahlen von 10 bis 70 stehen, als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen allein oder in beliebigen Mischun­gen mit als Viskositätsregler bekannten, in Anionten­sidlösungen verwendeten Verbindungen.

[0007] Die erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) enthalten an ihren Enden zwei Alkyl- oder Alkenylreste R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, und für geradkettige oder verzweigte Reste mit 8 bis 22 C-Atomen stehen. Herstellungsbedingt sind die beiden Reste R¹ und R² in der Regel verschieden und stehen, insbesondere bei aus nativen Quellen zugänglichen Verbindungen, bevorzugt für geradkettige Alkyl- oder Alkenylreste im angege­benen C-Zahlbereich. Besonders geeignet sind n-Alkyl- oder Alkenylreste aus der Gruppe Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Octadecenyl, Nona­decyl, Eicosanyl, Uneicosanyl oder Docosanyl. Aus die­ser Gruppe sind insbesondere die Reste der höheren Kettenlängen, wie beispielsweise mit 14 bis 22 C-Ato­men, bevorzugt.

[0008] n in der allgemeinen Formel (I) für die erfindungsge­mäß verwendeten Polyglykoldialkylether liegt im Be­reich von 10 bis 70, bevorzugt im Bereich von 30 bis 50. Dabei ist darunter der durchschnittliche Ethoxy­lierungsgrad zu verstehen.

[0009] Die erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) sind als solche bekannt und werden auch nach an sich bekannten Synthesemethoden industriell hergestellt. Dies kann beispielsweise da­durch erfolgen, daß Fettalkoholethoxylate der allge­meinen Formel (II)
R¹-O(CH₂-CH₂-O)_nH (II)
in der R¹ und n die oben angegebenen Bedeutungen ha­ben, mit Alkylhalogeniden
R²X (III)
in denen R² die oben angegebenen Bedeutungen haben kann und X für Cl, Br oder I stehen kann, in Gegenwart von Alkali umgesetzt werden. Die Fettalkoholethoxylate der allgemeinen Formel (II) werden dabei in ebenfalls an sich bekannter Weise aus Fettalkoholen und Ethylen­oxid im gewünschten Molverhältnis, das sich dann in der Größe von n in den allgemeinen Formeln (I) und (II) niederschlägt, umgesetzt. Dabei können als Fett­alkohole native oder synthetische Alkanole verwendet werden, wobei als Ausgangsalkohol nicht nur die reinen Verbindungen zu nennen sind, sondern auch die aus na­tiven Quellen zugänglichen Fettalkoholgemische zu ver­stehen sind, die Alkylreste mit C-Zahlen in einem mehr oder weniger engen Bereich aufweisen. Als solche sind beispielsweise Alkohole aus der Talgfettspaltung ("Talgalkohole") zu verstehen.

[0010] Die erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) können als Viskositätsreg­ler in wässrigen Aniontensidlösungen allein oder in beliebigen Mischungen mit als Viskositätsregler all­gemein bekannten und in Aniontensidlösungen verwende­ten Verbindungen eingesetzt werden. Dabei zeigen sie erfahrungsgemäß in Verbindung mit anderen Viskositäts­reglern eine deutlich bessere Wirkung, weswegen ihr Einsatz in Mischungen mit anderen Viskositätsreglern bevorzugt ist. Als andere Viskositätsregler werden dabei mit Vorteil die auch sonst als Viskositätsregler in Aniontensidlösungen verwendeten Elektrolyte ange­sehen; z.B. Natriumchlorid. Dabei liegt die Konzen­tration der Polygylkoldialkylether allein oder in sol­chen Kombinationen im Bereich von 2 bis 7 Gew.-%, be­zogen auf das Gesamtgewicht des Systems Wasser/Ten­sid/Verdicker. Als Vorteil ist dabei anzusehen, daß derartige Polyglykoldialkylether-Elektrolyt-Kombina­tionen schon bei niedrigen Salzkonzentrationen zu deutlich höheren Viskositätswerten für die Antionten­sidlösungen führen, als dies bei herkömmlichen Ver­dickern, insbesondere bei der Verwendung von Elektro­lyten allein beobachtet wird. Dabei liegt bei Verwen­dung einer Mischung aus Polyglykoldialkylethern und Elektrolyten der erzielte Viskositätsgewinn deutlich über der additiven Wirkung einer alleinigen Verwendung von Elektrolyten und der - auch in Abwesenheit von Elektrolyten schon überraschend guten - verdickenden Wirkung der erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldi­alkylether. Diese synergistische Wirkung zeigt sich bei Verwendung in allen üblicherweise verwendeten An­iontensidlösungen und wirkt sich auch dort aus, wo bisher große Probleme bei der Viskositätsregelung der Tensidlösungen bestanden, beispielsweise bei schwer verdickbaren, hochethoxylierten Alkylethersulfat-Ten­siden und Aniontensiden auf Sulfosuccinatbasis.

[0011] Es zeigte sich, daß die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen die Schaumeigenschaften der Tensidlösun­gen nicht oder nur wenig beeinträchtigten. Außerdem ließen sich Polyglykoldialkylether gut in wässrige Aniontensidlösungen einarbeiten.

[0012] Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

[0013] Die viskositätsregulierende Wirkung der erfindungs­gemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allge­meinen Formel (I) wurde in wässrigen Lösungen (10 % waschaktive Substanz) folgender Aniontenside getestet:
Aniontensid 1: Kokosalkohol (C₁₂_/₁₄)-2EO-Sulfat-­Natrium und
Aniontensid 2: Talgalkohol (C₁₂_/₁₈)-7EO-Sulfat-­Natrium/-Magnesium.

[0014] Die Viskosität der wässrigen Tensidlösungen wurde nach Höppler in einem Kugelfallviskosimeter bei 20°C be­stimmt.

Beispiel 1

[0015] Nach der oben angegebenen Synthesemethode wurden fol­gende Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) hergestellt; ihr Schmelzbereich ist der nachfol­genden Tabelle 1 zu entnehmen.

Beispiel 2

[0016] Die viskositätserhöhende Wirkung der erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoldialkylether der allgemeinen Formel (I) in aniontensidhaltigen Formulierungen (An­iontenside: die oben genannten Tenside wurden bei un­terschiedlicher Konzentration des Polyglykoldialkyl­ethers sowie in Gegenwart unterschiedlich hoher Mengen an Elektrolyt (NaCl) überprüft. Die Ergebnisse sind den Tabellen 2 und 3 zu entnehmen. Die Angabe "100 mPa.s" bedeutet, daß die Viskosität unter 100 mPa.s liegt.

Vergleichsbeispiel

[0017] Es wurde anstelle der Polyglykoldialkylether ein her­kömmliches Kokosfettsäurediethanolamid als viskosi­tätsregulierende Komponente in den wässrigen Anionten­sidlösungen verwendet. Die Ergebnisse sind der letzten Spalte der Tabellen 3 und 4 zu entnehmen.

Tabelle 2

[0018] Abhängigkeit der Viskosität einer Lösung des Anionten­sids 1 (10 % Aktivsubstanz) in Gegenwart unterschied­licher Mengen der Verbindungen aus Beispiel 1 (a bis d) und Natriumchlorid.

Tabelle 3

[0019] Abhängigkeit der Viskosität einer Lösung des Anion­tensids 1 (10 % Aktivsubstanz) in Gegenwart unter­schiedlicher Mengen der Verbindungen aus Tabelle 1 (e bis i) sowie der Verbindung des Vergleichsbeispiels.

Tabelle 4

[0020] Abhängigkeit der Viskosität einer Lösung des Anion­tensids 2 (10 % Aktivsubstanz) in Gegenwart unter­schiedlicher Mengen der Verbindungen des Beispiels 1 sowie unterschiedlicher Mengen an Elektrolyt (NaCl).

[0021] Die Polygylkoldialkylether zeigten natürlicherweise entsprechend den Strukturunterschieden unterschiedlich starke Auswirkungen auf die Viskosität von Anionten­sidlösungen. In salzfreien und auch salzhaltigen An­iontensidformulierungen erwies sich das Produkt des Beispiels 1e als besonders wirksames Verdickungsmit­tel: es erhöhte die Viskosität aniontensidhaltiger Formulierungen ausgesprochen stark.

[0022] Die Wirkung der meisten Produkte zeigte sich (mit Aus­nahme der Verbindung (I) des Beispiels 1e) erst bei Zusätzen von 4 % und höher.

[0023] Mit der Verbindung des Beispiels 1e ließ sich auch die Viskosität schwer verdickbarer Aniontensidformulierun­gen (vgl. Tabelle 4 mit Aniontensid 2) bereits bei einem Zusatz von 2 % des Polygylkoldialkylethers aus­reichend erhöhen.

Ansprüche

1. Verwendung von Polyglykoldialkylethern der allge­meinen Formel (I)
R¹-O ( CH₂-CH₂-O )_nR² (I)
in der R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und für geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Al­kenylreste mit 8 bis 22 C-Atomen und n für Zahlen von 10 bis 70 stehen, als Viskositätsregler für wässrige Aniontensidlösungen allein oder in beliebigen Mischun­gen mit als Viskositätsregler bekannten, in Anionten­sidlösungen verwendeten Verbindungen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel (1) R¹ und R² verschie­den sind.

3. Verwendung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß in der allgemeinen Formel (I) die Reste R¹ und R² geradkettig sind.

4. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Alkylreste R¹ und R² 14 bis 22 C-­Atome aufweisen.

5. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß in der allgemeinen Formel (I) n für Zah­len im Bereich von 30 bis 50 steht.

6. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit anderen Viskositätsreglern kombiniert werden.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit Elek­trolyten kombiniert werden.

8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit Koch­salz kombiniert werden.

9. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Gehalt an Verbindungen der allgemei­nen Formel (I) in den wässrigen Aniontensidlösungen im Bereich von 2 bis 7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge­wicht des Systems Wasser/Tensid/Viskositätsregler be­trägt.