187410. lajstromszámú szabadalom • Hidegen diszpergálható háztartási lágyöblítőszer alapanyagok előállítása
1 187410 2 Ismeretes, hogy a textíliák mosás után elvesztik lágyságukat, puha tapintásukat és csökken újranedvesedő képességük. Emellett, kiváltképpen a műszálas textíliák, hajlamosak az elektrosztatikus feltöltődésre; ezért gyorsan elszennyeződnek, a felhasználásukkal készült ruházati termékek viselete a sercegés, szikrázás és testhez tapadás miatt igen kellemetlen. Ezek a nem kívánt jelenségek elkerülhetők, illetve hatásuk jelentősen csökkenthető azáltal, hogy a textíliákat mosás után valamilyen, legalább két hosszúláncú zsíralkil-csoportot tartalmazó kvarterner ammóniumsó hatóanyagú öblitőszerrel kezelik. Ezen kvarterner ammóniumsó detergensek alkalmazástechnikai vizsgálata során kimutatták, hogy míg a kation felépítése és az anion típusa nem, vagy csak csekély mértékben, addig az R, zsírmaradék szerkezete igen jelentősen befolyásolja az öblítés minőségét. Optimálisnak a nem elágazó C16-C18 szénatomszámú telített zsíralkil lánc tekinthető; a szénlánc hosszúságának csökkenésével, valamint telítetlenségének növekedésével párhuzamosan mérséklődik a készítmények fogásjavitó és antisztatizáló képessége. [Helmut, H.: Tenside Detergents 18 (5), 243, (1981).] A gyakorlatban különösen az l-[2’(R,—CO—NH)-etil]-2-R, -3-R2-imidazolinium- R2-szulfát alapú lágyöblítőszerek terjedtek el, ahol R] általában C,2-C22 lánchosszúságú telített, vagy telítetlen, illetve kevert zsíralkil szubsztituenst, R2 pedig C,-C4 szénatomszámú alkil szubsztituenst, metil-, etil-, propil-csoportot jelöl. Az l-[2’-(R,—CO—NH)-etil]-2-R,-3-R2- imidazolinium-R2-szulfátokat különböző zsírsavak és észtereik valamint dietilén-triamin 2 : 1 mólarányú elegyéből állítják elő. A reakcióban l-[2’(R,—CO—NH)-eti l]-2-R, -imidazolinok keletkeznek, amelyeket dialkil-szulfátokkal kvaternerizálnak. (1 441 081 sz. Francia szabadalom; 2 920 937. sz. USA szabadalom.) A zsírsav dietilén-triamin reakció első lépésében, 100-130 °C-on R,—CO—NH — CH2 — CH2—NH—CH2 —CH2—NH—CO—R, általános képletű 2,2'-di-(acil-amino)-dietil-aminok keletkeznek, amelyek csak magasabb hőmérsékleten, 180-230 °C-on ciklizálnak, de a termékek a termikus gyűrüzárás során képződő imidazolinok mellett még több órás reakcióidő és vákuum alkalmazása esetén is tartalmaznak néhány % nyílt láncú vegyületet. Francia kutatók szerint a nem ciklizált 2,2’-di(acil-amino)-dietil-aminok nem zavarnak, mivel a dimetil-szulfátös kvaternerezés közben alkileződnek és a keletkező 2,2’-di-(acil-amino)-dietil-metilamin-metil-szulfát sók 10—45 tömeg%-nyi mennyiségben javítják az öblítőszer tulajdonságait. A gyürűzárást 180-225 °C-on NaF jelenlétében, a kvaternerezést izopropanolban 80-90 °C-on valósítják meg. (2 520 150sz. NSZK-beli szabadalom.) Más szerzők a nyílt láncú vegyületek jelenlétét előnytelennek tartják; ezért a zsírból, zsírsavból illetve zsírsav-metil-észterből valamint dietiléntriaminból 125-250 °C-on és 1-300 Torr nyomáson nyert, imidazolint 92%-ban tartalmazó terméket először 60-100 °C-on C2-C4 szénatomszámú alkilén-oxidokkal alkilezik, majd végül alkilezőszerekkel, előnyösen dimetil-szulfáttal, alholokban 20-125 °C-on kvaternerezik (2 818 983 sz. NSZK- beli szabadalom). A háztartási öblítőszerekben a fenti imidazoliniumsók 5-8 tömeg%-os vizes diszperzióját használják. A diszperziók előállításával, a keletkező kolloid rendszerek kémiai tulajdonságainak vizsgálatával, alakításával foglalkozó széleskörű szabadalmi irodalom azt jelzi, hogy az állandó, kis viszkozitású, nem gélesedő, ugyanakkor jó öblítő hatású, egyszerűen, alacsony hőmérsékleten is kialakítható öblítőszer-diszperziók készítése nem könnyű feladat. A kívánt hatást különböző tenzid-kombinációk, speciális keverőberendezések és keverési körülmények, valamint különböző oldószerek, oldásközvetítők és adalékanyagok segítségével érik el. Az egyik módszer szerint a kationos lágyítónyersanyagot vízbe keverik, majd a kapott diszperziót 35-55 bar nyomáson homogenizálják. (3 954 634 sz. USA szabadalom.) A módszer hibája, hogy a diszperziót a homogenizálás után gyorsan le kell hűteni. így az eljárás energiaigényes. További hátrány, hogy a szervetlen sótartalmat a diszpergálás során a lehetséges legalacsonyabb szinten kell tartani. Ezért az eljárás során csak ionmentesített vízzel lehet dolgozni. Ellenkező esetben a diszperz rendszer rétegszétválásával kell számolni. Stabil, alacsony viszkozitású öblítőszerek keletkeznek, amennyiben az öblitőszer diszperziókhoz 2-4 tömeg%-ban anti-zselírozó szereket, pl. szénhidrogéneket, zsírsavakat és zsirsav-metil-észtereket stb. (EP 0 013 780); más kémiai felépítésű lágyöblítőszert, pl. disztearil-dimetil-ammónium-kloridot (3 681 241 sz. USA szabadalom); alkilezett valamint polialkilezett aromás szulfonsavak és alifás szulfonsavak sóit (3 997 453 sz. USA szabadalom) vagy más adalékanyagokat, pl. etoxilezett diaminokat, N-alkil-piridinium-sókat, nemionos emulgeátorokat, oldásközvetítőket stb. (EP 0 000 406) adnak. A felhasznált oldószerek és oldásközvetítők gyakran tűzveszélyesek, az alkalmazott tenzidkombinációk és keverőberendezések drágák, a különböző adalékanyagok pedig általában nem hatnak lágyítóként, ballasztként vannak jelen, időnként allergén hatásúak. A megfelelő minőségű diszperziók előállítása sok esetben magasabb, 40-60 °C-os hőmérsékletet igényel, ami az 5-8 tömeg%-os híg oldatokat figyelembe véve igen energiaigényes (Helmut, H.: Tenside Detergents 18 (5), 243 (1981)]. Munkánk során a fenti hiányosságok kiküszöbölését, az öblítés hatékonysága szempontjából optimálisnak tekinthető kémiai szerkezethez közel álló, könnyen feldolgozható imidazolinium-sók szintézisét tűztük ki célul. Vizsgálataink szerint hidegen könnyen diszpergálható imidazolinium - vázas öblitőszer alapanyagok szintetizálhatok 30-65-ös jódszámú - zsírsavösszetételüket tekintve két, vagy több kettőskötéssel rendelkező zsírsavakat maximálisan 10-12 tömeg%-ban, C16-Ci8 szénatomszámú zsírsavakat 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
