專利名稱：液體脂肪胺羧酸鹽組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含脂肪胺羧酸鹽、與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸和水的組合物，所述組合物具有至多30°c的傾點(diǎn)。本發(fā)明也涉及羧酸和水用于制備本發(fā)明脂肪胺羧酸鹽組合物的用途，以及涉及制備本發(fā)明組合物的方法。
背景技術(shù)：
脂肪胺羧酸鹽，例如脂肪胺乙酸鹽，是在許多應(yīng)用中使用的公知表面活性化合物。但是，這類化合物的一個(gè)問題是它們在室溫和通常高達(dá)約45°C或更高的溫度下是固體的不能傾倒的產(chǎn)品，這導(dǎo)致處理問題。脂肪胺羧酸鹽必須熔融和從轉(zhuǎn)鼓倒出，或手工從轉(zhuǎn)鼓挖出。另外，由于健康方面，固體脂肪胺羧酸鹽的處理需要使用防護(hù)面具和防護(hù)服，從而保護(hù)免受顆粒、粉塵和蒸汽的影響。如果脂肪胺羧酸鹽能以液體形式存在、能傾倒或泵送此化合物，則可以避免在處理期間暴露于脂肪胺羧酸鹽。液體牛油二胺二乙酸鹽目前可以作為商品名Duomac T36(從Akzo Nobel SurfaceChemistry AB獲得，瑞典)獲得，其含有40%的溶解于丁二醇和水中的牛油二胺二乙酸鹽。US 6 569 822涉及脂肪二胺二乙酸鹽的濃縮液體組合物，其中使用醇、水和至少一種溶劑，其中脂肪二胺二乙酸鹽溶劑的比率是小于或等于4 I。但是，這些醇和溶劑都是高度可燃性的化合物。所以在本技術(shù)領(lǐng)域中，需要高度濃縮的脂肪胺羧酸鹽組合物，其不含或僅僅含有少量的可燃性溶劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，并且提供另一種具有高的胺穩(wěn)定性的高度濃縮液體脂肪胺羧酸鹽組合物。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有降低含量的可燃性溶劑的高度濃縮液體脂肪胺羧酸鹽組合物。現(xiàn)在，發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)這些目的可以通過使用水和與羧酸鹽對應(yīng)的羧酸作為在低溫下液體脂肪胺羧酸鹽的介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。驚奇地發(fā)現(xiàn)，溶解在特定范圍內(nèi)的水和羧酸中的脂肪胺羧酸鹽在室溫和更低的溫度下是液體，即使脂肪胺羧酸鹽具有高濃度時(shí)也是如此。因此在第一方面，本發(fā)明涉及一種組合物，此組合物含有40-90重量％的至少一種脂肪胺羧酸鹽、水和與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸。在此組合物中，羧酸水的重量比率是在20 : I至I : I的范圍內(nèi)。另外，此組合物具有在30°C以下的傾點(diǎn)。雖然脂肪胺羧酸鹽具有高的熔融溫度，通常在45°C以上，它們也可以以高的羧酸鹽含量包含在室溫可傾倒的組合物中，這是因?yàn)槭褂昧怂团c所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸作為溶劑。另外，在本發(fā)明組合物中的水含量減少了酰胺的形成，酰胺的形成通常出現(xiàn)在脂肪胺羧酸鹽和羧酸的混合物中。在第二方面，本發(fā)明涉及羧酸和水按照20 : I至I : I的重量比率作為添加劑加入所述羧酸的脂肪胺羧酸鹽中以獲得本發(fā)明組合物的用途，所述組合物例如含有40-90重量％的所述脂肪胺羧酸鹽，此組合物具有在< 30°C溫度下的傾點(diǎn)。在第三方面，本發(fā)明涉及一種制備具有<30°C的傾點(diǎn)的脂肪胺羧酸鹽組合物的方法，包括提供脂肪胺或其羧酸鹽；并將所述脂肪胺或其羧酸鹽和與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸以及水混合，得到本發(fā)明的組合物。應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明涉及所附權(quán)利要求的所有可能的組合。下面在說明書中更詳細(xì)地說明上述各方面。本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明是基于這樣的發(fā)現(xiàn)在特定范圍內(nèi)，脂肪胺羧酸鹽和水以及與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸混合，形成在約室溫下的液體組合物，此組合物即使在脂肪胺羧酸鹽在組合物中具有高濃度時(shí)也是液體。因此，本發(fā)明的組合物含有脂肪胺羧酸鹽、水以及與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸，并且具有彡30°C的傾點(diǎn)，例如彡20°C，例如彡IO0C0在這里使用的術(shù)語“與羧酸鹽對應(yīng)的羧酸”、“與羧酸對應(yīng)的羧酸鹽”以及相關(guān)術(shù)語表示羧酸是質(zhì)子化的羧酸鹽。作為說明如果在本發(fā)明中使用的脂肪胺羧酸鹽是脂肪胺乙酸鹽，則對應(yīng)的羧酸是乙酸。如果脂肪胺羧酸鹽是脂肪胺丙酸鹽，則對應(yīng)的羧酸是丙酸。這是使用的術(shù)語“傾點(diǎn)”定義了固體組合物轉(zhuǎn)變成可傾倒的組合物時(shí)的溫度。在本文中，當(dāng)粘度在20s—1的剪切速率下是在500mPa * s (cP)以下時(shí)，組合物尤其被認(rèn)為是可傾倒的，粘度是在配備有C14檢測系統(tǒng)的Bohlin VOR流變儀上檢測的。對于檢測，使用20g* cm—1的扭矩棒和使用浮子/杯子。為了達(dá)到所需的溫度，在開始檢測之前使配料在杯子中放置10分鐘。剪切速率掃描是1-119S'且樣品沒有預(yù)先剪切。從粘度檢測，可以得到結(jié)論如果組合物在20s—1的剪切速率下具有在500mPa s (cP)以下的粘度，則此組合物被認(rèn)為是可傾倒的。脂肪胺羧酸鹽組合物中的濃度應(yīng)當(dāng)在從約40重量％、例如從約50重量％、例如從約60重量％到約90重量％、例如到約85重量％、例如到約70重量％的范圍內(nèi)。除非另有說明，本文中提到的百分比都表示重量％，基于組合物的總重量計(jì)。除了脂肪胺羧酸鹽之外，對應(yīng)的羧酸和水通常占組合物的大部分。在組合物中，羧酸水的比率通常是約20 I至約1:1。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，羧酸水的比率是約19 I至約6 4，例如約6 : I至2 : I。羧酸和水按照上述比率作為添加劑加入所述羧酸的脂肪胺羧酸鹽中以獲得本發(fā)明組合物的用途是本發(fā)明的另一個(gè)方面。在具體實(shí)施方案中，按照上述比率的羧酸和水用作脂肪胺羧酸鹽的溶劑。脂肪胺羧酸鹽在羧酸和水中的溶液通?；旧鲜峭该鞯囊后w。除非另有說明，在這兩種化合物之間的所有比率都表示重量比率。在具體實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物可以在所述傾點(diǎn)以下的溫度時(shí)是液體溶液。在這些情況下，在30°C和可能更低的溫度下，組合物是溶液的形式，其中脂肪胺羧酸鹽溶解在基于對應(yīng)羧酸和水的溶劑中，形成基本上透明的液體。透明液體通常比不透明液體更優(yōu)選，這是因?yàn)闇p少了沉淀或相分離的風(fēng)險(xiǎn)。如果在組合物中的水含量過高，則脂肪胺羧酸鹽組合物表現(xiàn)為形成凝膠。以凝膠的形式，此組合物是不可傾倒的。因此，選擇水含量足夠低以避免這種凝膠。水含量通常是約20%以下，例如在約10%以下，例如在約5%以下。如果存在水，則組合物的熔融溫度顯示為不明顯低于脂肪胺羧酸鹽本身的熔融溫度。因此，水含量通常是至少1%，例如至少2%。另外，已經(jīng)顯示，在羧酸的存在下，脂肪胺和脂肪胺羧酸鹽進(jìn)行酰胺的形成反應(yīng)。已經(jīng)顯示，向組合物中引入水能減少這種酰胺形成反 應(yīng)。除了水和羧酸之外，此組合物可以任選地含有額外的溶劑。這些額外的溶劑的含量通常是按照額外溶劑脂肪胺乙酸鹽的比率為0 : I至2 : 9，例如在I : 10以下。但是，應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明組合物不是必須包含任何這些額外溶劑。這些額外溶劑的例子包括常規(guī)的有機(jī)溶劑，包括但不限于醇，例如異丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇和二甘醇，醚和酮。額外溶劑的含量通常保持足夠低，從而避免獲得在室溫下可燃的組合物。這樣的脂肪胺羧酸鹽通常具有在30°C以上的熔點(diǎn)/傾點(diǎn)。因此，在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，考慮使用的脂肪酸羧酸鹽是具有在30°C以上的熔點(diǎn)/傾點(diǎn)的脂肪酸羧酸鹽，例如在45°C以上，例如在60°C以上。關(guān)于商購脂肪胺羧酸鹽的傾點(diǎn)或熔點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可以尤其參見與這些產(chǎn)品相關(guān)公布的MSDS頁。在本發(fā)明中使用的術(shù)語“脂肪胺”通常涉及式I的單胺、二胺和多胺R1-NH- (R2-NH)nH(I)，其中R1選自直鏈和支化的、飽和和不飽和的C6,烴基；R2是(CH2)x，其中X是2-6 ；n是0-4的整數(shù)。在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，R1是直鏈或支化的、飽和或不飽和的C8_22烴基。R1的例子包括、但不限于挪油燒基、油基和牛油燒基、菜桿油燒基、大燒基、十燒基、十四燒基以及它們的混合物，以及植物或動物來源的其它脂肪烴基。R2的例子包括、但不限于亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞戊基和亞己基。通常，R2是亞丙基，即X是3。通常，n是0 (單胺)或I ( 二胺)。在本發(fā)明中使用的術(shù)語“脂肪胺羧酸鹽”涉及脂肪胺的羧酸鹽。脂肪二胺的羧酸鹽通常是二羧酸鹽。考慮用于本發(fā)明中的羧酸包括、但不限于具有式R3-COOH的羧酸，其中R3是直鏈、支化或環(huán)狀的Cu烴基，尤其是直鏈或支化的Cu烷基。尤其考慮使用乙酸和丙酸，以及它們的相應(yīng)羧酸鹽，即分別是乙酸鹽和丙酸鹽。以下脂肪胺用于下述實(shí)驗(yàn)中Duomeen T:N-牛油-l，3-二氨基丙烷；Armeen c :椰油胺；和 Armeen HT :氫化牛油胺，都來自 Akzo Nobel SurfaceChemistry AB (瑞典)。Duomeen T用357mg/g乙酸(HAc) (99. 8% )中和以獲得二乙酸鹽形式,在這里表示為Duomac T。Duomac T具有82°C的熔點(diǎn)。Armeen C用294mg/g HAc中和以獲得乙酸鹽形式,在這里表示為Armac C。Armac C具有45_60°C的熔程。Armeen HT用221mg/g HAc中和以獲得乙酸鹽形式,在這里表示為Armac HT。Armac HT具有60°C的熔點(diǎn)。Duomeen T用441mg/g丙酸(99. 7% )中和以獲得二丙酸鹽形式,在這里表示為 Duoprop T0 Duoprop T 在 30 °C 下是固體。實(shí)驗(yàn)I :脂肪胺羧酸鹽的物理形式將脂肪胺加熱到液體形式，并加入羧酸中，從而形成脂肪胺羧酸鹽和羧酸的組合物。按照所示量加入水，獲得所需的組合物。將最終的組合物加入IOml玻璃燒瓶中，并用螺絲帽關(guān)閉燒瓶。配料用磁力攪拌器攪拌約15分鐘，并且如果需要獲得透明配料的話，則加熱到30-40°C。每個(gè)樣品的總重量是10g。在混合之后將樣品儲存在冷凍器中過夜，然后分別于10°C、20°C和30°C儲存。樣品的物理形式是按照下表中所示的時(shí)間通過目測并通過翻轉(zhuǎn)燒瓶測定。
權(quán)利要求
1.一種組合物，其含有 -40-90重量％的至少一種脂肪胺羧酸鹽； -水；以及 -與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸， 其中，羧酸水的重量比率是在20 : I至I : I的范圍內(nèi)；并且所述組合物具有(30°C的傾點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中所述羧酸選自乙酸和丙酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的組合物，其中所述組合物在所述傾點(diǎn)和在20s—1的剪切速率下具有至多500mPa ~k s的粘度，粘度是在配備有C14檢測系統(tǒng)的Bohlin VOR流變儀上檢測的。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，其中羧酸水的重量比率是約19 I至約6 4。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物,其中所述組合物包含約1-20重量％的水。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，其中所述組合物包含約8-56重量％的羧酸。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，其中所述組合物還包含額外溶劑，額外溶劑是按照額外溶劑脂肪胺羧酸鹽的重量比率為0:I至2:9存在的。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，其中所述組合物在<30°C的溫度下是透明液體溶液。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，其中所述脂肪胺羧酸鹽組分具有至少45°C的溶融溫度。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，其中所述脂肪胺具有式(I)R1-NH- (R2-NH)nH (I) 其中 R1選自直鏈和支化的、飽和和不飽和的C6,烴基； R2是基團(tuán)(CH2)x，其中X是2-6的整數(shù)；和 n是0-4的整數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其中X是3.
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的組合物，其中n是0或I。
13.羧酸和水按照20: I至I : I的重量比率作為添加劑加入所述羧酸的脂肪胺羧酸鹽中以獲得組合物的用途，所述組合物含有40-90重量％的所述脂肪胺羧酸鹽，此組合物具有彡30°C的傾點(diǎn)。
14.一種制備具有< 30°C的傾點(diǎn)的脂肪胺羧酸鹽組合物的方法，包括 -提供脂肪胺或其羧酸鹽；和 -將所述脂肪胺或其羧酸鹽和與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸以及水混合，得到包含以下組分的組合物 -40-90重量％的脂肪胺羧酸鹽； -水；以及 -與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸， 其中，羧酸水的重量比率是在20 : I至I : I的范圍內(nèi)；并且所述組合物具有(30°C的傾點(diǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中將所述脂肪胺或脂肪胺羧酸鹽與所述羧酸混合，然后與水混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種組合物，此組合物含有40-90重量％的至少一種脂肪胺羧酸鹽、水以及與所述羧酸鹽對應(yīng)的羧酸。在此組合物中，羧酸∶水的重量比率是在20∶1至1∶1的范圍內(nèi)。本發(fā)明的組合物具有在30℃以下的溫度的傾點(diǎn)。
文檔編號C11D1/40GK102803453SQ201080025532
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者A·克林貝格, M·斯文松 申請人:阿克佐諾貝爾化學(xué)國際公司