專利名稱：制備含有鎂的濃縮表面活性劑混合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備用于洗滌劑組合物中的濃縮表面活性劑混合物的方法。該表面活性劑混合物含有約30％至約70％陰離子和/或非離子表面活性劑和約0.1至約5.0％某些糖化物，成品洗滌劑組合物優(yōu)選為輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑組合物。
本發(fā)明背景一般輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑組合物含有約15％至約30％陰離子表面活性劑。配制濃縮洗滌劑組合物，尤其對(duì)于洗衣用和自動(dòng)洗滌餐具用洗滌劑組合物變得更受歡迎。濃縮組合物具有許多與環(huán)境方面的關(guān)聯(lián)，其減少了包裝量和所需的產(chǎn)品原料；然而，其通常難以配制成穩(wěn)定的組合物。對(duì)于含鎂的洗滌劑組合物(由于其去油脂能力而尤其輕役型液體洗滌劑組合物中)尤其如此。由于濃縮配制品降低了產(chǎn)品中水的含量，因此，表面活性劑應(yīng)當(dāng)用氫氧化鎂或氧化鎂中和。然而該中和過程產(chǎn)生了高粘性的中間相，這使得加工過程無(wú)法進(jìn)行。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在表面活性劑中和步驟中，通過混入某些水溶性的糖化物，即蔗糖可制得含鎂的濃縮表面活性劑混合物。該濃縮表面活性劑組分因而較容易使用和較容易配入洗滌劑組合物，尤其是輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑組合物中。另外，蔗糖在這類組合物中的存在改善了洗滌劑成品的穩(wěn)定性和溶解性。
本發(fā)明概述本發(fā)明提供了制備濃縮表面活性劑混合物的方法，其包括a)配制包含約0.5％至約4％氫氧化鎂或氧化鎂和約0.1％至約5％糖的中和單位體；和b)向所說的步驟(a)的中和單位體中加入約25％至約50％表面活性劑酸混合物；其中所說的表面活性劑混合物是可流體化的。
更優(yōu)選的方法還包括步驟c)向所說的步驟b)的混合物中加入氯化鎂鹽。
可流體化的表面活性劑混合物然后可配成各種濃縮洗滌劑產(chǎn)品(即輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑)，其中糖化物改善了產(chǎn)品穩(wěn)定性和產(chǎn)品在洗滌水中的溶解性。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明提供了制備濃縮表面活性劑混合物的方法。該方法包括a)配制包含約0.5％至約4％氫氧化鎂或氧化鎂和約0.1％至5％糖的中和單位體；和b)向所說的步驟a)的中和單位體中加入約25％至約50％表面活性劑酸混合物；其中所說的表面活性劑混合物是可流體化的。
優(yōu)選向所說的步驟(b)的混合物中加入氯化鎂鹽進(jìn)一步處理該混合物，然后混合物被用于配制包括約30％至約75％(重)陰離子表面活性劑的輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑組合物。
雖然不打算受理論約制，但我們相信糖作為間隔基抑制了表面活性劑單體形成高粘性表面活性劑中間相，這使得表面活性劑較容易使用和配制，即“可流體化的”。
本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“輕役型餐具洗滌劑組合物”指的是人工洗(即手洗)餐具中所用的那些組合物。
術(shù)語(yǔ)“糖”指的是單或二糖化物或其衍生物、或水溶性的降解淀粉或化學(xué)改性的降低淀粉。
本文中所定義的術(shù)語(yǔ)“中和單位體”指的是在進(jìn)行表面活性劑的中和時(shí)用于保持流動(dòng)性所需的組分。
表面活性劑本發(fā)明的組合物含有某些有助于洗滌劑成品洗滌劑產(chǎn)品的發(fā)泡、去污、和/或柔和的表面活性劑。陰離子、非離子和/或兩性表面活性劑在成品中的存在量為約20％至約95％，優(yōu)選約30％至約75％，較優(yōu)選約40％至約70％。表面活性劑在本發(fā)明組合物中的存在量為約25％至約50％，優(yōu)選28％至約45％(重)。
該類中包括的是幾種通常用于液體或凝膠餐具洗滌劑中的陰離子表面活性劑。與這些陰離子表面活性劑結(jié)合的陽(yáng)離子可以是堿金屬、銨、單、二和三乙醇銨，優(yōu)選鈉、鉀、銨和其混合物。在本發(fā)明中有用的陰離子表面活性劑的例子是以下的類型(1)烷基苯磺酸鹽，其中烷基含有9至15個(gè)碳原子，優(yōu)選11至14個(gè)碳原子，是直鏈或支鏈構(gòu)型。特別優(yōu)選的直鏈烷基苯磺酸鹽含約12個(gè)碳原子。US2,220,099和2,477,383詳細(xì)描述了這些表面活性劑。
(2)硫酸化具有8至22個(gè)碳原子，優(yōu)選12至16個(gè)碳原子的醇得到的烷基硫酸鹽。該烷基硫酸鹽具有式ROSO3-M+，其中R為C8-22烷基，M為一和/或二價(jià)陽(yáng)離子。
(3)在烷基部分具有8至22個(gè)碳原子，優(yōu)選12至16個(gè)碳原子的石蠟磺酸鹽。這些表面活性劑在商業(yè)上可由Hoechst Celanese-購(gòu)得，為Hostapur SAS。
(4)具8至22個(gè)碳原子，優(yōu)選12至16個(gè)碳原子的烯烴磺酸鹽。U.S.3,332,880描述了適宜的烯烴磺酸鹽。
(5)由乙氧基化具有8至22個(gè)碳原子，優(yōu)選12至16個(gè)碳原子的醇得到的烷基醚硫酸鹽，其具有低于30，優(yōu)選低于12摩爾環(huán)氧乙烷。該烷基醚硫酸鹽具有下式RO(C2H4O)xSO3-M+式中R為C8-22烷基，x為1-30，M為一或二價(jià)陽(yáng)離子。
(6)在烷基部分具有8至22個(gè)碳原子，優(yōu)選12至16個(gè)碳原子的烷基甘油基醚磺酸鹽。
(7)下式的脂肪酸酯磺酸鹽R1-CH(SO3-M+)CO2R2式中R1是具有約C8至C18，優(yōu)選C12至C16的直鏈或支鏈烷基，R2是具有約C1至C6，優(yōu)選主要為C1的直鏈或支鏈烷基，M+代表一或二價(jià)陽(yáng)離子。
(8)具有6至18個(gè)碳原子，優(yōu)選8至16個(gè)碳原子的仲醇硫酸鹽。
(9)以下通式的烷基二苯醚二磺酸鹽表面活性劑 R＝C10-C18，可以是支鏈或直鏈的，R1＝H或RM＝Na+、K+、NH4+、Ca++或Mg++ R＝C10-C18，可以是支鏈或直鏈，R1＝H或RM1＝Ca++或Mg++。
適宜的二磺酸鹽表面活性劑是商業(yè)上可由Cow Chemical購(gòu)得的DOWFAX系列(Dowfax 2Al，3B2，8290)和，由Olin Corp.購(gòu)得的POLY-TERGENT系列。
(10)以下概括性結(jié)構(gòu)舉例說明了一些用于本發(fā)明的特殊皂(或它們的前體酸)。
A.本發(fā)明使用的最優(yōu)選的一類皂包括式R3CH(R4)COOM的C10-C16仲羧基物質(zhì)，式中R3為CH3(CH2)x和R4為CH3(CH2)y，其中y可以是0或1至6的整數(shù)，x為6至12的整數(shù)，(x+y)的和為6至12，優(yōu)選7-11，最優(yōu)選8-9。
B.本發(fā)明有用的另一類特殊皂包括其中的羧基取代基在環(huán)狀烴基單元上的那些羧基化合物，即式R5-R6-COOM的仲皂，其中R5為C7-C10，優(yōu)選C8-C9烷基或鏈烯基，R6為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，如苯、環(huán)戊烷、環(huán)己烷等。(注意R5相對(duì)于環(huán)上的羧基可以是鄰、間或?qū)ξ?。
C.還有另一類皂包括式R7CH(R8)COOM的C10-C18伯和仲羧基化合物，其中R7和R8中的碳原子總數(shù)為8-16，R7具有式CH3-(CHR9)x，R8具有式H-(CHR9)y，這里x和y是0-15范圍的整數(shù)，R9為H或C1-4直鏈或支鏈烷基。單元-(CHR9)x，y基團(tuán)內(nèi)的R9可以是H和C1-4直鏈或支鏈烷基的任意組合；然而該類中的每個(gè)分子必須含有至少一個(gè)非H的R9。這些類型的分子可用多種方法制備，例如，加氫甲?；脱趸ф滄溝N，羥基羧化支鏈的鏈烯烴、氧化包括支鏈羰基合成醇的Guerbet反應(yīng)產(chǎn)物。支鏈的鏈烯烴可通過低聚較短鏈的鏈烯烴，例如丁烯、異丁烯、支鏈己烯、丙烯和戊烯來制得。
D.還有另一類皂包括C10-C18叔羧基化合物，例如式R10CR11(R12)COOM的新酸，其中R10、R11和R12中碳原子總數(shù)為8-16，R10、R11和R12具有式CH3-(CHR13)x，這里X為0-13范圍的整數(shù)，R13為H或C1-4直鏈或支鏈烷基。注意的是單元-(CHR13)x基團(tuán)中的R13可以是H和C1-4直鏈或支鏈烷基的任意組合。這些類型的分子是由將羧基加成到支鏈鏈烯烴上得到的，例如通過Koch反應(yīng)得到的。商業(yè)上的例子包括由Exxon生產(chǎn)的新癸酸，和由Shell生產(chǎn)的VersaticTM酸。
在以上每個(gè)式A、B、C和D中，物種M可以是任意適宜的，特別是水增溶性的平衡離子，例如H、堿金屬、堿土金屬、銨、烷醇銨、二和三鏈烷醇銨、C1-C5烷基取代的銨等。鈉是適宜的，二乙醇銨也是適宜的。
本發(fā)明使用的優(yōu)選的仲皂是水溶性的組分，其選自于以下酸的水溶性鹽2-甲基-1-十一烷酸、2-乙基-1-癸酸、2-丙基-1-壬酸、2-丁基-1-辛酸；2-戊基-1-庚酸、2-甲基-1-十二烷酸；2-乙基-1-十一烷酸；2-丙基-1-癸酸；2-丁基-1-壬酸；2-戊基-1-辛酸和其混合物。
(11)其混合物。
以上描述的陰離子表面活性劑都是商業(yè)上可買到的。應(yīng)當(dāng)注意的是雖然二烷基磺基琥珀酸鹽和脂肪酸酯磺酸鹽兩者在中性至弱堿性pH下具有好的功能作用，但它們?cè)趐H大于約8.5的組合物中是化學(xué)不穩(wěn)定的。
本發(fā)明組合物中使用的其它有用表面活性劑是非離子脂肪烷基聚葡糖苷。這些表面活性劑含有直鏈或支鏈的C8至C15，優(yōu)選約C12至C14烷基并具有平均約1至5個(gè)葡萄糖單元，最優(yōu)選具有平均1至2個(gè)葡萄糖單元。U.S.4,393,203和4,732,704(引用為參考文獻(xiàn))描述了這些表面活性劑。
本發(fā)明組合物也可以含有以下結(jié)構(gòu)式的多羥基脂肪酸酰胺表面活性劑 式中R1為H、C1-C4烴基、2-羥乙基、2-羥丙基、或其混合物，優(yōu)選C1-C4烷基，較優(yōu)選C1或C2烷基，最優(yōu)選C1烷基(即甲基)；R2為C5-C31烴基，優(yōu)選直鏈C7-C19烷基或鏈烯基，較優(yōu)選直鏈C9-C17烷基或鏈烯基，最優(yōu)選直鏈C11-C17烷基或鏈烯基，或其混合物；Z是具有至少3個(gè)直接連接在其直鏈烴基鏈上的羥基的多羥基烴基或其烷氧基化(優(yōu)選乙氧基化或丙氧基化)衍生物，Z優(yōu)選由還原性胺化反應(yīng)中還原糖得到的；較優(yōu)選Z為糖基(glycityl)。適宜的還原糖包括葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖、半乳糖、甘露糖和木糖。可以使用為原料形式的高葡萄糖玉米糖漿、高果糖玉米糖漿和高麥芽糖玉米糖漿以及以上所列的單個(gè)糖。這些玉米糖漿可產(chǎn)生Z的糖組分的混合體。應(yīng)該理解的是這不意味著排除其它適宜的原料。Z優(yōu)選選自-CH2-(CHOH)n-CH2OH，-CH(CH2OH)-(CHOH)n-1-CH2OH，-CH2-(CHOH)2(CHOR′)(CHOH)-CH2OH，其中n為3至5的整數(shù)，包括3和5在內(nèi)，R′為H或環(huán)狀或脂肪族的單糖化物和其烷氧基化的衍生物。最優(yōu)選的是n為4的糖基，特別是-CH2-(CHOH)4-CH2OH。
在式(I)中，R1可以是，例如N-甲基、N-乙基、N-丙基、N-異丙基、N-丁基、N-2-羥乙基或N-2-羥丙基。 可以是，例如椰子酰胺、硬脂酰胺、油酰胺、月桂酰胺、肉豆蔻酰胺、癸酰胺、棕櫚酰胺、牛油酰胺等。
Z可以是1-脫氧葡萄糖基、2-脫氧果糖基、1-脫氧麥芽糖基、1-脫氧乳糖基、1-脫氧半乳糖基、1-脫氧甘露糖基、1-脫氧麥芽三糖基等。
制備多羥基脂肪酸酰胺的方法是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。一般，它們可按以下反應(yīng)來制備將烷基胺與還原糖在還原胺化反應(yīng)中進(jìn)行反應(yīng)生成相應(yīng)的N-烷基多羥基胺，然后將N-烷基多羥基胺與脂肪酸脂族酯或甘油三脂肪酸酯在縮合/酰胺化步驟中進(jìn)行反應(yīng)生成N-烷基N-多羥基脂肪酸酰胺產(chǎn)物。制備含多羥基脂肪酸酰胺組合物的方法已被公開，例如，1959年2月18日公開的Thomas Hedley & Co.，Ltd.的G.B.809,060，1960年12月20日授予E.R.Wilson的U.S.2,965,576和1955年3月8日授予的Anthony M.Schwartz的U.S.2,703,798和1934年12月25日授予Piggott的U.S.1,985,424，其均引用為本文參考文獻(xiàn)。
在制備N-烷基或N-羥基烷基、N-脫氧糖基脂肪酸酰胺的優(yōu)選方法中，這里的糖基組分是由葡萄糖得到的，N-烷基或N-羥基烷基官能團(tuán)為N-甲基、N-乙基、N-丙基、N-丁基、N-羥乙基或N-羥丙基，產(chǎn)物是由N-烷基或N-羥烷基葡糖胺與脂肪酸酯在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)來制備，其中脂肪酸酯選自脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯和甘油三脂肪酸酯，催化劑選自于磷酸三鋰、磷酸三鈉、磷酸三鉀、焦磷酸四鈉、三聚磷酸五鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、酒石酸二鈉、酒石酸二鉀、酒石酸鈉鉀、檸檬酸三鈉、檸檬酸三鉀、堿性硅酸鈉、堿性硅酸鉀、堿性硅鋁酸鈉和堿性硅鋁酸鉀，和其混合物，以N-烷基或N-羥烷基葡萄胺摩爾數(shù)為基準(zhǔn)，催化劑的用量?jī)?yōu)選為約0.5mol％至50mol％，較優(yōu)選約2.0mol％至約10mol％。該反應(yīng)優(yōu)選在約138℃至約170℃下進(jìn)行一般為約20至約90分鐘。當(dāng)在反應(yīng)混合物中使用甘油三酯作為脂肪酸酯的物源時(shí)，按總反應(yīng)混合物的重量百分?jǐn)?shù)為基計(jì)算，還優(yōu)選使用約1至約10％(重)的相轉(zhuǎn)移試劑來進(jìn)行該反應(yīng)，其中相轉(zhuǎn)移試劑選自飽和脂肪醇聚乙氧基化物，烷基聚糖苷、直鏈糖酰胺表面活性劑和其混合物。
該方法優(yōu)選按以下進(jìn)行(a)預(yù)熱脂肪酸酯至約138℃-170℃；(b)將N-烷基或N-羥基烷基葡糖胺加入已加熱的脂肪酸酯中并混合至所需程度，生成兩相液/液混合物；(c)將催化劑混入反應(yīng)混合物中；和(d)攪拌到規(guī)定的反應(yīng)時(shí)間。
如果脂肪酸酯為甘油三酯，還優(yōu)選按反應(yīng)物的重量計(jì)，將作為相轉(zhuǎn)移試劑的約2％至約20％預(yù)先制得的直鏈N-烷基/N-羥烷基、N-直鏈葡萄糖基脂肪酸酰胺產(chǎn)物加入反應(yīng)混合物中。其接種了反應(yīng)，由此增加了反應(yīng)速率。
這些多羥基“脂肪酸”酰胺物質(zhì)還提供給洗滌劑，配方師的優(yōu)點(diǎn)是它們可完全或主要由天然、可再生的非石油化學(xué)物料來制備，并且是可降解的。它們還對(duì)水生物表現(xiàn)出低毒性。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到對(duì)于式(I)的多羥基脂肪酸酰胺，用于制備它們的方法一般還產(chǎn)生了一些非揮發(fā)性的副產(chǎn)物，如酯酰胺和環(huán)狀的多羥基脂肪酸酰胺。這些副產(chǎn)物的量將根據(jù)特定的反應(yīng)物和工藝條件而變化。摻入到本發(fā)明洗滌劑組合物中的多羥基脂肪酸酰胺優(yōu)選是按以下形式提供的，即加入到洗滌劑中的含多羥基脂肪酸酰胺的組合物含有低于約10％，優(yōu)選低于約4％環(huán)狀多羥基脂肪酸酰胺。上述的優(yōu)選方法的優(yōu)點(diǎn)在于它們可產(chǎn)生相當(dāng)?shù)土康母碑a(chǎn)物，包括這種環(huán)狀酰胺副產(chǎn)物。
適宜的非離子洗滌表面活性劑一般性公開在1975年12月30日授予Laughlin等人的U.S.3,929,678的第13欄14行至16欄6行中，本文引用為參考文獻(xiàn)。列舉的非限制類型的有用非離子表面活性劑列于下面1.烷基酚的聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷和聚環(huán)氧丁烷的縮合物。一般，聚環(huán)氧乙烷縮合物是優(yōu)選的。這些化合物包括具有含6至12個(gè)碳原子的烷基為直鏈或支鏈構(gòu)型的烷基酚與烯化氧的縮合產(chǎn)物。商業(yè)上可買到的這種類型的非離子表面活性劑包括由GAF公司市售的IgepalTMCO-630；和全都由RoHm & Haas公司市售的TritonTMX-45，X-114，X-100和X-102。
2.脂肪族醇與約1至約25摩爾環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物。脂肪族醇的烷基鏈可以是直鏈或支鏈，為伯醇或仲醇，一般含有8至22個(gè)碳原子。特別優(yōu)選的是具有含約10至約20個(gè)碳原子烷基的醇與每摩爾醇約2至約10摩爾環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物。
3.由環(huán)氧丙烷與丙二醇縮合形成的疏水基物與環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物。這些化合物的疏水部分優(yōu)選具有分子量為約1500至約1800，并表現(xiàn)出水不溶性。
4.環(huán)氧乙烷與由環(huán)氧丙烷與乙二胺反應(yīng)得到的產(chǎn)物的縮合產(chǎn)物。
5.公開在1986年1月21日授予的Llenado的U.S.4,565,647中的烷基聚糖，其具有含約6至約30個(gè)碳原子、優(yōu)選約10至約16個(gè)碳原子的疏水基和聚糖，例如聚苷，其親水基含約1.3至約10，優(yōu)選約1.3至約3，最優(yōu)選約1.3至約2.7糖化物單元。U.S.4,373,203和4,732,704(引為本文參考文獻(xiàn))還描述了可接受的表面活性劑。
6.通式RO(CH2CH2O)xCH2COO-M+的烷基乙氧基羧酸鹽，式中R為C12至C16烷基，x在0至約10范圍內(nèi)，該乙氧基化物分布是這樣的按重量計(jì)，其中x為0的物質(zhì)量低于約20％，優(yōu)選低于約15％，最優(yōu)選低于約10％，其中x大于7的物質(zhì)量低于約25％，優(yōu)選低于約15％，最優(yōu)選低于約10％，當(dāng)平均R為C13或更低時(shí)，平均x為約2至4，當(dāng)平均R大于C13時(shí)，平均X為約3至6，M為陽(yáng)離子，優(yōu)選選自堿金屬、銨、一、二和三乙醇銨，最優(yōu)選選自鈉、鉀、銨和其混合物。優(yōu)選的烷基乙氧基羧酸鹽是那些其中R為C12至C14烷基的烷基乙氧基羧酸鹽。生產(chǎn)烷基乙氧基羧酸鹽的適宜方法公開在U.S.5,233,087中，其引用為本文參考文獻(xiàn)。
其它適宜的表面活性劑，如兩性表面活性劑也可摻入到本發(fā)明的洗滌劑組合物中。這些表面活性劑可被概括地描述為仲或叔胺的脂肪族衍生物，或雜環(huán)的仲和叔胺的脂肪族衍生物，其中脂肪基部分可以是直鏈-支鏈。脂族取代基之一含有至少8個(gè)碳原子，通常8至18個(gè)碳原子，至少一個(gè)取代基含有陰離子性的水加溶性基團(tuán)，例如羧基、磺酸鹽基團(tuán)、硫酸鹽基團(tuán)。參見1975年12月30日授予laughlin等人的U.S.3,929,678，19欄18-35行(引用為本文參考文獻(xiàn))為有用的兩性表面活性劑的例子。
可以加入以下如下通式的烷基兩性羧酸 式中R為C8-C18烷基，Ri具有以下通式 式中R1為(CH2)xCOOM或CH2CH2OH，x為1或2，M優(yōu)選選自堿金屬、堿土金屬、銨、一、二和三乙醇銨，最優(yōu)選選自鈉、鉀、銨和其與鎂離子的混合物。優(yōu)選R烷基鏈長(zhǎng)為C10至C14烷基鏈。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，兩性羧酸為由脂肪咪唑啉制得的兩性二羧酸，其中兩性二羧酸的二羧酸官能團(tuán)為二乙酸和/或二丙酸。本發(fā)明使用的烷基兩性二羧酸的適宜例子為由Miranol，Inc.，Dayton，NJ生產(chǎn)的兩性表面活性劑MiranofCZM Conc，具有如下通式 式中R為C8至C18烷基，X為1或2，M為陽(yáng)離子。
兩性離子表面活性劑也可以摻入本發(fā)明的洗滌劑組合物中。這些表面活性劑可以概括地描述為仲和叔胺的衍生物，雜環(huán)仲和叔胺的衍生物或季銨、季鏻或叔锍化合物的衍生物。參見1975年12月30日授予Laughlin等人的U.S.3,929,678，19欄38行至22欄48行(引用為本文參考文獻(xiàn))為有用的兩性離子表面活性劑的例子。
這種兩性和兩性離子表面活性劑通常是與一種或更多種陰離子和/或非離子表面活性劑結(jié)合使用。
如果本發(fā)明組合物中包括這些附加表面活性劑，其一般以組合物的約1％至約15％，優(yōu)選約2％至約10％(重)的濃度存在。
鎂離子鎂離子(二價(jià))的存在改善了輕役型液體或凝膠組合物的去油膩性污垢的性能。當(dāng)組合物在含有少量二價(jià)離子的軟化水中被使用時(shí)尤其如此。鎂離子在本發(fā)明這種組合物中的存在量為約0.1％-4％，優(yōu)選約0.3％-3.5％，較優(yōu)選約0.5％-1％(重)。
在配制含有鎂離子的濃縮組合物，尤其是輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑組合物中，需要用氫氧化鎂或氧化鎂中和表面活性劑。這提供了鎂離子源并且降低了向成品組合物中加入的水量。在中和步驟中使用的氫氧化鎂和/或氧化鎂的量為表面活性劑混合物重量的約0.5％至約5％，優(yōu)選約0.5％至約3％。
可以氯化物、乙酸鹽、甲酸鹽、硝酸鹽或其混合物的形式將額外的鎂離子加入成品中。
在洗滌劑成品中包括的鎂的量將依賴于其中存在的總陰離子表面活性劑的量，包括烷基乙氧基羧酸鹽的量。當(dāng)在本發(fā)明組合物中存在鈣離子時(shí)，對(duì)于本發(fā)明組合物，鎂離子與總陰離子表面活性劑的摩爾比為約1∶15至約1∶2。
糖化物本發(fā)明包含約0.1％至約5.0％，優(yōu)選約0.5％至約4.0％單或二糖化物。糖化物重復(fù)單元可具有少至5個(gè)碳原子或多至50個(gè)碳原子的水溶性部分。糖化物衍生物可以是糖化物的醇或酸。在本文中的“水溶性”指的是糖在室溫下在蒸餾水中能以0.01g/l的濃度形成透明溶液或穩(wěn)定的膠態(tài)分散體。
本發(fā)明中有用的糖為蔗糖(由于其可得到和廉價(jià)的原因，因而是最優(yōu)選的)、麥芽糖、纖維素二糖、乳果糖和乳糖，它們是二糖化物。有用的單糖化物衍生物包括葡萄糖酸、葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖、核糖和其混合物。
為了易于配制，糖是作為溶液加入的，該溶液包括溶于水中的約0.15％至約70％，優(yōu)選約0.5％至約65％糖。
增泡劑可以包括在本發(fā)明組合物中的另一種組分是含量低于約15％，優(yōu)選約0.5％至12％，較優(yōu)選約1％至10％的穩(wěn)定泡沫作用的表面活性劑(增泡劑)。在本發(fā)明組合物中實(shí)用的任選的穩(wěn)定泡沫作用的表面活性劑為甜菜堿、磺基甜菜堿、配位甜菜堿、環(huán)氧乙烷縮合物、脂肪酸酰胺、氧化胺半極性非離子表面活性劑和陽(yáng)離子表面活性劑。這些組分可以加入中和反應(yīng)漿料中和/或在成品配制的較后步驟加入。
本發(fā)明組合物可含有具有以下通式的甜菜堿洗滌表面活性劑(+) (-)R-N(R1)2-R2COO式中R為疏水基，其選自于含約10至約22個(gè)碳原子，優(yōu)選約12至約18個(gè)碳原子的烷基、含有相同數(shù)目碳原子的帶有被相當(dāng)于約2個(gè)碳原子處理的苯環(huán)的烷芳基和芳烷基，和由酰氨基(amido)或醚鍵斷開的類似結(jié)構(gòu)基團(tuán)；每個(gè)R1均為含1至約3個(gè)碳原子的烷基；R2為含1至約6個(gè)碳原子的亞烷基。
優(yōu)選的甜菜堿的例子為十二烷基二甲基甜菜堿、十六烷基二甲基甜菜堿、十二烷基酰氨基(amido)丙基二甲基甜菜堿、十四烷基二甲基甜菜堿、十四烷基酰氨基(amido)丙基二甲基甜菜堿、和己酸十二烷基二甲基銨。
其它適宜的酰氨基(amido)烷基甜菜堿公開在U.S.3,950,417；4,137,191；和4,375,421，和英國(guó)專利2,103,236中，所有這些被引用為本文參考文獻(xiàn)。
將認(rèn)識(shí)到的是以上甜菜堿表面活性劑的烷基(和酰基)可由天然或合成物源得到，例如它們可由天然存在的脂肪酸；鏈烯烴，如由Ziegler或羰基合成法制備的那些鏈烯烴；或由經(jīng)過“裂化”或未經(jīng)“裂化”的石油中分離的鏈烯烴得到。
本發(fā)明中有用的磺基甜菜堿是具有或R(R1)2N+R2SO3-的那些化合物，式中R為C6-C18烴基，優(yōu)選C10-C16烷基，較優(yōu)選C12-C13烷基，每個(gè)R1一般為C1-C3烷基，優(yōu)選甲基，R2為C1-C6烴基，優(yōu)選C1-C3亞烷基，或優(yōu)選羥基亞烷基。適宜的磺基甜菜堿的例子包括C12-C14二甲基銨(ammonio)-2-羥丙基磺酸鹽、C12-14酰胺基丙基銨-2-羥丙基磺基甜菜堿、C12-14二羥乙基銨丙基磺酸鹽和C16-18二甲基銨己基磺酸鹽，優(yōu)選C12-14酰氨基丙基銨-2-羥丙基磺基甜菜堿。
本發(fā)明使用的配位甜菜堿具有下式 式中R為具有7至22個(gè)碳原子的烴基，A為C(O)，n為0或1，R1為氫或低級(jí)烷基，x為2或3，y為0至4的整數(shù)，Q為-R2COOM基，其中R2為具有1至6個(gè)碳原子的亞烷基，M為氫或選自堿金屬、堿土金屬、銨和取代銨的離子，B為氫或如上定義的Q基。
該類中的例子為下式的烷基兩性多羧基甘氨酸鹽 環(huán)氧乙烷縮合物被概括地定義為環(huán)氧乙烷(性質(zhì)為親水性的)與有機(jī)疏水化合物縮合生成的化合物，其中有機(jī)疏水化合物性質(zhì)可為脂肪族的或烷基芳香族的。與任意特定疏水基縮合的親水基或聚氧化烯基部分的長(zhǎng)度可容易地被調(diào)節(jié)以得到在親水和疏水單元之間具有所需平衡的水溶性化合物。
適宜作為增泡劑的這種環(huán)氧乙烷縮合物的例子為脂肪族醇與環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物。脂肪族醇的烷基鏈可以是直鏈或支鏈的，一般含有約8至約18，優(yōu)選約8至約14個(gè)碳原子，這對(duì)于作為增泡劑具有最好性能。每摩爾醇存在的環(huán)氧乙烷量為約8摩爾至約30摩爾，優(yōu)選約8至約14摩爾。
本發(fā)明有用的酰胺表面活性劑的例子包括具有含約8至約18個(gè)碳原子的?；糠值闹舅岬陌?、單乙醇和二乙醇酰胺并由以下通式表示R1-CO-N(H)m-1(R2OH)3-m式中R1為具有約7至21，優(yōu)選約11至17個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂族烴基；R2表示亞甲基或亞乙基；m為1、2或3，優(yōu)選1。所說的酰胺的特定例子為單乙醇胺椰子脂肪酸酰胺和二乙醇胺十二烷基脂肪酸酰胺。這些酰基部分可以由天然存在的甘油酯得到，例如椰子油、棕櫚油、豆油和牛油；但也可合成得到，例如通過石油氧化或通過Fischer-Tropsch合成法由一氧化碳加氫得到。C12-14脂肪酸的單乙醇酰胺和二乙醇酰胺是優(yōu)選的。
氧化胺半極性非離子表面活性劑包括具有下式的化合物和這些化合物的混合物 式中R1為烷基、2-羥基烷基、3-羥基烷基或3-烷氧基-2-羥丙基，其中的烷基和烷氧基分別含有約8至約18個(gè)碳原子，R2和R3均為甲基、乙基、丙基、異丙基、2-羥乙基、2-羥丙基或3-羥丙基，n為0至約10。特別優(yōu)選的是下式的氧化胺 式中R1為C12-16烷基，R2和R3為甲基或乙基。以上環(huán)氧乙烷縮合物、酰胺和氧化胺更詳細(xì)地描述在U.S.4,316,824(Pancheri)中，本文引用為參考文獻(xiàn)。
本發(fā)明組合物還可含有下式的某些季胺鹽陽(yáng)離子表面活性劑[R1(OR2)y][R3(OR2)y]2R4N+X-或下式的胺表面活性劑[R1(OR2)y][R3(OR2)y]R4N式中R1為在烷基鏈上有約6至約16個(gè)碳原子的烷基或烷基芐基；每個(gè)R2均選自-CH2CH2-，-CH2CH(CH3)-，-CH2CH(CH2OH)-，-CH2CH2CH2-和其混合物；每個(gè)R3均選自C1-C4烷基、C1-C4羥基烷基、芐基和氫(當(dāng)y不為0時(shí))；R4與R3相同或?yàn)橥榛湥渲蠷1加R4的碳原子總數(shù)為約8至約16；每個(gè)y均為0至約10，y值的總和為0至約15；x為任意相容的陰離子。
以上優(yōu)選的是烷基季銨鹽表面活性劑，尤其上式中當(dāng)R4選自與R3相同基團(tuán)時(shí)所描述的單長(zhǎng)鏈烷基表面活性劑。最優(yōu)選的季銨鹽表面活性劑為以下氯化物、溴化物和甲基硫酸鹽C8-16烷基三甲基銨鹽、C8-16烷基二(羥乙基)甲基銨鹽、C8-16烷基羥乙基二甲基銨鹽、C8-16烷氧丙基三甲基銨鹽和C8-16烷氧丙基二羥乙基甲基銨鹽、以上之中，C10-14烷基三甲基銨鹽是優(yōu)選的，例如癸基三甲基銨甲基硫酸鹽、月桂基三甲基銨氯化物、肉豆蔻基三甲基銨溴化物和椰子三甲基銨氯化物和甲基硫酸鹽。
本發(fā)明組合物中使用的增泡劑可為以上所列的增泡劑中的一種或其混合物。
組合物的pH優(yōu)選本發(fā)明成品輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑組合物在20℃的10％水溶液中具有pH在約7-11之間，較優(yōu)選約7.5-10，最優(yōu)選約7.5-8.3。
本發(fā)明餐具洗滌劑組合物當(dāng)投入使用，即被稀釋和用于油垢的餐具時(shí)，將會(huì)受到食物油垢產(chǎn)生的酸性作用。如果組合物pH大于7，對(duì)提高性能更有效，因此應(yīng)當(dāng)含有在組合物中和稀釋溶液中，即組合物的約0.1％至0.4％(重)水溶液中，能維持堿性pH的緩沖劑。該緩沖劑的pKa值應(yīng)低于組合物所需pH值的約0.5至1.0pH單位(按上述測(cè)定的)。優(yōu)選，緩沖劑的pKa應(yīng)為約7至約9.5。在這些條件下，在使用最小量的緩沖劑同時(shí)最有效地控制了pH。
緩沖劑可以是自身有這種作用的活性洗滌劑，或可以是僅僅用于這種組合物中維持堿性pH的低分子量有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)。用于本發(fā)明組合物的優(yōu)選緩沖劑是含氮的物質(zhì)。一些例子為氨基酸或低級(jí)醇的胺，如一、二和三乙醇胺。其它優(yōu)選的含氮的緩沖劑為2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-甲基丙醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、三(羥甲基)氨基甲烷(a.k.a.三)和谷氨酸二鈉。N-甲基二乙醇胺、1，3-二氨基-2-丙醇、N，N’-四甲基-1，3-二氨基-2-丙醇、N，N-二(2-羥乙基)甘氨酸(a.k.a.N-二(羥乙基)甘氨酸)和N-三(羥甲基)甲基甘氨酸(a.k.a.tricine)也是優(yōu)選的。以上任意的混合物是可接受的。
該緩沖劑在本發(fā)明組合物中存在的量為組合物重量的約0.1％-15％，優(yōu)選約1％-10％，最優(yōu)選約2％-8％。
附加的任選組分除了前述的組分之外，本發(fā)明組合物還可含有適用于洗滌劑組合物，優(yōu)選輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑組合物中的其它常規(guī)組分。這些組分可以加入中和漿料中和/或在配制流化的表面活性劑混合物之后加入。
組合物被強(qiáng)堿中和之后，優(yōu)選將鎂或鈣離子以氯化物、乙酸鹽、甲酸鹽或硝酸鹽形式加入含有烷基乙氧基羧酸的堿金屬或銨鹽，最優(yōu)選鈉鹽的組合物中。
任選組分包括公開在U.S.4,316,824，Pancheri(1982年2月23日)(本文引用為參考文獻(xiàn))中的一類促進(jìn)排放的乙氧基化非離子表面活性劑。
為了獲得所需的產(chǎn)品相穩(wěn)定性和粘度，除了水之外，可以使用醇，如C1-C4一元醇，和附加的水溶助長(zhǎng)劑，如甲苯、二甲苯或枯烯磺酸鈣、鈉或鉀鹽。優(yōu)選水和C1-C4一元醇(例如乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇和其混合物)的混合物，乙醇是優(yōu)選的醇。醇和/或水溶助長(zhǎng)劑的存在量為0％至約15％，優(yōu)選約0.1％-10％。消費(fèi)者接受的產(chǎn)品粘度應(yīng)大于約100厘泊，較優(yōu)選大于150厘泊，最優(yōu)選大于約200厘泊。
本發(fā)明的凝膠組合物一般不含醇。這些凝膠組合物可含有約10％至約30％作為膠凝劑的脲和常規(guī)增稠劑。
其它所需的組分包括稀釋劑和溶劑。稀釋劑可以是無(wú)機(jī)鹽，如氯化銨、氯化鈉、氯化鉀等，溶劑包括水、低分子量醇，如乙醇、異丙醇等。本發(fā)明組合物一般含有多至約80％，優(yōu)選約30％至約70％，最優(yōu)選約40％至約65％水。
方法一般，可以使用各種方法配制本發(fā)明的表面活性劑混合物。一種優(yōu)選的方法包括a)將約10％水、約5.6％的40％活性的二甲苯磺酸鈉、約9％乙醇、約1.5％糖化物和約2.2％氫氧化鎂混合；
b)向步驟(a)的混合物中加入約6.9％的29％活性的椰子酰胺基丙基甜菜堿溶液和約8.6％的35％活性的氧化烷基胺溶液；c)在劇烈攪拌下向步驟(b)的混合物中加入約12.3％的53％活性的多羥基脂肪酸酰胺(含約5％丙二醇或5％氯化鎂)，所說的多羥基脂肪酸酰胺已被加熱至約90°F至約100°F；d)將烷基硫酸和烷基醚硫酸攪拌入步驟c)的混合物(a.k.a中和單位體)中；其中所說的步驟c)的攪拌是徹底的，即鎂達(dá)到完全溶解；e)調(diào)整pH至約6至約7。
步驟c)的多羥基脂肪酸酰胺可使用以下方法制備a)將脂肪酸酯和溶劑預(yù)熱至約60℃-70℃；b)將N-烷基葡糖胺加入步驟a)的預(yù)熱脂肪酸酯中并固定壓力至100mmHg；c)加熱至80℃并真空除去水和溶劑；d)加入水并溫?zé)嶂良s40℃-50℃；e)加入堿性催化劑并在沒有回流下進(jìn)行反應(yīng)；f)在約60℃至約70℃下攪拌和混合；g)調(diào)節(jié)pH；h)加入并混合約0.1％至約10％不是鈉和/或銨鹽的任何水溶性鹽或丙二醇；和i)攪拌直至鹽溶解。
當(dāng)鹽為鎂鹽時(shí)，步驟g)的pH應(yīng)被調(diào)至約7至約7.5。其它金屬鹽可加入更顯堿性的環(huán)境(例如pH約7.5至9.0)中。本發(fā)明中的多羥基脂肪酸酰胺優(yōu)選具有在約7.0至約9.0之間的pH。
制備多羥基脂肪酸酰胺的另一種方法如下
a)將占多羥基脂肪酸酰胺組合物重量的至少約90％的固體多羥基脂肪酸酰胺混合物(由約40％至約95％多羥基脂肪酸酰胺組成)加熱至約60℃-80℃；b)加入并攪拌入占多羥基脂肪酸組合物重量的約0.01％至約10％上述鹽；和c)攪拌直至該鹽溶解。
本發(fā)明中的多羥基脂肪酸酰胺組合物被制備為可泵抽性的，這意味著其可容易地由設(shè)備中的一個(gè)位置轉(zhuǎn)移至另一位置。它現(xiàn)在更易被計(jì)量，更容易與組合物中的其它組分結(jié)合，這種組合物優(yōu)選為液體洗滌劑組合物，較優(yōu)選為穩(wěn)定的輕役型液體洗滌劑組合物，其含有約0.005％至約95％(重)陰離子和/或非離子表面活性劑和約5％至約50％(重)上述多羥基脂肪酸酰胺組合物。本發(fā)明液體洗滌劑組合物優(yōu)選具有pH在約7.0至約9.0之間的pH。該多羥基脂肪酸酰胺組合物(即已加入鹽的)在低于多羥基脂肪酸酰胺正常熔點(diǎn)范圍的溫度下保持液體狀態(tài)，通常為透明的(例如多羥基脂肪酸酰胺組合物在80°-100°F下可保持液體狀態(tài)約3星期，其低于50％n-椰子?；鵑-甲基多羥基脂肪酸酰胺混合物熔點(diǎn)40°-60°F)。與以上所描述的相同含量和組分也是多羥基脂肪酸酰胺組合物中優(yōu)選的。洗滌劑組合物優(yōu)選包括約5％至約40％，較優(yōu)選約5％至約30％，最優(yōu)選約8％至約25％(重)上述多羥基脂肪酸酰胺組合物。
可將多羥基脂肪酸酰胺組合物加入中和單位體中。
除非另有說明，本文中所用的所有百分?jǐn)?shù)、份數(shù)和比例均按重量計(jì)。
以下實(shí)施例說明了本發(fā)明并助于本發(fā)明的理解。
實(shí)施例I由制備水、乙醇、氧化胺、椰子酰胺基丙基甜菜堿、GS-base、氫氧化鎂、有或無(wú)糖化物和/或氯化鎂的料漿而制備了洗滌劑漿料(中和單位體)。然后將烷基乙氧基硫酸(表面活性劑酸的混合物)加入漿料中。
組合物％(重)組分 A BC乙醇 9 97烷基氧化胺 2 22椰子酰氨基丙基甜菜堿 3 33氫氧化鎂 2 21.5氯化鎂六水合物 0 01.7蔗糖 0 1.5 1.5烷基乙氧基硫酸，乙氧基 3737 37(平均0-1)水 …………余量…………pH 2 22含有蔗糖的組合物B和C是容易混合的，而組合物A不是。
實(shí)施例II根據(jù)以上描述制備以下輕役型液體洗滌劑組合物。表面活性劑在漿料中被中和并混入糖化物。然后加入其它組分配成洗滌劑成品。
組分％(重)DE— —二亞乙基五乙酸鹽 0.060.06乙醇 9.159.15氫氧化鎂 2.182.18蔗糖 1.501.50烷基乙氧基硫酸鹽 34.14 34.14氫氧化鈉 1.131.13多羥基脂肪酸酰胺 6.506.50氧化胺 3.003.00椰子酰氨基丙基甜菜堿 2.002.00香料 0.230.23二甲苯磺酸鈣 3.592.05氯化鈣 0.000.53水 ………余量………實(shí)施例III按以上描述制備本發(fā)明以下輕役型液體組合物，其中表面活性劑是被氫氧化鎂中和的酸。組分 ％(重)FG— —檸檬酸0.05 0.00甲苯磺酸鈉3.00 0.00乙醇 5.50 0.00C12-13烷基乙氧基(平均1.0)硫酸鈉31.0024.00C12-13烷基乙氧基(平均3.0)硫酸鈉8.00 7.00氧化胺2.00 2.00C12烷基N-甲基葡糖酰胺和氯化鎂9.00 12.00氯化鎂六水合物0.90 1.84香料 0.90 0.18蔗糖 2.00 1.00氯化鈣0.00 0.15枯烯磺酸鈉0.00 4.0C9-11醇聚乙氧基(9.0)化物 0.00 5.0水，平衡組分 ……余量……在10％時(shí)pH＝7.權(quán)利要求
1.一種制備濃縮表面活性劑混合物的方法，其包括a)配制包含0.5％至4％氫氧化鎂或氧化鎂和0.1％至5％糖的中和單位體，和b)向所說的步驟(a)的中和單位體中加入25％至45％表面活性劑酸混合物；其中所說的濃縮表面活性劑混合物是可流體化的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說的糖選自單糖化物和二糖化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其還包括步驟(c)將氯化鎂鹽加入所說的步驟(b)的混合物中，其中所說的步驟(b)的表面活性劑酸是通過攪拌加入的。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其中所說的表面活性劑選自陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑和其混合物。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其中步驟a)還包括0.5％至12％增泡劑。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其包括0.5％至4％糖。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其中所說的糖選自蔗糖、麥芽糖、纖維素糖、乳糖、葡萄糖酸、葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖、核糖和其混合物。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其中所說的步驟(a)的多羥基脂肪酸酰胺在90°F至100°F下熔融。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其中所說的濃縮表面活性劑混合物的pH在6至7之間。
10.一種制備濃縮表面活性劑混合物的方法，其包括a)配制主要由氫氧化鎂、二甲苯磺酸鈉、選自于甜菜堿和半極性氧化胺的增泡劑、多羥基脂肪酸酰胺、氯化鎂、丙二醇和蔗糖組成的中和單位體；b)向所說的步驟(a)的中和單位體中加入25％至45％選自烷基硫酸和烷基醚硫酸的表面活性劑酸；其中所說的濃縮表面活性劑混合物在用有機(jī)或無(wú)機(jī)堿處理之后是可流體化的，并具有在6至7之間的pH值。
全文摘要
制備含有鎂的表面活性劑混合物的方法，其中所說的表面活性劑混合物是可流體化的。該方法包括用氫氧化鎂或氧化鎂中和表面活性劑，然后加入某些糖。所得到的表面活性劑混合物在洗滌劑組合物，如濃縮輕役型液體或凝膠餐具洗滌劑組合物中使用是容易控制的。
文檔編號(hào)C11D3/02GK1131969SQ94193553
公開日1996年9月25日 申請(qǐng)日期1994年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月27日
發(fā)明者K·奧福蘇-阿桑蒂, L·C·格拉爾 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布公司