以高濃度含有配位劑的水溶液的制作方法
【專利說(shuō)明】以高濃度含有配位劑的水溶液
[0001]本發(fā)明涉及一種水溶液，包含:
[0002](A) 30-60重量％配位劑，其選自甲基甘氨酸二乙酸的堿金屬鹽和谷氨酸二乙酸的堿金屬鹽，
[0003](B) 1-25重量％至少一種磺酸鹽或有機(jī)酸鹽，
[0004]百分?jǐn)?shù)涉及整個(gè)相應(yīng)水溶液，
[0005]所述水溶液不含表面活性劑。
[0006]配位劑如甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)和谷氨酸二乙酸(GLDA)及其相應(yīng)堿金屬鹽是堿土金屬離子如Ca2+和Mg 2+的有用螯合劑。為此，它們被推薦用于各種目的如衣用洗滌劑和自動(dòng)洗碟(ADW)配制劑，尤其是所謂的無(wú)磷酸鹽衣用洗滌劑和無(wú)磷酸鹽ADW配制劑。為了裝運(yùn)該類配位劑，在大多數(shù)情況下使用固體如顆?；蛩芤骸?br>[0007]顆粒和粉末是有用的，因?yàn)檠b運(yùn)的水量可以忽略不計(jì)，但對(duì)于大多數(shù)混合和配制方法需要額外的溶解步驟。
[0008]許多工業(yè)用戶希望以盡可能高度濃縮的水溶液獲得配位劑。所要求的配位劑濃度越低，則裝運(yùn)的水越多。所述水增添了運(yùn)輸成本并且必須隨后除去。盡管MGDA的約40重量％和甚至GLDA的45重量％溶液可以在室溫下制備并儲(chǔ)存，但局部或臨時(shí)更冷溶液可能導(dǎo)致相應(yīng)配位劑沉淀以及因雜質(zhì)而成核。所述沉淀可能導(dǎo)致在管道和容器中結(jié)殼和/或在配制過(guò)程中產(chǎn)生雜質(zhì)或不均勻。
[0009]可以嘗試通過(guò)加入加溶劑，例如溶解度提高性聚合物或表面活性劑來(lái)提高配位劑的溶解度。然而，許多用戶希望靈活使用其自己的洗滌劑配制劑并且它們希望在配位劑中避免聚合添加劑或表面活性添加劑。
[0010]可以考慮可以提高相應(yīng)配位劑的溶解度的添加劑，但該類添加劑不應(yīng)不利地影響相應(yīng)配位劑的性能。
[0011]因此，本發(fā)明的目的是要提供配位劑如MGDA或GLDA的在0_50°C的溫度下在不加入表面活性劑或聚合物下穩(wěn)定的高度濃縮水溶液。此外，本發(fā)明的目的是要提供一種制造配位劑如MGDA或GLDA的在0_50°C的溫度下穩(wěn)定的高度濃縮水溶液的方法。該方法或該水溶液均不要求使用不利地影響相應(yīng)配位劑的性能的添加劑。
[0012]因此，發(fā)現(xiàn)了開頭所定義的水溶液，下文也稱為本發(fā)明水溶液。
[0013]本發(fā)明水溶液含有
[0014](A) 30-60重量％配位劑，下文也稱為“配位劑(A)”，其選自甲基甘氨酸二乙酸的堿金屬鹽和谷氨酸二乙酸的堿金屬鹽，
[0015](B) 1-25重量％至少一種磺酸鹽或有機(jī)酸鹽，所述鹽下文也稱為“鹽(B) ”，所述水溶液不含表面活性劑，
[0016]百分?jǐn)?shù)涉及整個(gè)本發(fā)明相應(yīng)水溶液。
[0017]配位劑(A)選自甲基甘氨酸二乙酸的堿金屬鹽和谷氨酸二乙酸的堿金屬鹽。
[0018]在本發(fā)明上下文中，甲基甘氨酸二乙酸的堿金屬鹽選自甲基甘氨酸二乙酸自的鋰鹽、鉀鹽和優(yōu)選鈉鹽。甲基甘氨酸二乙酸可以部分或優(yōu)選完全被相應(yīng)堿金屬中和。在優(yōu)選實(shí)施方案中，MGDA的平均2.7-3個(gè)COOH基團(tuán)用堿金屬，優(yōu)選鈉中和。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，配位劑㈧為MGDA的三鈉鹽。
[0019]同樣，谷氨酸二乙酸的堿金屬鹽選自谷氨酸二乙酸的鋰鹽、鉀鹽和優(yōu)選鈉鹽。谷氨酸二乙酸可以部分或優(yōu)選完全被相應(yīng)堿金屬中和。在優(yōu)選實(shí)施方案中，GLDA的平均3.5-4個(gè)C00H基團(tuán)用堿金屬，優(yōu)選鈉中和。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，配位劑(A)為GLDA的四鈉土卜
ΠΤΤ.Ο
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明水溶液含有30-60重量％，優(yōu)選35-50重量％，甚至更優(yōu)選37-45重量％ MGDA的堿金屬鹽作為配位劑(Α)。
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明水溶液含有30-60重量％，優(yōu)選45-58重量％，甚至更優(yōu)選46-53重量％ GDA的堿金屬鹽作為配位劑(Α)。
[0022]配位劑(Α)可以選自MGDA或GLDA的堿金屬鹽的外消旋混合物，純對(duì)映體如L-MGDA的堿金屬鹽、L-GLDA的堿金屬鹽、D-MGDA的堿金屬鹽和D-GLDA的堿金屬鹽，以及對(duì)映體富集異構(gòu)體的混合物。
[0023]無(wú)論怎樣，少量配位劑(Α)可以帶有堿金屬以外的陽(yáng)離子。因此，可能的是全部配位劑(Α)中少量，如0.01-5mol %帶有堿土金屬陽(yáng)離子如Mg2+或Ca2+，或Fe+2或Fe 3+陽(yáng)離子。
[0024]本發(fā)明水溶液進(jìn)一步包含⑶1-25重量％，優(yōu)選3-15重量％鹽⑶。
[0025]在本發(fā)明上下文中，鹽(B)選自單羧酸和二羧酸的鹽。此外，鹽(B)因此不同于配位劑⑷。
[0026]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，鹽(B)選自乙酸、酒石酸、乳酸、馬來(lái)酸、富馬酸和蘋果酸的堿金屬鹽。
[0027]鹽(B)的優(yōu)選實(shí)例是乙酸鉀和乙酸鈉。
[0028]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，鹽(B)為甲基磺酸的鉀鹽以及優(yōu)選甲基磺酸的鈉土卜
ΠΤΤ.Ο
[0029]此外，本發(fā)明水溶液含有水。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在本發(fā)明水溶液中配位劑(Α)和鹽(Β)以及任選無(wú)機(jī)堿的余量為水。在其他實(shí)施方案中，本發(fā)明水溶液可以含有配位劑(Α)和鹽(Β)以及水以外的一種或多種液體或固體。
[0030]本發(fā)明水溶液不含表面活性劑。在本發(fā)明上下文中，“不含表面活性劑”應(yīng)指表面活性劑的總含量參考配位劑㈧的量為0.1重量％或更低。在優(yōu)選實(shí)施方案中，術(shù)語(yǔ)“不含表面活性劑”應(yīng)包括濃度為50ppm至0.05%，其中ppm和％二者分別是指重量ppm或重量％且參考整個(gè)相應(yīng)水溶液。
[0031]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明水溶液具有9-14，優(yōu)選10.5-13的pH值。pH值在環(huán)境溫度下測(cè)定。
[0032]本發(fā)明水溶液優(yōu)選不含聚合物。不含聚合物在本發(fā)明上下文中應(yīng)指表面活性劑的總含量參考配位劑(A)的量為0.1重量％或更低。然而，聚乙二醇(C)在本發(fā)明上下文中不被認(rèn)為是聚合物。
[0033]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明水溶液可以含有至少一種無(wú)機(jī)堿，例如氫氧化鉀或優(yōu)選氫氧化鈉。優(yōu)選無(wú)機(jī)堿的量為0.l_20mol%，這涉及配位劑中C00H基團(tuán)的總和。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明水溶液進(jìn)一步包含(C)至少一種平均分子量MnS 400-10，000g/mol，優(yōu)選600-6，000g/mol的聚乙二醇，下文也稱為“聚乙二醇(C) ”。
[0035]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，聚乙二醇(C)可以例如每分子被一個(gè)甲基封端，SP轉(zhuǎn)化成聚醚。在另一實(shí)施方案中，聚乙二醇(C)每分子帶有兩個(gè)羥基。
[0036]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明水溶液可以含有1-20重量％，優(yōu)選5-15重量％聚乙二醇(C)。
[0037]聚乙二醇(C)的平均分子量^例如可以通過(guò)測(cè)定羥值而測(cè)定，優(yōu)選根據(jù)DIN53240-1:2012-07 測(cè)定羥值。
[0038]在本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，本發(fā)明水溶液不含任何聚乙二醇(