专利名称：表面活性剂浓缩物的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面活性剂浓缩物、它们的制备方法以及包含它们的洗涤剂组合物的 领域。
背景技术：
洗涤剂制造商一直在设法改进他们的产品性能、工艺灵活性，并且近年来设法改 进他们产品的环境影响或可持续性。因此，在一段时间内期望生产和销售致密型制剂，所述 制剂使用较少的水并且需要较少的包装材料，同时保持且优选地改进产品的性能。在包含到产品组合物中之前，将阴离子表面活性剂尤其是硫酸化表面活性剂预加 工成可加工的表面活性剂浓缩物。通常使用水来调节所述浓缩物的粘度。然而，当配制如上 所述的致密型制剂时，这产生了一个问题，因为通常的目标是降低产品组合物中的水含量。 当产品组合物将以水溶性或分散性小袋内的单位剂量液体组合物形式销售时，此问题尤其 相关。在此后一种情况下，当组合物包含大于20%的水时，产品是不稳定的。因此，配制人 员的目标是降低通过原料带入到最终产品中的水量。此外，当制备硫酸化表面活性剂浓缩物时，必须使表面活性剂浓缩物在所述浓缩 物的整个使用期限内可被加工、运输、储存、泵送并且最终用于其指定应用中。产生的典型 问题是所述浓缩物的粘度过高而无法有效加工，或其重要的活性物质-硫酸化阴离子表面 活性剂_随时间而不稳定。如果不稳定，所述硫酸化阴离子表面活性剂会物理或化学分解 成其组成部分或其它降解产物。因此从制备角度上看，必须首先使浓缩物长时间内具有足 够的稳定性，直至其被应用。该稳定性必须在表面活性剂浓缩物加工、运输、储存、泵送和应 用的所有温度下均是可获得的。其次，表面活性剂浓缩物还必须在其整个使用期限内具有 可泵送的粘度。EP 507 402 (Unilever)涉及制备液体洗涤剂组合物的连续方法，所述组合物包含 阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。所述洗涤剂组合物具有低水含量。在此方法中， 在非离子表面活性剂的存在下，将等摩尔量的中和剂和阴离子表面活性剂的液体酸式前体 同时共混。EP 507 402描述了脂肪酸的存在，但是需要脂肪酸以游离酸形式存在。EP 1 272 605 (Unilever)涉及制备流体洗涤剂组合物的连续方法，所述组合物包 含阴离子表面活性剂。所述方法包括在第一搅拌器中将阴离子表面活性剂前体与足量的中 和剂混合以获得25-75%中和度的阴离子表面活性剂前体，然后在第二搅拌器中将所得物 与足量的其它中和剂混合以达到100%的中和度。EP 1 272 605提出了皂的存在，意指其 盐，并且描述了在此情形下使用盐的有益效果。本发明的目的是研发硫酸化阴离子表面活性剂浓缩物和制备所述浓缩物的有效 连续方法，所述浓缩物不需要使用水来提供可加工性。本发明的另一个目的是研发高度有 效的硫酸化阴离子表面活性剂浓缩物，其中表面活性剂的高效性是指成品中需要较少的表 面活性剂。此高度有效的表面活性剂体系具有配制灵活性，从而降低了浓缩物或最终产品 组合物的环境影响和环境刺激。发明概述
根据本发明，提供了表面活性剂浓缩物，所述浓缩物包含至少75%的基本上完全 中和的硫酸化阴离子表面活性剂，和5%至25%的羧酸，其中4%至96%的羧酸为其游离酸 形式。根据本发明，还提供 了制备所述浓缩物的方法，所述方法包括使硫酸化阴离子表 面活性剂酸式前体与足量的中和剂混合以基本上完全中和所述阴离子表面活性剂，并且与 按所述浓缩物重量计5%至25%的羧酸混合，其中4%至96%的所述羧酸为其游离酸形式。根据本发明的另一个实施方案，还提供了洗涤剂产品组合物，所述组合物包含所 述表面活性剂浓缩物和少于20%的水。发明详述根据本发明，按重量计应是指重量％。所述浓缩物优选具有5至7. 5范围内的pH，更优选具有5. 5至7. 5，并且最优选 5. 8至7.5的pH。然而pH的选择将取决于所用羧酸的pka。测定pH的适宜方法是本领域 已知的。根据本发明，使用校准过的Knick 911型pH计，实施pH测定。如下实施pH测定 将5重量％的所述表面活性剂浓缩物加入到95重量％的去离子蒸馏水中，并且在21°C下， 采用使用斜叶桨的IKA悬臂式搅拌器以SOOrpm的速率搅拌最多lOmin。通过将校准过的 PH计的pH电极浸入到所述混合物中，测定所得混合物的pH。为使pH读数稳定，Imin后读 取pH。如本文所定义，“可泵送粘度”为在泵送温度(20_6(TC )下和在20s—1下不超过 IOPas的粘度。较高粘度的流体基本上仍可在较高的温度下被泵送。本文采用60°C下，20s-1 剪切速率下IOPas的上限来标示易于泵送性。根据本发明，在20-60°C范围内的任何温度 下，在20s—1下不具有低于IOPas粘度的表面活性剂浓缩物是不可泵送的。测定粘度的方法是本领域已知的。根据本发明，使用旋转流变仪例如TA instruments AR550来实施粘度测定。所述仪器包括40mm平行钢板，采用500 μ m的间隙。 采用流动方法实施测定，所述方法包括调节步骤和连续陡变步骤。所述调节步骤涉及测量 温度的设定，以及在20-60°C范围内的选定温度下最短平衡10秒的设定。以0. 04-50S-1的 剪切速率实施所述连续陡变步骤，以获得完整的流动特征。除非另行指出，本文提及的粘度 数据是指20s—1下的粘度读数。硫酸化阴离子表面活性剂如本发明所述的浓缩物包含硫酸化阴离子表面活性剂。更优选地，所述硫酸化表 面活性剂选自直链或支链的Cich22烷基硫酸盐或Cich22烷基烷氧基硫酸盐表面活性剂。最优 选地，所述硫酸化阴离子表面活性剂来自天然原料。因性能和供应能力的原因，来自天然原 料的表面活性剂是优选的。在本发明的一个优选的实施方案中，阴离子表面活性剂为烷基烷氧基硫酸盐。更 优选地，所述表面活性剂为烷基乙氧基硫酸盐。最优选烷基多乙氧基硫酸盐，其中烷基包含 10至22个，优选12至18个碳原子，并且其中多乙氧基链包含1至15个，更优选1至6个 乙氧基化部分。烷基乙氧基硫酸盐(AES)因为其洁白清洁性能和高效性而是尤其优选的。 此类有益效果带来以下优点与更常规的烷基苯磺酸盐/非离子表面活性剂体系相比，所 述组合物需要更少的表面活性剂来达到相同的有益效果。从而，可改进洁白性能有益效果， 或可使制剂致密而不会损害性能害。由于如此的功效使得可甚至在冷水洗涤条件下获得相同的性能，因此更进一步优选AES。当这对浓缩物本身没有影响时，这确实意味着洗涤剂组 合物的使用者可选择更低的洗涤温度，从而节省能源。所述浓缩物中的硫酸化阴离子表面活性剂是基本上完全中和的。这就是说，阴离 子表面活性剂被中和98%至100%。中和度低于98%的表面活性剂是不稳定的。中和剂 主要为任何适宜的碱性物质。中和剂可选自由下列组成的组碱金属、碱土金属或取代的 铵的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐、或它们的混合物。作为另外一种选择，所述中和 剂可为胺或酰胺。更优选地，所述中和剂为链烷醇胺，其选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇 胺、2-氨基丙醇、单异丙醇胺(MIPA)、或它们的混合 物。最优选地，所述中和剂为单乙醇胺 (MEA)。硫酸化阴离子表面活性剂在所述浓缩物中的含量按所述浓缩物的重量计为至少 75 %，更优选80 %，最优选85 %。然而，硫酸化阴离子表面活性剂非常难以处理，因为在高浓度下它们还产生高粘 度。粘度越高，表面活性剂越难以处理。根据本发明，独创性地使用羧酸作为溶剂来调节阴 离子表面活性剂浓缩物的粘度。然而申请人还已发现，烷基(烷氧基)硫酸盐在酸性条件 下不稳定，趋于随时间的推移而逆变成组成单元。这是为什么中和度低于98%的表面活性 剂不稳定的原因。酸性条件进一步加速了逆变反应。由于逆变产物之一硫酸进一步促进逆 变反应，致使表面活性剂逆变更快，因此反应是自催化的。根据本发明，羧酸的存在稳定了 阴离子表面活性剂。据信，由于羧酸阴离子用作质子接受剂，脂肪酸阴离子与游离氢原子反 应生成脂肪酸，并且留下盐离子以稳定阴离子表面活性剂。鍾本发明的浓缩物包含羧酸。羧酸在所述浓缩物中的含量按所述浓缩物的重量计 为5%至25%。更优选地，羧酸的含量按所述浓缩物的重量计为10%至25%，甚至更优选 17%至23%。在本发明中，总羧酸的4%至96%必须以其游离酸形式存在。因此，总羧酸的 96%至4%以其阴离子羧酸形式或皂形式存在。就有利于阴离子表面活性剂的最佳条件而 言，优选40 %至60 %的羧酸以其游离脂肪酸形式存在。然而就同时提供足够稳定性和足够 溶解力的最佳总体条件而言，优选60 %至90 %，更优选75 %至90 %的羧酸以其游离酸形式 存在。最优选地，80%至87%的羧酸以其游离酸形式存在，从而13%至20%的羧酸以皂形 式存在。由于羧酸起到两种不同的作用，因此必须遵照游离酸与羧酸皂形式的所述比率。 当为酸形式时，羧酸用作溶剂。溶剂的总功效是降低所述浓缩物的粘度。游离酸对浓缩物 粘度的影响可见于表1。随着PH的降低，更多的脂肪酸以游离脂肪酸形式存在，这增加了溶 剂的量，从而降低了表面活性剂浓缩物的粘度。因此，本发明的基本要素是显著百分比的脂 肪酸以游离脂肪酸形式存在于表面活性剂浓缩物中。表1 由78%的具有3摩尔乙氧基化度的MEA/C12-14烷基乙氧基硫酸盐、20%的 DTPK脂肪酸、以及2%的MEA和微量组分组成的表面活性剂浓缩物的粘度与pH和温度的关 系。
浓缩物 pH I 4. 65 25.96. 1 Γο Γθ
权利要求
1.一种表面活性剂浓缩物，所述浓缩物包含至少75%的基本上完全中和的硫酸化阴 离子表面活性剂，5%至25%的羧酸，其中4%至96%的所述羧酸为其游离酸形式。
2.如前述权利要求所述的表面活性剂浓缩物，其中所述硫酸化阴离子表面活性剂为烷 基烷氧基硫酸盐，其中所述烷基包含10至22个碳原子，并且所述烷氧基包含1至15个烷 氧基化部分。
3.如前述任何一项权利要求所述的表面活性剂浓缩物，其中所述羧酸为平均具有8至 28个碳原子，更优选12至26个碳原子，更优选12至22个碳原子的脂肪酸以及它们的混合 物。
4.如前述任何一项权利要求所述的表面活性剂浓缩物，其中60%至90%，更优选75% 至90 %，最优选80 %至87 %的所述羧酸以其游离酸形式存在。
5.如前述任何一项权利要求所述的表面活性剂浓缩物，其中所述浓缩物还包含 0-20%的非离子表面活性剂。
6.如前述任何一项权利要求所述的表面活性剂浓缩物，其中所述浓缩物还包含0至 10%的水。
7.如前述任何一项权利要求所述的表面活性剂浓缩物，其中所述浓缩物具有5至7.5 范围内的PH。
8.一种制备如前述任何一项权利要求所述的浓缩物的方法，所述方法包括使硫酸化阴 离子表面活性剂酸式前体与足量的中和剂混合以基本上完全中和所述阴离子表面活性剂， 并且与按所述浓缩物重量计5%至25%的羧酸混合，其中4%至96%的所述羧酸为其游离 酸形式。
9.一种洗涤剂产品组合物，所述组合物包含如前述任何一项权利要求所述的表面活性 剂浓缩物和小于20%的水。
全文摘要
本发明涉及表面活性剂浓缩物、其制备方法和包含表面活性剂浓缩物的洗涤剂组合物，所述浓缩物包含至少75％的基本上完全中和的硫酸化阴离子表面活性剂和5％至25％的羧酸，其中4％至96％的所述羧酸为其游离酸形式。
文档编号C11D10/04GK102046765SQ200980121166
公开日2011年5月4日 申请日期2009年5月28日 优先权日2008年6月2日
发明者F·C·库尔沙伊, J·G·温特, W·纳伊茨 申请人:宝洁公司