专利名称：稳定的季铵组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及季铵物质的稳定性，具体地说，本发明涉及保持含有至少一个酯基的季铵物质在其原料形式中或作为在适合的溶剂中的溶液的稳定。
背景和先有技术固体或液体的季铵物质均在织物软化组合物中广泛应用。这种组合物一般含有水不溶性的季铵织物软化剂，当所述季铵织物软化剂分散在水中的含量至多8％(重量)的情况下，所述组合物被认为是稀组合物而当其含量在8至50％的情况下则被认为是浓缩物。
伴随含有至少一个酯基的季铵物质的问题在于它们的贮存不稳定性。
当在变化的温度下延长时间(overtime)贮存这些物质时这个问题特别值得注意。
这些固体和液体季铵物质在各种温度下的贮存过程中发生的褪色表明这些材料的不稳定性。通常褪色的程度表明了在延长时间中发生的分解的水平。当季铵物质在高于它们的熔点的温度下保存时这种分解将有极大利害关系。
过去通过将季铵化合物在低温下保存，即保存在远低于所述化合物的熔点以下的温度中来提高其稳定性。还采用加入抗氧剂来抑制其分解。
在欧洲专利299176(Kao)中公开了含有具有单酯基和癸基二甲基胺的双长链季铵盐的柔软整理剂。
在美国专利4937008(Kao)中公开了含有一个或多个季铵盐和具有2至3个碳原子的二价或三价多元醇的浓缩织物软化剂。
我们意外发现含有至少一个酯基的固体或液体季铵化合物的低温和高温稳定性可通过加入一种或多种所选组别的稳定剂而得到提高，所述稳定剂阻止了季铵盐的分解。
本发明的定义由此，根据本发明的一个方面提供了含有具有至少一个酯基的季铵物质的改进的稳定组合物，其特征在于它们另外还含有一种或多种稳定剂，其中所述一种或多种稳定剂为强氢键给体。
在本发明的第二方面提供了通过将至少一种稳定剂加入季铵物质中的步骤来稳定含有至少一个酯基的季铵物质的方法，其中所述稳定剂为强氢键给体。
在本发明的第三方面，所定义的组合物被混合到固体和/或液体漂洗调理剂中。
本发明还提供了通过加入如这里所定义的稳定剂降低延长时间的含有至少一个酯基的季铵物质的褪色水平的方法。
这里所用的术语在季铵物质中的“酯基”包括作为分子上的连接基团的酯基。这里所指的季铵物质是指那些在它们的结构上具有至少一个酯基的季铵物质。
我们惊异地发现容易提供氢键给前述季铵物质的化合物有助于维持高水平的季铵物质并避免高水平的分解产物。本发明的详细说明优选所述稳定剂选自一种或多种以下物质，包括a)脲，b)脲衍生物，c)伯酰胺或仲酰胺，和/或d)多元醇。这些组合物在不同的温度下表现出改进的稳定性。
含有至少一个酯基的季铵化合物在这里是指酯连接的季铵化合物。
优选所述季铵化合物含有两个或多个酯基。优选在本发明的单酯和二酯季铵化合物中的酯基是在氮原子和烷基之间的连接基团。优选酯基通过另一个烃基连接到所述氮原子上。
本发明对于含有至少一个酯基、优选两个酯基的季铵化合物最有用，其中至少一个含有至少一个酯基的较高分子量基团和两个或三个较低分子量基团连接到共同的氮原子上以产生阳离子，并且其中的电平衡阴离子为卤根、乙酸根或低级烷氧基硫酸根离子，如氯离子或甲氧基硫酸根。优选在所述氮原子上的较高分子量取代基为含有12至28个、优选12至22个，如12至20个碳原子的高级烷基，如椰油烷基、牛油烷基、氢化牛油烷基或取代的高级烷基，优选所述较低分子量取代基为1至4个碳原子的低级烷基，如甲基或乙基，或者取代的低级烷基。一个或多个所述较低分子量取代基可包括芳基部分或可被芳基，如苄基、苯基或其它适合的取代基所代替。
优选在本发明中使用的季铵物质为具有两个通过至少一个酯键、优选两个酯键连接到季铵的首基的C12-C22的烷基或链烯基化合物或含有平均链长等于或高于C20的单长链化合物。
更优选将本发明用于含有具有两条平均链长等于或高于C14的长链烷基或链烯基链的季铵物质中。甚至更优选每一条链具有等于或高于C16的平均链长。最优选至少50％的每条长链烷基或链烯基具有C18的链长。优选所述长链烷基或链烯基基本为线形。
我们发现上面所指问题经常与具有酯键的季铵化合物联系在一起，其中所述化合物的两个或三个吸电子基团通过在不同取代基上的一个或两个碳原子连接到季氮原子上，并且还有一个甲基也连接到所述氮原子上。这种排列在下式(A)中表示。我们发现这些具有氯反离子的化合物在本发明中对于稳定性特别有利。
不想受理论的限制，本申请人相信褪色/不稳定的问题在含有酯连接基、具有连接到氮原子上的甲基、氯反离子和两个或三个分别连接到季氮原子上的吸电子基团的季铵化合物中是最普遍的。
虽然下面的通式(B)的季铵化合物可能具有褪色和不稳定等问题，但我们发现这些问题在以下类型(A)的化合物中，特别在那些上面刚刚提到的化合物中最普遍存在。
由此，在本发明中应用的特别优选的酯连接的季铵物质可由下式表示 其中每一个R1基团独立选自C1-4的烷基、羟烷基或C2-4链烯基；其中每一个R2基团独立选自C8-28的烷基或链烯基；X-是任何适合的反离子，即卤离子、乙酸根或低级烷氧基硫酸根离子，如氯离子或甲氧基硫酸根。T为-O-CO-或-CO-O-；和n为1-5的整数或为0。
特别优选每一个R1基团为甲基并且每一个n为2，我们发现这样的化合物特别易受上述稳定性问题的影响。
特别优选得自Hoechst的氯化二(牛油氧乙基)二甲基铵，还有得自Hoechst的氯化二(硬化牛油氧乙基)二甲基铵。
根据本发明可使用的另一个优选类型的酯连接季铵物质可由下式表示 其中R1、n、R2和x-如上述定义。
然而，我们发现这些物质并没有显示出如前面式中的化合物的不稳定性，特别在如60-70℃高温下。
如果所述季铵物质是生物可降解的，从环境角度来说是相当有利的。
优选的这个类型的物质如氯化1,2双[硬化牛油氧基]-3-三甲基铵丙烷和它们的制备方法在如美国专利4137180(Lever Brothers)中有描述。优选这些物质含有少量的相应如在美国专利4137180中所描述的单酯，如氯化1-硬化牛油氧基-2-羟基-3-三甲基铵丙烷。
因此，根据本发明特别优选的季铵物质含有至少一个连接到季氮原子上的甲基，并且，两个或三个氮原子取代基含有吸电子基并且具有氯反离子的取代基。特别优选使用通式A范围内的化合物，甚至更优选这些化合物在所述氮原子上具有两个甲基取代基，在剩下的基团中n为1或2,R2为C12-C22，特别为C16-C22，如牛油。
还优选在本发明中使用的季铵化合物为基本无水，这在本发明的文章是指含有少于10％的水。
所述季铵物质可含有任选的在本领域中已知的另外成分，具体地讲为低分子量溶剂(例如异丙醇和/或乙醇)和共活化剂如非离子性软化剂，例如脂肪酸或脱水山梨醇酯。
可使用的稳定剂类型为任何强氢键给体。
所述稳定剂可为脲或其衍生物，伯酰胺或仲酰胺或多元醇，或者它们的混合物。可使用两种或多种稳定剂。
优选将所述稳定剂以0.05至10％(以所述季铵物质的重量计算)的水平加入本发明的组合物中。然而，优选比这个量更少的量，更优选加入0.1至7.5％(以所述季铵物质的重量计算)，特别是0.5至6.0％，甚至更优选0.5至4％。
所述稳定剂可在所述季铵物质生产过程中的任何阶段或生产后，即贮存阶段中引入其中。所述稳定剂可以任何形式，如以粉末直接加入熔融的季铵物质中或以在适合的溶剂(如异丙醇)中的溶液加入。
加入步骤可在合成所述季铵物质的过程中发生，优选接着季铵化步骤发生。可选择或另外在所述季铵物质的贮存过程中进行所述加入。
在合成所述季铵物质的季铵化步骤之后的任何阶段引入所述稳定剂最有效。
在本发明中使用的酰胺的例子为乙酰胺(acetomide)。可使用多元醇如丙三醇作为稳定剂。另一个优选的稳定剂是脲。特别优选丙三醇和通式(A)的季铵化合物的组合，特别是其中两个R1均为CH3、n为2和R2为牛油。
所述稳定的组合物可为含有少于10％(重量)的水的液体、熔体或半固体形式。
根据本发明还提供了含有如上定义的稳定组合物的固体漂洗调理剂，优选组合物为粒状或粉状形式。本发明提供的另外类型的漂洗调理剂为含有如上定义的稳定组合物的液体漂洗调理剂。
本发明现在通过以下实施例进行说明。在本发明的范围内的另外实施例对于本领域的技术人员是显而易见的。
在82℃下经过3天的贮存后，在Datacolor Intemational SpectraflashSF600加反射计中测定反射率。
DEQ为得自Hoechst的氯化二(2-[硬化牛油]氧基氧乙基)二甲基铵。它包括大约10％的单酯和少量的未季铵化胺/胺盐还有大约2％脂肪酸和14％的异丙醇。
这些结果显示将脲加入含有季铵化合物的组合物中抑制了其在高温下的分解。这个通过混合了脲一起贮存的季铵化合物样品中出现的R540反射率值的极大提高来表明。
权利要求
1．含有具有至少一个酯基的季铵物质的稳定组合物，其特征在于它们另外含有一种或多种稳定剂，其中所述一种或多种稳定剂为强氢键给体。
2．根据权利要求1的组合物，其中所述稳定剂选自一种或多种以下物质，包括a)脲，b)脲衍生物，c)伯酰胺或仲酰胺，和/或d)多元醇。
3．根据权利要求1或2的组合物，为含有少于10％(重量)的水的液体、熔体或半固体形式。
4．根据前述权利要求中任何一项的组合物，其中所述季铵物质由下式表示 其中每一个R1基团独立选自C1-4烷基、羟烷基或C2-4链烯基；其中每一个R2基团独立选自C8-28的烷基或链烯基；X-是任何适合的反离子；T为-O-CO-或-CO-O-；和n为1-5的整数或为0，或 其中R1、n、R2和X-如上述定义。
5．根据前述权利要求中任何一项的组合物，其中所述稳定剂以所述季铵物质的重量计0.05至10％，优选0.5至6.0％，甚至更优选0.5至4％的水平存在。
6．通过将至少一种稳定剂加入季铵物质中的步骤来稳定含有至少一个酯基的季铵物质的方法，其中所述稳定剂为强氢键给体。
7．根据权利要求6的方法，其中所述稳定剂选自一种或多种以下物质，包括a)脲，b)脲衍生物，c)伯酰胺或仲酰胺，和/或d)多元醇。
8．根据权利要求6或7的方法，其中所述加入至少一种稳定剂的步骤在生产所述季铵物质的过程中发生，优选接着合成所述季铵物质的季铵化步骤后发生。
9．根据权利要求6或7的方法，其中所述加入至少一种稳定剂的步骤在生产所述季铵物质后发生，优选在所述季铵物质的贮存过程中发生。
10．根据前述权利要求中任何一项的方法，其中所述稳定剂以所述季铵物质的重量计0.05至10％、优选0.5至6.0％的量加入。
11．含有如权利要求1至5中任何一项所定义的组合物的固体漂洗调理剂。
12．含有如权利要求1至5中任何一项所定义的组合物的液体漂洗调理剂。
13．通过加入如权利要求1或权利要求2所定义的稳定剂降低延长时间(overtime)的含有至少一个酯基的季铵物质的褪色水平的方法。
全文摘要
提供含有具有至少一个酯基的季铵物质的稳定组合物,其特征在于它们通过在季铵物质中添加至少一种稳定剂的步骤而另外含有一种或多种含有至少一个酯基的稳定剂,其中所述稳定剂为强氢键给体。
文档编号C11D3/26GK1301293SQ99806168
公开日2001年6月27日 申请日期1999年5月12日 优先权日1998年5月18日
发明者D·W·托恩斯怀特, C·瓦利 申请人:荷兰联合利华有限公司