固体漂洗助剂组合物及其制备方法_2

文档序号:9568223阅读:来源:国知局
","一种"("a,""an")和"所 述"("the")可包括多个提到的对象,除非该内容另外清楚地指明。如在本说明书和所附权 利要求中使用的术语"或"通常在包括"和/或"的意义上使用,除非该内容另外清楚地指 明。 固体漂洗助剂组合物 本发明的固体漂洗助剂组合物包括固体酸,短链烷基苯或烷基萘磺酸盐,例如二甲苯 磺酸钠,甲苯磺酸钠,枯烯磺酸钠,甲苯磺酸钾,二甲苯磺酸铵,二甲苯磺酸钙,烷基萘磺酸 钠,和/或丁基萘磺酸钠,和一种或多种表面活性剂,优选其中的至少一种是非离子的低起 泡表面活性剂。 有利地配制所述固体漂洗助剂组合物,以在漂洗之后,特别地在高硬度和高的总溶解 固体(TDS)情况下得到无斑点的表面。所述漂洗助剂还尤其可用于金属表面并避免金属表 面腐蚀。 固体酸 本发明包括一种或多种固体酸。所述组合物中的固体酸包括天然或处理过以在室温下 为固体形式的任何酸。此处术语"固体"包括诸如粉化,粒状或颗粒固体形式之类的形式。 酸性物质(下文称为"酸")包括但不限于药学上可接受的有机或无机酸,羟基酸,氨基酸, 路易斯酸,含有两个或更多个酸基的分子的单-或二-碱金属盐或铵盐,和含有至少一个酸 基的单体或聚合的分子。合适的酸基的实例包括羧酸基,异羟肟酸基,酰胺基,磷酸根(例 如,单-氢磷酸根和二-氢磷酸根),硫酸根和亚硫酸氢根。 特别地,酸是具有2-18个碳原子的有机酸,其中包括但不限于短链、中链或长链脂肪 酸,羟基酸,无机酸,氨基酸及其混合物。优选地,酸选自乳酸,葡萄酸,柠檬酸,酒石酸,盐 酸,磷酸,硝酸,硫酸,马来酸,柠檬酸单钠,柠檬酸二钠,柠檬酸钾,酒石酸单钠,酒石酸二 钠,酒石酸钾,天冬氨酸,羧甲基纤维素,丙烯酸类聚合物,甲基丙烯酸类聚合物及其混合 物。 例如,许多有机酸是纯形式(和在室温下)的晶体固体,例如柠檬酸,草酸,苯甲酸。氨 基磺酸是在室温下为固体的无机酸的一个实例。 固体酸或一种或多种固体酸的组合在本发明的漂洗助剂组合物内的存在量为约 5wt % -约 40wt %,优选约 7. 5wt % -约 27. 5wt %,和更优选约 10wt % -约 25wt %。 短链烷基苯或烷基萘磺酸盐 短链烷基苯或烷基萘磺酸盐组作为组合物内的硬化剂和作为水溶助剂以及TDS控制 活性剂起作用。所述组包括基于甲苯,二甲苯和枯烯的烷基苯磺酸盐,和烷基萘磺酸盐。甲 苯磺酸钠与二甲苯磺酸钠是最好的已知的水溶助剂。这些具有下述通式:
这一组包括但不限于二甲苯磺酸钠,甲苯磺酸钠,枯烯磺酸钠,甲苯磺酸钾,二甲苯磺 酸铵,二甲苯磺酸钙,烷基萘磺酸钠和丁基萘磺酸钠。在优选的实施方案中,硬化剂是SXS。 本发明提供包含有效量的一种或多种短链烷基苯或烷基萘磺酸盐的固体漂洗助剂组 合物。令人惊奇地,已发现,这类水溶助剂增加固体漂洗助剂的性能以及充当硬化剂。短 链烷基苯或烷基萘磺酸盐也可充当助洗剂。固体漂洗助剂组合物典型地熔点大于110° F 且尺寸稳定。在一些实施方案中,短链烷基苯或烷基萘磺酸盐的硬化剂的存在量为约 40wt % -约 90wt %,优选约 45wt % -约 85wt %,和更优选约 50wt % -约 80wt %。 在一些实施方案中以及正如下文列举的,固体漂洗助剂也可以包括额外的加工助剂, 例如聚乙二醇或脲。若使用的话,额外的加工助剂的存在量为约0. lwt% -约10wt%。 非离子表面活性剂 可用于本发明的非离子表面活性剂通常特征在于存在有机疏水基团和有机亲水基团, 且典型地通过缩合有机脂族、烷基芳族或聚氧亚烷基疏水化合物与亲水碱性氧化物部分而 生产,其中所述亲水碱性氧化物部分在常见的实践中为环氧乙烷或其多水合产物,聚乙二 醇。在实践中,具有带反应性氢原子的羟基,羧基,氨基或酰胺基的任何疏水化合物可与环 氧乙烷或其多水合加合物或其与亚烷氧基(例如环氧丙烷)的混合物缩合,形成非离子表 面活性剂。可容易地调节与任何特定的疏水化合物缩合的亲水聚氧亚烷基部分的长度,以 得到具有亲水和疏含水能之间所需平衡程度的水分散性或水溶性的化合物。在本发明中, 有用的非离子表面活性剂包括如下。 合适的非离子表面活性剂的实例包括烷氧基化表面活性剂,例如Dehypon LS-54 (R- (E0) 5 (P0) 4)和 Dehypon LS-36 (R- (E0) 3 (P0) 6);和封闭的醇烷氧基化物,例如 Plurafac LF221 和获自 Clariant,Tegoten EC11 的 Genepol ;它们的混合物或类似物。)) 可使用的其他非离子表面活性剂包括: 1. 基于丙二醇,乙二醇,甘油,三羟甲基丙烷和乙二胺作为引发剂反应性氢化合物的嵌 段聚氧亚丙基-聚氧亚乙基聚合物化合物。由顺序丙氧化和乙氧化引发剂制备的聚合物化 合物的实例以商品名?1\13:011丨0_@和丁61;1>011丨0@商购,其由843?(:〇印制备。 Pluronie?化合物是双官能的(两个反应性氢的)化合物,它通过缩合环氧乙烷与 疏水碱而形成,所述疏水碱由环氧丙烷加成到丙二醇的两个羟基上而形成。这一疏水部分 的分子量为1,〇〇〇-4, 〇〇〇。然后添加环氧乙烷,以将这一疏水部分夹在亲水基团之间,通过 长度控制以占最终分子的约l〇wt % -约80wt %。 Tetronic?化合物是四官能的嵌段共聚物,它由顺序加成环氧丙烷和环氧乙烷到乙 二胺上而衍生。环氧丙烷水溶助剂的分子量范围为500-7, 〇〇〇 ;和添加亲水的环氧乙烷,以 占该分子的约l〇wt % -约80wt %。 2. lmol烷基苯酚与3-50mol环氧乙烷的缩合产物,其中烷基酚中的直链或支链构造 或单一或二元烷基成分中的烷基链含有8-18个碳原子。烷基可以例如以二异亚丁基,二 戊基,聚合的亚丙基,异辛基,壬基和二壬基为代表。这些表面活性剂可以是烷基酚类的聚 环氧乙烷,聚环氧丙烷和聚环氧丁烷缩合物。这一化学的商业化合物的实例在市场上以由 Rhone-Poulenc制备的商品名Igepal?和由Dow制备的Tr i toil?.获得。 3. lmol具有6-24个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链醇与3-50mol环氧乙烷的 缩合产物。所述醇部分可由以上列举的碳原子范围内的醇的混合物组成,或者它可由具 有在这一范围内的特定数量碳原子的醇组成。类似的商业表面活性剂的实例以由Shell Chemical Co.制备的商品名 N祕d〇l_?_和由 Vista Chemical Co.制备的Mfi?ni:e?获得。 4. lmol具有8-18个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链羧酸与6-50mol环氧乙烷的 缩合产物。所述酸部分可由以上定义的碳原子范围内的酸的混合物组成或者它可由具有在 这一范围内的特定数量碳原子的酸组成。这一化学的商业化合物的实例在市场上由Henke 1 Corporation 制备的NopalC〇l? 和由 Lipo Chemicals,Inc.制备的Li JJOpeg?获得。 除了乙氧基化的羧酸(常常称为聚乙二醇酯)以外,通过与甘油酯,甘油和多元(糖或 脱水山梨醇/山梨醇)醇反应形成的其他链烷酸酯可用在本发明中。所有这些酯部分在它 们的分子上具有一个或多个反应性氢位点,所述反应性氢位点可经历进一步的酰化或环氧 乙烷(烷氧化物)加成,以控制这些物质的亲含水。当添加这些脂肪酯或酰化碳水化合物 到含有淀粉酶和/或脂肪酶的本发明组合物中时,必须仔细,因为具有潜在的不相容性。 在优选的实施方案中,非离子表面活性剂是低起泡非离子表面活性剂。低起泡非离子 表面活性剂的实例包括: 5. 通过将环氧乙烷加成到乙二醇上以提供指定分子量的亲水物;和然后添加环氧丙 烷在该分子的外侧(端部)上以获得疏水嵌段而改性、实质上反向的来自(1)的化合物。 该分子的疏水部分的分子量为1,〇〇〇 - 3, 100,且中心的亲水物占最终分子的10wt % - 80wt%。这些反向的随i.CS:@ 由 BASF Corporation 以商品名 Plu_:niC⑧ R 表面 活性剂制备。 同样,Tetronic? R表面活性剂由BASF Corporation通过顺序加成环氧乙烧和环 氧丙烷到乙二胺上而生产。该分子的疏水部分的分子量为2, 100-6, 700,且中心的亲水物占 最终分子的l〇wt% - 80wt%。 6. 通过与小的疏水分子(例如环氧丙烷,环氧丁烷,苄氯)和含有1 一 5个碳原子的 短链脂肪酸、醇或烷基卤化物以及和它们的混合物反应,"封端"或"端基封闭"(多官能部 分中的)一个或多个端基羟基而改性以减少起泡的来自(1),(2),(3)和(4)组的化合物。 还包括诸如亚硫酰氯之类的反应物,它将端羟基转化成氯基。这种对端羟基的改性可导致 全-嵌段,嵌段-杂、杂-嵌段或全-杂的非离子表面活性剂。 有效的低起泡的非离子表面活性剂的额外实例包括: 7. 1959年9月8日授予Brown等人的美国专利No. 2, 903, 486中的用下式表示的烷基 苯氧基聚乙氧基烧醇:
其中R是8 - 9个碳原子的烷基,A是3 - 4个碳原子的亚烷基链,η是整数7 - 16, 和m是整数1 一 10。 1962年8月7日授予Martin等人的美国专利No. 3, 048, 548的聚亚烷基二醇缩合物, 它具有交替的亲水氧亚乙基链和疏水的氧亚丙基链,其中末端疏水链的重量、中间疏水单 元的重量和连接的亲水单元的重量各自占缩合物的约1/3。 在1968年5月7日授予Lissant等人的美国专利No. 3, 382, 178中公开的消泡的非离 子表面活性剂,它具有通式Z[(0R)n0H]z,其中Z是可烷氧化的材料,R是衍生于碱性氧化物 的基团,其可以是亚乙基和亚丙基,且η是例如10-2, 000或更大的整数和z是通过反应性 可氧烷基化基团的数量确定的整数。 1954年5月4日授予Jackson等人的美国专利No. 2, 677, 700中描述的共辄聚氧亚烧 基化合物,它对应于化学式¥((:3!160)"((:2!140) |11!1,其中¥是具有1-6个碳原子和1个反应性氢 原子的有机化合物的残基,η是通过羟基数来确定的至少6. 4的平均值,且m的数值使得氧 亚乙基部分占该分子的l〇wt% -90wt%。 1954年4月6日授予Lundsted等人的美国专利No. 2, 674, 619中描述的共辄聚氧亚烧 基化合物,其化学式为Y[ (C3H60n ,其中Y是具有2-6个碳原子且含有X个反应性 氢原子的有机化合物的残基,其中X是至少2的数值,η的数值使得聚氧亚丙基疏水基的分 子量为至少900且m的数值使得该分子中氧亚乙基含量为10% -90wt %。落在Y的定义范 围内的化合物包括例如丙二醇,甘油,季戊四醇,三羟甲基丙烷,乙二胺和类似物。氧亚丙基 链任选地但有利地含有少量的环氧乙烷,和氧亚乙基链也任选地但有利地含有少量的环氧 丙烷。 在本发明的组合物中有利地使用的额外的共辄聚氧亚烷基表面活性试剂对应于化学 式$[((:3!160)"((:2!140) |11!1]:!,其中?是具有8-18个碳原子且含有1个反应性氢原子的有机化 合物的残基,其中X的数值为1或2,η的数值使得聚氧亚乙基部分的分子量为至少44且m 的数值使得该分子中氧亚丙基的含量为10% -90wt%。在任何一种情况下,氧亚丙基链可 任选地但有利地含有少量的环氧乙烷,且氧亚乙基链也可任选地但有利地含有少量的环氧 丙烷。 8. 适合于在本发明的组合物中使用的多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂包括具有结构式 fCONRV的那些,其中R1是H、C「C4经基、2-羟乙基、2-羟丙基、乙氧基、丙氧基或其混合物; 妒是C5-C31烃基,所述烃基可以是直链;且Z是具有线性烃基链并具有与该链直接相连的至 少三个羟基的多羟基烃基,或其烷氧基化的衍生物(优选乙氧基化或丙氧基化)。Z可衍生 于还原胺化反应中的还原糖,例如缩水糖基(glycityl)部分。 9. 脂族醇与0_25m〇l环氧乙烷的烷基乙氧基化物缩合产物适合于在本发明的组合物 中使用。脂族醇的烷基链可以是直链或支链,伯或仲,且通常含有6-22个碳原子。 10. 乙氧基化的C6-C1S脂肪醇和C6-C1S混合的乙氧基化和丙氧基化脂肪醇是在本发明 的组合物中使用的合适的表面活性剂,尤其是水溶性的那些。合适的乙氧基化脂肪醇包括 乙氧基化度为3-50的C1(]-C1S乙氧基化脂肪醇。 11. 尤其适合于在本发明的组合物中使用的合适的非离子的烷基多糖表面活性剂包括 在1986年1月21日授予Llenado的美国专利No. 4, 565, 647中公开的那些。这些表面活 性剂包括含6-30个碳原子的疏水基和含1. 3-10个糖单元的多糖(例如聚糖苷)亲水基。 可使用含5或6个碳原子的任何还原糖,例如葡萄糖,半乳糖且半乳糖基部分可被取代为葡 糖基部分。(任选地,疏水基团在2_,3_,4-等位置处连接,从而得到葡萄糖或半乳糖,这与 葡糖苷或半乳糖苷相反。)糖间(intersaccharide)键可以例如在额外的糖单元的一个位 置和前一糖单元的2_,3_,4-和/或6-位之间。 12. 适合于在本发明的组合物中使用的脂肪酸酰胺表面活性剂包括具有化学式 R6C0N (R7) 2的那些,其中R6是含有7-21个碳原子的烷基,且每一 R7独立地为氢、C 烷基、 (;-(:4羟烷基或一(C2H40)xH,其中X的范围为1-3。 13. -类有用的非离子表面活性剂包括定义为烷氧基化胺或最尤其醇烷氧基化/胺化 /烷氧基化表面活性剂的那类。这些非离子表面活性剂可以至少部分用下述通式表示: R20- (PO) SN- (EO) tH, R2〇- (PO) SN- (EO) tH (EO) tH,和 R20-N(EO) tH ; 其中R2°是烷基、烯基或其他脂族基团,或8-20和优选12-14个碳原子的烷基-芳基, E0是氧亚乙基,P0是氧亚丙基,s是1-20,优选2-5, t是1-10,优选2-5,和u是1-10,优选 2-5。在这些化合物的范围内的其他变体可用下述替代化学式表示: R20-(PO)v-N[(EO)wH] [(E0)zH] 其中R2°如上所定义,V是1-20(例如,1,2, 3或4(优选2)),《和2独立地为1-10,优 选 2-5。 这些化合物在商业上以由Huntsman Chemicals以非离子表面活性剂销售的一系列产 物为代表。优选的该类化学品包括Surfonic PEA 25 Amine Alkoxylate。 Schick, M. J.编辑的 The treatise Nonionic Surfactants, Surfactant Science Series第一卷,Marcel Dekker, Inc.,New York, 1983是关于通常在本发明实践中使用的宽 泛的各种非离子化合物的优秀参考文献。在1975年12月30日授予Laughlin和Heuring 的美国专利No. 3, 929, 678中给出了这些表面活性剂的非离子的分类和种类的典型列表。 在〃Surface Active Agents and Detergents〃(第 I 和 II 卷,Schwartz,Perry 和 Berch) 中给出了进一步的实例。 水 在一些实施方案
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