固体漂洗助剂组合物及其制备方法_3

文档序号:9568223阅读:来源:国知局
中,固体漂洗助剂组合物包括水。水可以独立地添加到固体漂洗助剂 组合物中或由于其存在于添加到固体漂洗助剂组合物的材料中而可提供到固体漂洗助剂 组合物中。例如,添加到固体漂洗助剂组合物中的材料包括水或在可用于与硬化剂组分反 应的含水预混物中制备。典型地,将水导入固体漂洗助剂组合物中以提供在硬化之前具有 所需粘度的组合物,和提供所需固化速率。 通常,预期水作为加工助剂存在并且可以除去或变成水合水。预期水可以存在于固 体组合物中。在固体组合物中,预期水将以〇wt% _5wt%的范围存在于固体漂洗助剂组合 物中。例如,水以〇. lwt% -约5wt%的范围存在于固体漂洗助剂组合物的实施方案中, 或以0. 5wt% -约4wt%的范围存在于固体漂洗助剂组合物的进一步的实施方案中,或以 lwt% -3wt%的范围存在于固体漂洗助剂组合物的更进一步的实施方案中。另外应当理解, 水可以去离子水或软化水形式提供。 用来形成固体组合物的组分可以包括作为粘结剂的水合物或水合形式、任何其它成分 的水合物或水合形式和/或作为加工中的助剂而添加的含水介质的水。预期,含水介质将 帮助提供具有为加工所需的粘度的组分。另外,预期,当希望形成固体形式的浓缩物时,含 水介质可以帮助硬化过程。 额外的功能材料 如上所述,固体漂洗助剂可含有为所述固体组合物提供期望的性质和功能性的其他功 能材料。 功能材料包括当分散或溶解在应用溶液中时在特定应用中提供有益性能的材料。根据 组合物的期望特性和/或功能性,这种功能材料的实例包括防腐剂,螯合剂/多价螯合剂; 漂白剂或活化剂;消毒剂/抗微生物剂;活化剂;助洗剂或填料;抗再沉积剂;荧光增白剂; 染料;增味剂或香料;稳定剂;加工助剂;腐蚀抑制剂;填料;硬化剂;额外的硬化剂;额外 的表面活性剂,溶解度改性剂;pH调节剂;湿润剂;水溶助剂;或者众多其它功能材料。在本 文公开的一些实施方案的范围中,功能性材料或成分任选地由于它们的功能性而包括在硬 化基体内。 下面将更详细地论述功能性材料的一些更具体的实例,但是本领域技术人员以及其他 人员应当理解,仅以实例的方式给出所论述的具体材料,并且可以使用宽泛种类的其它功 能性材料。 防腐剂 固体漂洗助剂组合物还可以包括有效量的防腐剂。经常地,所述固体漂洗助剂组合物 和应用溶液的总酸度和/或酸起防腐和稳定化作用。 本发明的固体漂洗助剂组合物的一些实施方案还包括用于固体漂洗助剂酸化的防腐 剂体系,其包括硫酸氢钠和有机酸。在至少一些实施方案中,固体漂洗助剂具有2. 0或更低 的pH值且所述固体漂洗助剂的应用溶液具有至少pH值4. 0的pH值。典型地,硫酸氢钠包 括在固体漂洗助剂组合物中作为酸源。在某些实施方案中,在所述固体漂洗助剂组合物中 包含有效量的硫酸氢钠和一种或多种其它酸作为防腐剂体系。适合的酸包括例如无机酸例 如HC1以及有机酸。在某些进一步的实施方案中,在所述固体漂洗助剂组合物中包含有效 量的硫酸氢钠和一种或多种有机酸作为防腐剂体系。合适的有机酸包括山梨酸、苯甲酸、抗 坏血酸、异抗坏血酸、柠檬酸等。优选的有机酸包括苯甲酸和抗坏血酸。通常,在存在或不 存在额外的酸的情况下,包含有效量的硫酸氢钠以使得所述固体漂洗助剂组合物的应用溶 液具有应当小于pH 4. 0、往往小于pH 3. 0以及可以甚至小于pH 2. 0的pH值。 在其它实施方案中,除了以上所述的防腐剂体系之外或者作为其替代,所述固体漂洗 助剂组合物还包含消毒剂/抗微生物剂。下文将描述合适的消毒剂/抗微生物剂。 若存在的话,防腐剂组分典型地用量为固体漂洗助剂组合物用量的约〇. 〇5-20wt%,优 选 0· l_15wt %,和最优选 lwt % -约 10wt %。 螯合剂/多价螯合剂 所述固体漂洗助剂组合物还可以包含有效量的螯合剂/多价螯合剂,也称为助洗剂。 另外,所述漂洗助剂可以任选地包含一种或多种额外的助洗剂作为功能成分。通常,螯合剂 是能够配位(即键合)通常存在于水源中的金属离子以防止金属离子干扰漂洗助剂或者其 它清洁组合物中的其它成分的作用的分子。螯合剂/多价螯合剂当以有效量包括时还可以 充当阈剂。 通常,固体漂洗助剂也是不含磷酸盐和/或不含氨基羧酸盐的。在不含磷酸盐的固体 漂洗助剂组合物的实施方案中,包括助洗剂在内的额外功能材料排除诸如缩合磷酸盐和膦 酸盐之类的含磷化合物。 合适的额外助洗剂包括多羧酸盐。适合用作多价螯合剂的聚合多羧酸盐的一些实例包 括具有侧羧酸根(_C02)基团的那些,并且包括,例如,聚丙烯酸、马来酸/烯烃共聚物、丙烯 酸/马来酸共聚物、聚甲基丙烯酸、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、水解聚丙烯酰胺、水解聚甲 基丙烯酰胺、水解聚酰胺-甲基丙烯酰胺共聚物、水解聚丙烯腈、水解聚甲基丙烯腈、水解 丙烯腈-甲基丙烯腈共聚物和类似物。 在不是不含氨基羧酸盐的固体漂洗助剂组合物的实施方案中,可以包含作为氨基羧酸 盐的添加的螯合剂/多价螯合剂。氨基羧酸的一些实例包括N-羟乙基亚氨基二乙酸、次氨 基三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、N-羟乙基-乙二胺三乙酸(HEDTA)(除了在粘结剂 中使用的HEDTA以外)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)和类似物。 在不是不含磷酸盐的固体漂洗助剂组合物的实施方案中,添加的螯合剂/多价螯合剂 可以包括例如缩合磷酸盐、膦酸盐和类似物。缩合磷酸盐的一些实例包括正磷酸钠和钾、焦 磷酸钠和钾、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和类似物。缩合磷酸盐也可以通过将组合物内存在的 游离水固定成水合水而以有限的程度有助于所述组合物的硬化。 在不是不含磷酸盐的固体漂洗助剂组合物的实施方案中,所述组合物可以包含 膦酸盐,例如1-羟基乙烷-1,1-二膦酸CH3C (OH) [PO (0H) 2] 2;氨基三(亚甲基膦酸) N[CH2P0(0H)2]3;氨基三(亚甲基膦酸)钠盐
2-羟乙基亚氨基双(亚甲基膦酸)H0CH2CH2N[CH2P0(0H) 2]2;:亚乙基三胺五(亚甲基 膦酸)(H0)2P0CH2N[CH2CH2N[CH 2P0(0H)2]2]2;二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)钠盐 C9H(2S x) N3Nax015P5(x = 7);六亚甲基二胺(四亚甲基膦酸)钾盐C1QH⑶x)N2Kx0 12P4(x = 6);双(六亚 甲基)三胺(五亚甲基膦酸)〇102)?001#[(012)6町0^0(0!1) 2]2]2;和亚磷酸!13?03。在一些 实施方案中,可以使用膦酸盐的组合,例如ATMP和DTPMP。可以使用加入到混合物中之前中 和的或碱性的膦酸盐、或者膦酸盐与碱源的组合,以使得当添加膦酸盐时通过中和反应生 成的热量或气体很少或者没有。 关于螯合剂/多价螯合剂的进一步论述,参见Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,第3版,第5卷,第339-366页和第23卷,第319-320页,其公开内 容通过参考引入本文。 若存在的话,螯合剂/多价螯合剂用量可以是约〇. lwt%-约30wt%,优选约lwt%-约 25wt%,和更优选约5wt% -约20wt%。在一些实施方案中,固体酸也可起到螯合剂的作用。 加工助剂 在一些实施方案中,固体漂洗助剂组合物可包括额外的加工助剂。加工助剂的实例包 括酰胺,例如硬脂基单乙醇酰胺或月桂基二乙醇酰胺,或烷基酰胺,和类似物;固体聚乙二 醇,或固体Ε0/Ρ0嵌段共聚物,脲和类似物;通过酸或碱处理工艺变为水溶性的淀粉;一旦 冷却则赋予加热的组合物硬化性能的各种无机物,和类似物。这种化合物也可在使用过程 中改变组合物在含水介质中的溶解度,使得漂洗助剂和/或其他活性成分可在延长的时间 段内从固体组合物中分配。所述组合物可包括用量范围为最多约l〇wt%的辅助的硬化剂。 在一些实施方案中,辅助硬化剂可以范围为〇-l〇wt%,常常范围为0-5wt%,和有时范围为 约0-约0· 5wt%的用量存在。 额外的表面活性剂 除了以上规定的非离子表面活性剂以外,所述组合物还可以包括下文列举的其他表面 活性剂。 阴离子表面活性剂 本发明的某些实施方案考虑使用一种或多种阴离子表面活性剂,其与荷正电的聚合物 静电相互作用或者离子相互作用以提高泡沫的稳定性。阴离子表面活性剂是分类为阴离子 剂的表面活性物质,这是因为在疏水物上的电荷是负的;或者是表面活性剂,其中该分子的 疏水部分不带电荷,除非pH升高到中性或以上(例如羧酸)。 羧酸盐,磺酸盐,硫酸盐和磷酸盐是阴离子表面活性剂中存在的极性(亲水)增溶基 团。与这些极性基团结合的阳离子(抗衡离子)当中,钠、锂和钾赋予水溶性;铵和取代的 铵离子提供水溶性和油溶性二者;钙、钡和镁促进油溶性。 本领域的技术人员理解,阴离子表面活性剂是优良的去污表面活性剂,和因此常规被 有利地添加到重垢型洗涤剂组合物以及漂洗助剂中。通常,阴离子表面活性剂具有高的泡 沫曲线,这可用于本发明的起泡清洁组合物。阴离子表面活性化合物可在组合物内用于赋 予除了洗涤以外的特殊化学或物理性能。 大量商业阴离子表面活性剂中的大多数可细分成本领域技术人员已知的5个主 要的化学种类和额外的子组,且描述于〃Surfactant Encyclopedia, "Cosmetics & Toiletries,第 104 卷(2)71-86(1989)中。 第一类包括酰基氨基酸(和盐),例如酰基谷氨酸盐、酰基肽、肌氨酸盐(例如N-酰基 肌氨酸盐)、牛磺酸盐(例如N-酰基牛磺酸盐和甲基氨基乙磺酸的脂肪酸酰胺)和类似物。 第二类包括羧酸(和盐),例如链烷酸(和链烷酸盐)、酯羧酸(例如琥珀酸烷酯)、醚羧酸 和类似物。第三类包括磺酸(和盐),例如羟乙基磺酸盐(例如酰基羟乙基磺酸盐)、烷基 芳基磺酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸酯(例如,磺基琥珀酸的单酯和二酯)和类似物。尤 其优选的阴离子表面活性剂是α烯烃磺酸盐。第四类包括磺酸(和盐),例如羟乙基磺酸 盐(例如酰基羟乙基磺酸盐)、烷基芳基磺酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸酯(例如,磺基琥 珀酸的单酯和二酯)和类似物。第五类包括硫酸酯(和盐),例如烷基醚硫酸盐、烷基硫酸 盐和类似物。第五类包括硫酸酯(和盐),例如烷基醚硫酸盐、烷基硫酸盐和类似物。尤其 优选的阴离子表面活性剂是月桂醚硫酸钠。 适合于在本发明的组合物中使用的阴离子硫酸盐表面活性剂包括直链和支链的伯 和仲烷基硫酸盐、烷基乙氧基硫酸盐、脂肪油烯基甘油硫酸盐、烷基酚环氧乙烷醚硫酸盐、 C5_C17酰基-N-(C「C4烷基)和-N-(C「(:2羟烷基)葡糖胺硫酸盐和烷基多糖的硫酸盐,例 如烷基多聚葡糖苷的硫酸盐(本文描述了非离子的非硫酸化的化合物)。铵和取代铵(例 如,单-,二-,和三乙醇胺)和烷基单核芳族磺酸盐的碱金属(例如钠,锂和钾)盐,例如在 直链或支链的烷基中含有5-18个碳原子的烷基苯磺酸盐,例如烷基苯磺酸盐或烷基甲苯、 二甲苯、枯烯和酚磺酸盐;烷基萘磺酸盐、二戊基萘磺酸盐和二壬基萘磺酸盐以及烷氧基化 衍生物。 合适的合成的水溶性阴离子表面活性剂化合物的实例包括铵和取代铵(例如,单_, 二-,和三乙醇胺)和烷基单核芳族磺酸盐的碱金属(例如钠,锂和钾)盐,例如在直链或支 链的烷基中含有5-18个碳原子的烷基苯磺酸盐,例如烷基苯磺酸盐或烷基甲苯、二甲苯、 枯烯和酚磺酸盐;烷基萘磺酸盐、二戊基萘磺酸盐和二壬基萘磺酸盐以及烷氧基化衍生物。 适合于在本发明的组合物中使用的阴离子羧酸盐表面活性剂包括烷基乙氧基羧酸盐, 烷基多乙氧基多羧酸盐表面活性剂和皂类(例如,烷基羧基类)。可用于本发明的组合物的 仲皂表面活性剂(例如,烷基羧基表面活性剂)包括含有与仲碳相连的羧基单元的那些。仲 碳可以在环结构内,例如在对辛基苯甲酸中,或者在烷基取代的环己基羧酸盐中。仲皂表面 活性剂典型地不含醚键,不含酯键和不含羟基。进一步地,它们典型地在头基(两性部分) 内缺少氮原子。合适的仲皂表面活性剂典型地含有11-13个总碳原子,但可存在更多的碳 原子(例如多达16个)。 适合于在本发明的组合物中使用的其他阴离子表面活性剂包括烯烃磺酸盐,例如长链 烯烃磺酸盐,长链羟基烷烃磺酸盐,或链烯烃磺酸盐和羟基烷烃磺酸盐的混合物。还包括烷 基硫酸盐,烷基聚(亚乙基氧基)醚硫酸盐和芳族聚(亚乙基氧基)硫酸盐,例如环氧乙烷 和壬基酚的硫酸盐或缩合产物(通常每分子具有1-6个氧亚乙基)。树脂酸和氢化树脂酸 也是合适的,例如松香、氢化松香、以及存在于或者衍生于牛油内的树脂酸和氢化树脂酸。 取决于特定的配制剂和在其内的需求,合适地选择特定的盐。 ''Surface Active Agents and Detergents"(Vol. I 和 II,Schwartz, Perry 和 Berch) 中给出了合适的阴离子表面活性剂的进一步的实例。各种这样的表面活性剂也通常公开于 1975年12月30日授予Laughlin等人的美国专利No. 3, 929, 678的第23栏第58行至第 29栏第23行中。 两性离子表面活性剂 两性离子表面活性剂可被视为两性表面活性剂的子集。两性离子表面活性剂可以广 义地描述为仲和叔胺的衍生物、杂环仲和叔胺的衍生物,或季铵、季鱗或叔锍化合物的衍生 物。典型地,两性离子表面活性剂包括荷正电的季铵、或者在一些情况下锍或鱗离子,荷负 电的羧基,和烷基。两性离子表面活性剂通常含有阳离子和阴离子基团,它们在该分子的等 电区域内电离成几乎相等的程度且可在正-负电荷中心之间产生强烈的"内-盐"吸引。这 种两性离子的合成表面活性剂的实例包括脂族季铵、鱗和锍化合物的衍生物,其中脂族基 团可以是直链或支链并且其中脂族取代基之一含有8-18个碳原子且脂族取代基之一含有 阴离子水增溶基团,例如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。甜菜碱和磺基甜菜碱表面 活性剂是在本文中使用的示例的两性离子表面活性剂。 这些化合物的通式是:
其中R1含有具有〇-1〇个环氧乙烷部分和0-1个甘油基部分的8-18个碳原子的烷基、 烯基或羟烷基;Y选自氮、磷和硫原子;R2是含1-3个碳原子的烷基或单羟基烷基;当Y是硫 原子时X为1,当Y是氮或磷原子时X为2, R3是1-4个碳原子的亚烷基或羟基亚烷基,且Z 是选自羧酸根、磺酸根、硫酸根、膦酸根和磷酸根的基团。 具有以上列举的结构的两性离子表面活性剂的实例包括:4-[N,N-二(2-羟 乙基)-N-十八烷基铵基]-丁烧-1-駿酸盐;5- [S_3_轻丙基-S-十六烷基横基 (sulfonio) ]羟基戊烧硫酸盐;3-[P, P- 二乙基_P_3, 6, 9-二氧杂二十四烧憐鐵基 (phosphonio) ] _2_羟基丙烷-1-憐酸盐;3_[N, N-二丙基-N-3-十二烷氧基-2-轻丙基-钱 基]-丙烷-1-膦酸盐;3-(N,N-二甲基-N-十六烷基铵基)-丙烷-1-磺酸盐;3-(N,N-二 甲基-N-十六烷基铵基)-2-羟基丙烷-1-磺酸盐;4-[N,N-二(2 (2-羟乙基)-N (2-羟基 十二烷基)铵基]_ 丁烧_1_駿酸盐;3_[S_乙基-S- (3-十二烷氧基_2_轻丙基)横基]-丙 烧_1_磷酸盐;3_[P, P-二甲基-P-十二烷基鱗基]-丙烷-1-勝酸盐;和S_[N, N-二(3-轻 丙基)-N-十六烷基铵基]-2-羟基-戊烷-1-硫酸盐。包含在所述洗涤剂表面活
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