CN1055197A - 低泡沫非离子型表面活性剂混合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低泡沫非离子型表面活性剂混 合物，它含有(A)20-98重量％的具有通式 R2-O-Gm的烷基多糖苷和(B)80-2重量％的具有 通式R3-[(O-C2H4)y(O-CxH2x)z]-OR4的聚乙二醇 醚，在上述通式中各取代基定义详见说明书。

Description

由烷基多糖苷组成的非离子型表面活性剂水溶液剧烈起泡沫是已知的。这不仅适用于只含这种表面活性剂的这类溶液，而且也适用于另外附加具有阴离子型表面活性剂含量的溶液。关于此可参阅欧洲专利申请70075、70076和70077，在这些专利申请中，这样的混合物被认为是剧烈起泡的，并被推荐来制造泡沫制剂。
含有由烷基多糖苷和非离子型表面活性剂组成的混合物的制剂，例如由欧洲专利申请75995和75996中已得知。在最先被提到的文献中，非离子型表面活性剂中涉及通式（Ⅰ）的乙二醇醚，在通式（Ⅰ）中，R′代表具有8～22个碳
R′-（OC2H4）nOH （Ⅰ）
原子的伯烷基或仲烷基，n代表数字2～12。此外，认为上述乙二醇醚的甘油醚是可用的。在EP-75996中另外还认为烷基酚乙氧基化物、由聚丙二醇和聚乙二醇组成的综合产物以及由丙氧化1，2-乙二胺和聚乙二醇组成的缩合产物是合适的。然而这些表面活性剂由于其在废水中的生物分解能力差，没有被推荐为现代洗涤和净化剂。在引用的文献中没有提到其中按照式（Ⅰ）的乙二醇醚基团完全或部分被丙二醇醚基团取代的非离子型表面活性剂。
事实已表明，由烷基多糖苷和式（Ⅰ）的非离子型表面活性剂组成的混合物在水溶液中也很剧烈地起泡沫，因此，不能将它直接加到适用于机器的洗涤剂中。含有这种混合物的制剂在洗涤过程中在具有水平安置洗涤筒的普通自动洗涤装置中形成一层如此高的泡沫缓冲衬层，以致显著减弱洗涤物的机械处理并降低洗涤效果。用已知的泡沫抑制剂虽然能部分减少泡沫，但需要量较高，这尤其在使用聚硅氧烷时是不经济的。此外，泡沫抑制剂加入固体洗涤剂中需要一个单独处理步骤，因为要将去泡剂分散在浆液中，接着用雾化进行细分散并将其进行相当程度的纯化。由于相同的原因，制备由烷基多糖苷和非离子型表面活性剂组成的低泡沫的均匀液体浓缩物也带来很大问题，因为普通去泡剂在其细分散到浓缩物中后要继续纯化。
本发明以有利方式解决了上述问题。
本发明的主题是一种低泡沫非离子型表面活性剂混合物，它含有
（A）20～98重量%的式（Ⅱ）的烷基多糖苷，在式
R2-O-Gm （Ⅱ）
中R2代表具有8～18个碳原子的烷基，G代表一个单糖单位，m代表数字1.2～6。
（B）80-2重量%的式（Ⅲ）的聚乙二醇醚，在式
R3-〔（O-C2H4）y（O-CxH2x）z〕-OR4（Ⅲ）
中R3代表一个具有8～22个碳原子的饱和或非饱和的直链或支链脂族烃基，R4代表氢或具有1～10个碳原子的烷基，x代表数字3或4，y代表数字0～15，z代表数字1～20，并且当R4代表至少具有3个碳原子的烷基时，（y+z）之和代表一个数字1～25，而z也可以是零。
组分（A）的烷基多糖苷例如由US-3547828、3772269和3839318以及EP-301298中已得知。最好使用葡萄糖衍生物。这些衍生物通过葡萄糖或解聚淀粉和具有C8～C18烷基的醇在不存在或存在低级醇或乙二醇，如丁醇或丙二醇，以及酸性缩醛催化剂的情况下进行反应而获得。例如将由天然油如椰子油或棕榈仁油得到的醇或醇混合物用作原料。例如有辛醇、癸醇、月桂醇和肉豆蔻醇、棕榈醇和十八烷醇及其混合物。对此也选择使用烷基多葡糖苷，该烷基多葡糖苷由羰基合成醇衍生，并且除直链醇以外，混合物中也含有在2-位置上的甲基支链醇，或者在烷基链中具有碳原子数为偶数和/或奇数。适合于此的例子有合成辛醇、合成壬醇、合成癸醇、合成十一烷醇、合成十二烷醇、合成十三烷醇、合成十四烷醇、合成十五烷醇和合成十六烷醇及它们彼此间的混合物。此外，R2基可以是一个支链烷基，它由具有12-20个碳原子的所谓格尔伯特（Guerbet）醇衍生。适合于此的例子有2-丁基辛醇-1、2-丁基癸醇-1、2-己基辛醇-1、2-戊基壬醇-1和2-己基癸醇-1、2-己基十二烷醇-1、2-辛基癸醇-1、2-辛基十二烷醇-1-及其混合物。
R2最好代表具有10-16个碳原子的直链烷基或在2-位置上有甲基支链的烷基。在葡萄糖与醇反应中，在酸性缩醛催化剂存在下发生葡萄糖部分低聚合，因此形成由烷基单葡糖苷和烷基低聚葡糖苷组成的混合物。因此式（Ⅱ）中的参数m表示平均低聚合度。这种平均低聚合度较好为1.2-3而最好为1.2-1.4。当与本发明有关时，上述类型的混合物一般是指提到的烷基葡糖苷、烷基低聚葡糖苷或烷基多葡糖苷。
包含在组分（B）中的非离子表面活性剂不溶于水或只部分溶于水，并主要具有消除泡沫作用，且众所周知不具有突出的洗涤和净化作用。这种表面活性剂由相同的天然或合成醇和醇混合物衍生，正象它可以包含在烷基葡糖苷中那样。关于此可以参阅上文论述。此外，R3基可以是单未饱和或多未饱和基，并且在这些情况下最好是单烯烃未饱和基，例如油烯基。这些未饱和基象通常在天然醇中一样，也可以存在于含有饱和醇的混合物中。对此有关的例子是醇混合物，它除了含有油醇外，还含有月桂醇、肉豆蔻醇、十六烷醇和十八烷醇部分。此外，R3基可以是一个支链烷基，这种支链烷基由具有12-20个碳原子的所谓格尔伯特醇衍生。对此有关的例子是2-丁基辛醇-1、2-丁基癸醇-1、2-己基辛醇-1、2-戊基壬醇-1和2-己基癸醇-1、2-己基十二烷醇-1、2-辛基癸醇-1、2-辛基十二烷醇-1以及其混合物。
优先选择的是具有式（Ⅲ）的这种化合物，在这种化合物中R3基具有10-20个碳原子，尤其是具有12-18个碳原子。如果R3基主要含有16至22个碳原子，则这些R3基较好为至少30%是单烯烃非饱和的，最好是至少50%是单烯烃非饱和的，
下列具有式（Ⅲ）的非离子型表面活性剂组因此可以包含在组分B中。
B1）不溶于水的化合物，在这些化合物中，R3由饱和的具有8-18个，尤其12-16个碳原子基团和/或至少50%由单非饱和的具有16-22个，尤其16-18个碳原子基团组成，R4＝H，x＝3，y＝0及z＝1-5。
B2）不溶于水的化合物，在这些化合物中，R3代表饱和的和/或单非饱和的具有8-22个，尤其12-18个碳原子的基团，R4＝H，x＝3，y＝1-5，z＝1-3，并且z等于或大于y。
B3）不溶于水至部分溶于水的化合物，在这些化合物中，R3代表饱和的和/或单非饱和的具有8-22个，尤其12-18个碳原子的基团，x＝3和/或4，y＝2-10及z＝1-5，并且z小于y。
B4）不溶于水至部分溶于水的化合物，在这些化合物中，R3是饱和的或单非饱和的具有8-22个，尤其是12-18个碳原子的基团，R4是一个具有3-15个碳原子的烷基，y＝3-10，z＝0。
这些种类的化合物的特点是具有良好的泡沫减弱作用。此外，（B1）和（B2）组的化合物在这种组合下具有明显提高去污力的作用，因此，由烷基多糖苷表面活性剂与这种非离子型表面活性剂组成的混合物特别受到优先选用。
（A）组分对B组分的混合比为20∶80-98∶2，较好是30∶70-90∶10，最好是40∶60-80∶20。
这些混合物适合于以固态形式使用，即以粉末状，颗粒状或块状形式使用，以及以糊状的或液体状的制剂形式使用。用糊状的或液状的制剂特别能实现混合物的有利效果，因为在含有APG的液态制剂中至今没有完全解决抑制泡沫问题。
在上述的配制中可将本发明的表面活性剂混合物与已知的阴离子型和/或另外的非离子型表面活性剂混合，而不因此抵消有利的减少泡沫作用。优先使用这样一些附加表面活性剂，这些活性剂本身不起泡沫促进剂作用。
因此，尤其把肥皂视为相当合适的表面活性剂，肥皂由饱和或不饱和脂肪酸和脂肪酸混合物衍生。与此有关的有钠肥、钾皂和链烷醇胺皂或月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸和油酸及其混合物，如这些酸被包含在天然脂肪酸混合物中，例如椰子酸、棕榈仁酸和硬脂酸中。磺酸盐类中，烷基苯磺酸盐尤其合适，它含有具有9-13个碳原子的直链烷基链。另外，合适的是在直链烷基链中含有12-16个碳原子的链烷磺酸盐，众所周知，它可通过正-链烷烃的磺化氧化作用或氯磺化作用获得。
此外，可以使用的还有脂肪酸脂的磺化产物，尤其是甲脂的磺化产物，它们由饱和C12-C18脂肪酸或油酸衍生，并且具有一个在2-位为酯分组安排的或内部固定的，在邻位为形成链烯烃双键而存在的磺酸酯基。尤其上述的“内部固定”磺酸酯的特点是微弱的起泡沫能力和良好的水溶性，这使它们特别适合于液体浓缩物。
磺酸酯表面活性剂种类中，硫酸烷基酯特别合适，它由饱和C12-C18脂醇、脂醇混合物或合成C12-C16醇混合物（羰基合成醇）衍生。硫酸烷基醚同样是适合的，它由相同的醇衍生并含有1-3个乙醇醚基，但硫酸烷基醚在微起泡沫制剂中只应以次要量使用。
具有10-20个碳原子，最好是10-18个碳原子的天然或合成脂醇和羰基合成醇的一般乙氧基化产物可以考虑作为附加的非离子型表面活性剂。这些醇具有一种与式（Ⅲ）中的R3相符的结构。乙二醇醚基（EO）的数目一般是2-20个，大多数是3-15个。
可以与本发明表面活性剂混合的其他洗涤和净化剂组分有助洗涤物质，共助洗剂，洗涤碱和其他一般辅助材料，如下面列举的那些。
NaA型合成沸石优先适合作为无磷助洗剂物质。合适的沸石具有粒度不大于30μm的颗粒并且粒度小于10μm的颗粒至少占80%。其平均颗粒的粒度（体积分布，测试方法：库尔特（Coulter）计数器）处于1～10μm范围内。其钙结合力（按照DE-2412837的说明测定）在100～200mgCaO/g的范围内。来自制备的沸石还含有过剩碱。人造沸石的水含量一般是18～22重量%。
由氨基多元羧酸和多膦酸组成的隔离剂属于共助洗剂，稳定剂和沉淀抑制剂（极限物质）类。合适的氨基多元羧酸有次氮基三乙酸、乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸及其高级同系物。合适的多膦酸有1-羟基乙烷-1，1-双膦酸、氨基三-（亚甲基膦酸）、乙二胺四-（亚甲基膦酸）及其高级同系物，例如二亚乙基三胺四-（亚甲基膦酸）。上述的多元羧酸或多膦酸一般可以以钠盐或钾盐形式使用。
此外，均聚和/或共聚羧酸或其钠盐或钾盐属于此类，并且优选的是钠盐。合适的均聚物有聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，主要为其钠盐。合适的共聚物有丙烯酸与甲基丙烯酸的共聚物或丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸与乙烯醚，如乙烯基，甲基醚或乙烯基，乙基醚的共聚物。在其中有一种成分无酸功能的这样一些共聚酸中，为了保证有充分的水溶性，这种成分的数量不超过70%摩尔数，最好是低于60%摩尔数。优选的是例如在EP-25551-Bi中所述的丙烯酸或甲基丙烯酸与马来酸的共聚物。这里涉及的共聚物是含有40～90重量%的丙烯酸或甲基丙烯酸和60～10重量%的马来酸的共聚物。
此外，一些聚缩醛羧酸也是适用的，正如它们在US-4144226和4146495中已得到说明那样是通过羟基乙酸酯的聚合作用，引入稳定末端基并皂化成钠盐或钾盐获得的。另外，聚合酸也是适用的，这些聚合酸是通过丙烯醛的聚合反应并按卡尼柴罗反应（Canizzaro）借助强碱通过聚合物的歧化作用获得的。这些聚合酸基本上由丙烯酸单元和乙烯醇单元或丙烯醛单元组成。
均聚物或共聚物的分子量一般是1000～120000，最好是1500～10000。
合适的洗涤碱是硅酸钠及碳酸钠，硅酸钠的组成为Na2O∶SiO2＝1∶2～1∶3.5。需要时也可有碳酸氢钠和硼酸钠。硅酸钠可提高洗涤能力，起抗腐蚀作用并能大大提高喷洒物的颗粒强度。
合适的防发灰剂是纤维素醚，如羧甲基纤维素醚、甲基纤维素醚、羟烷基纤维素醚，以及混合醚，如甲基羟乙基纤维素醚，甲基羟丙基纤维素醚和甲基-羧甲基纤维素醚。此外，合适的还有各种纤维素醚的混合物，尤其是由羧甲基纤维素醚和甲基纤维素醚组成的混合物。
合适的荧光增白剂有4，4-双-（2″-苯胺基-4″-吗啉代-1，3，5-三嗪基-6″-氨基）-茋-2，2′-二磺酸的碱金属盐或同类物质构成的化合物，这种化合物带有一个苯胺基或二乙醇氨基代替吗啉代基。此外，被取代了的二苯基苯乙烯基型漂白剂也是适用的，例如4，4′-双-（2-硫代苯乙烯基）-二苯基碱金属盐、4，4′-双-（4-氯代-3-硫代苯乙烯基）-二苯基碱金属盐和4-（4-氯代苯乙烯基-4′-（2-硫代苯乙烯基）-二苯基碱金属盐。
蛋白酶、脂酶、淀粉酶或其混合物这类酶适合作为酶。由菌株或真菌，如枯草杆菌、似苔藓菌和灰色链酶菌得到的酶催生物活性物质是特别合适的。酶可以吸附在载体材料上和/或包埋在包复材料中，以预防其过早分解。酶最好作为具有可比粒子光谱的粒状体存在，以防止离解。
在洗涤和漂白剂中使用的过氧化氢合尿素和过氧化物通常适合作漂白组分。过硼酸钠优先属于过氧化氢合尿素，它可作为四水化物或一水化物存在，另外，还有碳酸钠（过碳酸钠）的过氧化氢合尿素。
漂白活化剂是一种其他的兼性组分。尤其N-酰基化合物和O-酰基化合物属于漂白活化剂。合适的N-酰基化合物的例子有多酰化亚烷基二胺，如四乙酰亚甲基二胺、四乙酰亚乙基二胺及其高同系物，以及酰化甘脲，如四乙酰甘脲。其他的例子有Na-氨基氰、N-烷基-N-磺酰-碳酰胺、N-酰基乙内酰脲、N-酰化环酰三唑、尿唑、二酮哌嗪、磺酰胺、氰尿化物和咪唑啉。除羧酸酐外，如邻苯二甲酸酐和酯，例如Na-（异）-壬酸-苯酚磺酸酯，尤其是酰化糖，例如葡糖五乙酸酯适合作O-酰基化合物。优选的漂白活化剂有四乙酰乙胺和葡糖五乙酸酯。为了避免漂白活化剂与过氧化合物相互作用，将其制成颗粒并用包复材料加以复盖。
本发明的表面活性剂混合物最好配制成液体的至糊状的洗涤剂和净化剂后加以使用。该制剂可以是无水和无溶剂的，但最好使用水和有机溶剂，如乙醇、丙醇、异丙醇和醚醇、丙二醇及二甘醇或三甘醇作为溶剂。另外，也可与水溶助长剂，如甲苯磺酸盐、二甲苯磺酸盐、异丙苯磺酸盐或尿素一起使用。
除上述附加表面活性剂和络合剂外，在液体洗涤剂中也可存在多元羧酸盐和羟基羧酸盐，例如柠檬酸盐。此外，链烷醇胺，如单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺适合作为碱性反应组分。另外，液体浓缩物同样可含有如固体产物酶、颜料和香料。
实施例
为了制备在表Ⅰ中列举的液体洗涤剂使用下列成分：
APG＝烷基葡糖苷 R2＝直链C12-C14烷基 m＝1.4
非离子BI＝与2M氧化丙烯反应的混合物，由60份月桂酸和40份肉豆蔻酸组成
非离子BI＝与3M氧化丙烯反应的混合物，由65份油醇、20份十六烷醇和15份十八烷醇组成
C12/13+7EO＝与7M环氧乙烷反应的C12-C13羰基合成醇
ABS＝直链C10-13烷基苯磺酸盐（Na盐）
脂肪酸Ⅰ＝椰子脂肪酸
脂肪酸Ⅱ＝油酸（从硬脂酸分离）
HEDP＝1-羟基乙烷-1，1-二膦酸盐（Na盐）
从表Ⅰ中可得知其余成分。浓缩物的pH值介于8.0-8.2。因此脂肪酸和柠檬酸作为钠盐或三乙醇胺盐存在。
另外试验了两种对比配方V1和V2。V1不含APG（组分A）和不含按照组分B的表面活性剂，在对比产物中V2中缺少组分B。所有制剂都是透明的，均匀的、淡黄色的，并有良好的浇铸流动性。
在表中给出的数值代表重量百分数。
表Ⅰ
实施例  对比例
物质  1  2  V1  V2
APG  4.8  4.8  -  4.8
非离子BⅠ  5.0  -  -  -
非离子BⅡ  -  5.0  -  -
C12/13+7ED 9.5 9.5 15.0 10.0
ABS  12.3  12.3  13.0  13.0
脂肪酸Ⅰ  8.6  8.6  9.0  9.0
脂肪酸Ⅱ  3.8  3.8  4.0  4.0
HEDP  1.0  1.0  1.0  1.0
三乙醇胺  4.7  4.7  5.0  5.0
NaOH  1.9  1.9  2.0  2.0
柠檬酸  1.0  1.0  1.0  1.0
酶  0.8  0.8  0.8  0.8
丙二醇  4.7  4.7  5.0  5.0
乙醇  6.7  6.7  7.0  7.0
水  35.2  35.2  37.2  37.4
在转筒洗涤机中，将下列弄脏的织物样品与装入的干净的可洗涤物一起进行洗涤。
T1＝用灰尘-羊毛脂弄脏的棉花（位于西德Krefeld的洗涤研究所的标准试验织物）
T2＝由聚酯和处理过的棉花制成的混合织物
T3＝红葡萄酒弄脏的已处理过的棉花
T4＝牛奶和炭黑弄脏的棉花
T5＝血、牛奶和炭黑弄脏的棉花
洗涤温度（1-碱洗程序）为40℃，洗涤时间为10分钟，洗涤剂浓度为10g/l，水硬度为16°dH/（160mg  CaO/l）。通过窥视孔玻璃观察泡沫高度，在静止状态的洗涤液上方的自由空间被划分成4个刻度。在标记4达到最高水平，也就是转筒被泡沫完全充满。标记2（半充满）被看作是良好结果。
在洗涤过程之后，将样品用自来水冲洗三次，离心脱水并加以干燥。以光度方法进行评价。结果（测色光度以%计，泡沫标记）列于表Ⅱ
表Ⅱ
样品  实施例  对比例
1  2  V1  V2
T1  71.6  75.3  71.5  68.4
T2  72.7  73.5  72.6  71.2
T3  39.2  40.3  40.0  39.8
T4  73.7  74.6  73.7  72.5
T5  74.1  75.0  74.0  72.9
泡沫标记  2.0  2.0  2.0  3.5
正如从对比试验看到的那样，用烷基多糖苷（APG）部分代替常用的乙氧基化物C12/13+7ED导致泡沫显著增加并多半也导致洗涤效果下降。但是如果将组分B的非离子型表面活性剂与APG一起使用，则保持低泡沫水平。但如果泡沫水平也提高数倍，则也至少保持洗涤效果。

Claims (9)

1、低泡沫非离子型表面活性剂混合物，它含有：
(A)20-98重量%的式(Ⅱ)所示的烷基多糖苷，
R2-O-Gm(Ⅱ)
式中R2代表具有8-18个碳原子的烷基，G代表一个单糖单元，m代表数字1.2-6，
(B)80-2重量%的式(Ⅲ)所示的聚乙醇醚，
式中R3代表具有8-22个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链脂族烃基，R4代表氢或具有1-10个碳原子的烷基，x代表数字3或4，y代表数字0-15，z代表数字1-20，并且当R4代表至少具有3个碳原子的烷基时，(y+z)之和代表数字1-25，并且z也可以是零。
2、按照权利要求1所述的低泡沫非离子型表面活性剂混合物，其中式（Ⅱ）中的G代表一个葡萄糖单元
3、按照权利要求1或2所述的低泡沫非离子型表面活性剂混合物，其中m代表数字1.2-3，尤其是1.2-1.4。
4、按照权利要求1-3中一项或多项所述的低泡沫非离子型表面活性剂混合物，其中式（Ⅱ）中的R2代表具有10-16个碳原子的直链烷基或在2-位置位上有甲基支链的烷基。
5、按照权利要求1所述的低泡沫非离子型表面活性剂混合物，其中式（Ⅲ）中的R3代表各具有12-18个碳原子的饱和直链烃基或在2-位置上有甲基支链的烃基或单烯烃非饱和烃基和/或代表具有12-20个碳原子的格尔伯特醇型支链醇。
6、按照权利要求1-5中一项或多项所述的低泡沫非离子型表面活性剂混合物，其中式（Ⅲ）中的R4是氢，x＝3，y＝0-15，z＝1-10，并且z等于或大于y。
7、按照权利要求6所述的低泡沫非离子型表面活性剂混合物，其中式（Ⅲ）中的y＝0，z＝1-5。
8、按照权利要求1和5所述的低泡沫非离子型表面活性剂混合物，其中式（Ⅲ）中的R4代表具有3-10个碳原子的饱和基，y＝3-15，z＝0。
9、按照权利要求1-8中一项或多项所述的低泡沫非离子型表面活性剂混合物，在该混合物中（A）比（B）的混合比是30∶70-90∶10，尤其是40∶60-80∶20。
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