CN107075425B - 用于在自动餐具洗涤体系中减少污渍的添加剂 - Google Patents

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Abstract

一种无磷自动餐具洗涤剂组合物,其包含:(a)0.5wt%到8wt%的第一聚合物,该第一聚合物包含以下项的聚合单元:(i)60wt%到82wt%(甲基)丙烯酸,(ii)10wt%到30wt%的单烯属不饱和二羧酸,和(iii)8wt%到25wt%的2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基丙磺酸(AMPS);并且具有5,000到100,000的Mw;(b)0.5wt%到8wt%的第二聚合物,该第二聚合物包含以下各项的聚合单元:(i)60wt%到95wt%(甲基)丙烯酸,(ii)5wt%到40wt%的2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基丙磺酸(AMPS);并且具有5,000到100,000的Mw;(c)15wt%到50wt%碳酸盐,(d)5wt%到50wt%柠檬酸盐,和(e)10wt%到30wt%的漂白剂。

Description

用于在自动餐具洗涤体系中减少污渍的添加剂
背景技术
本发明一般涉及在非磷酸盐自动餐具洗涤体系中减少污渍的洗涤剂组合物。
自动餐具洗涤剂公认为与用于织物洗涤或水处理的那些不同的一类洗涤剂组合物。需要自动餐具洗涤剂以在彻底的清洁循环之后在洗涤过的物品上产生无污渍的和无膜外观。无磷酸盐组合物依赖于非磷酸盐助洗剂,如柠檬酸盐、碳酸盐、硅酸盐、二硅酸盐、碳酸氢盐、氨基羧酸盐等其它助洗剂以螯合来自硬水的钙和镁,并且在干燥之后留下不溶的可见沉积物。由丙烯酸、马来酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)制备的聚合物已知用于抑制由非磷酸盐助洗剂产生的污垢。举例来说,美国公开案第2010/0234264号公开了一种在洗涤剂组合物中由丙烯酸、马来酸和AMPS制备的聚合物。然而,该参考并未公开本发明的组合物,本发明组合物提供改进的性能。
发明内容
本发明涉及无磷自动餐具洗涤剂组合物,其包含:(a)0.5wt%至8wt%的第一聚合物,该聚合物包含以下项的聚合单元:(i)60wt%到82wt%(甲基)丙烯酸,(ii)10wt%到30wt%的单烯属不饱和二羧酸,和(iii)8wt%到25wt%的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS);并且具有5,000到100,000的Mw;(b)0.5wt%到8wt%的第二聚合物,该第二聚合物包含以下各项的聚合单元:(i)60wt%到95wt%(甲基)丙烯酸,(ii)5wt%到40wt%的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS);并且具有5,000到100,000的Mw;(c)15wt%到50wt%碳酸盐,(d)5wt%到50wt%柠檬酸盐,和(e)10wt%到30wt%的漂白剂。
具体实施方式
除非另外指明,否则所有百分比均是重量百分比(wt%),且所有温度均以℃为单位。如本领域中已知,通过凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,GPC)使用聚丙烯酸标准物测量重均分子量Mw。GPC的技术详细地在以下文献中讨论:《现代尺寸排阻色谱》(Modern Size Exclusion Chromatography),W.W.Yau,J.J.Kirkland,D.D.Bly;威利跨学科(Wiley Interscience),1979年,和《材料表征和化学分析指南》(A Guide toMaterials Characterization and Chemical Analysis),J.P.Silibia;VCH,1988年,第81-84页。在本文中报告的分子量以道尔顿为单位。如本文所使用,术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸;术语“碳酸盐”是指碳酸根、碳酸氢根、过碳酸根、倍半碳酸根的碱金属或铵盐;术语“硅酸盐”是指硅酸根、二硅酸根、偏硅酸根的碱金属盐或铵盐;及术语“柠檬酸盐”是指柠檬酸盐。优选地,碳酸盐、硅酸盐或柠檬酸盐为钠盐、钾盐或锂盐;优选为钠盐或钾盐;优选为钠盐。碳酸盐或柠檬酸盐的重量百分比是基于包括金属离子的盐的实际重量。术语“无磷”是指含有少于0.5wt%,优选地少于0.2wt%,优选地少于0.1wt%磷(为元素磷)的组合物,优选为不可检测磷。在洗涤剂组合物中的重量百分比为干重的百分比,即,排除可存在于洗涤剂组合物中的任何水单体单元在聚合物中的百分比为固体重量的百分比,即,排除出现于聚合物乳液的任何水。
优选地,柠檬酸盐在洗涤剂组合物中的的量为至少8wt%,优选地至少10wt%,优选地至少15wt%,优选地至少20wt%,优选地至少25wt%;优选地不大于45wt%,优选地不大于40wt%,优选地不大于35wt%。优选地,碳酸盐的量至少20wt%,优选至少22wt%、优选不大于45wt%、优选不大于40wt%、优选不大于35wt%、优选不大于30wt%。优选地,漂白剂为过碳酸盐或过硼酸盐。优选地,漂白剂的量是至少11wt%,优选地至少12wt%,优选地至少13wt%;优选地不大于25wt%,优选地不大于22wt%,优选地不大于20wt%,优选地不大于18wt%。
优选地,洗涤剂组合物包含氨基羧酸盐助洗剂,优选地量为1wt%到35wt%;优选地至少1.5wt%,优选地至少2wt%,优选地至少5wt%;优选地至少10wt%;优选地不大于30wt%,优选地不大于25wt%,优选不大于20wt%。优选的氨基羧酸盐助洗剂为甲基甘胺酸二乙酸(MGDA)。
优选地,第一聚合物和第二聚合物分别以重量比(第一:第二)1:9到9:1存在;优选1:6到6:1,优选1:4到4:1,优选1:3到4:1,优选1:2到3.5:1。优选地,在组合物中第一聚合物和第二聚合物的总量为1.5wt%到12wt%,优选2wt%到11wt%,优选2wt%到10wt%,优选2.5wt%到9wt%。优选地,组合物包含至少1wt%的第一聚合物,优选至少1.5wt%,优选至少2wt%,优选至少2.5wt%;优选至少3wt%,优选不大于7.5wt%,优选不大于7wt%,优选不大于6.5wt%。优选地,组合物包含至少0.7wt%的第二聚合物,优选至少0.9wt%,优选至少1.2wt%,优选至少1.5wt%,优选地至少1.8wt%;优选不大于7wt%,优选不大于6.5wt%,优选不大于6wt%。
优选地,第一聚合物包含至少63wt%的(甲基)丙烯酸的聚合单元,优选至少65wt%,优选至少67wt%,优选至少68wt%;优选不大于78wt%,优选不大于76wt%,优选不大于74wt%。优选地,单烯属不饱和二羧酸单元为至少12wt%的第一聚合物,优选至少14wt%、优选至少16wt%、优选至少18wt%;优选不大于28wt%、优选不大于26wt%,优选不大于24wt%。
对于第一聚合物和第二聚合物这两者,在单烯属不饱和二羧酸可采用酸酐形式的情况下,聚合物经由聚合酸酐而制得,在聚合过程期间该酐水解成酸,产生单烯属不饱和二羧酸的聚合单元。对聚合物中聚合二羧酸单元的全部引用包括酸的金属盐,其将在接近或高于羧酸基的pKa的pH值下存在。优选地,单烯属不饱和二羧酸具有4到6个碳原子,优选地4或5个碳原子。优选地,单烯属不饱和二羧酸选自由以下各者组成的群组:马来酸、富马酸、衣康酸、中康酸和柠康酸;优选地马来酸。
优选地,聚合AMPS单元(包括金属盐或铵盐)在第一聚合物中的量为至少8.5wt%优选地至少9wt%;优选不大于20wt%、优选不大于17wt%,优选不大于15wt%,优选不大于13wt%。优选地,单烯属不饱和二羧酸和AMPS单元在第一聚合物中的总量为至少24wt%,优选至少26wt%,优选至少28wt%,优选至少29wt%,优选至少30wt%。
优选地,第二聚合物包含这样的聚合单元,其为至少65wt%(甲基)丙烯酸,优选地至少70wt%,优选地至少75wt%,优选地至少80wt%,优选至少85wt%;优选不大于94wt%,优选不大于93wt%,优选不大于92wt%。优选地,AMPS残基(包括金属盐或铵盐)在第二聚合物中的量为至少6wt%,优选至少7wt%,优选至少8wt%;优选不大于35wt%,优选不大于30wt%,优选不大于25wt%,优选不大于20wt%,优选不大于15wt%。
优选地,聚合物含有不大于8wt%的丙烯酸酯或甲基丙烯酯的聚合单元,优选不大于5wt%、优选不大于3wt%、优选地不大于1wt%。
优选地,聚合物具有至少8,000的Mw,优选至少9,000,优选至少10,000,优选至少11,000,优选至少12,000;优选不大于70,000,优选不大于50,000,优选不大于30,000,优选不大于25,000。
聚合物可与可用于在自动餐具洗涤机中控制不溶沉积物的其它聚合物组合使用,所述其它聚合物包括例如包含以下各项的残基组合的聚合物:丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体、马来酸单体或其它二酸单体的残基、丙烯酸或甲基丙烯酸的酯(包括聚乙二醇酯)、苯乙烯单体、AMPS和其它磺化的单体以及经取代的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
本发明的聚合物可以由用于聚合丙烯酸单体的任何已知技术生产。优选地,引发剂不含磷。优选地,聚合物包含小于1wt%磷,优选小于0.5wt%,优选小于0.1wt%,优选地聚合物不含磷。优选地,聚合利用过硫酸盐引发,并且在聚合物上的端基为硫酸根或磺酸根。聚合物可以采用水溶性溶液聚合物、浆液、干粉或颗粒或其它固体形式。
自动餐具洗涤剂组合物的其它组分可以包括例如,表面活性剂、氧漂白剂和/或氯漂白剂、漂白活性剂、酶类、发泡抑制剂、颜料、芳香剂、抗菌剂和填充剂。典型表面活性剂含量取决于所用的具体(一种或多种)表面活性剂;优选地表面活性剂的总量为0.5wt%到15wt%,优选至少0.7wt%,优选至少0.9wt%;优选不大于10wt%,优选不大于7wt%,优选不大于4wt%,优选不大于2wt%,优选不大于1wt%。优选地,表面活性剂包含非离子型表面活性剂。优选地,非离子型表面活性剂具有式RO-(M)x(N)y-OH或R-O-(M)x(N)y-O-R',其中M和N为衍生自环氧烷(其中一个为环氧乙烷)的单元,R表示C6-C22直链或支链烷基,并且R'表示衍生自乙醇前体与C6-C22直链或支链烷基卤化物、环氧烷烃或缩水甘油醚的反应的基团。以片状或粉状的填充剂为惰性水溶性物质,通常为钠盐或钾盐,例如,硫酸钠或硫酸钾和/或氯化钠或氯化钾,并且通常以0wt%到75wt%范围内的量存在。以凝胶制剂的填充剂可以包括上文所提及的那些填充剂以及水。芳香剂、染料、发泡抑制剂、酶类和抗菌剂通常总体不大于组合物的5wt%。
优选地,组合物具有至少10的pH(在水中以1wt%),优选至少11.5;在一些实施例中,pH不大于13。
组合物可以任何典型形式配制,例如,作为片状、粉末、单剂量、小袋、糊状物、液体或凝胶。组合物在典型操作条件下可以用于任何典型的自动餐具洗涤机。在洗涤过程期间典型水温度优选地为20℃到85℃,优选地30℃到70℃。组合物的典型浓度,如总液体在餐具洗涤机中的百分比优选地为0.1wt%到1wt%,优选地0.2wt%到0.7wt%。在选择适当的产品形式和添加时间的情况下,组合物可以存在于预洗涤、主洗涤、倒数第二次冲洗、最后一次冲洗或这些循环的任何组合中。
实例
实例三元共聚物的合成
无磷酸盐ADW
目标:制备AA/马来酸/AMPS//70wt%/20wt%/10wt%
分散剂,Mw~15K
Figure BDA0001255254080000041
Figure BDA0001255254080000051
Figure BDA0001255254080000052
表征:
Figure BDA0001255254080000053
使用相同方法制备其它聚合物。
使用相同方法制备其它聚合物。
食品污物的制备:
Figure BDA0001255254080000061
1.使水至沸腾。
2.在16盎司纸杯中混合:速食肉汁、苯甲酸和淀粉;添加该混合物到沸水。
3.添加牛奶和人造奶油。
4.使混合物冷却到约40℃。
5.将混合物填充到厨房机器(宝创)的槽中。
6.在16盎司纸杯中,使用勺子混合蛋黄、调味蕃茄酱和芥末。
7.连续搅拌下将冷却的混合物添加到槽。
8.使混合物搅拌5分钟。
9.冷冻混合物。
10.在开始方案之前,将冷冻的污物放置到餐具洗涤机中。
餐具洗涤测试条件:
Figure BDA0001255254080000062
Figure BDA0001255254080000071
当洗涤剂装入洗涤液体(20min标记)时装入食品污物。
在开放空气中干燥之后,由两个经过训练的观测者针对结垢和污渍这两者从1(清洁)至5(严重结垢)对两种玻璃评级。(参见ASTM-D 3556-85.)
缩写:
AA 丙烯酸
ADW 自动餐具洗涤机
AMPS 2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸
EA 丙烯酸乙酯
IA 衣康酸
Mal 马来酸
MGDA 甲基甘氨酸二乙酸钠盐
Mn 数均分子量
Mw 重均分子量
TAED 四乙酰乙二胺
表1.用于自动餐具洗涤实例的聚合物
Figure BDA0001255254080000072
*用于聚合物G的单体混合物还包含10%丙烯酸乙酯
表2.ADW实例1:在基于柠檬酸盐的配方中的性能
Figure BDA0001255254080000073
Figure BDA0001255254080000081
aBritesil H 20,PQ公司;bTrilon M,巴斯夫。
表3 ADW实例2:聚合物组成变化,Mol.Wt.
Figure BDA0001255254080000082
Figure BDA0001255254080000091
aBritesil H 20,PQ公司;bTrilon M,巴斯夫。
表4.ADW实例3:在混合柠檬酸盐/MGDA配方中的性能
Figure BDA0001255254080000092
aBritesil H 20,PQ公司;bTrilon M,巴斯夫。
表5 ADW实例4:在基于MGDA的配方中的性能
Figure BDA0001255254080000093
Figure BDA0001255254080000101
aBritesil H 20,PQ公司;bTrilon M,巴斯夫。
表6.ADW实例5:在无表面活性剂配方中的性能
Figure BDA0001255254080000102
Figure BDA0001255254080000111
aBritesil H 20,PQ公司;bTrilon M,巴斯夫。
表7.ADW实例6:随着二硅酸盐含量变化对基于柠檬酸盐配方的影响
Figure BDA0001255254080000112
aBritesil H 20,PQ公司;bTrilon M,巴斯夫。
表8.ADW实例7:在高碳酸盐基质中的性能
Figure BDA0001255254080000121
aBritesil H 20,PQ公司;bTrilon M,巴斯夫。

Claims (7)

1.一种无磷自动餐具洗涤剂组合物,其包含:
(a)1.5wt%到8wt%的第一聚合物,其包含以下项的聚合单元:(i)65wt%到76wt%(甲基)丙烯酸,(ii)16wt%到26wt%的单烯属不饱和二羧酸,其中所述单烯属不饱和二羧酸选自由以下各项组成的群组:马来酸、富马酸、衣康酸、中康酸和柠康酸,和(iii)8wt%到17wt%2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸;并且具有5,000到100,000的Mw
(b)0.5wt%到8wt%的第二聚合物,其包含以下项的聚合单元:(i)60wt%到95wt%(甲基)丙烯酸,(ii)5wt%到40wt%2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸酸(AMPS);
并且具有5,000到100,000的Mw
(c)15wt%到50wt%碳酸盐,
(d)5wt%到50wt%柠檬酸盐,和
(e)10wt%到30wt%的漂白剂,
其中所述组合物包含总共2wt%到10wt%的所述第一聚合物和所述第二聚合物,
其中所述第一聚合物和所述第二聚合物的重量比为1:2至3.5:1。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述组合物包含20wt%到45wt%碳酸盐。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中所述组合物含有少于0.2wt%的磷。
4.根据权利要求3所述的组合物,其中所述第一聚合物包含以下项的聚合单元:(i)65wt%到75wt%丙烯酸,(ii)16wt%到26wt%的单烯属不饱和二羧酸,和(iii)8wt%到17wt%的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸。
5.根据权利要求4所述的组合物,其中所述第二聚合物包含以下项的聚合单元:(i)75wt%到93wt%丙烯酸,和(ii)7wt%到25wt%2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸。
6.根据权利要求5所述的组合物,其中所述第一聚合物和所述第二聚合物各自具有8,000到50,000的Mw
7.根据权利要求6所述的组合物,其中所述组合物包含20wt%到40wt%柠檬酸盐。
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