CN111902525A - 用于生产粉末洗衣清洁剂的方法 - Google Patents

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CN111902525A CN201980020035.2A CN201980020035A CN111902525A CN 111902525 A CN111902525 A CN 111902525A CN 201980020035 A CN201980020035 A CN 201980020035A CN 111902525 A CN111902525 A CN 111902525A
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Abstract

一种用于生产粉末清洁剂的方法；所述方法包含以下步骤：(a)将(i)包含至少一种具有至少一个6到11.5的pKa值的含氮烯系不饱和单体和至少一种烯系不饱和羧酸单体的聚合单元的聚合物、(ii)至少一种表面活性剂、(iii)无机盐和(iv)水组合以形成浆料；其中所述浆料的固体含量为50wt％到90wt％；以及(b)对所述浆料进行喷雾干燥以形成粉末清洁剂。

Description

用于生产粉末洗衣清洁剂的方法
背景技术
本发明大体上涉及一种用于生产粉末洗衣清洁剂组合物的方法。
粉末洗衣清洁剂通过对浓缩浆料进行喷雾干燥以产生粉末来制成。清洁剂浆料组合物(也称为“搅和机浆料(crutcher slurry)”)通常是含有高百分比的悬浮固体的高粘度非牛顿混合物。关于对清洁剂浆料进行喷雾干燥，有利的是，在搅和机浆料中具有如可被适宜处置一样高的固体含量以提高生产率。然而，固体浓度对浆料粘度具有直接影响，且通常受到喷雾嘴可有效地雾化的最大粘度的限制。出于此目的已添加亲水性聚合物，例如在美国专利第5,618,782号中。然而，改进的添加剂将是有用的。
发明内容
本发明涉及一种用于生产粉末清洁剂的方法；所述方法包含以下步骤：(a)将(i)包含至少一种具有至少一个6到11.5的pKa值的含氮烯系不饱和单体和至少一种烯系不饱和羧酸单体的聚合单元的聚合物、(ii)至少一种表面活性剂、(iii)无机盐和(iv)水组合以形成浆料；其中所述浆料的固体含量为50wt％到90wt％；以及(b)对所述浆料进行喷雾干燥以形成粉末清洁剂。
具体实施方式
除非另外指示，否则所有百分比均是重量百分比(wt％)，并且所有温度均以℃为单位。如本领域中已知，通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚丙烯酸标准品测量重量平均分子量Mw。GPC技术详细地论述于以下：《现代尺寸排阻色谱法(Modern Size ExclusionChromatography)》，W.W.Yau,J.J.Kirkland,D.D.Bly；威利国际科学(Wiley-Interscience)，1979和《材料表征和化学分析指南(A Guide to MaterialsCharacterization and Chemical Analysis)》，J.P.Sibilia；VCH,1988，第81-84页。本文所报告的分子量以道尔顿为单位。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸；术语“碳酸盐”是指碳酸盐、碳酸氢盐或倍半碳酸盐的碱金属或铵盐；术语“和术语“柠檬酸盐”是指碱金属柠檬酸盐。聚合物中单体单元的百分比是固体重量(即，不包括存在于聚合物乳液中的任何水)的百分比。关于聚合物中聚合羧酸单元的所有提及包括所述酸的金属盐，其将以接近或高于羧酸基的pKa的pH值存在。pKa值在25℃下测量。胺的pKa是指质子化胺的pKa。
优选地，浆料的固体含量至少为50wt％，优选地至少为55wt％，优选地至少为60wt％，优选地至少为65wt％，优选地至少为70wt％；其优选地不超过85wt％，优选地不超过82wt％，优选地不超过79wt％，优选地不超过76wt％。
优选地，烯系不饱和羧酸单体是C3-C8单烯系不饱和羧酸单体，优选地为C3-C4。优选地，羧酸单体具有至少一个附接到碳-碳双键的碳上的羧基。优选地，羧酸单体具有一个或两个羧基，优选地为一个。优选地，单烯系不饱和羧酸单体是(甲基)丙烯酸。
优选地，含氮烯系不饱和单体的至少一个pKa值至少为6.5，优选地至少为7，优选地至少为7.5，优选地至少为8；优选地不大于11，优选地不大于10.5。优选地，含氮烯系不饱和单体是单烯系不饱和的。优选地，含氮烯系不饱和单体包含经取代或未经取代的氨基，优选地叔氨基，优选地叔氨基烷基，优选地二烷氨基烷基，优选地二(C1-C6烷基)氨基烷基，优选地二(C1-C4烷基)氨基烷基，优选地二甲氨基烷基或二乙氨基烷基，优选地二甲氨基烷基。优选地，叔氨基烷基包含3到20个碳原子；优选地至少4个碳原子；优选地不超过15个碳原子，优选地不超过10个，优选地不超过8个。优选地，含氮烯系不饱和单体是(甲基)丙烯酸的经取代氨基烷基酯或酰胺，其优选地为二(C1-C4烷基)氨乙基或二(C1-C4烷基)氨丙基酯或酰胺，优选地为二(C1-C2烷基)氨乙基或二(C1-C2烷基)氨丙基酯或酰胺，优选地为甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯或N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺。
优选地，聚合物包含5wt％到40wt％的至少一种含氮烯系不饱和单体和60wt％到95wt％的至少一种烯系不饱和羧酸单体的聚合单元。优选地，聚合物包含至少7wt％的至少一种含氮烯系不饱和单体的聚合单元；所述聚合单元优选地不超过35wt％，优选地不超过30wt％，优选地不超过25wt％，优选地不超过20wt％，优选地不超过15wt％。优选地，聚合物包含至少65wt％的至少一种烯系不饱和羧酸单体的聚合单元，其优选地至少为70wt％，优选地至少为75wt％，优选地至少为80wt％，优选地至少为85wt％。
优选地，浆料包含0.1wt％到5wt％的聚合物，其优选地至少为0.3wt％，优选地至少为0.5wt％，优选地至少为0.7wt％，优选地至少为1.0wt％；其优选地不超过3wt％，优选地不超过2wt％，优选地不超过1.5wt％。
优选地，无机盐包括硅酸盐、二硅酸盐、铝硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、柠檬酸盐、磷酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、葡糖酸盐和聚羧酸盐。优选地，无机盐包含第1族、第2族或其组合中的金属元素的阳离子。优选地，无机盐是钠、钾或锂盐；优选地是钠盐或钾盐；优选地是钠盐。优选地，浆料中的无机盐的量为50wt％到90wt％；优选地至少为55wt％，优选地至少为60wt％，优选地至少为65wt％；优选地不超过85wt％，优选地不超过80wt％，优选地不超过75wt％。优选地，硫酸盐的量(根据全部硫酸盐的重量计算)为20wt％到70wt％；优选地至少为25wt％，优选地至少为30wt％，优选地至少为35wt％；优选地不超过65wt％，优选地不超过60wt％，优选地不超过55wt％，优选地不超过50wt％。优选地，硅酸盐的量(根据全部硅酸盐的重量计算)为5wt％到35wt％；优选地至少为10wt％，优选地至少为15wt％；优选地不超过30wt％，优选地不超过27wt％。优选地，碳酸盐的量(根据全部碳酸盐的重量计算)不超过25wt％，优选地不超过20wt％，优选地不超过15wt％，优选地不超过10wt％。
优选地，浆料包含10wt％到50wt％的水；所述水优选地至少为15wt％，优选地至少为18wt％，优选地至少为21wt％，优选地至少为24wt％；优选地不超过45wt％，优选地不超过40wt％，优选地不超过35wt％，优选地不超过30wt％。
本发明的清洁剂组合物一般由表面活性剂的混合物构成。表面活性剂中的至少一种是阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂优选地为硫酸盐或磺酸盐。一种优选的阴离子表面活性剂是由式Rb-C6H4-SO3M表示的烷基苯磺酸盐，其中Rb表示C6-C18烷基(优选地为直链)，C6H4表示苯二基(优选地为1,4-苯二基)，并且M表示钠、钾或铵离子。另一优选的阴离子表面活性剂是任选地乙氧基化脂肪醇的半酯盐，式为Ra-O-(AO)n-OSO3M，其中Ra表示C6-C22直链或支链烷基，AO表示环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或两种或更多种无规或嵌段布置的环氧烷的组合，n为0到10范围的数字且M表示阳离子(优选地为钠、钾或铵离子)。另一优选的阴离子表面活性剂是由式Rc-OSO3M表示的烷基硫酸盐，其中Rc表示C6-C18烷基(优选地为直链)，并且M表示阳离子(优选地为钠、钾或铵离子)。
清洁剂还可含有非离子表面活性剂，其优选地为直链醇乙氧基化物，其中醇为具有6-22个碳的直链脂肪醇且表面活性剂含有2到20摩尔当量的环氧乙烷。
优选地，浆料包含5wt％到50wt％的总表面活性剂；所述表面活性剂优选地至少为10wt％，优选地至少为15wt％，优选地至少为20wt％，优选地至少为25wt％；优选地不超过45wt％，优选地不超过40wt％，优选地不超过35wt％。优选地，表面活性剂是阴离子表面活性剂。
优选地，本发明的聚合物包含不超过0.3wt％的交联单体的聚合单元，其优选地不超过0.1wt％，优选地不超过0.05wt％，优选地不超过0.03wt％，优选地不超过0.01wt％。交联单体是多烯系不饱和单体。
优选地，本发明的聚合物中聚合AMPS单元(包括金属或铵盐)的量不超过10wt％，优选地不超过5wt％，优选地不超过2wt％，优选地不超过1wt％。优选地，本发明的聚合物含有不超过8wt％的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯的聚合单元，其优选地不超过5wt％，优选地不超过3wt％，优选地不超过1wt％。
优选地，聚合物的Mw至少为5,000，优选地至少为6,000，优选地至少为9,000，优选地至少为10,000，优选地至少为11,000，优选地至少为12,000；其优选地不超过70,000，优选地不超过50,000，优选地不超过30,000，优选地不超过20,000，优选地不超过15,000，优选地不超过12,000。
聚合物可与可用于控制自动洗碗机中的不溶性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组合的聚合物：丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸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和其它磺化单体，以及经取代的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
优选地，本发明的聚合物通过溶液聚合产生。优选地，聚合物是无规共聚物。优选的溶剂包括2-丙醇、乙醇、水和其混合物。优选地，引发剂不含有磷。优选地，聚合物含有小于1wt％的磷，其优选地小于0.5wt％，优选地小于0.1wt％，优选地是聚合物不含有磷。优选地，用过硫酸盐引发聚合，并且聚合物上的端基是硫酸盐或磺酸盐。聚合物可呈水溶性溶液聚合物、浆料、干粉或颗粒或其它固体形式的形式。
本发明的聚合物潜在地可用作其它清洁和水处理应用的分散剂，包括家用和公共洗涤器中自动洗碗时使用的清洁剂。
优选地，所述组合物的pH至少为10，优选地至少为11.5；在一些实施例中，pH不超过13。
优选地，在以150℃到500℃、优选地250℃到500℃、优选地350℃到450℃的温度和0.1米/秒到3米/秒、优选地0.2米/秒到2米/秒、优选地0.3米/秒到1.5米/秒的速度进入的热空气下，对浆料进行喷雾干燥。
实例
材料.在实例中评估以下材料。组成详情提供于表1中。
ACUSOLTM 445N(比较)：丙烯酸的均聚物，可购自陶氏化学公司(The Dow ChemicalCompany)。
ACUSOLTM 479N(比较)：丙烯酸的共聚物，可购自陶氏化学公司。
实例1-5(本发明)：丙烯酸和甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯的共聚物。
实例6(比较)：丙烯酸和甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯的共聚物。
实例7-9(本发明)：丙烯酸和N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺的共聚物。
表1.
Figure BDA0002687216150000061
AA＝丙烯酸，DMAEMA＝甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯，DMAPMA＝N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺
聚合物合成
实例1
将300g去离子水装入到配备有机械搅拌器、加热套、热电偶、冷凝器、氮气入口和用于添加共进料的入口的两升圆底烧瓶中。制备3.32g的0.15％硫酸铁七水合物的促进剂溶液并将其放置在一旁。制备溶解于10.0g去离子水中的0.63g偏亚硫酸氢钠的釜添加剂(kettle additive)并将其放置在一旁。搅拌釜内含物并在氮气吹扫(nitrogen sweep)下将其加热到73±1℃。同时，将380g冰丙烯酸(AA)添加到刻度量筒中以添加到釜中。分别地，将20g的甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(DMAEMA)添加到注射器中以添加到釜中。将溶解于50.0g去离子水中的1.15g过硫酸钠的引发剂溶液添加到注射器中以添加到釜中。将溶解于60.0g去离子水中的13.37g偏亚硫酸氢钠的链调节剂溶液添加到注射器中以添加到釜中。
当釜内含物达到73℃的反应温度时，将促进剂溶液和偏亚硫酸氢钠釜添加剂装料添加到釜中。一旦返回到反应温度，则同步地且分别地开始单体、引发剂和链调节剂共进料。在73±1℃下，经80分钟添加链调节剂溶液，经90分钟添加单体共进料，且经95分钟添加引发剂共进料。制备溶解于10.0g去离子水中的0.53g过硫酸钠的两份追加剂(chaser)溶液并将其添加到分开的注射器中。引发剂共进料完成后10分钟，添加第一追加剂溶液。经10分钟将第一追加剂溶液添加到釜中，接着保持20分钟。在这一保持完成后，经10分钟添加第二追加剂溶液，接着再保持20分钟。
在使用空气流冷却反应器的同时，以使反应温度维持在60℃以下的速率经由加料漏斗将175.0g的50％氢氧化钠添加到釜中。将过氧化氢(1.2g的35％溶液)作为清除剂添加到釜中。10分钟后，以使反应温度维持在60℃以下的速率经由加料漏斗将151.3g的50％氢氧化钠添加到釜中。将去离子水(60.0g)作为最终冲洗液添加到漏斗中。接着将内含物冷却并包装。
最终产物的固体含量为42.21％，pH为6.27，粘度为1480cP。残余的AA含量为70ppmw。重量平均分子量和数目平均分子量分别为20783g/mol和5583g/mol。
实例2-6可由本领域技术人员基本上如上文针对实例1所描述的方法制备，其中可对试剂和条件进行适当的修改。
实例7
将300g去离子水和3.32g的0.15％硫酸铁七水合物装入到配备有机械搅拌器、加热套、热电偶、冷凝器、氮气入口和用于添加共进料的入口的两升圆底烧瓶中。制备溶解于7.0g去离子水中的0.4g偏亚硫酸氢钠的釜添加剂并将其放置在一旁。搅拌釜内含物并在氮气吹扫下将其加热到73±1℃。同时，将360g冰AA添加到刻度量筒中以添加到釜中。分别地，将40g的N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺(DMAPMA)添加到注射器中以添加到釜中。将溶解于50.0g去离子水中的1.25g过硫酸钠的引发剂溶液添加到注射器中以添加到釜中。将溶解于70.0g去离子水中的8.6g偏亚硫酸氢钠的链调节剂溶液添加到注射器中以添加到釜中。
当釜内含物达到73℃的反应温度时，将偏亚硫酸氢钠釜添加剂装料添加到釜中。一旦返回到反应温度，则同步地且分别地开始单体、引发剂和链调节剂共进料。在73±1℃下，经80分钟添加链调节剂溶液，经90分钟添加单体共进料，且经95分钟添加引发剂共进料。制备溶解于10.0g去离子水中的0.53g过硫酸钠的两份追加剂溶液并将其添加到分开的注射器中。引发剂共进料完成后10分钟，添加第一追加剂溶液。经5分钟将第一追加剂溶液添加到釜中，接着保持10分钟。在这一保持完成后，经5分钟添加第二追加剂溶液，接着再保持10分钟。
在使用空气流冷却反应器的同时，以使反应温度维持在60℃以下的速率经由加料漏斗将100g的50％氢氧化钠添加到釜中。将过氧化氢(1.0g的35％溶液)作为清除剂添加到釜中。10分钟后，以使反应温度维持在60℃以下的速率经由加料漏斗将202g的50％氢氧化钠添加到釜中。将去离子水(90.0g)作为最终冲洗液添加到漏斗中。接着将内含物冷却并包装。
最终产物的固体含量为41.22％，pH为6.52，粘度为2880cP。残余的AA含量为23ppmw。重量平均分子量和数目平均分子量分别为39150g/mol和8527g/mol。
实例8和9可由本领域技术人员基本上如上文针对实例7所描述的方法制备，其中可对试剂和条件进行适当的修改。
聚合物分子量.分子量可以使用已知方法，举例来说用以下典型参数通过凝胶渗透色谱法(GPC)来测量：
分析参数：
仪器：具有等度泵、真空脱气器、可变注射大小自动进样器和柱温箱或等效物的安捷伦(Agilent)1100HPLC系统。
检测器：安捷伦1100 HPLC G1362A折射率检测器或等效物。
软件：安捷伦化学工作站(Agilent ChemStation)，B.04.03版，以及安捷伦GPC-Addon B.01.01版。
柱组：东曹生命科学(TOSOH Bioscience)TSKgel G2500PWxl 7.8mm IDX30cm，7μm色谱柱(P/N 08020)以及东曹生命科学TSKgel GMPWxl 7.8mm IDX30cm，13μm(P/N 08025)。
方法参数：
流动相：在MilliQ HPLC水中的20mM磷酸盐缓冲液，pH约7.0。
流动速率：1.0ml/分钟
注射体积：20μL
色谱柱温度：35℃
运行时间：30分钟
标准品和样品：
标准品：聚丙烯酸，Mp 216到Mp 1,100,000的钠盐。来自美国聚合物标准品公司(American Polymer Standards)的Mp 900到Mp 1,100,000的标准品。
校准：使用安捷伦GPC-Addon软件进行多项式拟合(使用多项式4)。
注射浓度：1-2mg固体/mL 20mM GPC流动相稀释剂。用于标准品和样品二者。
样品浓度：通常，将10mg样品到5mL 20mM AQGPC流动相溶液中。
流动标记物：30mM磷酸盐
溶液制备：
流动相：流动相：称出14.52g磷酸二氢钠(NaH2PO4)和14.08g磷酸氢二钠(Na2HPO4)。溶解到11L的MilliQ HPLC水中，搅拌以完全溶解所有固体。在溶解完成之后，用0.5N氢氧化钠将溶液调节到pH 7。此溶液用于经由固定体积移液管的流动相和样品/标准品的制备。
流动标记物：按重量计，混合等量的固体Na2HPO4和NaH2PO4。使用充分掺混的混合物，称重1.3克，并溶解到1升的20mM AQGPC流动相混合物中。
实例10
在实验室中用以下成分(表2)模拟在商业粉末清洁剂制造中使用的代表性搅和机浆料。
Figure BDA0002687216150000101
表2其中硫酸钠增加的清洁剂浆料组合物
通过用于表1中所提及的材料的工艺所产生的实验聚合物
使用实验室多螺旋桨式混合器，按表2中所示的顺序添加成分。实验中所评估的聚合物组合物在表2中被称为分散剂。将使用本发明中所要求保护的聚合物组合物(表1)所制备的配制物的浆料粘度与ACUSOLTM 479N(当前配制物中所使用的分散剂聚合物)的浆料粘度相比较。在40℃下，使用T-F转子以2rpm通过布氏粘度计(Brookfield viscometer)测量粘度。当浆料中的水含量从35％减少到25％时，相同剂量的ACUSOLTM 479N和实验聚合物的测量粘度在表2中示出。通过在低水配制物(low water formulation)中增加硫酸钠并减少碳酸钠来补偿水的减少。在此实例中，对于浆料中10％的水减少，实例2和5的聚合物组合物的粘度有所增加但仍继续显示出流动行为。相反，具有25％水的ACUSOLTM 479N浆料变成粘度不可测量的粘稠糊状物。
实例11
使用以下表3中示出的成分在实验室中制备商业粉末清洁剂制造中使用的搅和机浆料组合物。使用实验室多螺旋桨式混合器按表3中所示的顺序来添加成分。实验中所评估的聚合物组合物在表3中被称为分散剂。将使用本发明中所要求保护的聚合物组合物(表1)所制备的配制物的浆料粘度与ACUSOLTM479N(即，当前配制物中所使用的分散剂聚合物)的浆料粘度相比较。在40℃下，使用T-F转子以1rpm和2rpm通过布氏粘度计测量粘度。当浆料中的水从35％减少到25％时，相同剂量的ACUSOLTM 479N和实验聚合物的测量粘度在表3中示出。水的减少由低水配制物的所有其它成分按比例增加来补偿。在此实例中，对于10％的水减少，实例5的聚合物组合物的粘度有所增加但仍可流动。然而，实例2和ACUSOLTM 479N两者的25％水的浆料变成粘度不可测量的粘稠糊状物。
Figure BDA0002687216150000111
表3其中所有成分按比例增加的清洁剂浆料组合物
通过用于表1中所提及的材料的工艺所产生的实验聚合物
实例12
使用以下表4中示出的成分在实验室中制备商业粉末清洁剂制造中使用的搅和机浆料组合物。使用实验室多螺旋桨式混合器按所示的顺序来添加成分。实验中所评估的聚合物组合物在表4中被称为分散剂。将使用实例2(表1)所制备的配制物的浆料粘度与ACUSOLTM 445N(即，当前配制物中所使用的另一分散剂聚合物)的浆料粘度相比较。在40℃下，使用HB-4转子以10rpm通过布氏粘度计测量粘度。当浆料中的水从30％减少到25％时，不同剂量(0.5％和1.5％)的ACUSOLTM 445N和实验聚合物的测量粘度在表4中示出。水的减少通过增加配制物中的硫酸钠来补偿。
Figure BDA0002687216150000121
表4用于浆料粘度降低的剂量反应
通过用于表1中所提及的材料的工艺所产生的实验聚合物
对于5％的水减少，0.5％剂量的实例2的聚合物组合物获得最低粘度(最接近于含有30％水的ACUSOLTM 445N对照浆料)，并且比1.5％剂量的ACUSOLTM445N具有更低的粘度。在相同剂量(0.5％)下，含有浆料的ACUSOLTM 445N的粘性与含有浆料的实例2的粘性相比高约4倍。
清洁剂的性能取决于最终干燥粉末的质量，其归因于流动性、脆性、形状、体积密度、分散性和组成均匀性。体积密度对于消费者来说是至关重要的，因为最终产物按体积测量放到洗涤机器中。密度的控制对于制造商也是至关重要的，因为其影响包装和运输的成本。可以预期的是，由于所要求保护的聚合物组合物而实现的在相同固体百分比下的较低粘度将改进喷雾干燥粒子的形态并且将最终产生改进的整体运输和储存特性。
在喷雾干燥期间，溶液液滴的蒸发由两个抵消机制控制。第一个是由于溶剂蒸发而引起的液滴表面的凹陷，其中因为溶剂蒸发，液滴直径随着干燥时间而减小。这可通过清扫溶剂分子来促进较高的表面浓度。第二个是溶质从液滴表面向其较低浓度核心的扩散。当溶质粒子向核心的扩散比由于蒸发而引起的液滴表面的凹陷速率更快时，其会导致固体(均匀且致密的粒子)的形成。另一方面，当液滴表面的凹陷比溶质向核芯的扩散更快时，其会促进溶质的较高表面浓度，从而形成壳层，由此使得粒子为多孔的且因此密度较低(参见M.A.Boraey,R.Vehring，《微粒的扩散控制形成(Diffusion controlled formation ofmicroparticles)》，气溶胶科学杂志(Journal of Aerosol Science)67(2014)131-143)。由于溶质扩散率与粘度成反比变化，因此所要求保护的聚合物工艺添加剂由于其在给定固体百分比下具有粘度减小的作用，将导致较小直径和较高体积密度的清洁剂颗粒的形成。
化学组成的均匀性不仅对产物性能至关重要，而且对工艺性能及安全性也至关重要，以使得浆料成分在喷雾干燥期间不存在变化或分离。浆料是游离水与溶解固体、悬浮固体和无机晶体水合物以及与有机表面活性剂晶体结构有关的水的混合物。在干燥期间，不仅“游离”水，而且来自存在的一些晶体水合物的水也被去除，从而导致蒸发液滴的表面增浓。喷雾干燥期间较低的浆料粘度也将减缓液滴的表面增浓并且增加壳层的形成时间，因此引起清洁剂组分的更均匀分布(参见Vehring等人，《喷雾干燥中的粒子形成(Particleformation in spray drying)》，气溶胶科学杂志(Journal of Aerosol Science)38(2007)728-746)。
或者，如实例中所展示，所要求保护的聚合物组合物将能够实现浆料中的水百分比的降低(或固体百分比的增加)而没有粘度的显著增加。在喷雾干燥期间，由于水蒸发而引起的“膨胀”，其结果是增加了颗粒的大小。浆料中减少的水含量会降低此影响并且将产生具有高密度和较小孔隙度的小直径颗粒。减少的浆料水含量还将增加工厂的产量且减少喷雾干燥期间的单位能耗。

Claims (9)

1.一种用于生产粉末清洁剂的方法；所述方法包含以下步骤：
(a)将(i)包含至少一种具有至少一个6到11.5的pKa值的含氮烯系不饱和单体和至少一种烯系不饱和羧酸单体的聚合单元的聚合物、(ii)至少一种表面活性剂、(iii)无机盐和(iv)水组合以形成浆料；其中所述浆料的固体含量为50wt％到90wt％；以及(b)对所述浆料进行喷雾干燥以形成粉末清洁剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含5wt％到40wt％的至少一种包含叔氨基的烯系不饱和单体和60wt％到95wt％的至少一种C3-C8烯系不饱和羧酸单体的聚合单元。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述含氮烯系不饱和单体包含二烷胺基烷基。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述浆料的固体含量为55wt％到85wt％。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述聚合物包含5wt％到30wt％的至少一种具有C4-C15氨基烷基的(甲基)丙烯酸酯或酰胺和60wt％到95wt％的至少一种(甲基)丙烯酸的聚合单元。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述聚合物具有5,000到50,000的Mw。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述聚合物包含7wt％到30wt％的至少一种二(C1-C4烷基)氨乙基或二(C1-C4烷基)氨丙基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺和70wt％到93wt％的至少一种(甲基)丙烯酸的聚合单元。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在以150℃到500℃的温度和0.1米/秒到3米/秒的速度进入的热空气下对所述浆料进行喷雾干燥。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述二(C1-C4烷基)氨乙基或二(C1-C4烷基)氨丙基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺是甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯或N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺。
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