CN113227340A - 家庭护理组合物 - Google Patents

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Abstract

本文描述了包含酯季铵盐和碳二亚胺的织物护理组合物。

Description

家庭护理组合物
背景技术
织物护理组合物(例如,织物调理剂)可在洗衣机中的漂洗周期期间施用于付洗衣物。与洗衣洗涤剂相反,织物柔软剂可被视为后处理洗衣辅助剂。
机洗会给纺织品特别是天然纤维如棉和羊毛施加很大的机械应力。织物表面处的纤维被挤压和磨损,并且这种状况会在空气中晾干付洗衣物时变得更加分明,从而赋予付洗衣物粗糙的感觉。向最后的漂洗中添加液体织物柔软剂(漂洗周期柔软剂)会使付洗衣物感觉更柔软。
织物柔软剂通常呈液体形式,其在漂洗周期期间加到洗衣机中(通过机器本身或通过使用分配球);或为在干衣周期开始时加到湿付洗衣物中的干衣纸。液体织物柔软剂可在漂洗周期期间手动添加,或者自动添加,如果机器有为此目的设计的分配器的话。
织物柔软剂用带电荷的化学化合物涂覆织物的表面,使得线从表面直立并由此赋予更柔软且蓬松的质感。阳离子柔软剂通过静电吸引与纤维表面上带负电荷的基团结合并中和其电荷。长的脂族链然后朝向纤维的外部排列,从而赋予润滑性。
漂洗周期柔软剂通常含季铵类型的阳离子表面活性剂作为主要的活性成分。阳离子表面活性剂对天然纤维(羊毛、棉)的粘附性好,但对合成纤维的粘附性不那么好。阳离子柔软剂与洗涤剂中的阴离子表面活性剂不相容,因为它们与它们组合会形成固体沉淀。这就要求柔软剂在漂洗周期中加入。织物柔软剂会降低纺织品的吸收能力,这会不利地影响毛巾和微纤维布的功能。
原先,在欧洲、美国和日本,大多数柔软剂的活性材料是二牛油脂基二甲基氯化铵(DTDMAC)和二硬脂基二甲基氯化铵(DSDMAC)。由于其生物降解性差,故它们在20世纪80年代和90年代就被易于生物降解的酯季铵盐取代了。
美国专利号3,915,867中公开了一种家用洗衣织物柔软剂。该专利教导了一种自乳化的家用洗衣织物活性柔软剂基料,其由N-甲基N,N-二-(β-C14-C18酰氧基乙基)N-β-羟乙基铵甲基硫酸盐组成,其特征在于良好的软化、突出的白度保持和优异的再润湿性并具有浅颜色,在Gardner标度上的指数在1至2的范围内。将活性柔软剂基料分散在惰性媒介物如异丙醇和/或水中并可与其他添加剂如香精、非离子润湿剂、光学增亮剂等混合。
酯季铵盐是一类阳离子织物柔软剂,S.Mishra、V.K.Tyagi在J.Oleo Sci.,vol.56,iss.6(第269至276页)中对其进行了综述。酯季铵盐是具有两条长(C16-C18)脂肪酸链与2个弱酯键的季铵化合物,代表了新一代的织物柔软剂,已替代二烷基二甲基铵盐(例如,DTDMAC和DSDMAC)。向脂族链中引入酯键已显著改善阳离子表面活性剂的生物降解动力学,从而降低环境暴露水平。这一代的织物柔软剂将良好的环境特性与有效的织物调理剂所需的结构特征结合于一起。论文回顾显示,合成、类型、活性物将良好的环境特性与酯季铵盐的性质和应用所需的结构特征结合于一起。
酯季铵盐常被用于织物调理剂中,然而,它们具有一个缺点:酯季铵盐往往会在升高的温度下水解。这样的升高的温度通常会在热带气候中遇到。另外,这样的升高的温度在运输容器中期间如在热的卡车和多式联运集装箱中经常遇到。此外,这样的升高的温度在仓库中经常遇到。最后,这样的升高的温度有时会在洗衣间、自助洗衣店及在洗衣的洗涤阶段和干燥阶段期间生成热的设施中遇到。织物调理剂的降解途径之一是酯季铵盐的水解释放游离脂肪酸。游离脂肪酸在水中的溶解度低并往往会以白色脂肪薄片的形式从织物调理剂沉淀出。出于功效和美学考虑,这样的沉淀是不希望的。
显然,需要一种减轻酯季铵盐水解的方法。本发明的实施方案设计为满足这些及其他需要。
发明内容
本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺。
本发明的优点在于减少织物调理剂中酯季铵盐的水解、减少残留的脂肪气味并减轻脂肪酸沉淀。
据推测,观察到的改善归因于游离脂肪的缀合。游离脂肪酸据信将促进酯季铵盐织物调理剂乳液的水解。
碳二亚胺是式R-N=C=N-R′的化合物,其中R和R′各自独立地为有机基团。按一个实施方案,有机基团R和R′各自独立地为C1-6烷基基团、芳基基团、环烷基基团或氨基亚烷基基团。
如本文所用,C1-6烷基基团的定义包括具有一至六个碳的为直链、支链和脂环族的饱和烃基基团。
因为有机化合物在水中的溶解度随着烃基基团尺寸的增加而降低,所以优选具有小(即,6个碳或更少)烃基基团的碳二亚胺。
芳基基团可为苯基、苄基、被一个或多个小烃基基团所取代的苯基、被一个或多个小烃基基团所取代的苄基及其混合物。
环烷基基团为包含环状饱和组成部分的烃基基团。按一个实施方案,环烷基基团为环状饱和烃基。环烷基基团可以是被取代的环状饱和烃基、被环状饱和基团所取代的直链基团。
按一个实施方案,有机基团R和R′中之一或两者为氨基亚烷基基团。术语“氨基亚烷基”的定义包括氮上未被取代的氨基亚烷基、氮上被一个另外的烷基基团所取代的氨基亚烷基和氮上被两个另外的烷基基团所取代的氨基亚烷基。
按一个实施方案,氨基亚烷基基团为-(CH2)xNRmRn;其中x为1至5的数目,并且Rm和Rn各自独立地为H或C1-6烷基基团。
按一个实施方案,有机基团R和R′是相同的。其中R=R′的碳二亚胺的实例包括N,N′-二环己基碳二亚胺、N,N′-二异丙基碳二亚胺和N,N′-二苯基碳二亚胺。
按一个实施方案,有机基团R和R′是不同的。其中R≠R′的碳二亚胺的实例包含N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺、1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺甲碘化物及其混合物。
N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺具有结构CH3-CH2-N=C=N-(CH2)3-NMe2。N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺是水溶性的。
按一个实施方案,碳二亚胺是水可分散的。
碳二亚胺呈单体形式、或二聚体形式、或聚合物形式。按一个实施方案,碳二亚胺为单体、二聚体和聚合物中的至少之一的混合物。许多二烷基碳二亚胺优选单体形式。许多二芳基碳二亚胺会在室温下静置后转化为二聚体和聚合物。
本发明的碳二亚胺可通过任何市售途径制备,包括通过硫脲的脱氢硫化制备或由异氰酸酯制备。
酯季铵盐包含季铵阳离子,所述季铵阳离子包含通过弱酯键连接的脂肪酸链。酯季铵盐可用作织物柔软剂,已替代二烷基二甲基铵盐。脂族链中的酯键显著改善阳离子表面活性剂的生物降解动力学,从而降低环境暴露水平。
按一个实施方案,酯季铵盐为式[RaRbRcRdN+][X-]的季铵化合物,其中Ra、Rb和Rc各自独立地为-(CH2)g-Re,其中Re为OH或含8至22个碳原子的链烷酰氧基基团;Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;g为1至3的数目;并且X-为与柔软剂相容的阴离子。
酯季铵盐可为单酯季铵盐、二酯季铵盐或三酯季铵盐。此外,酯季铵盐可以是酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐为约20重量%至约40重量%的单酯季铵盐、约50重量%至约65重量%的二酯季铵盐和约10重量%至约25重量%的三酯季铵盐的混合物。
按一个实施方案,酯季铵盐为包含通过弱酯键连接的脂肪酸链的季铵阳离子。X-——季铵阳离子的抗衡阴离子,为与柔软剂相容的阴离子。合适的与柔软剂相容的阴离子的实例包括氯离子、溴离子、甲基硫酸根、乙基硫酸根、硫酸根、磷酸根、或硝酸根、甲酸根、乳酸根、苯甲酸根及其混合物。
本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐、碳二亚胺和任选地另外的成分。这样的成分包括芳香剂、表面活性剂、增稠聚合物、着色剂、粘土、缓冲剂、螯合化合物、有机硅、脂肪醇和脂肪酯。
至少十三个方面限定本发明。
在第一个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺。
在第二个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述碳二亚胺为式R-N=C=N-R′的化合物,其中R和R′各自独立地为C1-6烷基、芳基、环烷基或-(CH2)xNRmRn;其中x为1至5的数目,并且Rm和Rn各自独立地为H或C1-6烷基。
在第三个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述碳二亚胺选自N,N′-二环己基碳二亚胺、N,N′-二异丙基碳二亚胺、N,N′-二苯基碳二亚胺、N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺、N-乙基-N′-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺甲碘化物、N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺、其加合物、其二聚体、其聚合物、及其混合物。
在第四个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述碳二亚胺为式R-N=C=N-R′的化合物的二聚体,其中R和R′各自独立地为C1-6烷基、芳基、环烷基或-(CH2)xNRmRn;其中x为1至3的整数,Rm和Rn各自独立地为C1-6烷基。
在第五个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述碳二亚胺为式R-N=C=N-R′的化合物的聚合物,其中R和R′各自独立地为C1-6烷基、芳基、环烷基或-(CH2)xNRmRn;其中x为1至3的整数,Rm和Rn各自独立地为C1-6烷基。
在第六个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,所述碳二亚胺选自1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、其加合物、其二聚体、其聚合物、及其混合物。
在第七个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和水可分散的碳二亚胺。
在第八个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述酯季铵盐为式[RaRbRcRdN+][X-]的季铵化合物,其中Ra、Rb和Rc各自独立地为-(CH2)g-Re,其中Re为OH或含8至22个碳原子的烷氧基烃基基团;Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;g为1至3的数目;并且X-为与柔软剂相容的阴离子。
在第九个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述酯季铵盐为式[RaRbRcRdN+][X-]的季铵化合物,其中Ra、Rb和Rc各自独立地为-(CH2)g-Re,其中Re为OH或含8至22个碳原子的烷氧基烃基基团;Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;g和h各自独立地为1至3的整数;并且X-为与柔软剂相容的阴离子,其中烃基基团中的至少一个为含0至3个双键的脂族基团。
在第十个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述酯季铵盐为式[RaRbRcRdN+][X-]的季铵化合物,其中Ra、Rb和Rc各自独立地为-(CH2)g-Re,其中Re为OH或含8至22个碳原子的烷氧基烃基基团;Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;g和h各自独立地为1至3的整数;并且X-为与柔软剂相容的阴离子,其中烃基基团中的至少一个为含0至3个双键的脂族基团,其中所述脂族基团是直链的。
在第十一个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述酯季铵盐为式[R1R2R3N+-(CH2)q-O-CO-R4][X-]的季铵化合物,其中R4为包含8至22个碳原子的脂族烃基基团;R2和R3各自独立地为-(CH2)s-R5,其中R5为含8至22个碳原子的烷氧基羰基基团、苄基、苯基、C1-4烷基取代的苯基、OH、或H;R1为-(CH2)t-R6,其中R6为苄基、苯基、C1-4烷基取代的苯基、OH、或H;q、s和t各自独立地为1至3的数目;并且X-为与柔软剂相容的阴离子。
在第十二个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐、碳二亚胺和阳离子表面活性剂。
在第十三个方面,本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺,其中所述酯季铵盐为约20重量%至约40重量%的单酯季铵盐、约50重量%至约65重量%的二酯季铵盐和约10重量%至约25重量%的三酯季铵盐的混合物。
具体实施方式
出于示意的目的,通过参考本发明的各种示例性实施方案描述了本发明的原理。尽管本文具体描述了本发明的某些实施方案,但本领域普通技术人员应易于认识到,相同的原理同样适用于并可采用在其他装置和方法中。在详细解释本发明的公开实施方案之前,应理解,本发明的应用不限于所示出的任何特定实施方案的细节。本文所用的术语是出于描述的目的,而不是为了限制。
如本文所用及在附随的权利要求书中,单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代,上下文另有规定除外。单数形式的任何类别成分不仅指该类别内的一种化学物种,还指这些化学物种的混合物;例如,呈单数形式的术语“酯季铵盐”可指其每种化合物也是酯季铵盐的化合物的混合物。术语“一种”(或“一个”)、“一种或多种”和“至少一种”在本文中可互换使用。术语“包含”、“包括”和“具有”可互换使用。术语“包括(include)”应解释为“包括但不限于”。术语“包括(including)”应解释为“包括但不限于”。
除非另外指明,否则本文所用的缩写和符号具有其通常的含义。缩写“重量%”指的是重量百分数。符号“°”是指度数,如温度度数或角度度数。
在提及化学结构和名称时,符号“C”、“H”和“O”分别指的是碳、氢和氧。符号“-”和“=”分别指的是单键和双键。
在提及数目时,术语“约”指的是在该数目的10%的范围内的任何数目。例如,表述“约0.050重量%”是指在0.04500重量%与0.05500重量%之间并包括0.04500重量%与0.05500重量%的数目。
通篇使用的范围用作描述范围内的每个值的简略表达方式。可以选择范围内的任何值作为范围的端点。
术语“混合物”应广义地解释。它是指溶液、乳液、分散体、显示出Tyndall效应的混合物或任何其他均质混合物。按一个实施方案,混合物是货架稳定的。在提及成分列表时,除非另有特别指明,否则术语“混合物”是指前面提及的成分彼此的混合物、任何前面提及的成分与前面未提及的其他成分的混合物以及若干前面提及的成分与前面未提及的其他成分的混合物。
用于例示或定义属的物种列表中的任何成员可与该物种列表中的任何其他成员彼此不同、或与该物种列表中的任何其他成员交叠、或是该物种列表中的任何其他成员的子集、或与该物种列表中的任何其他成员等同、或与该物种列表中的任何其他成员几乎相同或相同。此外,除非明确述及,否则,如在记述马库什组时,定义或例示该属的物种列表是开放的,并且可能存在其他物种,这些物种与所列的任何其他物种同样好地或比所列的其他物种更好地定义或例示该属。
出于可读性目的,化学官能团呈其形容词形式;对于每个形容词,都假定使用了“基团”一词。例如,其后无名词的形容词“环丙基”应解读为“环丙基基团”。
本文所引用的所有参考文献都以全文引用的方式并入本文中。在本公开中的定义与所引用的参考文献的定义冲突的情况下,以本公开为准。
本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺。
许多织物调理剂的常见问题在于它们往往会在高温下降解。在热带地区以及配有大量洗衣机和干燥机的自助洗衣设施中经常会遇到这样的高温。降解途径之一是酯季铵盐——一种织物柔软剂的水解释放游离脂肪酸。游离脂肪酸在水中的溶解度低并往往会以白色脂肪薄片的形式从织物调理剂沉淀出。出于功效和美学考虑,这样的沉淀是不希望的。
本发明的优点之一在于,在织物调理剂中使用碳二亚胺减少了织物调理剂中酯季铵盐的水解。
此外,本发明的一个优点在于,在织物调理剂中使用碳二亚胺减少了残留的脂肪气味。
本发明的另一个优点在于,在织物调理剂中使用碳二亚胺减轻了脂肪酸沉淀的问题。
包含碳二亚胺的织物调理剂比不含碳二亚胺的相应织物调理剂观察到的改善:表现出的单酯季铵盐下降的减少和脂肪气味的减少尚不太清楚。虽然不希望受理论的束缚,但据推测,观察到的改善归因于游离脂肪的缀合。游离脂肪酸据信将促进酯季铵盐织物调理剂乳液的水解。
游离脂肪酸与碳二亚胺的缀合以十八烷基酸与1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺的以下反应实例示意。
Figure BDA0003126534270000071
该缀合形成o-酰基异脲酯。酰基异脲酯是可进一步反应的活性酯。酰基异脲可与伯胺发生进一步的反应而形成异脲副产物。
本发明涉及一种织物调理剂,其包含酯季铵盐和碳二亚胺。碳二亚胺是式R-N=C=N-R′的化合物,其中R和R′各自独立地为有机基团。
按一个实施方案,有机基团R和R′各自独立地为C1-6烷基基团、芳基基团、环烷基基团或氨基亚烷基基团。
如本文所用,C1-6烷基基团的定义包括具有一至六个碳的为直链、支链和脂环族的饱和烃基基团。合适的C1-6烷基基团的实例包括-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13及其混合物。
合适的直链烷基基团的实例包括甲基、乙基、正-丙基、正-戊基、正-己基及其混合物。
合适的烷基基团的实例包括丙基、戊基、己基及其混合物,其中这些基团中的每一个都不是直链的。合适的C1-6烷基基团的实例包括1-甲基丙基;仲-丁基;2-甲基丙基;异-丁基;1,1-二甲基乙基;叔-丁基;1-甲基丁基;仲-戊基;2-甲基丁基;3-甲基丁基;1-乙基丙基;3-戊基;1,1-二甲基丙基;叔-戊基;1,2-二甲基丙基;2,2-二甲基丙基;新戊基;1-甲基戊基;2-甲基戊基;3-甲基戊基;4-甲基戊基;异-戊基;1,1-二甲基丁基;1,2-二甲基丁基;1,3-二甲基丁基;2,2-二甲基丁基;2,3-二甲基丁基;3,3-二甲基丁基;1-乙基丁基;2-乙基丁基;1,1,2-三甲基丙基;1,2,2-三甲基丙基;1-乙基-1-甲基丙基;1-乙基-2-甲基丙基;及其混合物。
因为有机化合物在水中的溶解度随着烃基基团尺寸的增加而降低,所以优选具有小(即,6个碳或更少)烃基基团的碳二亚胺。
芳基基团的定义包括苯基、苄基、被一个或多个小烃基基团所取代的苯基、被一个或多个小烃基基团所取代的苄基及其混合物。按一个实施方案,芳基基团具有12个碳或更少。按一个实施方案,芳基基团具有10个碳或更少。按一个实施方案,芳基基团具有8个碳或更少。按一个实施方案,芳基基团具有6个碳。
环烷基基团为包含环状饱和组成部分的烃基基团。按一个实施方案,环烷基基团为环状饱和烃基。合适的环烷基基团的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基及其混合物。
按一个实施方案,环烷基基团为被取代的环状饱和烃基。环烷基基团的实例包括甲基环丙基、甲基环丁基、甲基环戊基、甲基环己基、甲基环庚基、乙基环丙基、乙基环丁基、乙基环戊基、乙基环己基、乙基环庚基、二甲基环丙基、二甲基环丁基、二甲基环戊基、二甲基环己基、二甲基环庚基、二乙基环丙基、二乙基环丁基、二乙基环戊基、二乙基环己基、二乙基环庚基及其混合物。
按一个实施方案,环烷基基团为被环状饱和基团所取代的直链基团。取代可发生在链端处或沿着链的任何地方。被环状饱和基团所取代的直链基团的实例包括环丙基亚甲基、环丙基亚乙基、环丙基亚丙基、环丙基亚丁基、环丁基亚甲基、环丁基亚乙基、环丁基亚丙基、环丁基亚丁基、环戊基亚甲基、环戊基亚乙基、环戊基亚丙基、环戊基亚丁基、环己基亚甲基、环己基亚乙基、环己基亚丙基、环己基亚丁基、1-环丙基乙基、2-环丙基乙基、1-环丁基乙基、2-环丁基乙基、1-环戊基乙基、2-环戊基乙基、1-环己基乙基、2-环己基乙基、1-环丙基丙基、2-环丙基丙基、3-环丙基丙基、1-环丁基丙基、2-环丁基丙基、3-环丁基丙基、1-环戊基丙基、2-环戊基丙基、3-环戊基丙基、1-环己基丙基、2-环己基丙基、3-环己基丙基、1-环丙基丁基、2-环丙基丁基、3-环丙基丁基、4-环丙基丁基、1-环丁基丁基、2-环丁基丁基、3-环丁基丁基、4-环丁基丁基、1-环戊基丁基、2-环戊基丁基、3-环戊基丁基、4-环戊基丁基、1-环己基丁基、2-环己基丁基、3-环己基丁基、4-环己基丁基及其混合物。这些实例中的亚烷基为二价桥连基团;因此,例如,术语环丙基亚甲基具有结构-CH2-C3H5,其中C3H5为环丙基基团。
[---碳二亚胺,R=氨基亚烷基]
按一个实施方案,有机基团R和R′中之一或两者为氨基亚烷基基团。术语“氨基亚烷基”的定义包括氮上未被取代的氨基亚烷基、氮上被一个另外的烷基基团所取代的氨基亚烷基和氮上被两个另外的烷基基团所取代的氨基亚烷基。
按一个实施方案,氨基亚烷基基团为-(CH2)xNRmRn;其中x为1至5的数目,并且Rm和Rn各自独立地为H或C1-6烷基基团。
其中x为1至5的数目并且Rm和Rn各自独立地为H或C1-6烷基的-(CH2)xNRmRn的实例包括氨基亚甲基、甲基氨基亚甲基、乙基氨基亚甲基、丙基氨基亚甲基、丁基氨基亚甲基、戊基氨基亚甲基、己基氨基亚甲基、二甲基氨基亚甲基、甲基乙基氨基亚甲基、甲基丙基氨基亚甲基、甲基丁基氨基亚甲基、甲基戊基氨基亚甲基、甲基己基氨基亚甲基、二乙基氨基亚甲基、乙基丙基氨基亚甲基、乙基丁基氨基亚甲基、乙基戊基氨基亚甲基、乙基己基氨基亚甲基、二丙基氨基亚甲基、丙基丁基氨基亚甲基、丙基戊基氨基亚甲基、丙基己基氨基亚甲基、二丁基氨基亚甲基、丁基戊基氨基亚甲基、丁基己基氨基亚甲基、二戊基氨基亚甲基、戊基己基氨基亚甲基、二己基氨基亚甲基、氨基亚乙基、甲基氨基亚乙基、乙基氨基亚乙基、丙基氨基亚乙基、丁基氨基亚乙基、戊基氨基亚乙基、己基氨基亚乙基、二甲基氨基亚乙基、甲基乙基氨基亚乙基、甲基丙基氨基亚乙基、甲基丁基氨基亚乙基、甲基戊基氨基亚乙基、甲基己基氨基亚乙基、二乙基氨基亚乙基、乙基丙基氨基亚乙基、乙基丁基氨基亚乙基、乙基戊基氨基亚乙基、乙基己基氨基亚乙基、二丙基氨基亚乙基、丙基丁基氨基亚乙基、丙基戊基氨基亚乙基、丙基己基氨基亚乙基、二丁基氨基亚乙基、丁基戊基氨基亚乙基、丁基己基氨基亚乙基、二戊基氨基亚乙基、戊基己基氨基亚乙基、二己基氨基亚乙基、氨基亚丙基、甲基氨基亚丙基、乙基氨基亚丙基、丙基氨基亚丙基、丁基氨基亚丙基、戊基氨基亚丙基、己基氨基亚丙基、二甲基氨基亚丙基、甲基乙基氨基亚丙基、甲基丙基氨基亚丙基、甲基丁基氨基亚丙基、甲基戊基氨基亚丙基、甲基己基氨基亚丙基、二乙基氨基亚丙基、乙基丙基氨基亚丙基、乙基丁基氨基亚丙基、乙基戊基氨基亚丙基、乙基己基氨基亚丙基、二丙基氨基亚丙基、丙基丁基氨基亚丙基、丙基戊基氨基亚丙基、丙基己基氨基亚丙基、二丁基氨基亚丙基、丁基戊基氨基亚丙基、丁基己基氨基亚丙基、二戊基氨基亚丙基、戊基己基氨基亚丙基、二己基氨基亚丙基、氨基亚丁基、甲基氨基亚丁基、乙基氨基亚丁基、丙基氨基亚丁基、丁基氨基亚丁基、戊基氨基亚丁基、己基氨基亚丁基、二甲基氨基亚丁基、甲基乙基氨基亚丁基、甲基丙基氨基亚丁基、甲基丁基氨基亚丁基、甲基戊基氨基亚丁基、甲基己基氨基亚丁基、二乙基氨基亚丁基、乙基丙基氨基亚丁基、乙基丁基氨基亚丁基、乙基戊基氨基亚丁基、乙基己基氨基亚丁基、二丙基氨基亚丁基、丙基丁基氨基亚丁基、丙基戊基氨基亚丁基、丙基己基氨基亚丁基、二丁基氨基亚丁基、丁基戊基氨基亚丁基、丁基己基氨基亚丁基、二戊基氨基亚丁基、戊基己基氨基亚丁基、二己基氨基亚丁基、氨基亚戊基、甲基氨基亚戊基、乙基氨基亚戊基、丙基氨基亚戊基、丁基氨基亚戊基、戊基氨基亚戊基、己基氨基亚戊基、二甲基氨基亚戊基、甲基乙基氨基亚戊基、甲基丙基氨基亚戊基、甲基丁基氨基亚戊基、甲基戊基氨基亚戊基、甲基己基氨基亚戊基、二乙基氨基亚戊基、乙基丙基氨基亚戊基、乙基丁基氨基亚戊基、乙基戊基氨基亚戊基、乙基己基氨基亚戊基、二丙基氨基亚戊基、丙基丁基氨基亚戊基、丙基戊基氨基亚戊基、丙基己基氨基亚戊基、二丁基氨基亚戊基、丁基戊基氨基亚戊基、丁基己基氨基亚戊基、二戊基氨基亚戊基、戊基己基氨基亚戊基、二己基氨基亚戊基、氨基亚己基、甲基氨基亚己基、乙基氨基亚己基、丙基氨基亚己基、丁基氨基亚己基、戊基氨基亚己基、己基氨基亚己基、二甲基氨基亚己基、甲基乙基氨基亚己基、甲基丙基氨基亚己基、甲基丁基氨基亚己基、甲基戊基氨基亚己基、甲基己基氨基亚己基、二乙基氨基亚己基、乙基丙基氨基亚己基、乙基丁基氨基亚己基、乙基戊基氨基亚己基、乙基己基氨基亚己基、二丙基氨基亚己基、丙基丁基氨基亚己基、丙基戊基氨基亚己基、丙基己基氨基亚己基、二丁基氨基亚己基、丁基戊基氨基亚己基、丁基己基氨基亚己基、二戊基氨基亚己基、戊基己基氨基亚己基、二己基氨基亚己基及其混合物。
按一个实施方案,有机基团R和R′是相同的。其中R=R′的碳二亚胺的实例包括N,N′-二环己基碳二亚胺、N,N′-二异丙基碳二亚胺和N,N′-二苯基碳二亚胺。
按一个实施方案,有机基团R和R′是不同的。其中R≠R′的碳二亚胺的实例包括N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺、N-乙基-N′-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、EDC、WSC、N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-乙基-N′-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、EDAC、EDC盐酸盐、WSC盐酸盐、1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺甲碘化物及其混合物。
按一个实施方案,化合物N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺被称为1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺。按一个实施方案,化合物N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺被称为3-(乙基亚氨基亚甲基氨基)-N,N-二甲基丙-1-胺。N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺具有结构CH3-CH2-N=C=N-(CH2)3-NMe2。N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺是水溶性的。
按一个实施方案,碳二亚胺是水可分散的。水可分散指的是碳二亚胺与织物调理剂组合物中的水和其他成分很好地混合。表述“水可分散”包括任何稳定或半稳定的均质混合物。水可分散的混合物的实例包括溶液、乳液、分散体、显示出Tyndall效应的混合物或任何其他均质混合物。
按一个实施方案,碳二亚胺呈单体形式。按另一个实施方案,碳二亚胺呈二聚体形式。按一个实施方案,碳二亚胺呈聚合物形式。按一个实施方案,碳二亚胺为单体、二聚体和聚合物中的至少之一的混合物。
许多二烷基碳二亚胺优选单体形式。许多二芳基碳二亚胺会在室温下静置后转化为二聚体和聚合物。
基于碳二亚胺的聚合物通过以下反应由单体形成。
Figure BDA0003126534270000111
按一个实施方案,不对称的碳二亚胺聚合成区域规整的聚碳二亚胺。在区域规整的聚碳二亚胺中,R和R′基团优选聚合物上的一个或另一个位置,即在上述化学方程式中m<<n或m>>n。
按一个实施方案,不对称的碳二亚胺聚合成区域不规整的聚碳二亚胺。在区域不规整的聚碳二亚胺中,R和R′基团在聚合物上具有更无规的位置。
本发明的碳二亚胺可通过任何市售途径来制备。
按一个实施方案,通过硫脲的脱氢硫化来制备碳二亚胺。脱硫剂可以是如下氧化汞:
(R(H)N)2CS+HgO→(RN)2C+HgS+H2O
按一个实施方案,向反应混合物中加入脱水剂。N,N′-二烷基脲的脱水如下产生碳二亚胺:
(R(H)N)2CO→(RN)2C+H2O
脱水剂的实例包括五氧化磷和对-甲苯磺酰氯。
此外,本发明的碳二亚胺可由异氰酸酯制备。异氰酸酯转化为碳二亚胺并失去二氧化碳:
2RC=N=O→(RN)2C+CO2
按一个实施方案,反应由氧化膦催化。3-(乙基亚氨基亚甲基氨基)-N,N-二甲基丙-1-胺可通过偶联异氰酸乙酯与N,N-二甲基丙-1,3-二胺以给出脲、然后脱水来制备。
Figure BDA0003126534270000121
酯季铵盐包含季铵阳离子,所述季铵阳离子包含通过弱酯键连接的脂肪酸链。酯季铵盐可用作织物柔软剂,已替代二烷基二甲基铵盐。脂族链中的酯键显著改善阳离子表面活性剂的生物降解动力学,从而降低环境暴露水平。
按一个实施方案,酯季铵盐为式[RaRbRcRdN+][X-]的季铵化合物,其中Ra、Rb和Rc各自独立地为-(CH2)g-Re,其中Re为OH或含8至22个碳原子的链烷酰氧基基团;Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;g为1至3的数目;并且X-为与柔软剂相容的阴离子。
Rd基团为包含1至12个碳原子的烃基基团。表述“烃基基团”指的是基于从烃去除一个氢原子的官能团。表述“烃基基团”也指由碳和氢组成的官能团。
包含1至12个碳的烃基基团的定义包括饱和烃基基团、单不饱和烃基基团、二不饱和烃基基团、三不饱和烃基基团、多不饱和烃基基团、芳基烃基基团、环烷基基团。
合适的烃基基团的实例包括烷基基团,包括-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、-C7H15、-C8H17、-C9H19、-C10H21、-C11H23、-C12H25及其混合物。这样的烃基基团可以是直链的或支链的。
合适的烃基基团的更多实例包括含有一个双键的亚烷基基团和环烷基基团。实例包括-C2H3、-C3H5、-C4H7、-C5H9、-C6H11、-C7H13、-C8H15、-C9H17、-C10H19、-C11H21和-C12H23。这样的烃基基团可以是直链的或支链的。
合适的烃基基团的另外的实例包括含有两个双键的烯基基团、含有三键的炔基基团、亚环烷基基团和二环烷基基团。实例包括-C2H、-C3H3、-C4H5、-C5H7、-C6H9、-C7H11、-C8H13、-C9H15、-C10H17、-C11H19和-C12H21
合适的烃基基团的其他实例包括-C3H、-C4H3、-C5H5、-C6H7、-C7H9、-C8H11、-C9H13、-C10H15、-C11H17和-C12H19
合适的烃基基团的更多另外的实例包括-C4H、-C5H3、-C6H5、-C7H7、-C8H9、-C9H11、-C10H13、-C11H1s和-C12H17
按一个实施方案,烃基基团为含有0至3个双键的脂族基团。按一个实施方案,脂族基团是直链的。
Ra、Rb和Rc基团各自独立地为烷醇或其酯。
当Ra、Rb或Rc基团为烷醇时,所述基团为(CH2)g-Re,其中Re为OH,并且g为1至3的数目。当Ra、Rb或Rc基团为烷醇时,所述基团为(CH2)1-3-OH。烷醇基团的实例包括-CH2OH、-CH2CH2OH和-CH2CH2CH2OH及其混合物。
当Ra、Rb或Rc基团为烷醇的酯时,所述基团为-(CH2)g-Re,其中Re为含有8至22个碳原子的链烷酰氧基基团。
表述“含有8至22个碳原子的链烷酰氧基基团”指的是式-O-C(O)-C7-21的基团,其中C7-21为烃基基团。当Ra、Rb或Rc基团为烷醇的酯时,所述基团为-(CH2)1-3-O-C(O)-C7-21,其中C7-21为烃基基团。链烷酰氧基基团的烃基部分可以是完全饱和的链、单不饱和链、二不饱和链或多不饱和链。
对于烷醇或其酯,按一个实施方案,g为整数,如1、2或3。按一个实施方案,g为1与3之间的任何实数,如2.5。非整数数目指示酯季铵盐为混合物;例如,75%的甲醇和25%的丙醇的混合物将以g=2.5指示。
酯季铵盐可通过羧酸与叔烷醇胺的反应、随后与烷基化剂的反应来制备。在催化剂的存在下,将叔烷醇胺和脂肪酸加热到250℃的温度以获得高转化和水去除。反应时间从几小时到超过10小时不等,具体取决于反应条件和组分的反应性。使酯胺与烷基化剂如硫酸二甲酯或氯甲烷反应以得到相应的季铵化合物或酯季铵盐。所得酯季铵盐具有一个烷基基团和三个烷醇或酯化烷醇基团。
按一个实施方案,酯季铵盐为单酯季铵盐。单酯季铵盐为式[RaRbRcRdN+][X-]的季铵化合物,其中Ra为-(CH2)g-Re,其中Re为含有8至22个碳原子的链烷酰氧基基团;Rb和Rc各自为-(CH2)g-OH;Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;g独立地为1至3的数目;并且X-为与柔软剂相容的阴离子。按一个实施方案,单酯季铵盐为单酯季铵盐的混合物。
按一个实施方案,酯季铵盐为二酯季铵盐。二酯季铵盐为式[RaRbRcRdN+][X-]的季铵化合物,其中Ra和Rb各自独立地为-(CH2)g-Re,其中Re为含有8至22个碳原子的链烷酰氧基基团;Rc为-(CH2)g-OH;Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;g独立地为1至3的数目;并且X-为与柔软剂相容的阴离子。按一个实施方案,二酯季铵盐为二酯季铵盐的混合物。
按一个实施方案,酯季铵盐为三酯季铵盐。三酯季铵盐为式[RaRbRcRdN+][X-]的季铵化合物,其中Ra、Rb和Rc各自独立地为-(CH2)g-Re,其中Re为含8至22个碳原子的链烷酰氧基基团;Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;g为1至3的数目;并且X-为与柔软剂相容的阴离子。按一个实施方案,三酯季铵盐为三酯季铵盐的混合物。
按一个实施方案,酯季铵盐为酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为单酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为二酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为三酯季铵盐的混合物。
按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种单酯季铵盐和一种二酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种单酯季铵盐和一种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种二酯季铵盐和一种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种单酯季铵盐、一种二酯季铵盐和一种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种单酯季铵盐和多种二酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种单酯季铵盐和一种二酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种单酯季铵盐和多种二酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种单酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种单酯季铵盐和一种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种单酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种二酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种二酯季铵盐和一种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种二酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。
按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种单酯季铵盐、一种二酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种单酯季铵盐、多种二酯季铵盐和一种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为一种单酯季铵盐、多种二酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种单酯季铵盐、一种二酯季铵盐和一种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种单酯季铵盐、一种二酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种单酯季铵盐、多种二酯季铵盐和一种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,酯季铵盐的混合物为多种单酯季铵盐、多种二酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。
本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐和碳二亚胺。取决于制备程序,酯季铵盐可以是酯季铵盐的混合物,所述混合物为多种单酯季铵盐、多种二酯季铵盐和多种三酯季铵盐的混合物。按一个实施方案,单酯季铵盐、二酯季铵盐和三酯季铵盐的重量百分数彼此相等。
按一个实施方案,酯季铵盐包含约5重量%至约15重量%的单酯季铵盐、约5重量%至约15重量%的二酯季铵盐和约75重量%至约85重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约15重量%至约25重量%的单酯季铵盐、约5重量%至约15重量%的二酯季铵盐和约65重量%至约75重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约25重量%至约35重量%的单酯季铵盐、约5重量%至约15重量%的二酯季铵盐和约55重量%至约65重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约35重量%至约45重量%的单酯季铵盐、约5重量%至约15重量%的二酯季铵盐和约45重量%至约55重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约45重量%至约55重量%的单酯季铵盐、约5重量%至约15重量%的二酯季铵盐和约35重量%至约45重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约55重量%至约65重量%的单酯季铵盐、约5重量%至约15重量%的二酯季铵盐和约25重量%至约35重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约65重量%至约75重量%的单酯季铵盐、约5重量%至约15重量%的二酯季铵盐和约15重量%至约25重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约75重量%至约85重量%的单酯季铵盐、约5重量%至约15重量%的二酯季铵盐和约5重量%至约15重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约5重量%至约15重量%的单酯季铵盐、约15重量%至约25重量%的二酯季铵盐和约65重量%至约75重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约15重量%至约25重量%的单酯季铵盐、约15重量%至约25重量%的二酯季铵盐和约55重量%至约65重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约25重量%至约35重量%的单酯季铵盐、约15重量%至约25重量%的二酯季铵盐和约45重量%至约55重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约35重量%至约45重量%的单酯季铵盐、约15重量%至约25重量%的二酯季铵盐和约35重量%至约45重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约45重量%至约55重量%的单酯季铵盐、约15重量%至约25重量%的二酯季铵盐和约25重量%至约35重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约55重量%至约65重量%的单酯季铵盐、约15重量%至约25重量%的二酯季铵盐和约15重量%至约25重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约65重量%至约75重量%的单酯季铵盐、约15重量%至约25重量%的二酯季铵盐和约5重量%至约15重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约5重量%至约15重量%的单酯季铵盐、约25重量%至约35重量%的二酯季铵盐和约55重量%至约65重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约15重量%至约25重量%的单酯季铵盐、约25重量%至约35重量%的二酯季铵盐和约45重量%至约55重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约25重量%至约35重量%的单酯季铵盐、约25重量%至约35重量%的二酯季铵盐和约35重量%至约45重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约35重量%至约45重量%的单酯季铵盐、约25重量%至约35重量%的二酯季铵盐和约25重量%至约35重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约45重量%至约55重量%的单酯季铵盐、约25重量%至约35重量%的二酯季铵盐和约15重量%至约25重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约55重量%至约65重量%的单酯季铵盐、约25重量%至约35重量%的二酯季铵盐和约5重量%至约15重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约5重量%至约15重量%的单酯季铵盐、约35重量%至约45重量%的二酯季铵盐和约45重量%至约55重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约15重量%至约25重量%的单酯季铵盐、约35重量%至约45重量%的二酯季铵盐和约35重量%至约45重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约25重量%至约35重量%的单酯季铵盐、约35重量%至约45重量%的二酯季铵盐和约25重量%至约35重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约35重量%至约45重量%的单酯季铵盐、约35重量%至约45重量%的二酯季铵盐和约15重量%至约25重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约45重量%至约55重量%的单酯季铵盐、约35重量%至约45重量%的二酯季铵盐和约5重量%至约15重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约5重量%至约15重量%的单酯 季铵盐、约45重量%至约55重量%的二酯季铵盐和约35重量%至约45重量%的三酯季铵 。按一个实施方案,酯季铵盐包含约15重量%至约25重量%的单酯季铵盐、约45重量%至约55重量%的二酯季铵盐和约25重量%至约35重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约25重量%至约35重量%的单酯季铵盐、约45重量%至约55重量%的二酯季铵 和约15重量%至约25重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约35重量%至约45重量%的单酯季铵盐、约45重量%至约55重量%的二酯季铵盐和约5重量%至约15重量%的三酯季铵盐。
按一个实施方案,酯季铵盐包含约5重量%至约15重量%的单酯季铵盐、约55重量%至约65重量%的二酯季铵盐和约25重量%至约35重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约15重量%至约25重量%的单酯季铵盐、约55重量%至约65重量%的二酯季铵盐和约15重量%至约25重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约25重量%至约35重量%的单酯季铵盐、约55重量%至约65重量%的二酯季铵盐和约5重量%至约15重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约5重量%至约15重量%的单酯季铵盐、约65重量%至约75重量%的二酯季铵盐和约15重量%至约25重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约15重量%至约25重量%的单酯季铵盐、约65重量%至约75重量%的二酯季铵盐和约5重量%至约15重量%的三酯季铵盐。按一个实施方案,酯季铵盐包含约5重量%至约15重量%的单酯季铵盐、约75重量%至约85重量%的二酯季铵盐和约5重量%至约15重量%的三酯季铵盐。
按一个实施方案,酯季铵盐为约20重量%至约40重量%的单酯季铵盐、约50重量%至约65重量%的二酯季铵盐和约10重量%至约25重量%的三酯季铵盐的混合物。
按一个实施方案,酯季铵盐为包含通过弱酯键连接的脂肪酸链的季铵阳离子。X-——季铵阳离子的抗衡阴离子,为与柔软剂相容的阴离子。“与柔软剂相容的阴离子”指的是不干扰柔软剂的稳定性、活性或有效性的抗衡离子。按一个实施方案,与柔软剂相容的阴离子为强酸的阴离子。
合适的与柔软剂相容的阴离子的实例包括氯离子、溴离子、甲基硫酸根、乙基硫酸根、硫酸根、磷酸根、或硝酸根、甲酸根、乳酸根、苯甲酸根及其混合物。
酯季铵盐可以任何合适的量存在。按一个实施方案,酯季铵盐以织物调理剂组合物的约0.5重量%至约20重量%的量存在。在一个实施方案中,酯季铵盐以织物调理剂组合物的约1.0重量%至约20重量%的量存在。在一个实施方案中,酯季铵盐以织物调理剂组合物的约1.0重量%至约15重量%的量存在。在一个实施方案中,酯季铵盐以织物调理剂组合物的约1.0重量%至约10重量%的量存在。
按一个实施方案,酯季铵盐为包含两条长(C16-18)脂肪酸链与两个弱酯键的季铵化合物。按一个实施方案,酯季铵盐为式[R1R2R3N+-(CH2)q-O-CO-R4][X-]的季铵化合物,其中R4为包含8至22个碳原子的脂族烃基基团;R2和R3各自独立地为-(CH2)s-R5,其中R5为含8至22个碳原子的烷氧基羰基基团、苄基、苯基、C1-4烷基取代的苯基、OH、或H;R1为-(CH2)t-R6,其中R6为苄基、苯基、C1-4烷基取代的苯基、OH、或H;q、s和t各自独立地为1至3的数目;并且X-为与柔软剂相容的阴离子。
如上所述单酯季铵盐、二酯季铵盐和三酯季铵盐的重量百分数通过A.J.Wilkes、C.Jacobs、G.Walraven和J.M.Talbot在“Characterisation of QuaternizedTriethanolamine Esters(esterquats)by HPLC,HRCGC and NMR”(第四届世界表面活性剂大会,巴塞罗那,第2、3-7卷,1996年6月,第389-402页)中描述的定量分析方法确定。将对干燥样品测量的单酯季铵盐、二酯季铵盐和三酯季铵盐的重量百分数以100%为基准进行归一化。由于存在10重量%至15重量%的非季铵化物种,如酯胺和游离脂肪酸,故需要归一化。因此,归一化的重量百分数是指原材料的纯酯季铵盐组分。换言之,对于单酯季铵盐、二酯季铵盐和三酯季铵盐各自的重量%,重量%基于的是组合物中单酯季铵盐、二酯季铵盐和三酯季铵盐的总量。
在某些实施方案中,基于脂肪酸的总重量计,饱和脂肪酸的百分数为约45%至约75%。使用此百分数的饱和脂肪酸的酯季铵盐组合物没有100%饱和材料的加工缺点。当用于织物软化时,这些组合物将提供良好的消费者感知的织物柔软度,同时保持良好的芳香递送。在其他实施方案中,量为至少50%、55%、60%、65%或70%,高至75%。在其他实施方案中,量不超过70%、65%、60%、55%或50%,低至45%。在其他实施方案中,量为50%至70%、55%至65%、或57.5%至67.5%。在一个实施方案中,饱和的脂肪酸链的百分数为脂肪酸的约62.5重量%。在此实施方案中,这可自50:50比率的硬:软脂肪酸获得。
硬指的是脂肪酸接近完全氢化。在某些实施方案中,完全氢化的脂肪酸的碘值为10或更小。软指的是脂肪酸顶多部分氢化。在某些实施方案中,顶多部分氢化的脂肪酸的碘值为至少40。在某些实施方案中,部分氢化的脂肪酸的碘值为40至55。碘值可根据ASTMD5554-95(2006)测量。在某些实施方案中,硬脂肪酸与软脂肪酸的比率为70∶30至40∶60。在其他实施方案中,所述比率为60∶40至40∶60或55∶45至45∶55。在一个实施方案中,所述比率为约50∶50。因为在这些特定的实施方案中,硬脂肪酸和软脂肪酸各自覆盖不同饱和(氢化)程度的范围,故完全饱和的脂肪酸的实际百分数可变化。在某些实施方案中,软牛脂含有按重量计大约47%的饱和链。
饱和脂肪酸的百分数可通过使用脂肪酸的混合物来制备酯季铵盐而实现,或所述百分数可通过共混酯季铵盐与不同的量的饱和脂肪酸来实现。
脂肪酸可以是用于制造酯季铵盐以用于织物软化的任何脂肪酸。脂肪酸的实例包括但不限于椰子油、棕榈油、牛脂、菜子油、鱼油或化学合成的脂肪酸。在某些实施方案中,脂肪酸为牛脂。
虽然酯季铵盐可以固体形式提供,但其通常以液体形式存在于溶剂中。呈固体形式时,酯季铵盐可自付洗衣物中的干衣纸递送。在某些实施方案中,溶剂包含水。
酯季铵盐通常通过使脂肪酸甲酯与烷醇胺反应、然后用硫酸二甲酯季铵化来产生。在某些实施方案中,烷醇胺包含三乙醇胺。脂肪酸可以是用于制造酯季铵盐以用于织物软化的任何脂肪酸。在本发明的任何实施方案中,脂肪酸可包含具有12至22个碳原子、通常16至18个碳原子的任何脂肪酸。脂肪酸的实例包括但不限于椰子油、棕榈油、牛脂、菜子油、鱼油或化学合成的脂肪酸。在某些实施方案中,脂肪酸为牛脂。
本发明涉及一种织物调理剂组合物,其包含酯季铵盐、碳二亚胺和任选地另外的成分。这样的成分包括芳香剂、表面活性剂、增稠聚合物、着色剂、粘土、缓冲剂、螯合化合物、有机硅、脂肪醇和脂肪酯。
所述组合物可以无芳香剂组合物提供,或者其可含有芳香剂。取决于用户的偏好,芳香剂的量可以是任何期望的量。在某些实施方案中,芳香油的总量为组合物的0.3至3重量%。芳香剂可呈游离形式、包囊形式或两者。
芳香剂或香料是指能够向织物提供所需香味的有气味的材料,并且涵盖通常用于洗涤剂组合物中以提供令人愉悦的香味和/或抵消恶臭的常规材料。芳香剂在环境温度下通常呈液态,但也可以使用固体芳香剂。芳香剂材料包括(但不限于)常规用于赋予洗衣组合物令人愉悦的芳香的材料,如醛、酮、酯等。天然存在的植物和动物油通常也用作芳香剂的组分。
本发明的织物调理剂组合物可还含有增稠剂。在一个实施方案中,增稠聚合物为FLOSOFTTM DP200聚合物(可得自SNF Floerger(法国昂德雷济约))。FLOSOFTTM DP200为衍生自5至100摩尔%的阳离子乙烯基加成单体、0至95摩尔%的丙烯酰胺和70至300ppm的二官能乙烯基加成单体交联剂的聚合作用的水溶性交联阳离子聚合物。合适的增稠剂为水溶性交联阳离子乙烯基聚合物,其使用二官能乙烯基加成单体的交联剂以70至300ppm、优选地75至200ppm并且最优选地80至150ppm的水平交联。通常,此类聚合物制备为油包水乳液,其中交联聚合物分散在矿物油中,所述矿物油可含有表面活性剂。在成品制造期间,与水相接触,乳液反转,使所述水溶性聚合物溶胀。最优选的增稠剂为季铵丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与丙烯酰胺共聚单体组合的交联共聚物。增稠剂相应地提供在储存时表现出长期稳定性的织物软化组合物并允许存在相对高的电解质水平而不影响组合物稳定性。另外,所述织物软化组合物在向其施加剪切时将保持稳定。在某些实施方案中,此增稠聚合物的量为至少0.001重量%。在其他实施方案中,量为0.001重量%至0.35重量%。
织物调理剂组合物可还包含螯合化合物。合适的螯合化合物能够螯合金属离子并以织物软化组合物的至少0.001重量%、优选0.001重量%至0.5重量%、更优选0.005重量%至0.25重量%的水平存在。在性质上呈酸性的螯合化合物可以酸性形式或以与适合的相对阳离子(如碱金属或碱土金属离子、铵或取代的铵离子或其任何混合物)的复合物/盐形式存在。螯合化合物选自氨基羧酸化合物和有机氨基膦酸化合物以及其混合物。合适的氨基羧酸化合物包括:乙二胺四乙酸(EDTA);N-羟基乙二胺三乙酸;次氮基三乙酸(NTA);和二乙三胺五乙酸(DTPA)。合适的有机氨基膦酸化合物包括:乙二胺四(亚甲基膦酸);1-羟基乙烷1,1-二膦酸(HEDP);和氨基三(亚甲基膦酸)。在某些实施方案中,组合物可包含氨基三亚甲基膦酸,其可以DequestTM 2000得自Monsanto(美国密苏里州Creve Coeur)。在其他实施方案中,组合物可包含谷氨酸N,N-二乙酸四钠盐,其可以DissolvineTM GL得自AkzoNobel(荷兰阿姆斯特丹)。
按一个实施方案,织物调理剂组合物包含C13-15脂肪醇EO 20∶1,其为具有平均20个乙氧基化物基团的非离子表面活性剂。在某些实施方案中,量为0.05重量%至0.5重量%。
按一个实施方案,织物调理剂组合物包含有机硅作为消泡剂,如DowCorningTM1430消泡剂。在某些实施方案中,量为0.05重量%至0.8重量%。
按一个实施方案,织物调理剂组合物包含鲸蜡基三甲基氯化铵。在某些实施方案中,鲸蜡基三甲基氯化铵以0.001重量%至5重量%的量存在。当包含时,鲸蜡基三甲基氯化铵与支链胺官能有机硅组合将减少洗衣期间的泡沫生成,这将减少所需的漂洗量。
实施例
实施例1
研究碳二亚胺的使用对三酯季铵盐下降和单酯季铵盐下降的影响。
制备基于三乙醇胺牛脂脂肪酸三酯季铵盐的样品1至3织物调理剂组合物。对于样品1至3中的每一个,在给定的温度下提供第一体积的去离子水。以使得占最终组合物的0.37重量%的量向该水中加入季铵阳离子表面活性剂,该季铵阳离子表面活性剂包含活性物含量为60重量%的单十六烷基季铵阳离子表面活性剂的水溶液。使用高剪切混合器混合所得混合物。
以使得占最终组合物的4.5重量%的量添加酯季铵盐HS90(可得自StepanCompany(美国伊利诺伊州诺斯菲尔德))。以使得占最终组合物的0.6重量%和0.03重量%的量添加True Love E芳香剂和三氯生。
以使得占样品2的最终组合物的0.3重量%的量添加Carbodilite V02,一种具有亲水性链段的水性聚碳二亚胺树脂,可得自Nisshinbo Chemical Inc.(日本东京Chūō-ku)。以使得占样品3的最终组合物的0.3重量%的量添加Carbodilite SV02,一种具有亲水性链段的水性聚碳二亚胺树脂,可得自Nisshinbo Chemical Inc.。不向样品1的对比配方中添加聚碳二亚胺。向样品2和3的组合物中添加足量的盐酸以将pH从高于8降低到pH为3。
最后,向最终组合物中添加第二体积的适量水至100%以制得最终组合物。使用高剪切混合器将所得混合物混合另外4分钟的时间。这在样品1至3中的每一个中形成三酯季铵盐和阳离子表面活性剂的混合物的颗粒的水性乳液。在25℃下在Brookfield RVT上使用1号轴于10rpm下测量样品的动态粘度。通过常规程序测定三个实施例的ζ-电位。
通过测量老化前后三酯季铵盐和单酯季铵盐的水平来确定三酯季铵盐的下降和单酯季铵盐的下降。通过将样品留在50℃下达4周来进行老化。通过使用自“Characterisation of Quaternized Triethanolamine Esters(Esterquats)by HPLC,HRCGC and NMR”A.J.Wilkes,C.Jacobs,G.Walraven and J.M.Talbot,Colgate PalmoliveR&D Inc.(第四届世界表面活性剂大会,巴塞罗那,第2、3-7卷,1996年6月,第389-402页)采取的程序来进行酯季铵盐水平的测定。
这些实验的结果呈现在表1(下面)中。
表1
Figure BDA0003126534270000211
表1(下文)中描述的数据显示,单酯季铵盐从约7.0摩尔%下降至约4.0-4.4摩尔%。这表明酯季铵盐的水解已因聚碳二亚胺的添加而减轻。
实施例2
研究碳二亚胺的添加减少酯季铵盐基料气味的效果。以与前一实验中类似的方式制备四个样品。以使得占样品5至7的最终组合物的4.5重量%的量添加酯季铵盐HS90;以使得占样品4的最终组合物的4.5重量%的量添加酯季铵盐GEM1.7(可得自Eastman ChemicalCompany(美国田纳西州____))。分别向样品6和7中添加Carbodilite V02和SV02。这些实验的结果在表2(下面)中描述。
表2
样品 酯季铵盐GEM1.7 V02 SV02 ζ-电位(mV) 脂肪气味
5 4.5重量% 136.2
6 4.5重量% 0.3重量% 126.3 较弱
7 4.5重量% 0.3重量% 142.9 最弱
表2(下文)中描述的数据显示,碳二亚胺与含有酯季铵盐的织物调理剂的独特组合可减少水解并调节来自酯季铵盐的残留脂肪气味。
虽然已结合若干实施方案描述了本发明,并且为了完全公开本发明,已相当详细地阐述了这些实施方案,但这样的实施方案仅是示例性的而不旨在限制或代表本发明的所有方面的详尽枚举。本发明的范围由附随于此的权利要求书确定。此外,对于本领域技术人员将显而易见的是,可在不脱离本发明的精神和原理的情况下在这样的细节中作许多改变。

Claims (15)

1.一种织物护理组合物,所述织物护理组合物包含:
(a)酯季铵盐,和
(b)碳二亚胺。
2.根据权利要求1所述的织物护理组合物,其中所述碳二亚胺为下式的化合物:
R-N=C=N-R′
其中:
R和R′各自独立地为C1-6烷基、芳基、环烷基或-(CH2)xNRmRn;其中
x为1至5的数目;并且
Rm和Rn各自独立地为H或C1-6烷基。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的织物护理组合物,其中所述碳二亚胺选自N,N′--二-环己基碳二亚胺、N,N′--二-异丙基碳二亚胺、N,N′--二-苯基碳二亚胺、N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺、N-乙基-N′-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺甲碘化物、N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺、其加合物、其二聚体、其聚合物、及其混合物。
4.根据任一前述权利要求所述的织物护理组合物,其中所述碳二亚胺为式R-N=C=N-R′的化合物的二聚体,其中R和R′各自独立地为C1-6烷基、芳基、环烷基或-(CH2)xNRmRn;其中x为1至3的整数,Rm和Rn各自独立地为C1-6烷基。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的织物护理组合物,其中所述碳二亚胺为式R-N=C=N-R′的化合物的聚合物,其中R和R′各自独立地为C1-6烷基、芳基、环烷基或-(CH2)xNRmRn;其中x为1至3的整数,Rm和Rn各自独立地为C1-6烷基。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的织物护理组合物,其中所述碳二亚胺选自1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、其加合物、其二聚体、其聚合物、及其混合物。
7.根据任一前述权利要求所述的织物护理组合物,其中所述碳二亚胺是水可分散的。
8.根据任一前述权利要求所述的织物护理组合物,其中所述酯季铵盐为下式的季铵化合物:
[RaRbRcRdN+][X-]
其中:
Ra、Rb和Rc各自独立地为-(CH2)g-Re
Re为OH或含有8至22个碳原子的烷氧基烃基基团;
Rd为包含1至12个碳原子的烃基基团;
g为1至3的数目;并且
X-为与柔软剂相容的阴离子。
9.根据权利要求8所述的织物护理组合物,其中所述烃基基团为含有0至3个双键的脂族基团。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的织物护理组合物,其中所述脂族基团是直链的。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的织物护理组合物,其中所述酯季铵盐为下式的季铵化合物:
[R1R2R3N+-(CH2)q-O-CO-R4][X-]
其中:
R4为包含8至22个碳原子的脂族烃基基团;
R2和R3各自独立地为-(CH2)s-R5
R5为含有8至22个碳原子的烷氧基羰基基团、苄基、苯基、C1-4烷基取代的苯基、OH或H;
R1为-(CH2)t-R6
R6为苄基、苯基、C1-4烷基取代的苯基、OH或H;
q、s和t各自独立地为1至3的数目;并且
X-为与柔软剂相容的阴离子。
12.根据任一前述权利要求所述的织物护理组合物,其中所述织物护理组合物还包含阳离子表面活性剂。
13.根据任一前述权利要求所述的织物护理组合物,其中所述酯季铵盐为约20重量%至约40重量%的单酯季铵盐、约50重量%至约65重量%的二酯季铵盐和约10重量%至约25重量%的三酯季铵盐的混合物。
14.根据任一前述权利要求所述的织物护理组合物,其中所述织物护理组合物在50℃下四(4)周后基本上不含视觉上可感知的颗粒物质。
15.根据任一前述权利要求所述的织物护理组合物,其中所述织物护理组合物具有大于约2年的货架寿命。
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