CN1177919C - 烷氧基化糖酯在液体水性软化剂组合物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括烷氧基化糖酯的特定水性组合物及其作为软化剂的应用。该烷氧基化糖酯的特征在于烷氧基单元与未改性的糖的羟基的摩尔比为1∶4-3∶1，酯基团与未改性的糖的羟基的摩尔比为0.25-0.70，且HLB值小于8，优选为1-3。优选的是，该烷氧基化糖酯与选自阳离子化合物和非离子化合物的性能促进剂结合以增加它们的软化性能。
Description
本发明涉及糖衍生物作为软化剂在液体水性软化剂组合物中的应用，以及涉及包括至少一种糖衍生物和至少一种性能促进剂的液体水性软化剂组合物。
这种应用和组合物在WO 98/16538中已经公知，该文献公开了组合使用i)包括至少两个或更多酯基团或醚基团和含有至少35％的三或更高级酯的酯化或醚化的糖化合物，以及ii)沉积助剂，优选用于纤维软化的季铵化合物。
然而，希望得到的是能将优良的分散稳定性和良好的软化性能结合起来的改进的水性糖基液体软化剂组合物。因为它们的非离子糖酯结构，这些软化剂组合物的生态毒性优于传统(纤维)软化剂的生态毒性。优选的是，软化剂组合物的发展，使得该组合物包括具有固有的生物降解性的糖结构部分且该组合物具有接近传统(纤维)软化剂的软化性能和优于WO 98/16538的组合物的分散稳定性。
对这种很好发展的软化剂组合物主题的广泛研究得到了令人吃惊的结果。更特别的是，观察到当使用特定类型的糖衍生物时，大多数与目前糖基(纤维)软化剂有关的公知问题都能得到克服。
因此，本发明涉及烷氧基化糖酯在水性液体软化剂组合物中的应用，该烷氧基化糖酯具有：
-烷氧基化糖酯中的烷氧基团与起始糖中的羟基的摩尔比为1∶4-3∶1；
-烷氧基化糖酯中的酯基团与采用的糖中的羟基的摩尔比为0.25-0.70；以及
-HLB值小于8，
优选的是，烷氧基化糖酯的HLB值小于5，更优选小于3.5，最优选小于3，并且优选的应用是在一个或多个水洗或漂洗循环中的应用。
在第二实施方案中，本发明涉及水性液体软化剂组合物，该组合物包括这种烷氧基化糖酯。该组合物可以所述烷氧基化糖酯分散体的形式、以烷氧基化糖酯的透明溶液形式、或以其中一种或多种烷氧基化糖酯部分分散和/或部分溶解的形式存在。术语水性是指该组合物含水。通常，该液体溶剂/分散介质以水为主。然而，在根据本发明的组合物中，可用其它合适的溶剂/稀释剂来代替或多或少的水，例如用醇、二醇、和多元醇。优选的是，这种附加的溶剂/稀释剂从环境的观点出发是可接受的。
对于这些化合物的HLB值而言，如下所述的HLB测试结果是至关重要的，由于已观察到用工业上使用的计算结果来预测化合物的HLB值通常是不正确的。
值得注意的是，传统纤维软化剂一般是以疏水的季铵化合物为基础，大多数为二烷基铵类。为表示疏水性化合物，请参考E.Jungermann编辑的“阳离子表面活性剂”(Cationic Surfactants)(Marcel Dekker，1970)。由传统(纤维)软化化合物在洗涤水中形成的胶束通常被带负电荷的织物纤维在1-3分钟内吸收85-95％。已知这种软化剂不适合用作洗涤剂，甚至其可能成为污垢固定剂。因此，通常将它们在洗涤步骤之后加入到织物中。
值得进一步注意的是，非离子化合物也会表现出软化性能，虽然其不如传统的二烷基季铵-基纤维软化剂。WO 98/16538公开了糖酯，其为非离子化合物，与传统的季属软化剂相比，该化合物具有生物降解的优点。到目前为止，通常认为糖衍生的产物一般具有良好的生物降解性但其分散性和软化性不足。
此外，值得注意的是，与制备一般糖酯化合物的方法相反，制备根据本发明的烷氧基化糖酯的方法不需要使用附加的乳化剂。与制备传统糖酯化合物的方法相比，根据本发明的方法不需要使用如DMSO和DMF的高沸点、难以除去的、质子惰性溶剂，并且还不需要使用附加的乳化剂和/或催化剂。因此，通过这样的方法制备本发明的烷氧基化糖酯，使得它们与传统糖酯化合物相比受到乳化剂和溶剂的污染较少，并具有与此相关的所有优点。
烷氧基化糖酯是已知的化合物。它们的生产在例如GB 982,078、DE-AS-1 277 237和DE-AS-1 934 540中得到了公开。在GB 982,078中，该产物被公开可用作增塑剂、泡沫稳定剂、乳化剂、分散剂、均化剂、湿润剂和用作塑料的原料。根据DE-AS-1 277 237，它们是具有最佳表面活性的化合物，而DE-AS-1 934 540公开该产物具有良好的生物降解性且可用作衣服洗涤剂组合物的原料，特别是用作乳化剂、洗涤剂、增溶剂和/或消泡剂。因此，已提出了这些化合物的广泛用途，包括在衣服洗涤剂领域的应用。然而到目前为止，该产品仅被推荐作为洗涤剂，意味着将它们用于从被洗涤的织物表面除去沉积物，这是今天大多数非离子产品的目的。一般地，洗涤剂具有12-14的HLB值(参见，如H.E.Garrett，表面活性化学(Surface Active Chemicals)(Oxford：Pergamon Press，1972)，第56页)和相对高的水溶性。
值得注意的是，传统的疏水纤维软化剂通常在洗衣过程的洗涤和漂洗步骤之后使用，例如通过在干燥过程中或之后向纤维织物上喷洒该传统试剂的溶液、或在干燥步骤中通过向纤维织物中加入被这种传统软化剂浸渍过的基片来使用。这种经浸渍的基片也被称作干燥片(dryer sheet)，因为它们一般是经浸渍的柔韧性材料片，在干燥纤维织物时将其加入到纤维织物中。例如US 5,376,287公开了这种干燥片的应用，其中该干燥周期的热使得软化剂被释放并在被正干燥的纤维织物上再分布。
因此，已知的产品是被高度乙氧基化和/或用(疏水的)酸仅轻微酯化的，或它们以固体形式、即以干燥片形式存在，这不是根据本发明的。
令人吃惊的是，目前已发现根据本发明的水性烷氧基化糖酯组合物可用作软化剂，特别是在洗涤应用方面。这意味着可在漂洗和/或洗涤周期中将它们加入。一般地，该水性组合物可含有占整个组合物的0.5-50wt％、优选2.5-40wt％、更优选5-30wt％的所述烷氧基化糖酯。
用于所述组合物的优选的烷氧基化糖酯的HLB值小于约5、优选小于3.5、更优选为1-3。为获得最佳的性能，优选将它们与选自阳离子、阴离子、两性和非离子表面活性剂的性能促进剂结合，如本领域所公知的。所述性能促进剂包括甜菜碱、胺、胺的水溶性盐、胺-氧化物、及其结合物。这些促进剂一般为根据本发明的总组合物量的0-75wt％、优选0.5-50wt％。
优选的胺的水溶性盐为叔胺盐、更优选为那些具有C16-18烃基的叔胺的盐、且甚至更优选为其中性盐，该中性盐具有被有机或无机酸(如柠檬酸或盐酸)中和的胺。适合本发明使用的优选的胺、或其盐包括硬脂基二甲基胺(Armeen18，出自Akzo Nobel)、牛油双(2-羟乙基)胺(EthomeenT/12，出自Akzo Nobel)、及其盐。
优选的根据本发明可用作性能促进剂的胺-氧化物为包括C16-18烃基的胺-氧化物，如牛油双(2-羟乙基)胺-氧化物(AromoxT/12，出自Akzo Nobel)。
优选的两性物质包括硬脂基二甲基甜菜碱和牛油两性多羧基氨基乙酸酯(Ampholak7TX，出自Akzo Nobel)。
优选的阴离子化合物包括脂肪醇硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐、烯烃磺酸盐、和脂肪酸盐(皂)。这种化合物的典型实例为C12-18烷基硫酸钠(Elfan280 D，出自Akzo Nobel)、C12-15烷基醚(2.5)硫酸钠(ElfanNS 252 S，出自Akzo Nobel)、C14-16烯烃磺酸钠(ElfanOS46，出自Akzo Nobel)、和硬脂酸钠。
然而，优选的性能促进剂为阳离子或非离子表面活性剂，如下所述。
如果烷氧基化糖酯与一种上述性能促进剂一起使用，它们会被沉积在如织物纤维上而不是保留在水相中作为洗涤剂。然而，该烷氧基化糖酯的分散比相应的非-烷氧基化糖酯的分散更稳定，并因此表现出储存稳定性和软化性能的优点。此外，在洗涤/漂洗周期中的使用保证了该软化剂在纤维上的良好分散，且可容易地控制软化剂的量。这使得干燥片的使用成为多余。
甚至更令人吃惊的是，目前已发现烷氧基化糖酯改进的分散行为是与良好的软化性能相伴的。有时，该烷氧基化糖酯的软化性能甚至比糖酯本身的软化性能更好。这不能从理论上来解释，因为理论上推测用疏水的环氧化物(如环氧乙烷)烷氧基化将由于所预期的HLB值的增大而导致软化性能的降低。此外，烷氧基化糖酯与一种或多种性能促进剂的结合物的优良的软化性能被认为是显著的。经过进一步调查，已观察到与理论相反，糖酯的烷氧基化将导致化合物的HLB值的下降。在乙氧基化糖酯小组中观察到具有低乙氧化度的化合物的下降最显著。通过引入进一步的环氧乙烷分子，该HLB值会如所预期的那样重新增加，但通常HLB值将保持在低于相应的非-乙氧基化化合物的HLB值的水平。虽然这可用于解释这些化合物的良好软化性能，但更令人吃惊的是它使分散稳定性得到了改进，因为当更多的疏水化合物分散在水相中时，其被预期是更不稳定的。
根据本发明使用的烷氧基化糖酯可通过众所周知的方法制备。例如，可通过GB 982,078的方法制备，在这里是任选于溶剂存在下、使用甲醇钠或碳酸钾作为催化剂、于90-155℃让醚化的糖衍生物与脂肪酸酯反应。类似的方法在DE-AS-1 934 540中有所描述，在这里糖化合物首先在120℃下乙氧基化，然后使用甘油三酯在100℃和碳酸钾催化剂进行酯化或使用脂肪酸在180℃下用盐酸作为催化剂进行酯化。然而，也可根据DE-AS-1 277 237进行制备，在这里第一步是让糖化合物与环氧乙烷和C6-30的脂肪酸于70-200℃的温度和1-50大气压、于C1-18的醇存在下进行反应。此外，该方法可由如下步骤组成，在这里首先酯化糖化合物，然后进行醚化。任选地，在这些方法中使用溶剂并且如果对条件进行适当选择，也可使用酶来催化酯化反应，例如EP-A-0 882 798。制备本发明的烷氧基化糖酯优选的是首先将糖化合物烷氧基化，然后对中间产物进行酯化。如果在烷氧基化步骤中需要使用溶剂，例如以利于反应物的接触和更有效地除去反应热，则优选使用选自水、甘油、乙二醇、低级(优选脂肪)醇、和山梨糖醇的溶剂。在最优选的实施方案中，将在水中的糖的饱和溶液烷氧基化，然后在除去水后，进行酯化。值得注意的是，在此使用的术语“酯化”包括直接酯化方法(例如酸和醇的反应)和酯交换方法(例如醇与甘油三酯的反应)。
如果将烷氧基化糖酯用于不包括性能促进剂的软化剂组合物中，那么优选使用HLB值小于5、更优选小于3、最优选小于2的烷氧基化糖酯，以获得良好的软化性能。该HLB值通常大于1。
根据本发明可使用的糖化合物为单-和二糖、其还原产物(其中醛基团或酮基团已被还原为醇结构部分)、脱水的糖衍生物、及其这些化合物的混合物。优选的糖化合物具有至少4个羟基。优选的单糖为葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、和山梨糖。优选的二糖为麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、和乳糖。蔗糖是使用于本发明中的最优选的糖化合物。还原糖包括，但非限制于，山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、和赤藓糖醇。具有6个羟基的山梨糖醇是特别优选的还原糖化合物。在次优选的脱水糖衍生物中，具有4个羟基的脱水山梨醇是优选的。
为获得优选的烷氧基化糖酯，将糖烷氧基化，以使在最终烷氧基化糖酯中的烷氧基单元与起始糖分子中的羟基的摩尔比平均为1∶4-2∶1，更优选平均为1∶4-3∶2，且最优选平均为1∶3-2∶3。该烷氧基化反应优选通过让环氧化物与糖化合物反应来进行。因为起始糖(或酯化糖)的不同羟基基团的烷氧基化是以统计的方式发生的，如本领域所公知的，上述烷氧基单元与羟基之比是一个对每一特定分子可不同但其平均在特定范围内的比值。可使用的环氧化物包括但非限制于环氧乙烷、环氧丙烷、环氧1-丁烷、环氧顺-2-丁烷、环氧反-2-丁烷、及其结合物。根据本发明使糖酯烷氧基化的优选环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷、及其结合物。如果使用结合的环氧化物，可通过在同一烷氧基化步骤中使用各个环氧化物的混合物、或通过随后使用不同的环氧化物来进行。对不同环氧化物的使用顺序没有限制并且同一环氧化物可被使用两次。如果需要的话，通过改变烷氧基化程度和/或使用的环氧化物的类型和顺序，本领域的技术人员能知道如何来适应得到的软化剂的HLB值。
在本发明的烷氧基化糖酯中的酯官能团一般是由饱和或不饱和的任选被如一个或多个羟基取代的线性或支化的C8-22的脂肪酸衍生而来的。在制备本发明的烷氧基化糖酯中优选使用的脂肪酸包括椰子脂肪酸、棕榈脂肪酸、棕榈仁脂肪酸、大豆脂肪酸、油酸脂肪酸、牛油脂肪酸、菜籽脂肪酸、低芥酸菜籽脂肪酸、山萮脂肪酸、蠋脂肪酸、及其混合物。优选使用的脂肪酸混合物包括至少50wt％(％w/w)的C16-18脂肪酸。可将该酸用于传统的直接酯化方法中，但也可使用其衍生物，例如其相应的酰氯或(混合的)酐。在酯交换反应中一般使用脂肪酸酯。在这种酯交换反应中，酸的甲基、乙基、和/或甘油酯是优选使用的。最优选的是酸的单-、二-和/或三酸甘油酯。为了得到具有希望的HLB值的软化化合物，本领域技术人员可按众所周知的方法改变被任选取代的脂肪酸的酯化度和类型。然而，用所述的酸酯化糖化合物或烷氧基化的糖化合物使得形成的烷氧基化糖酯的酯基团与起始糖化合物的OH基团的摩尔比平均为0.25-0.70，这意味着所有羟基的25-70％、或醚化的羟基被酯化。优选的是，酯基团与OH基团的所述比例平均为0.30-0.65，而最优选的比例平均为0.35-0.60。因为这种非-化计量的酯化反应不会得到一种严格定义的产物，所以特定的比例是在得到的烷氧基化糖酯中发现的平均比例。
当将HLB值小于8的烷氧基化糖酯(如上所述得到)用于水性溶液中时，特别是与其它公知的糖衍生物相比，其具有良好的分散稳定性和良好的软化性能。然而，在本发明的另一实施方案中，将这些烷氧基化糖酯与性能促进剂结合，得到了可与当今可获得的最好的软化剂相媲美的分散稳定性和软化性能。
优选的性能促进剂选自阳离子表面活性剂和疏水的非离子化合物。该阳离子表面活性剂可以是传统水分散型，特别是二烷基季铵化合物，例如二(氢化牛油)二甲基氯化铵、甲基二(氢化牛油酰氨基乙基)(2-羟乙基)甲基硫酸铵、1-甲基1-牛油酰氨基-乙基2-牛油甲基硫酸咪唑啉鎓盐，以及二酯烷基季铵盐，例如二(氢化牛油酰氧基乙基)二甲基氯化铵、2，3-双(氢化牛油酰氧基)-丙烷三甲基氯化铵，如EP-A-0 638 639中描述的多羟基酯季化合物(quats)，以及二(牛油酰氧基乙基)(2-羟乙基)甲基甲基硫酸铵，或水溶性的单-和多季化合物，该化合物包括直接与氮连接或通过如氧化烯基、多氧化烯基、优选如酯基团或酰氨官能基团的可劈裂开的基团与氮连接的一个或多个烷基或烯基。值得注意的是术语水分散性化合物的意思是指在室温下于水中的溶解度为约0.1％w/w或更小的化合物，而使用的术语水溶性化合物是指在室温下于水中的溶解度大于约1％w/w的化合物。优选水溶性的阳离子表面活性剂，其典型的实例包括：
——单烷基季化合物，如椰油三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、牛油三甲基氯化铵、以及牛油(羟乙基)二甲基氯化铵；
——单酯季化合物，如Me3-N+-CH2CH2OC(O)RX-、Me3-N+-CH2C(O)ORX-、Me2-N+-(CH2CH2OH)CH2CH2OC(O)RX-、Me2-N+-(CH2C(O)OMe)CH2CH2O(O)CRX-，其中R＝C8-22的脂肪酸基且X＝Cl、Br、MeSO4或乙酸根；
——酰氨季化合物，如RCONHCH2CH2CH2N+-Me3X-；
——水溶性多羟基酯季化合物，如EP-A-0 638 639所述，以及
——水溶性多季化合物，其包括至少一个C8-22结构部分，且优选N/C8-22结构部分比例为1∶2-2∶1。
最优选的水溶性或自乳化阳离子表面活性剂包括C16-18基团。最优选的是C16-18单烷基季化合物和单酯季化合物。特别突出的是水溶性季铵化合物，其本身显示出小或中等的软化性能，具有如此的软化性能助促进效果。
根据本发明可用作性能促进剂的疏水的非离子化合物包括但不限于如硬脂醇、cetearyl醇或(氢化)牛油醇的脂肪醇，如硬脂酸或(氢化)牛油脂肪酸的脂肪酸，如椰子油、棕榈油、棕榈仁油、大豆油、油酸油、牛油、菜籽油、低芥酸菜籽油、山萮油和蠋油的单-、二-和/或三酸甘油酯(它们任选地可被至少部分氢化)。含C16-18烷基的醇是特别优选的，如氢化牛油醇、氢化牛油脂肪酸、单硬脂酸甘油酯和二硬脂酸甘油酯。其它有用的疏水的非离子化合物包括烷氧基化、优选乙氧基化的衍生物，如C8-22脂肪醇烷氧化物、C8-22脂肪酸烷氧化物、C8-22脂肪酰胺烷氧化物、烷氧基化C8-22甘油酯、及其混合物。为了有效，这种疏水的非离子表面活性剂一般具有的HLB值小于8，优选小于5。
所述性能促进剂可单独使用或与其它公知的性能促进剂结合使用。使用的烷氧基化糖酯(结合的)和性能促进剂(结合的)的重量比一般为95∶5-40∶60％w/w。优选的是烷氧基化糖酯和性能促进剂之间的比例为85∶15-50∶50％w/w。如果根据本发明将水分散性季化合物和疏水的非离子性能促进剂结合使用，那么优选的季化合物与非离子剂的比例为70∶30-90∶10％w/w。为将水溶性季化合物和疏水的非离子性能促进剂结合使用，优选的比例为0.1∶99.9-70∶30％w/w，更优选的比例为0.1∶99.9-50∶50％w/w。
甚至更优选的是甘油酯的酯交换制备的烷氧基化糖酯(仍含有非离子单-、二-和三酸甘油酯的残余混合物)与一种或多种水溶性阳离子性能促进剂的结合物。优选的是，这种混合物包括40-60％w/w的烷氧基化糖酯、40-60％w/w的单-、二-和/或三酸甘油酯，和40-60％w/w的水溶性阳离子表面活性剂，总量至多的为100％。
值得注意的是，烷氧基化糖酯的熔点可能对软化剂的性能有影响。该特性在如下的实施例中没有被最佳化。然而，对本领域的技术人员而言，为获得具有最佳性能的产物，对例如烷氧基化糖酯的脂肪酸结构部分的链长、烷氧基化程度、使用于烷氧化糖(酯)的环氧化物的类型和比例或作为起始原料使用的糖的类型进行变化是没有困难的。
根据本发明的组合物也可含有一种或多种任选的不赋予软化性能的组分。可使用的任选组分的实例有香料、香料载体、电解液、pH缓冲剂、荧光增白剂、着色剂、消泡剂、防再沉淀剂、防缩剂、防皱剂、防斑剂、抗氧剂、抗腐蚀剂、抗静电剂、增稠剂、酶、荧光增白剂(opticalbrightener)、遮光剂、杀菌剂、杀真菌剂、悬垂赋予剂(drape impartingagent)、防晒剂、颜色护理剂、以及熨烫助剂。
除在纤维软化中使用外，也可将所述烷氧基化糖酯用于传统的表面处理。该烷氧基化糖酯例如非常适合用于个人护理方面，如头发和皮肤的调理剂。例如在洗发剂组合物中使用根据本发明的烷氧基化糖酯，特别是将其与水溶性季铵化合物结合使用，能使梳发力量得到有效降低且更容易梳理。烷氧基化糖酯的非离子性质使得可容易地配制包括它们的调理香波。此外，对环境的低影响(低生态毒性)和抗长期结晶性使得根据本发明的烷氧基化糖酯特别适合用于洗车应用方面。最后，希望能将根据本发明的具有优点的烷氧基化糖酯用于绒毛和薄纱织物的软化、传送带润滑剂、矿物浮选、和有机粘土的生产过程中。
结合以下给出的实施例对本发明做进一步地说明。
实施例
在整个文件中给出的不同化合物的HLB值是按照由ICIAmericas Inc的“The HLB system，a time saving guide to emulsifierselection”(1980年3月修订)中公开的方法得出的实际测试方法来测定的。使用了其中描述的原理，即乳化剂混合物的HLB值是每一乳化剂的重量平均HLB值。更特别的是，已知出自Hansen & Rossenthal的Pioneer2076石蜡油具有乳化剂系统所需的HLB值10，以便获得在软化水中最稳定的水包油(O/W)的分散体。为确定具有小于10的HLB值的试验材料的HLB值，将其与HLB值大于10的已知乳化剂以特定的重量比结合，在此为与HLB值为16.5的聚氧乙烯-20山梨糖醇酐单月桂酸酯(出自Akzo Nobel以ArmotanPML20供应)结合。为确定哪种结合能得到最好的O/W分散体，可基于重量比来计算试验材料的HLB值。如果正如所希望的那样，接下来可用更窄的混合比例来进行进一步的试验。根据这些试验，可以约0.25的准确度确定试验材料的HLB值。
根据本发明的软化剂组合物的分散稳定性是通过将总量为5克的(结合的)烷氧基化糖酯和任选的性能促进剂分散在95克水中，并将该分散体转移到100ml的量筒中来测定的。经过1小时和24小时后，测定相分离程度。分散稳定性以分散(W/O)相的体积百分数来表示。
在纤维软化评审试验中对根据本发明的软化剂组合物的软化性能进行了评价。用试验材料按一般为每公斤纤维1.25克的量来处理预洗厚绒布毛巾(使用不含磷酸盐的试验洗涤剂IEC-456，A型，来自WFK-Institutes，Krefeld，Germany)。将经处理的毛巾在20℃、50％的相对湿度下晾干20小时，并切割成10×20cm的条。试验小组的24人通过与三个标准(如下)相比较对软化性进行了评价，数据是根据标准DIN 10954统计得出的。
选择的参考如下：
1)二甲基-二(氢化牛油)氯化铵(Arquad2HT，出自AkzoNobel)，一种传统的可水分散的(纤维)软化剂；
2)1-甲基-2-牛油烷基-3-牛油酰氨基-乙基二甲基硫酸咪唑啉鎓盐(Rewquat7500，出自Witco)，一种传统的可水分散的软化剂，以及
3)未处理的(未使用纤维软化剂)。
经测试的纤维软化剂的性能被分成如下的等级：
+++：如果等于或好于Arquad 2HT
++(+)：如果显著好于Rewoquat 7500
++：如果等于或好于Rewoquat 7500
+(+)：如果显著好于未处理的
+：如果等于或好于未处理的
-：如果比未处理的差
显著意味着具有根据DIN 10954的至少95％的概率。
实施例1-4和比较实施例A
比较在蔗糖四硬脂酸酯(Ryoto Sugar Ester S-270)和相应的乙氧基化糖酯之间进行。这些乙氧基化糖酯的乙氧基化程度根据它们的制备方法而变化。
在实施例1中，用3摩尔的环氧乙烷(EO)酯化1摩尔的蔗糖(在水中的饱和溶液)，使用基于蔗糖重量的2％w/w的KOH为催化剂。接着使获得的蔗糖-3EO进行酯交换，条件是在每摩尔蔗糖-3EO中加入3摩尔的氢化牛油甘油三酯、和附加的多至基于反应物总重量的0.8％w/w的KOH，在全水喷射真空下(20mmHg)于1小时内加热到140℃，以除去所有的水，接着在140℃下反应6小时。在冷却到80℃后，仔细加入基于反应物总重量的1％w/w的过氧化氢，以漂白产物。漂白在全水喷射真空下于110℃进行1小时，在该过程中所有的剩余水被除去。将浅黄色液体冷却到室温得到白色的固体。
在实施例2中，重复实施例1的操作，除以KOH为催化剂用8摩尔的EO酯化1摩尔的蔗糖外。
在实施例3中，重复实施例2的操作，除用硬脂酸甲酯(每摩尔乙氧基化蔗糖用4摩尔)酯化乙氧基化蔗糖外。
在实施例4中，用8摩尔的EO醚化1摩尔的糖酯Ryoto S-270。
通过使用实施例产物的3.2％w/w的分散体与1.8％w/w的硬脂基三甲基氯化铵、由Akzo Nobel以Arquad18提供的水溶性单烷基季化合物结合来确定分散稳定性和软化性能。
以下是得到的结果：
| 实施例 | 产物 | EO/OH摩尔比 | RCOO/OH摩尔比 | HLB值 | 分散稳定性(％，24小时后) | 软化性能 |
| 1 | 蔗糖-3EO-四硬脂酸酯 | 0.38 | 0.5 | 1.5 | 100 | +++ |
| 2 | 蔗糖-8EO-四硬脂酸酯 | 1 | 0.5 | 1.5 | 100 | ++ |
| 3 | 蔗糖-8EO-四硬脂酸酯 | 1 | 0.5 | 2.5 | 95 | +(+) |
| 4 | 蔗糖-8EO-四硬脂酸酯 | 1 | 0.5 | 2.0 | 97 | +(+) |
| A | 蔗糖-四硬脂酸酯 | 0 | 0.5 | 3.5 | 85 | + |
实施例1和2的更优良的性能和较低的HLB值是(部分地)归于单-、二-和/或三酸甘油酯及其乙氧基化衍生物(由于制备乙氧基化糖酯的方法，而出现在乙氧基化糖酯中)的贡献。这些甘油酯(及其衍生物)发挥着非离子性能促进剂的作用。
实施例5-10和比较实施例B-D
在这些实施例中研究了性能促进剂的影响。在实施例5-7中使用了实施例1的蔗糖-3EO-四硬脂酸酯，在实施例8-10中使用了实施例2制备的蔗糖-8EO-四硬脂酸酯。在比较实施例B-D中使用了比较实施例A的蔗糖-四硬脂酸酯。在分散稳定性试验中，将5％w/w的乙氧基化糖酯分散，或如果与附加的性能促进剂结合使用，将3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促进剂分散。在软化性能试验中使用的乙氧基化糖酯和性能促进剂的量为每公斤纤维如下表中所示。HT-OH是氢化牛油醇，由Henkel以HydrenolD提供。
| 实施例 | 乙氧基化糖酯的量(g/kg纤维) | 附加的性能促进剂 | 量(g/kg纤维) | ％分散相 | 软化性能 | |
| 1小时 | 24小时 | |||||
| 5 | 1.25 | 无 | -- | 100 | 98 | + |
| 6 | 0.81 | Arquad 18 | 0.44 | 100 | 100 | +++ |
| 7 | 0.81 | HT-OH | 0.44 | 100 | 95 | +(+) |
| 8 | 1.25 | 无 | -- | 100 | 98 | - |
| 9 | 0.81 | Arquad 18 | 0.44 | 100 | 100 | ++ |
| 10 | 0.81 | HT-OH | 0.44 | 100 | 100 | + |
| B | 1.25 | 无 | -- | ＜50 | ＜50 | - |
| C | 0.81 | Arquad 18 | 0.44 | 90 | ＜50 | + |
| D | 0.81 | HT-OH | 0.44 | 100 | 70 | - |
实施例11-13和比较实施例E-H
在实施例11-13中，将实施例1的乙氧基化糖酯、以及其和附加的性能促进剂结合物的性能，与仅使用这些性能促进剂进行了比较。并且，在分散稳定性试验中，将5％w/w的乙氧基化糖酯分散，或如果与附加的性能促进剂结合使用，将3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促进剂分散。在软化性能试验中使用的乙氧基化糖酯和性能促进剂的量为每公斤纤维如下表中所示。
| 实施例 | 乙氧基化糖酯的量(g/kg纤维) | 性能助促进剂 | 量(g/kg纤维) | ％分散相(24小时后) | 软化性能 |
| 11 | 1.25 | 无 | -- | 98 | + |
| 12 | 0.81 | Arquad2HT | 0.44 | 100 | +(+) |
| 13 | 0.81 | Arquad 18 | 0.44 | 100 | +++ |
| E | 无 | Arquad2HT | 1.25 | 100 | +++ |
| F | 无 | Arquad 18 | 1.25 | 溶液 | + |
| G | 无 | Arquad2HT | 0.44 | 100 | - |
| H | 无 | Arquad 18 | 0.44 | 溶液 | - |
因此，如果将乙氧基化糖酯与水溶性季铵化合物结合，可得到非常好的软化效果。
实施例14-17
对实施例2的乙氧基化糖酯和其与进一步的性能促进剂的结合物的性能进行了测定。并且，在分散稳定性试验中，将3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促进剂分散。在软化性能试验中使用的乙氧基化糖酯和性能促进剂的量为每公斤纤维如下表中所示。
| 实施例 | 乙氧基化糖酯的量(g/kg纤维) | 性能助促进剂 | 量(g/kg纤维) | ％分散相(24小时后) | 软化性能 |
| 14 | 0.75 | EthomeenT/12，盐酸盐 | 0.50 | 90 | ++ |
| 15 | 0.75 | Aromox T/12 | 0.50 | 100 | + |
| 16 | 0.50 | Elfan 280 D | 0.75 | 60 | +(+) |
| 17 | 0.75 | C18皂 | 0.50 | 100 | +(+) |
C18皂＝硬脂酸钾
结果显示多种类型的表面活性剂可用做烷氧基化糖酯的性能促进剂。
实施例18和比较实施例I
对少量实施例2的乙氧基化糖酯和Arquad 2HT的结合物进行评价，并与仅仅是Arquad 2HT的性能进行比较。在分散稳定性试验中，将3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促进剂分散，或者仅仅是4.0％w/w的性能促进剂。在软化性能试验中使用的乙氧基化糖酯和性能促进剂的量为每公斤纤维如下表中所示。
| 实施例 | 乙氧基化糖酯的量(g/kg纤维) | 性能助促进剂 | 量(g/kg纤维) | ％分散相(24小时后) | 软化性能 |
| 18 | 0.35 | Arquad2HT | 0.90 | 100 | +++ |
| I | 无 | Arquad2HT | 0.90 | 100 | ++ |
结果显示可将少量的根据本发明的烷氧基化糖酯与传统的纤维软化化合物结合使用，以获得优良的软化性能。
实施例19
使用Arquad 18作为性能促进剂对山梨糖醇衍生的酯的性能进行评价，该山梨糖醇衍生的酯是由首先乙氧基化山梨糖醇，接着使中间产物与氢化牛油脂反应得到的EO/OH＝0.5和酯/OH＝0.5的产物。在分散稳定性试验中，将3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促进剂分散。在软化性能试验中使用的乙氧基化糖酯和性能促进剂的量为每公斤纤维如下表中所示。
| 实施例 | 乙氧基化糖酯的量(g/kg纤维) | 性能助促进剂 | 量(g/kg纤维) | ％分散相(24小时后) | 软化性能 |
| 19 | 0.81 | Arquad 18 | 0.44 | 100 | ++(+) |
结果显示基于山梨糖醇的烷氧基化糖酯也可用作根据本发明的软化剂。
Claims (21)
1.包括一种或多种烷氧基化糖酯的水性组合物的应用，该烷氧基化糖酯具有：
-烷氧基化糖酯中的烷氧基单元与起始糖分子中的羟基的摩尔比平均为1∶4-3∶1；
-烷氧基化糖酯中的酯基团与起始糖分子中的羟基的摩尔比平均为0.25-0.70；以及
-HLB值小于8，
该水性组合物用作表面处理剂。
2.根据权利要求1的应用，其中所述烷氧基化糖酯的HLB值小于5。
3.根据权利要求2的应用，其中所述烷氧基化糖酯的HLB值在1-3的范围内。
4.根据权利要求1的应用，其中所述烷氧基化糖酯的烷氧基单元与起始糖的羟基的摩尔比平均为1∶4-2∶1。
5.根据权利要求4的应用，其中所述烷氧基化糖酯的烷氧基单元与起始糖的羟基的摩尔比平均为1∶3-2∶3。
6.根据权利要求1的应用，其中所述酯基团与起始糖的羟基的摩尔比平均为0.3-0.65。
7.根据权利要求6的应用，其中所述酯基团与起始糖的羟基的摩尔比平均为0.35-0.60。
8.根据权利要求6的应用，其中所述起始糖化合物的羟基在任选醚化后，被饱和或不饱和的、线性或支化的、任选含有羟基的、C8-22的脂肪酸，或被能引入这种脂肪酸酯基团的反应物酯化。
9.根据前述任一项权利要求的应用，其中所述烷氧基化糖酯与一种或多种性能促进剂的结合使用比例在95∶5-40∶60％w/w之间，所述性能促进剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、和/或非离子表面活性剂。
10.根据权利要求9的应用，其中所述性能促进剂为水溶性季铵化合物。
11.根据权利要求9的应用，其中所述性能促进剂为HLB值小于8的非离子化合物。
12.根据权利要求11的应用，其中所述非离子化合物包括通过烷氧基化糖化合物与甘油三酯进行酯交换获得的一种或多种单-、二-和/或三酸甘油酯。
13.液体水性软化剂组合物，其包括烷氧基化糖酯，该烷氧基化糖酯具有：
-烷氧基化糖酯中的烷氧基单元与起始糖中的羟基的摩尔比平均为1∶4-3∶1；
-烷氧基化糖酯中的酯基团与起始糖中的羟基的摩尔比平均为0.25-0.70；以及
-HLB值小于8。
14.根据权利要求13的软化剂组合物，其中所述HLB值为1-3。
15.根据权利要求13的软化剂组合物，其进一步包括一种或多种选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、和/或非离子表面活性剂的性能促进剂。
16.根据权利要求15的软化剂组合物，其进一步包括一种或多种选自阳离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂的性能促进剂。
17.根据权利要求16的软化剂组合物，其包括水溶性季铵化合物和/或非离子化合物。
18.根据权利要求13-17任一项的软化剂组合物，其中所述烷氧基化糖酯与性能促进剂之比为95∶5-40∶60％w/w。
19.根据权利要求13-17任一项的软化剂组合物，其包括二者比例为70∶30-90∶10％w/w的可水分散的阳离子和非离子性能促进剂。
20.根据权利要求13-17任一项的软化剂组合物，其包括二者比例为0.1∶99.9-70∶30％w/w的水溶性阳离子和非离子性能促进剂。
21.根据权利要求20的软化剂组合物，其包括40-60％w/w的烷氧基化糖酯、40-60％w/w的单-、二-和/或三酸甘油酯、以及40-60％w/w的水溶性阳离子表面活性剂，总量至多为100wt％。
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