CN1782053A - 包含两亲共聚物的表面活性剂组合物 - Google Patents
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Abstract
一种包含两亲共聚物的浓缩的表面活性剂组合物。将所述聚合物加入浓缩的表面活性剂改变了所述浓缩的表面活性剂的物理特性,使其更容易加工。通过将阴离子和两性表面活性剂与这些两亲共聚物结合,改善了在洗涤溶液的稀相中阴离子和两性表面活性剂的清洁性能。
Description
技术领域
本发明涉及包含两亲共聚物的表面活性剂组合物。更具体地,本发明涉及一种表面活性剂组合物,其包含一种或多种表面活性剂和一种或多种两亲共聚物的共混物,所述两亲共聚物在净化中与所述表面活性剂协同地起作用。
背景技术
清洁组合物,例如洗涤剂、香波和清洁剂,包含能够在含水环境中将有机物质从基材上除去的一种或多种表面活性剂或者皂。这些表面活性剂通常作为浓缩物被销售,为了加工成最终商业产品,这些浓缩物通常必须被熔化。清洁组合物可以包含其他成分,例如助洗剂、酶、聚合物和水溶助长剂,它们提供有益的产品和最终使用性能。
疏水改性的水溶性聚合物被用于洗衣和清洁组合物,并且可用于提供污垢释放性能和用于防止污垢再沉积。美国专利5,723,434描述了在各向同性的液体洗涤剂中使用具有疏水性侧基的亲水性聚合物主链。该聚合物有助于提高各向同性液体洗涤剂的透明性。美国专利出版号2003/0162679描述了用于提高表面活性剂(特别是从单一剂量片剂、小包和小袋中)溶解到含水体系中的溶解速率的疏水改性共聚物。这些聚合物还可在自动餐具洗涤机中和硬表面清洁应用中用于悬浮疏水性污垢。疏水改性共聚物可以在各种应用中起到铝的腐蚀抑制剂的作用。
美国专利5,789,511描述了用苯乙烯或者取代的苯乙烯单体与羧化单体生产疏水改性水溶性聚合物的合成方法。这些聚合物提供了良好的污垢释放性能,并且可用于织物和硬表面的清洁组合物。
美国专利6,337,313描述了具有亲水性主链和至少一个疏水性部分的疏水改性共聚物的合成以及在纺织品制造或者处理工艺中的应用。美国专利6,790,818描述了疏水性烯化氧共聚物在人工餐具洗涤应用中的使用。
美国专利5,886,076描述了用于从苯乙烯和羧化单体生产苯乙烯共聚物的溶液聚合工艺。该苯乙烯共聚物可用于具有醇乙氧基化物表面活性剂和1到10%共聚物的清洁组合物。该聚合物提供了良好的污垢释放性能,并且能够与非离子醇乙氧基化物表面活性剂起协同作用。′076专利没有建议使用其他表面活性剂,例如阴离子或者两性表面活性剂。
发明内容
本发明涉及浓缩的表面活性剂组合物,其包含一种或多种表面活性剂和一种或多种两亲共聚物。通过将浓缩的表面活性剂与两亲共聚物结合,其加工性能得到改进,由此减少了制造时间和费用。在这方面,加工性能的改进在于表面活性剂的熔点得到降低。因此该表面活性剂不需要在热的状态下储存,或者在使用之前熔化。
现在已经发现,两亲共聚物与阴离子和/或两性表面活性剂具有协同的清洁效果,即在这些聚合物存在下,这些表面活性剂之间的界面张力被降低,因此在洗液中导致较好的清洁性能。这些两亲聚合物有效地改变了浓缩表面活性剂的物理性能,使表面活性剂能够更容易和更快地被加工成有用的最终产品。本发明的改性的浓缩表面活性剂组合物显示出提高的表面活性剂溶解速率和较低的表面活性剂熔点,借此使处理更加容易。本发明的聚合物还提高了阴离子和两性表面活性剂在洗液的稀相中的清洁性能。
一般而言,两亲分子是具有单一的水溶性极性头(亲水性)和单一的水不溶性有机“尾”(疏水性)的分子。实例包括辛醇和硬脂酸钠。对于本申请的目的,两亲聚合物不局限于单一的成分,而是可以具有多于一个的水溶性部分和多于一个的水不溶性部分。取决于用于本发明共混物的表面活性剂以及其亲水-亲油平衡(“HLB”),必须对两亲共聚物中亲水成分和疏水成分的平衡(“两亲性”)进行调节,以便获得最大益处。
因此,本发明提供可用于清洁组合物的表面活性剂共混物,其包含至少一种两性和/或阴离子表面活性剂,以及基于该表面活性剂的重量为0.1到10重量百分数的至少一种两亲共聚物;其中所述至少一种两亲共聚物与所述至少一种阴离子和/或两性表面活性剂具有协同清洁效果。本发明进一步提供浓缩的表面活性剂组合物,其含有至少50重量百分数的所述表面活性剂共混物。在另一个实施方案中,所述浓缩的表面活性剂组合物包含至少60重量百分数的所述表面活性剂共混物。在另一个实施方案中,所述浓缩的表面活性剂组合物包含至少70重量百分数的所述表面活性剂共混物。在另一个实施方案中,所述浓缩的表面活性剂组合物包含至少75重量百分数的所述表面活性剂共混物。在另一个实施方案中,所述浓缩的表面活性剂组合物包含至少85重量百分数的所述表面活性剂共混物。在另一个实施方案中,所述浓缩的表面活性剂组合物包含至少90重量百分数的所述表面活性剂共混物。在另一个实施方案中,所述浓缩的表面活性剂组合物包含至少95重量百分数的所述表面活性剂共混物。
在一个实施方案中,所述表面活性剂共混物,基于所述表面活性剂的重量,可以包含0.5到5重量百分数的两亲共聚物。该两亲共聚物包含亲水性主链和至少一个疏水性部分。亲水性主链可以包含诸如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸或者其混合物的单体单元。疏水性部分可以是一种或多种疏水性单体,诸如丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、苯乙烯和苯乙烯衍生物、丙烯酰胺衍生物和烷基丙烯酰胺、乙烯基萘、丁二烯或者其混合物。一方面,所述疏水性部分包含链转移剂。
任选地,所述表面活性剂共混物可以包含至少一种非离子表面活性剂。该非离子表面活性剂可以包括醇乙氧基化物、单酚(nonophenol)乙氧基化物或者其混合物。
当所述表面活性剂共混物的表面活性剂是阴离子表面活性剂时,该阴离子表面活性剂可以是直链烷基苯磺酸盐、醇醚硫酸盐或者其混合物。在一个实施方案中,该表面活性剂共混物可以包括一种或多种非离子表面活性剂和一种或多种阴离子表面活性剂。
本发明进一步提供清洁表面的方法。该方法包括使要被清洁的表面与一种溶液接触,该溶液含有低于1000ppm的至少一种两亲共聚物,该共聚物由至少一种亲水性酸单体和至少一种疏水性部分聚合形成,和低于1000ppm的至少一种两性和/或至少一种阴离子表面活性剂。任选地,可以用水漂洗所述表面,使所述表面清洁。要被清洁的表面包括器皿、地板、瓷砖、厨房和浴室表面、木材、毛发或者皮肤。
用于所述清洁方法的表面活性剂可以是氧化胺表面活性剂。所述表面活性剂还可以是醇醚硫酸盐。
所述两亲共聚物的疏水性部分可以是例如甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯和/或苯乙烯。一方面,所述疏水性部分是链转移剂。所述两亲共聚物的亲水性部分可以是例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、甲代烯丙基磺酸钠、烯丙氧基苯磺酸钠和丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸钠。
本发明还提供了用于提高手工餐具洗涤组合物的溶解度的方法。按照该方法,将上述两亲共聚物加入手工餐具洗涤组合物,并且随后稀释该手工餐具洗涤组合物。该手工餐具洗涤组合物可以包含阴离子或者两性表面活性剂或者其混合物。当所述表面活性剂是阴离子表面活性剂时,该阴离子表面活性剂可以是醇醚硫酸盐。当所述表面活性剂是两性表面活性剂时,该两性表面活性剂可以是氧化胺。
因此,本发明涉及浓缩的表面活性剂组合物。该组合物包含至少50重量百分数的改性的表面活性剂共混物。该改性的共混物包含至少一种表面活性剂,基于该表面活性剂的重量为大约0.1到大约10重量百分数的至少一种两亲共聚物,以及水。
本发明的表面活性剂组合物,通过将阴离子和/或两性表面活性剂与这些两亲共聚物结合,提高了阴离子和/或两性表面活性剂在洗涤溶液的稀相中的清洁性能。“稀相”是指清洁制剂被稀释到最终使用水平并且与被清洁的基材接触的时候。在大多数情况下,稀相中的表面活性剂和/或聚合物浓度低于1000ppm。
本发明涉及浓缩的表面活性剂组合物,其包含至少一种表面活性剂和至少一种两亲共聚物。其还涉及通过将阴离子和/或两性表面活性剂与这些两亲共聚物结合,提高阴离子和/或两性表面活性剂在洗涤溶液的稀相中的清洁性能。
在一个实施方案中,所述两亲共聚物从至少一种亲水性酸单体和至少一种疏水性部分制备。所述酸单体可以是包含可聚合羧酸或者磺酸的单体。包含可聚合羧酸或者磺酸的单体的实例包括:丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代-丙烯酸、α-氰基-丙烯酸、β-甲基-丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基-丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、α-氯代-山梨酸、当归酸、肉桂酸、对氯肉桂酸、β-苯乙烯基-丙烯酸(1-羧基-4-苯基丁二烯-1,3)、衣康酸、马来酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、乌头酸、富马酸、三羧基乙烯、2-丙烯酰氧基丙酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基磺酸、甲代烯丙基磺酸钠、磺化苯乙烯、烯丙氧基苯磺酸、马来酸和马来酸酐。还可以使用可以衍生得到含酸基团的部分,诸如马来酸酐或者丙烯酰胺。还可以使用含酸亲水性单体的混合物。一方面,含酸亲水性单体是丙烯酸、马来酸、衣康酸或者其混合物。
所述聚合物的亲水性部分还可以从水溶性的链转移剂产生。可以使用的水溶性链转移剂包括:短链硫醇,例如3-巯基丙酸、2-巯基乙醇等等,以及磷基链转移剂,诸如磷酸和次磷酸钠。
所述至少一种疏水性部分可以从至少一种疏水性单体、链转移剂和/或表面活性剂制备。有用的疏水性单体包括烯属不饱和单体,其具有饱和或者不饱和烷基、羟烷基、烷基烷氧基基团、芳基烷氧基、烷芳基烷氧基、芳基和芳基烷基基团,烷基磺酸盐,芳基磺酸盐,硅氧烷,以及其混合物。有用的链转移剂包括具有3到24个碳原子的那些。有用的链转移剂的实例包括硫醇、胺、醇、α-烯烃磺酸盐以及其混合物。有用的表面活性剂的实例包括醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物以及烷基芳基磺酸盐。
疏水性单体的实例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸山萮酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸山萮酯、2-乙基己基丙烯酰胺、辛基丙烯酰胺、月桂基丙烯酰胺、硬脂基丙烯酰胺、山萮基丙烯酰胺、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、3-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、4-十二烷基苯乙烯、2-乙基-4-苄基苯乙烯和4-(苯基丁基)苯乙烯。还可以使用疏水性单体的混合物。
疏水性部分可以选自硅氧烷、芳基磺酸盐以及任选地具有官能末端基团的饱和和不饱和烷基部分,其中所述烷基部分具有5到24个碳原子。另一方面,所述烷基部分具有6到18个碳原子。在第三个方面,所述烷基部分具有8到16个碳原子。所述疏水性部分可以任选地通过具有1到50个环氧乙烷基团的环氧乙烷单元结合到所述亲水性主链上。所述疏水性部分还可以通过使用表面活性剂分子被引入所述两亲共聚物。例如,亲水性酸单体可以被接枝到表面活性剂主链上。可选择地,表面活性剂可以被连接到可聚合的单元上,诸如甲基丙烯酸的酯、具有大约二十个乙氧基单元的C12-22烷氧基聚(乙烯氧基)乙醇或者具有大约二十个乙氧基单元的C16-18烷氧基聚(乙烯氧基)乙醇。然后该可聚合单元可以被引入所述聚合物。
可选择地或者另外地,所述疏水性部分可以以链转移剂的形式引入所述两亲共聚物。一方面,所述链转移剂可以具有3到24个碳原子。另一方面,所述链转移剂可以具有3到14个碳原子。在第三个方面,所述链转移剂可以具有3到12个碳原子。
有用的链转移剂包括硫醇或者硫酚、胺、醇、或者α-烯烃磺酸盐。还可以使用链转移剂的混合物。可用于本发明的硫醇链转移剂包括具有至少一个-SH或者硫醇基团的有机硫醇,其分为脂肪族、脂环族或者芳香族硫醇。除烃基团之外,硫醇可以包含其他取代基,诸如羧酸基团、羟基、醚基团、酯基、硫醚基团、胺基团以及酰胺基团。适合的硫醇的实例包括甲硫醇、乙硫醇、丁硫醇、巯基乙醇、巯基丙醇、巯基丁醇、巯基乙酸、巯基丙酸、硫代苹果酸、苄硫醇、苯硫醇、环己基硫醇、1-硫甘油、2,2’-二巯基二乙基醚、2,2’-二巯基二丙基醚、2,2’-二巯基二异丙基醚、3,3’-二巯基二丙基醚、2,2’-二巯基二乙基硫醚、3,3’-二巯基二丙基硫醚、双(β-巯基乙氧基)甲烷、双(β-巯基乙硫基)甲烷、乙烷二硫醇-1,2、丙烷二硫醇-1,2、丁烷二硫醇-1,4、3,4-二巯基丁醇-1、三羟甲基乙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三硫代甘醇酸酯、季戊四醇四硫代甘醇酸酯、辛硫醇、癸硫醇、十二硫醇和十八硫醇。在一个实施方案中,所述硫醇链转移剂是辛硫醇、十二硫醇或者其混合物。
有用的链转移剂可以是胺化合物,诸如甲胺、乙胺、异丙胺、正丁胺、正丙胺、异丁胺、叔丁胺、戊胺、己胺、苄胺、辛胺、癸胺、十二烷胺和十八烷胺。一方面,所述胺链转移剂是异丙胺、十二烷胺或者其混合物。
可用于本发明的醇或者羟基链转移剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正丙醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、苄醇、辛醇、癸醇、十二烷醇和十八烷醇。一方面,所述醇链转移剂是异丙醇、十二烷醇或者其混合物。
适于生产本发明两亲共聚物的其他疏水性单体包括α-烯烃磺酸盐。这类磺酸盐的实例包括C8-C18α-烯烃磺酸盐,诸如Bio-TergeAS-4O(可得自Stepan公司,Northfield,Illinois),Hostapur OS液体(可购自Clariant国际有限公司,Muttenz,瑞士)和WitconateAOS(可购自Witco有限公司,Greenwich,Connecticut)。
所述两亲共聚物可以通过本领域已知的方法制备,诸如美国专利5,147,576和5,650,473中公开的那些方法。在一个实施方案中,所述两亲共聚物使用普通的聚合过程制备,但是使用其中在适合的共溶剂存在下进行聚合的方法。对水与共溶剂的比例进行小心监测和控制,使得聚合物在形成时保持在可以充分运动的条件下,并且防止不希望有的疏水性单体的均聚以及不希望有的其随后的沉淀。
本发明的两亲共聚物可以是阳离子的。阳离子两亲共聚物包括这样的共聚物,其具有疏水物和酰胺-官能单体,所述酰胺官能团处于聚合物主链上、侧链中或者两者中。可用于本发明的酰胺单体在所述侧链中不具有胺键。虽然可以使用任何可聚合的酰胺-官能单体,但是取代的酰胺是优选的。已知,取代的酰胺朝着酰胺氮的方向推动电子平衡,使其稍微更呈碱性。一方面,取代的酰胺包括单-和二-取代的酰胺,诸如单烷基酰胺、单烷基丙烯酰胺、N,N-二烷基丙烯酰胺和N,N-二烷基酰胺。另一方面,酰胺单体是N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰基吗啉。还可以使用酰胺单体的混合物。在一个实施方案中,所述酰胺单体构成所述两亲聚合物的至少1摩尔百分数。在另一个实施方案中,所述酰胺单体构成所述聚合物的至少5摩尔百分数。在另一个实施方案中,所述酰胺单体构成所述两亲共聚物的至少10摩尔百分数。在另一种实施方案中,所述酰胺单体构成所述共聚物的至少25摩尔百分数。取决于预定的最终用途,在某些情况下,高于40摩尔百分数、高于50摩尔百分数和甚至高于75摩尔百分数的酰胺单体水平可能是有利的。
可以使用氨基酸的共聚物,例如天冬氨酸和天冬氨酸钠的共聚物,如美国专利5,981,691中公开的那种。这些聚合物在主链中包含酰胺官能团,并且可作为ReactinTM AS 11购自Folia股份有限公司,Birmingham,Alabama。这些共聚物还具有酰亚胺官能团。这些酰亚胺官能团能够与胺试剂、例如二乙醇胺反应,形成具有酰胺侧链的聚合物。
非离子两亲共聚物包括具有疏水物和诸如丙烯酰胺、取代的丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰基吗啉和乙烯基咪唑啉的单体。
本发明的两亲共聚物在纺织品的制造或者处理中能够配合重金属离子。例如,所述两亲共聚物有助于在漂白过程中稳定过氧化氢,减少水垢和防止在冲洗(scouring)、退浆、丝光处理和漂白过程中重金属离子诸如铁、钙和镁的沉积。此外,所述两亲共聚物能够防止颗粒污垢再沉积到纺织品上。
疏水性部分的量取决于疏水基的尺寸。如果疏水基是相对小的,诸如甲基丙烯酸甲酯或者苯乙烯,则疏水性部分可以以最高90摩尔百分数的量存在。如果疏水基是大的,诸如C18甲基丙烯酸酯,则需要较小量的疏水性部分。通常使用包含0.5到25摩尔百分数疏水性单体的两亲共聚物。
本发明的两亲共聚物可用于改性浓缩的表面活性剂相。浓缩的表面活性剂相是指表面活性剂大于溶液重量的50%。优选所述表面活性剂大于溶液的60%,和最优选所述表面活性剂大于溶液的70%。这方面可用于本发明的表面活性剂包括阳离子、阴离子、非离子和两性表面活性剂。
阴离子表面活性剂包括例如C8-C20烷基苯磺酸盐、C8-C20链烷磺酸盐、C8-C20烷基硫酸盐、C8-C20烷基磺基琥珀酸盐和C8-C20硫酸化乙氧基化链烷醇。
阳离子表面活性剂包括例如氯化双二十烷基二甲基铵;氯化双二十二烷基二甲基铵;氯化双十八烷基二甲基铵;甲基硫酸双十八烷基二甲基铵;氯化双十四烷基二甲基铵和天然存在的上述脂肪族基团的混合物,例如氯化二(氢化牛脂基)二甲基铵;甲基硫酸二(氢化牛脂基)二甲基铵;氯化二牛脂基二甲基铵;和氯化二油基二甲基铵。一方面,所述阳离子表面活性剂是氯化二(氢化牛脂基)二甲基铵或者氯化双十八烷基二甲基铵。
阳离子表面活性剂还包括咪唑啉鎓化合物,诸如1-甲基-1-(牛脂基酰氨基-)乙基-2-牛脂基-4,5-二氢咪唑啉鎓甲基硫酸盐和1-甲基-1-(棕榈酰酰氨基)乙基-2-十八烷基-4,5-二氢咪唑啉鎓甲基硫酸盐。其他有用的咪唑啉鎓物质是2-十七烷基-1-甲基-1(2-硬脂酰酰氨基)-乙基-咪唑啉鎓甲基硫酸盐和氯化2-月桂基-羟乙基-1-油烯基-咪唑啉鎓。
非离子表面活性剂包括例如C6-C12烷基酚乙氧基化物、C8-C20链烷醇烷氧基化物和环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物。任选地,聚环氧烷的末端基团可以被封闭,使得聚环氧烷的自由-OH基团可以被醚化、酯化、缩醛化和/或胺化。另一种改性包括使聚环氧烷的自由-OH基团与异氰酸酯反应。非离子表面活性剂还包括C4-C18烷基糖苷以及可通过烷氧基化由其获得的烷氧基化产品,尤其是通过烷基糖苷与环氧乙烷反应获得的产品。
本发明可以使用包含酸性和碱性亲水基团两者的两性表面活性剂。这些两性表面活性剂可以是仲和叔胺的衍生物、季铵、季磷鎓或者叔锍化合物的衍生物。季化合物中的阳离子原子可以是杂环的一部分。两性表面活性剂优选包含至少一个脂族基团,其包含大约3到大约18个碳原子。至少一个脂族基团优选包含阴离子水-增溶基,例如羧基、磺酸盐或者膦酰基。
在共聚物中需要的疏水性水平取决于表面活性剂的HLB。为了有效,HLB越高,所述聚合物需要越高的疏水性。
可用于本发明的共聚物的类型与所要与其结合的表面活性剂的类型有关。例如,疏水改进胺聚合物及其他阳离子聚合物将影响阳离子表面活性剂的物理性能。阴离子表面活性剂可能受具有带负电荷的疏水性部分的聚合物(阴离子聚合物)影响。阴离子和阳离子共聚物两者均可以与非离子表面活性剂一起使用。非离子聚合物可以与阴离子、阳离子和非离子表面活性剂一起使用。
所述聚合物可以以任何手段与所述表面活性剂结合。所述结合可以包括与表面活性剂一种疏水改性共聚物,或者其结合。因为纯的表面活性剂通常在升高的温度下离开其制造工艺,因此聚合物可以被加到热表面活性剂中。优选的方法是将含水聚合物溶液加入熔化的表面活性剂。然而,所述聚合物是干燥形式,并且可以作为干固体加入,或者可以被熔化,然后加到表面活性剂中。在浓缩的表面活性剂组合物中,两亲共聚物以基于表面活性剂的重量为0.1到10重量百分数、优选0.5到5重量百分数和最优选1到3重量百分数的量存在。
在本发明的这一方面,表面活性剂组合物是浓缩的,并且主要地包含仅仅表面活性剂和两亲共聚物。所述表面活性剂可以是多于一种表面活性剂的共混物。在该体系中,如果有水的话,水的量是低的,优选低于50重量百分数、更优选低于40重量百分数、甚至更优选低于30重量百分数、更优选低于25重量百分数、更优选低于15重量百分数、甚至更优选低于10重量百分数和最优选低于5重量百分数。
虽然不受任何特定的理论束缚,据信所述聚合物能改变表面活性剂胶束的相关系。聚合物成为胶束的一部分,并且破坏表面活性剂分子的群集(packing)。这改变了表面活性剂胶束的物理特性,因为在胶束中表面活性剂分子之间存在较小的吸引力。所述较小的吸引力降低了表面活性剂的熔点并且提供更快的溶解。
一种优点是:当从100%活性物质溶解表面活性剂时,表面活性剂经过不同的相转变。这些相中的某些是难以克服的凝胶。将所述共聚物与浓缩的表面活性剂结合使用消除了凝胶相,并且使处理非常容易。在手工餐具洗涤制剂中尤其是这种情况,由于凝胶相的形成,该制剂难以稀释。通常使用溶剂例如乙醇来克服该问题。然而,这些溶剂是挥发性的,并且可能随时间而蒸发掉。本发明聚合物能够至少部分地替代这些溶剂,并且使这些制剂的稀释成为可能。这些聚合物还降低所述熔点,因此节省时间和费用,尤其在冬季时更是如此。
所述表面活性剂比较容易处理,并且加工比较容易和快捷,这种净效果使肥皂制造商能够节约成本。许多表面活性剂是以熔化形式销售的,其需要在运输和贮存期间将表面活性剂加热。由将两亲共聚物加入表面活性剂所导致的较低的熔点降低了能量需求,并且使加工更快速。
所述表面活性剂组合物可以用于洗涤剂和硬表面清洁剂的制剂。所述洗涤剂和清洁剂具有许多用途,包括香波、个人护理产品、金属清洁剂、洗衣和餐具洗涤洗涤剂和地板清洁剂。在例如地板清洁剂的制剂中,其中希望使用较低量的表面活性剂,以减少拖浆(streaking)和残留物,较低的CMC使得可以使用较少的表面活性剂获得良好的性能,从而节约成本。
本发明进一步提供清洁性能的改进,该改进是由于在稀相中两亲共聚物和阴离子和/或两性表面活性剂之间的协同效应。“稀相”指清洁制剂被稀释到最终使用水平并且与要被清洁的基材接触的时候。通常,在这样的应用中,表面活性剂浓度低于1000ppm。在另一个实施方案中,在洗涤液中,表面活性剂浓度低于500ppm。在另一个实施方案中,在洗涤液中,表面活性剂浓度低于300ppm。
正如前面指出的,在洗涤水的稀相中,本发明的两亲共聚物与两性和/或阴离子表面活性剂具有协同作用。这些聚合物降低了在洗涤液的稀相中阴离子或者两性表面活性剂和油污的界面张力。结果,当将这些聚合物与阴离子或者两性表面活性剂同时使用时,在洗涤液的稀相中获得了提高的清洁效果。在这种稀相中,表面活性剂水平基于洗涤液通常低于1000ppm。然而,表面活性剂水平能够低到100ppm。在洗涤液中,聚合物水平通常低于100ppm。然而,聚合物水平能够低到10ppm或者甚至更低。
可用于本发明的两性表面活性剂能够包括氧化胺、甜菜碱、磺基甜菜碱和衍生物,或者脂肪族和杂环仲和叔胺,其中该脂肪族部分具有至少一个水溶性的阴离子基团。一方面,可用于本发明的两性表面活性剂选自氧化胺表面活性剂。氧化胺表面活性剂包括:水溶性氧化胺,其具有一个含10到18个碳原子的烷基部分,和2个选自具有1到3个碳原子的烷基基团和羟烷基基团的部分;水溶性的氧化膦,其包含一个含10到18个碳原子的烷基部分和2个选自具有1到3个碳原子的烷基基团和羟烷基基团的部分;和水溶性的亚砜,其包含一个具有10到18个碳原子的烷基部分和选自具有1到3个碳原子的烷基和羟烷基部分的部分。例如,氧化胺表面活性剂包括C10-C18烷基二甲基氧化胺和C8-C12烷氧基乙基二羟基乙基氧化胺。适合的两性表面活性剂的其他实例提供于Schwartz,Perry和Berch的“表面活性剂和洗涤剂”,第I和II卷。
适合用于本发明的阴离子表面活性剂包括以下通式的水溶性盐或者酸:
ROSO3M
其中,R是C6-C20直链或者支链烃基,在另一方面是具有C10-C20烷基组分的烷基或者羟烷基,并且在另一方面是C10-C14烷基或者羟烷基;并且M是H或者阳离子,例如碱金属阳离子或者铵或者取代的铵或者钠。
其他适合在此使用的阴离子表面活性剂是以下通式的水溶性盐或者酸:
RO(A)mSO3M
其中,R在一个实施方案中是未被取代的直链或者支链C6-C20烷基或者具有C10-C20烷基组分的羟烷基基团,在另一个实施方案中是C12-C20烷基或者羟烷基,和在第三个实施方案中是C12-C14烷基或者羟烷基;A是乙氧基或者丙氧基单元;m在一个方面中大于零,在另一个方面中在0.5和5之间,并且在进一步的方面中在0.5和2之间;并且M是H或者阳离子,例如金属阳离子、铵或者取代的铵阳离子。本文还考虑了烷基乙氧基化硫酸盐以及烷基丙氧基化硫酸盐。示例性的表面活性剂是C10-C14烷基多乙氧基化(1.0)硫酸盐、C10-C14多乙氧基化(1.0)硫酸盐、C10-C14烷基多乙氧基化(2.25)硫酸盐、C10-C14多乙氧基化(2.25)硫酸盐、C10-C14烷基多乙氧基化(3.0)硫酸盐、C10-C14多乙氧基化(3.0)硫酸盐和C10-C14烷基多乙氧基化(4.0)硫酸盐、C10-C18多乙氧基化(4.0)硫酸盐。在一个实施方案中,阴离子表面活性剂是烷氧基化的硫酸盐表面活性剂。在另一个实施方案中,阴离子表面活性剂是乙氧基化和非烷氧基化硫酸盐表面活性剂的混合物。在这样的实施方案中,平均烷氧基化程度可以为0.4到0.8。
其他适合在此使用的阴离子表面活性剂是烷基磺酸盐,包括以下通式的水溶性盐或者酸:
RSO3M
其中,R在一个实施方案中是C6-C20直链或者支链、饱和或者不饱和烷基基团,在另一个实施方案中是C10-C20烷基基团,并且在第三个实施方案中是C10-C14烷基基团;并且M是H或者阳离子,例如碱金属阳离子例如钠、钾和锂,或者铵或者取代的铵(例如甲基-、二甲基-和三甲基铵阳离子,以及季铵阳离子例如四甲基铵和二甲基哌啶鎓阳离子,以及衍生自烷基胺例如乙胺、二乙胺、三乙胺和其混合物的季铵阳离子)。
适合在此使用的烷基芳基磺酸盐包括以下通式的水溶性盐或者酸:
RSO3M
其中,R是芳基,优选苄基,其被C6-C20直链或者支链的、饱和或者不饱和的烷基基团取代,在另一方面被C12-C16烷基基团取代,和甚至在另一个方面被C10-C14烷基基团取代;并且M是H或者阳离子,例如碱金属阳离子(例如钠、钾、锂、钙或者镁)或者铵或者取代的铵(例如甲基-、二甲基-和三甲基铵阳离子,和季铵阳离子例如四甲基铵和二甲基哌啶鎓阳离子和衍生自烷基胺例如乙胺、二乙胺、三乙胺和其混合物的季铵阳离子)。
在另一个实施方案中,阴离子表面活性剂的碳链包括烷基支化单元。在一方面,支化单元是C1-4烷基支化单元。在一个实施方案中,阴离子表面活性剂的平均支化百分数大于30%。在另一个实施方案中,阴离子表面活性剂的平均支化百分数为35%到80%。在另一个实施方案中,阴离子表面活性剂的平均支化百分数为40%到60%。该平均支化百分数能够通过使用一种或多种如上所述支链的阴离子表面活性剂配制所述组合物来获得。可选择地,所述组合物能够包括支链阴离子表面活性剂和直链阴离子表面活性剂的混合物,使得总的阴离子表面活性剂的平均支化百分数大于30%。在另一个实施方案中,支化百分数为35%到80%。在另一个实施方案中,支化百分数为40%到60%。
在此还可以使用其他的可用于清洁剂目的的阴离子表面活性剂。这些的实例可见于Schwartz、Perry和Berch的“表面活性剂和洗涤剂”,第I和II卷。各种这类表面活性剂还一般地公开在美国专利3,929,678,第23栏第58行到第29栏第23行中。
在此使用的其他尤其适合的阴离子表面活性剂包括烷基羧化物和烷基烷氧基羧化物,其烷基链中具有4到24个碳原子。在另一方面,这些表面活性剂在烷基链中具有8到18个碳原子。在另一方面,这些表面活性剂在烷基链中具有8到16个碳原子。烷氧基可以是丙氧基和/或乙氧基。在一个实施方案中,烷氧基是乙氧基,烷氧基化程度为0.5到20。在另一个实施方案中,乙氧基具有5到15的烷氧基化程度。在此使用的烷基烷氧基羧化物可以是月桂基醚11羧酸钠(例如R0(C2H4O)10--CH2COONa,其中R=C12-C14,可以名称Akyposoft RTM 100NV购自Kao Chemical Gbmh,Emmerich,德国)。
使用的特定表面活性剂可以根据预想的特定的最终用途而广泛地变化。本领域技术人员依据所要清洁的表面能够确定所要使用的表面活性剂。此外,为了获得如上所述的协同作用,非离子表面活性剂不是要求的。即使这样,除了所述阴离子和/或两性表面活性剂外,可以任选地使用非离子表面活性剂。通常,非离子表面活性剂的水平可以低于所用的阴离子表面活性剂。
本发明进一步涉及清洁表面的方法,所述表面例如是器皿、地板、瓷砖、厨房和浴室表面、木材、毛发和皮肤。使所述表面与如上所述的组合物接触。所述组合物可以以纯的或者稀释(例如在水中)形式施加于所述表面。因此,所述表面可以单独地通过将所述组合物施加到所述表面来清洁,并且可以任选地随后对所述表面漂洗,例如用水,然后进行干燥。可选择地,可以在适合的容器中(例如盆、洗涤槽或者转筒中)将组合物与水混合,借此可以使用相同的组合物和水(餐具洗涤水)清洁大量的表面(例如餐具)。在另外的可供选择的方法中,对于极脏的表面,所述产品可以以稀释形式在适合的容器中作为浸泡介质使用。如前所述,所述表面可以任选地在干燥之前进行漂洗。干燥可以通过水的自然蒸发而被动地进行,或者使用任何适合的干燥手段例如布或者毛巾主动地进行。
具体实施方式
实施例
提供以下实施例以进一步举例说明和解释本发明,但是不应该将这些实施例在任何意义上视为对本发明的限制。
实施例1-包含33.3摩尔百分数丙烯酸和66.7摩尔百分数苯乙烯的两亲聚合物的制备
在装配有盖子的1升玻璃反应器中加入140克去离子水和240克异丙醇的初始进料,所述盖子具有用于安装搅拌器、水冷式冷凝器的进口和用于加入单体和引发剂溶液的进口。将反应器的内容物加热到回流(大约86℃)。在回流下,在搅拌的同时,在3小时内,向反应器中加入103克丙烯酸、297克苯乙烯和1克十二烷基硫醇(“DDM”)的连续加料。在相同的时间期间和附加的30分钟内,向反应器中加入以下引发剂溶液:
引发剂溶液#1 | |
叔丁基过氧化氢 | 40g |
异丙醇 | 20g |
去离子水 | 20g |
引发剂溶液#2 | |
甲醛次硫酸钠 | 16g |
去离子水 | 80g |
在加入引发剂的末尾,加入47%氢氧化钠水溶液(100g),产生最终pH为大约7到8的聚合物溶液。将反应温度保持在回流下达到另外1小时,以消除任何未反应的单体。
在保持1小时之后,通过在真空下进行共沸蒸馏,将醇共溶剂从聚合物溶液中除去。在蒸馏期间,将去离子水加入聚合物溶液以保持适当的聚合物粘度。将两亲共聚物的水溶液冷却到低于30℃。
实施例2-包含60摩尔百分数丙烯酸和40摩尔百分数苯乙烯的两亲共聚物的制备
将86.4克去离子水、79.2克异丙醇和0.042克硫酸亚铁铵的初始进料加入1升玻璃反应器。将反应器的内容物加热到回流(大约84℃)。
在回流下,在3.5小时时间内,加入64.5克丙烯酸、62.1克苯乙烯、0.1克十二烷基硫醇的连续加料。与上述单体溶液同时地,分别在4小时和3.25小时时间内,加入引发剂和链转移剂溶液。
引发剂溶液 | |
过硫酸钠 | 5.72g |
水 | 14.0g |
过氧化氢35% | 16.7g |
链转移剂溶液 | |
3-巯基丙酸,99.5% | 4.9g |
水 | 21.8g |
在加入引发剂和链转移剂溶液之后,将反应温度保持在大约88℃下一个小时。通过在真空下进行共沸蒸馏,将醇共溶剂从聚合物溶液中除去。在蒸馏期间,向聚合物溶液中加入144克去离子水和64.1克50%氢氧化钠溶液的混合物。加入少量ANTIFOAM 1400(硅氧烷消泡剂,可购自Dow Corning公司,Midland,Michigan)(0.045克),以抑制在蒸馏期间产生的任何泡沫。蒸馏出大约190克的水和异丙醇的混合物。在蒸馏完成之后,在反应混合物中加入25克水,将反应混合物冷却,得到微黄的琥珀色溶液。
实施例3-包含96.1摩尔百分数丙烯酸和3.9摩尔百分数甲基丙烯酸月桂酯的两亲共聚物的制备
将190克去离子水和97.1克异丙醇的初始进料加入1升玻璃反应器。将反应器内容物加热到回流(大约82℃-84℃)。在回流下,在搅拌的同时,在3小时时间内,向反应器中同时加入105克丙烯酸和15.0克甲基丙烯酸月桂酯的连续加料。同时地,在4小时时间内,加入包含15.9克过硫酸钠和24.0克水的引发剂溶液。
将反应温度保持在82℃-85℃下另外一小时。通过在真空下进行共沸蒸馏,将醇共溶剂从聚合物溶液中除去。在蒸馏的中间点(当产生大约100克蒸馏物时),向聚合物溶液中加入48克热水,以保持适当的聚合物粘度。加入少量ANTIFOAM 1400(0.045克),以抑制在蒸馏期间可能产生的任何泡沫。蒸馏出大约200克的水和异丙醇的混合物。当反应产物中的异丙醇水平低于0.3重量百分数时停止蒸馏。
将反应混合物冷却到低于40℃,随着冷却向反应混合物中加入45克水和105.8克50%NaOH,同时保持低于40℃的温度,以防止甲基丙烯酸月桂酯水解。最终产品是不透明的粘性液体。
实施例4-用C12链转移剂疏水改性的聚丙烯酸的合成
在反应器中,将524.8g水和174g异丙醇加热到85℃。在3小时时间内,将374g丙烯酸和49g正十二烷硫醇的混合物加入反应器。在加入完成之后,在30分钟时间内,将65.3g丙烯酸加入反应器。同时,在4小时时间内,将17.5克过硫酸钠在175克水中的溶液加入反应器。将反应器的温度保持在85℃-95℃下一个小时,在此之后,向反应器中加入125克水、51克50%NaOH溶液和0.07克ANTIFOAM 1400。将反应混合物蒸馏,以除去异丙醇。蒸馏出大约300g的异丙醇和水的混合物。将反应混合物冷却到室温,加入388克50%NaOH溶液。
实施例5-接枝到非离子表面活性剂上的丙烯酸
以以下方式合成聚合物:将5.0份的丙烯酸、3.0份的IGEPALCO-730(壬基酚非离子表面活性剂的15摩尔环氧乙烷加成物,可购自Stepan公司,Northfield,Illinois)和0.7份的氢氧化钠溶解在足量的水中,得到100份水溶液。将溶液搅拌和加热到60℃。然后在其中加入一份的过硫酸钠。在几分钟之后,出现明显温升,温度上升到75℃。继续搅拌90分钟,同时将温度保持在75℃。将得到的溶液冷却,其具有澄清的微黄颜色并且是稍显酸性的。
实施例6-在亲水性溶剂中包含表面活性剂部分的共聚物的制备
在提供有搅拌器的反应器中,将750重量份去离子水和250份异丙醇加热到82℃。制备单体/引发剂混合物,其包含350重量份丙烯酸、150重量份的甲基丙烯酸和具有大约二十个乙氧基单元的(C16-18)烷氧基聚(乙烯氧基)乙醇的酯以及8重量份甲基丙烯酸。在单体/引发剂进料开始之前五分钟时,在82℃异丙醇混合物中加入2重量份Lupersol 11(a/k/a Luperox 11M75,叔丁基过氧新戊酸酯,可购自Arkema,巴黎,法国)。然后在2小时内计量加入单体/引发剂混合物,同时使反应器内容物保持在82℃下。其后,将反应器内容物在82℃下加热另外30分钟,然后冷却,得到溶解在水/异丙醇混合溶剂中的共聚物。
实施例7-具有不饱和烷基疏水物的单体的合成
将79克甲基丙烯酸酐加入圆底烧瓶。在搅拌的同时,在室温下,在一小时时间内,向其中加入190.7克油烯基胺(70%溶液,得自Aldrich)。反应是放热的,并且通过使用冷却浴保持在大约25℃。将反应混合物搅拌12小时。最终产品是不透明的黄色溶液。
实施例8-引入有包含不饱和烷基疏水物的单体的共聚物的合成
将200克去离子水和200克异丙醇的初始进料加入2升玻璃反应器。将反应器内容物加热到回流(大约82℃-85℃)。在回流下,在搅拌的同时,在3小时时间内,同时地将213克丙烯酸和16.1克上述实施例的反应产物的连续加料加入反应器。同时地,在4小时时间内,加入包含5.0克过硫酸钠和75.0克水的引发剂溶液。
将反应温度保持在82℃-85℃下另外一小时。通过在真空下进行共沸蒸馏,将醇共溶剂从聚合物溶液中除去。加入少量(0.045克)ANTIFOAM 1400,以抑制在蒸馏期间可能产生的任何泡沫。在蒸馏期间加入包含213.8克50%NaOH和200克去离子水的溶液。蒸馏出大约300克的水和异丙醇的混合物。当反应产物中的异丙醇水平低于0.3重量百分数时停止蒸馏。最终产品是澄清的琥珀色溶液。
实施例9-包含49摩尔百分数丙烯酸和51摩尔百分数苯乙烯的两亲共聚物的制备
将195.2克去离子水、279.1克异丙醇和0.0949克硫酸亚铁铵的初始进料加入1升玻璃反应器。将反应器的内容物加热到回流(大约84℃)。
在回流下,在3.5小时时间内,加入121.4克丙烯酸、175.5克苯乙烯的连续加料。与上述单体溶液同时地,分别在4小时和3.25小时时间内,加入引发剂和链转移剂溶液。
引发剂溶液 | |
过硫酸钠 | 12.93g |
水 | 31.6g |
过氧化氢35% | 37.8g |
链转移剂溶液 | |
3-巯基丙酸,99.5% | 11.1g |
水 | 49.3g |
在加入引发剂和链转移剂溶液之后,将反应温度保持在大约88℃下一个小时。通过在真空下进行共沸蒸馏,将醇共溶剂从聚合物溶液中除去。在蒸馏期间,向聚合物溶液中加入325.6克去离子水和134.8克50%氢氧化钠溶液的混合物。加入少量ANTI FOAM 1400(0.10克),以抑制在蒸馏期间产生的任何泡沫。蒸馏出大约375.0克的水和异丙醇的混合物。在蒸馏完成之后,在反应混合物中加入25克水,将反应混合物冷却,得到微黄的琥珀色溶液。
实施例10
重复实施例9,使用60摩尔百分数苯乙烯和40摩尔百分数丙烯酸。
将195.2克去离子水、279.1克异丙醇和0.0949克硫酸亚铁铵的初始进料加入1升玻璃反应器。将反应器的内容物加热到回流(大约84℃)。
在回流下,在3.5小时时间内,加入97.1克丙烯酸、210.6克苯乙烯的连续加料。与上述单体溶液同时地,分别在4小时和3.25小时时间内,加入引发剂和链转移剂溶液。
引发剂溶液 | |
过硫酸钠 | 12.93g |
水 | 31.6g |
过氧化氢35% | 37.8g |
链转移剂溶液 | |
3-巯基丙酸,99.5% | 11.1g |
水 | 49.3g |
在加入引发剂和链转移剂溶液之后,将反应温度保持在大约88℃下一个小时。通过在真空下进行共沸蒸馏,将醇共溶剂从聚合物溶液中除去。在蒸馏期间,向聚合物溶液中加入325.6克去离子水和107.8克50%氢氧化钠溶液的混合物。加入少量ANTIFOAM 1400(0.10克),以抑制在蒸馏期间产生的任何泡沫。蒸馏出大约375.0克的水和异丙醇的混合物。在蒸馏完成之后,在反应混合物中加入25克水,将反应混合物冷却,得到琥珀色溶液。
实施例11
在2个月时间中,苯乙烯-丙烯酸酯共聚物在醇乙氧基化物中的相容性详细描述如下。将聚合物溶液加入表面活性剂并且充分搅拌。然后在2个月时间中对其进行观察。
表1
聚合物 | 有效聚合物Wt% | 在Tomadol 25-7*中的溶混性 | 在Tomadol 25-9*中的溶混性 |
实施例9 | 1 | 在底部非常轻微的沉淀物 | 在底部轻微的混浊 |
实施例9 | 1 | 甚至在3个冻结熔化周期之后非常相容 | |
实施例9 | 2 | 没有沉淀物,非常轻微的混浊 | |
实施例9 | 5 | 3个不同的样品,其中两个具有许多沉淀物,一个具有较少沉淀物,非常不相容 | 在底部非常轻微的混浊 |
实施例10 | 3 | 澄清并且相容 | |
实施例10 | 5 | 在底部有沉淀物 |
*Tomadol 25-7和Tomadol 25-9是醇乙氧基化物非离子表面活性剂,分别由具有7和9摩尔乙氧基化程度的C12-15醇制备,可购自Tomah3Products,股份有限公司,Milton,Wisconsin。
结果如下:
(1)实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯)在Tomadol 25-9中比在Tomadol 25-7中更相容。
(2)实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯)可以以最多2%有效聚合物加入Tomadol 25-9。
(3)实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯)可以以最多1%有效聚合物加入Tomadol 25-9。
(4)实施例10的聚合物(60%苯乙烯)比实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯)在25-7中更相容,并且可以加入3%有效聚合物。
因此,这举例说明了聚合物的疏水性可以与表面活性剂的HLB相配,以使相容性最大化。
实施例12-熔点降低
将Tomadol 25-9的样品用于试验,其在室温下是固体。以几种剂量水平将实施例9的聚合物(51摩尔百分数苯乙烯)加入表面活性剂。首先将样品冷却直到它们开始固化。然后将它们加热并且测定熔点(在以下表2中为黑斜体字),熔点是它们成为完全透明时的温度。
表2
样品 | 温度℃(°F) | 条件 |
Tomadol 25-9(纯的) | 26.7(80) | 熔化,但是混浊 |
37.9(100.2) | 水样透明 | |
Tomadol 25-9+5%实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯) | 22.2(72) | 熔化 |
24.4(76) | 全部熔化,但是是混浊的,由于具有高聚合物水平;粉红色 | |
Tomadol 25-9+2%实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯) | 22.8(73) | 熔化,但是混浊 |
25.6(78) | 透明,但是是轻微粉红色的 | |
Tomadol 25-9+1%实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯) | 22.8(73) | 熔化 |
37.2(99) | 透明 |
上述数据表明,这些聚合物可用于降低表面活性剂的熔点(相对于没有聚合物的、或者纯的表面活性剂),因此使表面活性剂在配制期间更容易加工。所述数据还表明,熔点温度可以基于加入的聚合物的量而改变。
实施例13-使用Tomadol 25-7完成的附加试验
表3
样品 | 温度℃(F°) | 条件 |
Tomadol 25-7(纯的) | 23.9(75) | 熔化 |
Tomadol 25-7+1%实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯) | 21.1(70) | 熔化 |
Tomadol 25-7+1%实施例9的聚合物(51摩尔%苯乙烯) | 21.1(70) | 熔化 |
Tomadol 25-7+5%实施例10的聚合物(60%苯乙烯) | 14.4(58) | 熔化 |
上述数据表明,聚合物越是相容的,就越是可以在表面活性剂中加入更多的聚合物,并且熔点更低。
实施例14-包含30摩尔百分数DMAEMA和70摩尔百分数MMA的阳离子共聚物的制备
向装备有回流冷凝器、搅拌器、温度控制设备的2升玻璃容器中加入400克水和300克2-丙醇,然后加热到温和的回流状态。在大约3小时时间内,在反应器中进料甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(106.6克)和甲基丙烯酸甲酯(160克)的单体混合物。在相似的时间内,与单体同时地进料过硫酸钠溶液(8.7克在125克水中)。当进料完成时,在反应器中进料乙酸溶液(36.6克在150克水中)。然后将2-丙醇共沸物从反应器中蒸馏出去。
实施例15-N,N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的非离子共聚物
向装备有回流冷凝器、搅拌器、温度控制装置的500毫升玻璃容器中加入200克水和100克异丙醇,然后加热到85℃。在大约1.25小时的时间内,向反应器中进料N,N-二甲基丙烯酰胺(“DMAA”)(可购自Kohjin,Co.,Lt d.,日本)(70.0克)和甲基丙烯酸甲酯(30.0克)的单体混合物。在1.5小时内,与单体同时地进料过硫酸钠溶液(1.0克在30克水中)。然后将反应混合物在85℃下加热2小时。然后蒸馏出异丙醇,得到几乎水性的聚合物溶液。
实施例24
通过加热到60℃,将100克Neodol45-7(具有7摩尔乙氧基化程度的C14-15直链醇,可购自Shell Chemical,Houston,Texas)熔化。在搅拌下,将实施例18的2-羟基乙基脲的60%溶液3.3克加入。将混合物保持在60℃下1小时。得到的混合物是透明的均匀溶液,与起始表面活性剂相比具有较低的熔点。
实施例25
通过加热到60℃,将100克Tomadol 1-9(具有9摩尔乙氧基化程度的C11醇,可购自Tomah3 Products股份有限公司,Milton,Wisconsin)熔化。在搅拌下,将实施例18的2-羟基乙基脲的60%溶液3.3克加入。将混合物保持在60℃下1小时。得到的混合物是透明的均匀溶液,与起始表面活性剂相比具有较低的熔点。
实施例26
使用矿物油,利用旋转滴落张力计(spinning drop tensiometer)测定了各种表面活性剂在水溶液中的界面张力。典型的表面活性剂浓度是100ppm,并且典型的聚合物浓度是5ppm。
表4
表面活性剂 | 聚合物 | 界面张力(mN/m) |
C12H25(OC2H4)2SO4 -Na+ | 无 | 24 |
C12H25(OC2H4)2SO4 -Na+ | 聚合物9 | 21 |
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠 | 无 | 6 |
N-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠 | 聚合物3 | 4.5 |
上述数据表明,由于界面张力降低,本发明的聚合物与表面活性剂在洗涤液中通常存在的稀相中显示协同的清洁效果。
实施例27-手工餐具洗涤制剂
成分 | Wt% | Wt% |
制剂 | A | B |
链烷硫酸钠 | 33 | 0 |
月桂基醚(2摩尔)硫酸钠 | 7 | 27 |
乙醇 | 0 | 7.8 |
异丙苯磺酸钠 | 0 | 2.0 |
C12-C14氧化胺 | 0 | 6.5 |
具有9摩尔EO的C11醇乙氧基化物 | 0 | 3.0 |
脲 | 3.5 | 0 |
实施例10的聚合物 | 2 | 0 |
实施例9的聚合物 | 0 | 2 |
水、芳香剂、着色剂 | 余量 | 余量 |
以每升水1克制剂将上述制剂加入洗涤液。因此,对于制剂A和B,在洗涤液中表面活性剂浓度分别是400和365ppm。对于制剂A和B两者,洗涤液中聚合物浓度是20ppm。
实施例28-香波制剂
成分 | Wt% |
月桂基醚硫酸盐 | 12 |
椰子酰胺基丙基甜菜碱 | 3 |
单乙醇酰胺 | 1 |
实施例1的聚合物 | 2 |
芳香剂、水、着色剂 | 余量 |
实施例29和30
使用实施例1中描述的过程,合成了以下聚合物。
表5-两亲共聚物
实施例号 | 聚合物描述 | 苯乙烯摩尔% |
29 | 丙烯酸-苯乙烯钠盐 | 70 |
30 | 丙烯酸-苯乙烯钠盐 | 30 |
实施例31
使用旋转滴落张力计测定了大量聚合物和表面活性剂组合物相对于三油酸甘油酯的界面张力(“IFT”)。使用的表面活性剂是非离子醇乙氧基化物(Neodol25-7,可购自Shell Chemical,Houston,Texas)、阴离子月桂基醚硫酸钠表面活性剂(SteolCS-230,可购自Stepan公司,Northfield,Illinois)和另一种阴离子直链烷基苯磺酸钠(Bio-SoftD-40,可购自Stepan公司,Northfield,Illinois)。总表面活性剂浓度是200ppm,聚合物浓度是20ppm。测试在35℃下使用51ppm的硬度等级进行。IFT以mN/m测定,SD是测量中的标准偏差。
表6-聚合物和各种表面活性剂与三油酸甘油酯的界面张力测量
Neodol25-7 | SteolCS-230 | |||
IFT,mN/m | SD | IFT,mN/m | SD | |
没有聚合物 | 2.22089 | 0.14025 | 0.00459 | 0.00120 |
实施例9 | 2.68311 | 0.06069 | 0.00074 | 0.00006 |
实施例10 | 2.63401 | 0.02600 | 0.00082 | 0.00013 |
实施例1 | 2.36463 | 0.08790 | 0.00486 | 0.00068 |
实施例29 | 2.45037 | 0.09477 | 0.00153 | 0.00043 |
实施例2 | 2.33549 | 0.49117 | 0.00415 | 0.00065 |
实施例30 | 2.15234 | 0.15986 | 0.00091 | 0.00012 |
表1中的数据表明,本发明的聚合物对于降低阴离子表面活性剂(在此SteolCS-230)的IFT是有效的。然而,它们对非离子表面活性剂(在此,Neodol25-7)的IFT没有影响。
表7-聚合物和表面活性剂混合物与三油酸甘油酯的界面张力测量
1/1/1比* | 1/1/4比* | |||
IFT,mN/m | SD | IFT,mN/m | SD | |
没有聚合物 | 0.60910 | 0.03660 | 0.11361 | 0.00369 |
实施例9 | 0.55821 | 0.01937 | 0.13720 | 0.00972 |
实施例10 | 0.47359 | 0.00492 | 0.13008 | 0.02755 |
实施例1 | 0.45497 | 0.00831 | 0.08298 | 0.00013 |
实施例29 | 0.61262 | 0.01533 | 0.12662 | 0.00071 |
实施例2 | 0.54217 | 0.01109 | 0.12379 | 0.02432 |
实施例30 | 0.40526 | 0.00505 | 0.08785 | 0.00189 |
*1/1/1表示Neodol25-7∶Bio-SoftD-40∶SteolCS-230的重量比为1∶1∶1。1/1/4表示Neodol25-7∶Bio-SoftD-40∶SteolCS-230的重量比为1∶1∶4。
表2中的数据表明,本发明的聚合物对于降低在商用配方中的阴离子和非离子表面活性剂的混合物的I FT是有效的。然而,正如能够从最后两栏中看到的,阴离子表面活性剂的重量分数越大,聚合物降低IFT的能力越大。IFT的降低与清洁油污(在此三油酸甘油酯)性能直接相关,即IFT越小,油污清洁性能越好。
实施例32-手工餐具洗涤制剂
成分 | Wt% | Wt% |
制剂 | A | B |
月桂基醚(0.6)摩尔硫酸钠 | 27 | 27 |
乙醇 | 7.8 | 7.8 |
异丙苯磺酸钠 | 2.0 | 2.0 |
C12-C14氧化胺 | 6.5 | 6.5 |
具有9摩尔EO的C11醇乙氧基化物 | 3.0 | 3.0 |
实施例2的聚合物 | 2 | 0 |
水、芳香剂、着色剂 | 余量 | 余量 |
将制剂A和B稀释到最终使用水平。具有本发明聚合物2的制剂A与没有所述聚合物的相同制剂(制剂B)相比溶解更快。
实施例33-淋浴凝胶/沐浴制剂
成分 | Wt% | Wt% |
制剂 | A | B |
羟乙基磺酸钠 | 9 | 5 |
月桂基醚硫酸盐 | 0 | 2 |
椰子酰胺基丙基甜菜碱 | 6 | 8 |
硅油 | 5 | 5 |
实施例4的聚合物 | 1 | 0 |
实施例5的聚合物 | 0 | 1 |
芳香剂、水、着色剂 | 余量 | 余量 |
在最终使用期间,将所述制剂稀释。在这些制剂的最终使用稀释形式中,表面活性剂和聚合物浓度通常低于100ppm。
虽然已经详细地描述和举例说明了本发明,应当理解,这仅仅是举例说明和实施例而已,因此不应视为限制。本发明的精神和范围仅由以下任何权利要求的术语限制。
Claims (10)
1.用于清洁组合物的表面活性剂共混物,其包含:
至少一种两性和/或阴离子表面活性剂;和
基于所述表面活性剂的重量为0.1到10重量百分数的至少一种两亲共聚物;
其中,所述至少一种两亲共聚物与所述至少一种阴离子和/或两性表面活性剂具有协同的清洁效果。
2.权利要求1的表面活性剂共混物,其中所述两亲共聚物包含亲水性主链和至少一个疏水性部分。
3.权利要求2的表面活性剂共混物,其中所述两亲共聚物的亲水性主链包含选自以下的单体单元:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸和其混合物。
4.权利要求2的表面活性剂共混物,其中所述两亲共聚物的疏水性部分是一种或多种选自以下的疏水性单体:丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、苯乙烯和苯乙烯衍生物、丙烯酰胺衍生物和烷基丙烯酰胺、乙烯基萘和丁二烯。
5.权利要求1的表面活性剂共混物,其中所述表面活性剂还包括至少一种选自以下的非离子表面活性剂:醇乙氧基化物、单酚乙氧基化物和其混合物。
6.权利要求1的表面活性剂共混物,其中所述表面活性剂包括选自以下的阴离子表面活性剂:直链烷基苯磺酸盐、醇醚硫酸盐和其混合物。
7.一种清洁表面的方法,其包括以下步骤:
将所述要被清洁的表面与一种溶液接触,所述溶液含有
低于1000ppm的至少一种两亲共聚物,其通过聚合至少一种亲水性酸单体和至少一种疏水性部分形成,和
低于1000ppm的至少一种两性和/或至少一种阴离子表面活性剂,和
任选地用水漂洗所述表面,使得所述表面得到清洁。
8.权利要求7的清洁表面的方法,其中所述表面是器皿、地板、瓷砖、厨房和浴室表面、木材、毛发或者皮肤。
9.用于提高手工餐具洗涤组合物的溶解度的方法,所述方法包括:
将具有亲水性主链和至少一个疏水性部分的两亲共聚物加入手工餐具洗涤组合物,和
将所述手工餐具洗涤组合物稀释。
10.权利要求9的方法,其中所述手工餐具洗涤制剂还包含一种或多种阴离子或者两性表面活性剂或者其混合物。
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