JPS61260055A - 耐アルカリ性スルホベタイン両性界面活性剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発−明は両性界面活性剤に関するものであシ、さらに
具体的にいえば、高水準の苛性と相客的である両性界面
活性剤の新規の種類に関するものである。

各種の清浄化およびその他の化学的用途において、強塩
基水溶液の使用が必要とされる。これらの清浄化および
その他の化学的用途の多くは界面活性を必要とするので
、強塩基性水溶液中に含まれるときに界面活性を示す界
面活性剤を求める必要性が存在する。

追加的性質として、強塩基性アルカリ溶液中の壬の種の
界面活性剤は起泡特性がきわめて低い中程度であるべき
である。従って、その種の規準を満足させるためには、
各種の拘束がある珍らしい組合せが界面活性剤に課せら
れる。

本発明は、強塩基性アルカ１７　ｇ液中で可溶であシ、
強塩基性アルカリ溶液中で長期間にわたって貯蔵安定性
をもち、かつきわめて低いかまたは中程度の起泡体であ
る、界面活性剤の種類を志向するものである。その上、
そのような界面活性剤は強塩基性水溶液中へ組込むとき
にそれらめ界面活性剤的性質を保持している。そのよう
な独特の組合せ性質を保持する新規の界面活性剤はアル
キル基が鎖中で約６個から１２個の炭素原子をもつアル
キルスルホベメインである。本発明のもう一つの局面は
、アルカリスルホベクインと塩基、例えば３０％−５０
％に及ぶ範囲の濃度範囲の水酸化ナトリウムまたは水酸
化カリウムとの水溶液である。

本発明の利点は水に可溶である両性界面活性剤を含む。

もう一つの利点は塩基性水溶液中で可溶でかつ貯蔵安定
性である両性界面活性剤である。

もう一つの利点は塩基性水溶液中でその界面活性剤性質
を保持する両性界面活性剤である。さらにもう一つの利
点は強塩基性水溶液中で安定である両性界面活性剤であ
る。これらおよびその他の利点は本明細書の開示に基づ
いて画業熟練者にとって容易に明らかになる。

本発明の両性スルホベタイン界面活性剤は塩基性界面活
性剤水溶液の調合の際にそれらにとって必要とされる種
々の規準を満たす能力において独特である。

本発明のスルホベタインは次の一般的構造によって便利
に表現することができ、式中、ＲＩＵＣ６−０１２アル
キル基であり、Ｒ２とＲ３はメチル基、２−ヒドロキシ
エチル基、あるいは２−ヒドロキシプロピル基でｔＤＤ
、Ｒ４はＨまたはＯＨである。

約０６−０１２のアルキル基範囲内で、スルホベタイン
はそれに必要とされる水溶性と界面活性の所要度を保持
する。本発明のアルキルスルホはタインの合成には各種
の反応方式を頭に描くことができるけれども、次の二段
式反応方式が、Ｒ４がＯＨである場合に現在有利である
。その第一段階はエピクロルヒドリン／重亜硫酸塩の中
間体の形成を含む。この反応は比較的おだやかな反応温
度（例えば１２０−２００’Ｆ）においてかつ好ましく
紘不活性雰囲気下において塩基（例えば水酸化ナトリウ
ム）の存在下で水中で実施するのが便利である。

エピクロルヒドリン／重亜硫酸塩の中間体の形成に続き
、その中間体を生成物スルホイタインを形成する適切な
アミンと反応させる。この第二の反応段階は約１００か
ら２００下の範囲の反応温度で実施する。未反応物質は
次に中和しそして／または除くことができ、反応生成物
のｐＨと不揮発性固体パーセントは、慣用的に必要であ
り、望まれ、あるいは便利である通シに、調節すること
ができる。Ｒ４がＯＨであるスルホベタインにつミンと
反応させる。得られるアルキルスルホベタインは重量で
１０チまでおよびそれ以上にわたる範囲の濃度の苛性浴
液中において可溶である。その上、その溶解性は、水酸
化カリウム、水酸化ナトリウムあるいは類似の塩基の３
０−以上、有利には３０チ一５０％、好ましくは４０−
一５０％の範囲にある高水準においても存在する。

各種の塩基を本発明のスルホベタインと一緒に咬ってよ
い。このような塩基は例えば水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化カルシウム、−化カルシウム、メタ珪
酸ナトリウム、ピロ燐酸四カリウム、゛トリポリ燐酸ナ
トリウム、燐酸三ナトリウム、珪酸カリウム、など、お
よびそれらの混合物も、含まれる。実施例が示すとおり
、本発明のアルキルジメチルヒドロキシスルホベタイン
は約４０−５０％までの濃度範囲にわたる水酸化カリウ
ムおよび水酸化ナトリウムの溶液の中で安定である。

本発明のスルホベタインの塩基性水溶液は各種の応用に
おいて用途を見出している。それらの応用は例えば瓶洗
浄配合物、ホット・バット洗浄配合物、紙パルブイ圀・
バインド剥離剤、鉄道および航空機洗浄剤、酪農および
食品工ｓ況滌剤、洗浄消毒剤、ポリマー・ベース・ワッ
クス剥離剤、などを含む。このアルキルジメチルスルホ
ベタイン苛性溶液のすぐれた安定性、界面活性剤性、お
よび低起泡特性はこれらの応用および各種のその他の応
用において有用なものにする。

以下の実施例は、本発明を如何に実施し得るかを示すも
のであるが、制約と考えるべきものではない。パーセン
テージと割合はすべて特記しないかぎシ本願においては
重量によっている。

実施例 実施例１ ラウリルジメチルスルホベタインＣＲａ−０Ｈ）　　ｔ
ここで述べる二段法によってつくった。第一段階は小さ
いノξル反応器に重亜硫酸ナトリウム（２４２９）、エ
ビクロロヒドリン（２２８９）、脱イオン水（９１〇ｇ
）および固体水酸化す）　ＩＪウム（２ｇ）を装填する
ことを含んでいた。水と塩基を混合し、窒素でパージし
て、反応器装填前に溶解酸素を除いた。反応器を２０　
ｐｓｉへ窒素で以て加圧し、１２５Ｔへ加熱し、その時
点において反応は１４〇−１５０’Ｆの反°応温度へ発
熱した。反応を１時間実施し、次いで遊離の重亜硫酸ナ
トリウムの測定のために試料採取した。反応時間１時間
後において、この分析値は１．遊離の重亜硫酸ナトリウ
ムのパーセントが０．２　％であることを示した。反応
器を１００下へ冷却し、反応が完了したと判断される時
点で生成物を取出した。

このようにして形成した中間体の１３１０９を次に３ｃ
の四つロア２スコへ４１６９のラウリルジメチルアミン
と一緒に添加した。フラスコを１５０−１６０？へ加熱
し、フラスコ中の内容物を攪拌しながらこの温度に保っ
た。６時間反応後、フラスコ内容物はミルク状液体から
澄明液に変った。反応を合計１８時間継続し、その時点
において反応が本質上完了したと判断された。水酸化ナ
トリウム（１８９，５０％濃度）をフラスコへ添加し、
温度を１８０？へ上げて未反応の工ｔクロロヒドリン／
重亜硫酸塩の中間体を加水分解させた。２時間反応後、
フラスコは再び試料を採取し、ＮａＣｆ１として遊離の
パーセントについて分析し、８、０　％であることがわ
かった。フラスコ内容物を次に１００’Ｆへ冷却し、十
分な硫酸（濃度２５チ）を添加してｐＨＩを約８−８．
５へ調節した。ラウリルジメチルヒドロキシスルホベタ
インの最終分析を次に示す。

室温での外観　　　　　　　　　無色透明液体色（ガー
ドナニ）　　　　　　　　１−ｐＨＣ脱イオン水中で５
％）＆５ 遊離アミン％（分子量−２２０）　　　０．８ＡＨパー
セント（分子量−２５７）　　　０．１固体パーセント
　　　　　　　　５Ｌ７ＮａＣ党パーセント　　　　　
　　　８．０このラウリルジメチルヒト９０キシスルホ
ベタインを水酸化カリウム水溶液中の溶解度について試
験した。１０％、２０％、３０チ、４０　％、および５
０チ溶液の水酸化ナトリウムの濃度をラウリルジメチル
ヒドロキシスルホベタインの固体含量、１％、３％、５
％および１０％、において調合した。ラウリルジメチル
ヒドロキシスルホベタインは水酸化カリウムの全濃度に
おいてスルホベタイン全濃度で可溶であると判断された
。ラウリルジメチルヒト０ロキシスルホベタインを次に
、７２？蒸留水の活性成分のＬＯ重量％においてロス・
マイルズ起泡テストにかけた。次の泡の高さが測定され
た；初め、２０５ｗ；および＋５分、２６■。

濃度１％において１５０ｐＰの硬度（カルシウム）の水
の中で、ロス・マイルズ起泡高さは、初め、２００ｍ；
および＋５分、２９Ｗ：であった。このように、ラウリ
ルジメチルヒドロキシスルホベタインは高濃度水酸化カ
リウムにおいて低起泡性であるとともに可溶性であった
。

次に、ラウリルジメチルスルホベタインの７／ｌ／カリ
性溶液に対する安定性を評価した。スルホベタインの５
０％固体溶液の重量で１％、３チ、およヒ５ｅＩｂのラ
ウリルジメチルヒドロキシスルホベタインの初期試料が
４０チ水酸化ナトリウム溶液について確立された。表面
張力と界面張力（精製鉱油、ヌジョール油に対する）を
はじめと、ポリエチレン瓶中で１チ月貯蔵後と、ポリエ
チレン瓶中で６チ月貯蔵後において記録した。張力評価
用試料は３％の濃度の水酸化ナトリウムを測定実施用の
脱イオン水中で稀釈することによってつくった。次の結
果が記録された。

０　　　　５５．４１６．５　５５．６　１６．８　５
８．０　−一１　　　　　　４０．８　１２．４　　３
４．７　１２．５　　３６．２　１６．２３　　　　２
６．５　９．０　２３．５　４．７　２７．５　７．２
５　　　　　．２４．０　　６．８　　２２．４　　５
．１　　２６．１　　６．８＊スルホベタイ／の５０％
固体溶液のスルホベタイン重量９ｋ、４０　％　ＮａＯ
Ｈ，（これを貯蔵し、次いでこれらのテストのために３
％ＮａＯＨへ稀釈した）上記表示の結果は、ラウリルジ
メチルメチルヒドロキシスルホベタインが６ケ月におよ
ぶ時間の間濃水酸化す）　ＩＪウム溶液中で貯蔵すると
きに事実上影響されないままであることを、明らかに示
している。このように、ラウリルジメチルヒドロキシス
ルホベタインは濃アルカリ溶液中で可溶であり、濃アル
カリ廖液中で貯蔵安定性であシ、かつ低起泡性であるこ
とが示された。

実施例２ オクチルジメチルヒドロキシスルホベタインを実施例１
て記載の方式と類似の方式でつくった。

５重量％のスルホベタインにおいて、脱イオン中のロス
・マイルズ起泡高さは：はしめ、４７ｍｍ；および＋５
分、４０ｗ；であった。ｔ　ｓ　ｏｒｐ　（Ｃａ）硬度
の水の中では、ロス・マイルズ起泡高さは：はじめ、４
３■；および＋５分、３６　ｔｍ　、”であった。この
イタインの低起泡性が示されている。

オクチルジメチルヒドロキシスルホベタインの試料を張
力測定用脱イオン水中で、１％、Ｏ，１％、０、０２．
５　％、　オよび０．０１％（’）固体濃度Ｋｔ？イテ
配合した。以下の結果が記録された。

０．０１　　　　　５？、７　　　３０．５０．０２５
　　　　４５．５　　　１９．３０．１　　　　　　２
８．９　　　　６．４１．０　　　　　２３．８　　　
　２．４これらの結果は明らかにオクチルジメチルヒド
ロキシスルホはタインのすぐれた界面活性を示している
。

アルカリ溶液に対するオクチルヒドロキシスルホベタイ
ンの溶解性を、界面活性剤を１．３および５％の活性成
分水準において５０　％　Ｎａ０ｆ（中へ溶解すること
によって評価した。次の結果を得た。

表面張力と界面張力の測定

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の一般的構造 ▲数式、化学式、表等があります▼ をもち、式中、 Ｒ＿１がＣ＿６−Ｃ＿１＿２アルキル基であり、Ｒ＿２
   とＲ＿３がメチル基、２−ヒドロキシエチル基、あるい
   は２−ヒドロキシプロピル基であり、Ｒ＿４がＨまたは
   ＯＨである、 ベタインの、１３より大きい計算ｐＨをもつ塩基性水溶
   液。 ２、上記塩基が水酸ナトリウム、水酸化カリウム、メタ
   珪酸ナトリウム、ピロ燐酸四カリウム、トリポリ燐酸ナ
   トリウム、燐酸三ナトリウム、珪酸カリウム、およびそ
   れらの混合物、から成る群から選ばれる、特許請求の範
   囲第１項に記載の塩基性溶液。 ３、上記塩基が水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、あ
   るいはそれらの混合物、から選ばれる、特許請求の範囲
   第２項に記載の塩基性溶液。 ４、上記塩基が重量で３０％より大きい濃度にある、特
   許請求の範囲第１項に記載の塩基性溶液。 ５、Ｒ＿１がＣ＿６−Ｃ＿１＿０アルキル基である、特
   許請求の範囲第１項に記載の塩基性溶液。 ６、Ｒ＿１がＣ＿８アルキル基である、特許請求の範囲
   第１項に記載の塩基性溶液。 ７、上記スルホベタインが重量で約０．０５％と１０％
   の間の濃度範囲にある、特許請求の範囲第１項に記載の
   塩基性溶液。 ８、上記塩基が重量で約３０％と５０％の間の濃度範囲
   にある、特許請求の範囲第４項に記載の塩基性溶液。 ９、Ｒ＿１とＲ＿２がＭｅである、特許請求の範囲第１
   項に記載の塩基性溶液。 １０、Ｒ＿４がＯＨである、特許請求の範囲第９項に記
   載の塩基性溶液。 １１、次の一般的構造 ▲数式、化学式、表等があります▼ をもち、式中、 Ｒ＿１がＣ＿６−Ｃ＿１＿２アルキル基であり、Ｒ＿２
   とＲ＿３がＣＨ＿３、２−ヒドロキシエチルまたは２−
   ヒドロキシプロピルである、 スルホベタインの、１３より大きい計算ｐＨをもつ貯蔵
   安定な塩基性水溶液の製造方法であって、ａ）水性のエ
   ピクロロヒドリン／重亜硫酸塩の中間体を形成し； ｂ）上記中間体とＣ＿６−Ｃ＿１＿２アルキル、Ｒ＿２
   、Ｒ＿３のアミンとを水性反応混合物中で反応させ； ｃ）このようにして形成した上記スルホベタイン水溶液
   へ、その中ですでに存在していない場合に塩基を添加し
   て１３より大きい上記計算ｐＨを達成させる； 製造方法。 １２、Ｒ＿１がＣ＿６−Ｃ＿１＿０アルキル基である、
   特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３、Ｒ＿１がＣ＿８アルキル基である、特許請求の範
   囲第１１項に記載の方法。 １４、上記塩基が水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
   メタ珪酸ナトリウム、ピロ燐酸四カリウム、トリポリ燐
   酸ナトリウム、燐酸三ナトリウム、珪酸カリウム、およ
   びそれらの混合物、から成る群から選ばれる、特許請求
   の範囲第１１項に記載の方法。 １５、上記塩基が水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、
   またはそれらの混合物から選ばれる、特許請求の範囲第
   １４項に記載の方法。 １６、上記スルホベタインの上記塩基性水溶液に対する
   割合が重量で約０．０５と１０％の間の範囲にある、特
   許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １７、上記中間体が約１２０°Ｆと２００°Ｆの間の反
   応温度において形成される、特許請求の範囲第１１項に
   記載の方法。 １８、上記のアミン／中間体の反応を約１００°Ｆと２
   ００°Ｆの間の温度において実施する、特許請求の範囲
   第１１項に記載の方法。 １９、十分な塩基を添加して重量で少くとも３０％の塩
   基濃度を生じさせる、特許請求の範囲第１１項に記載の
   方法。 ２０、上記塩基濃度が重量で約３０％と５０％の間にあ
   る、特許請求の範囲第１９項に記載の方法。