PL170492B1 - Kompozycja detergentowa o zwiekszonym pienieniuUprawniony z patentu:The Procter and Gamble Company, Cincinnati, US PL - Google Patents

Kompozycja detergentowa o zwiekszonym pienieniuUprawniony z patentu:The Procter and Gamble Company, Cincinnati, US PL

Info

Publication number
PL170492B1
PL170492B1 PL91298527A PL29852791A PL170492B1 PL 170492 B1 PL170492 B1 PL 170492B1 PL 91298527 A PL91298527 A PL 91298527A PL 29852791 A PL29852791 A PL 29852791A PL 170492 B1 PL170492 B1 PL 170492B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
fatty acid
mixture
composition
alkyl
Prior art date
Application number
PL91298527A
Other languages
English (en)
Inventor
Mark Hsiang-Kuen Mao
Original Assignee
Procter & Gamble
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Procter & Gamble filed Critical Procter & Gamble
Priority claimed from PCT/US1991/006981 external-priority patent/WO1992006161A1/en
Publication of PL170492B1 publication Critical patent/PL170492B1/pl

Links

Landscapes

  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

1. Kompozycja detergentowa o zwiekszonym pienieniu, zawierajaca mieszanine anionowych srodków p owierzchniowo czynnych, polihydroksyamidów kwasów tluszczowych, srodków zwiekszajacych pienienie oraz od 35 do 95% wagowych, w przeliczeniu na kompozycje, dodatkowych skladników, wybranych ewentu­ alnie sposród amfolitycznych lub obojniaczych srodków powierzchniowo czynnych, jednego lub wiekszej liczby cieklych nosników, obejmujacych wode i C 1 -C4 alkohole, lub mieszanine wody 1 C 1-C4 alkoholu; wypelniaczy, rozcienczalników, rozpuszczalników, barwników, srodków zapachowych, hydrotropów, srodków opalizujacych, srodków wybielajacych, korzystnie wybielaczy nieboranowych, mocznika, srod­ ków usuwajacych brud, innych konwencjonalnych skladników detergentowych, zwiazku równowazacego anionowy skladnik srodka powierzchniowo czynnego, korzystnie zwiazku magnezu, znamienna tym, ze zawiera od 5% do 65% wagowych mieszaniny srodków powierzchniowo czynnych, zawierajacej a) od 5% do 95% wagowych jednego lub wiekszej liczby anionowych siarczanowych lub sulfonowych srodków powierzch­ niowo czynnych i b) od 5% do 95% wagowych jednego lub wiekszej liczby polihydroksyamidów kwasów tluszczowych o wzorze 1 ( 30) Pierwszenstwo: 28.09.1990,US,07/590616 06.09.1991,US,07/755893 ( 4 3 ) Zgloszenie ogloszono: 18.10.1993 BUP 21/93 ( 4 5 ) O udzieleniu patentu ogloszono: 31.12.1996 WUP 12/96 wzór 1 w którym R 1 oznacza atom wodoru, rodnik C1 -C4-weglowodorowy, 2-hydroksyetyl, 2-hydroksypropyl lub ich mieszanine, R2 oznacza rodnik C 5-C31-weglowodorowy, a Z oznacza rodnik polihydroksy weglowodorowy o prostym lancuchu weglowodorowym zawierajacym co najmniej 3 grupy hydroksylowe bezposrednio polaczone z tym lancuchem, albo ich alkoksylowanych pochodnych oraz c) od 1% do 20% wagowych srodka zwieksza­ jacego pienienie, wybranego z grupy obejmujacej tlenki amin, betainy, sultainy 1 niejonowe zwiazki wybrane sposród kondensatów tlenków polietylenu, polipropylenu i polibutylenu z alkilofenolami, etoksylowanych alkilowych produktów kondensacji alifatycznych alkoholi z tlenkiem etylenu, produktów kondensacji tlenku etylenu z podstawa hydrofobowa utworzona przez kondensacje tlenku propylenu z glikolem propylenowym, produktu kondensacji tlenku etylenu z produktem powstalym w reakcji tlenku propylenu i etylenodiaminy, alkilopolisacharydów, amidów kwasów tluszczowych, i ich mieszanin. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja detergentowa o zwiększonym pienieniu zawierająca środki powierzchniowo czynne wybrane spośród anionowych środków powierzchniowo czynnych, amfolitycznych lub obojniaczych środków powierzchniowo czynnych; polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych, środki zwiększające pienienie, ewentualnie jeden lub więcej ciekłych nośników wybranych spośród wody i C1-C4 alkoholi, lub mieszaniny wody i C1-C4 alkoholi; wypełniacze, rozcieńczalniki, rozpuszczalniki, barwniki, środki zapachowe, hydrotropy, środki opalizujące, środki wybielające, korzystnie wybielacze nieboranowe, inne konwencjonalne składniki detergentowe, mocznik, środki usuwające brud, ewentualnie związek równoważący anionowy składnik środka powierzchniowo czynnego, korzystnie związek magnezu. W szczególności odnosi się on do kompozycji detergentowych posiadających zwiększone właściwości czyszczące i pienienia, łagodnych względem rąk i szczególnie odpowiednich w stosunku do mycia naczyń.
Znane jest stosowanie w kompozycjach detergentowych anionowych siarczanowanych lub sulfonowanych środków powierzchniowo czynnych. Jednak byłoby pożądane włączenie takich środków powierzchniowo czynnych do kompozycji detergentowych wykazujących lepsze działanie myjące i pieniące w szerokim zakresie zmieniających się temperatur i warunków wilgotności.
Obecnie stwierdzono, że kompozycje detergentowe zawierające jeden lub więcej anionowych siarczanowanych lub sulfonowanych środków powierzchniowo czynnych, jeden lub więcej polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych i środek zwiększający pienienie, wybrany z grupy składającej się z tlenków amin, betain, sultain i pewnych niejonowych substancji i ich mieszanin wykazują działanie pieniące i myjące nieoczekiwanie przewyższające działanie samych anionowych siarczanowanych lub sulfonowanych środków powierzchniowo czynnych.
W dodatku do tych korzyści w działaniu kompozycje takie w porównaniu z anionowymi siarczanowanymi lub sulfonowanymi środkami powierzchniowo czynnymi są łagodniejsze wobec rąk, dają się lepiej spłukiwać, nie są tak śliskie w dotyku i są łatwiejsze w formowaniu dzięki mniejszemu zapotrzebowaniu na dodatki technologiczne, takie jak rozpuszczalniki i środki hydrotropowe.
Dalszą zaletą związaną z takimi kompozycjami jest to, że ich działanie pieniące jest nieoczekiwanie jednolite w szerokim zakresie zmieniających się temperatur i warunków wilgotności.
W stanie techniki znane jest stosowanie w kompozycjach detergentowych anionowych siarczanowanych lub sulfonowanych środków powierzchniowo czynnych. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 435 317 ujawniono ciekłe kompozycje detergentowe zawierające jako środki powierzchniowo czynne siarczany alkilowe, siarczany eterów alkilowych i alkilobenzenosulfoniany. W brytyjskim opisie patentowym nr 809 060 ujawniono kompozycje detergentowe zawierające siarczanowe lub sulfonowe środki powierzchniowo czynne z wybranym polihydroksyamidem kwasu tłuszczowego.
Składnik polihydroksyamidowy kwasu tłuszczowego zawarty w kompozycji według wynalazku jest również znany ze stanu techniki ze względu na szereg jego zastosowań.
N-acylo-N-metylo glikamidy, na przykład ujawniono przez J. W. Goodby, M. A. Marcus, E. Chin i P. L. Finn'a w The Thermotropic Liquid-Crystalline Properties of Some Straight Chain Carbohydrate Amphiphiles, Liquid Crystals, 1988, Vol. 3 No 11 str. 1569-1581 i przez A. Muller-Fahrnow, V. Zabel, M. Steifa i R. Hilgenfeld' a w Molecular and Crystal Structure of a Nonionic Detergent: NoiKincy1-N-metltylghicaniide, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1986 str. 1573-1574. Stosowanie N-alkilopolihydroksyaIeidowycy środków powierzchniowo czynnych stało się ostatnio ważnym przedmiotem zainteresowania przy stosowaniu w biochemii, na przykład do rozpuszczania membran biologicznych. Patrz na przykład artykuł przeglądowy J. E. K. Hildrechta N-D-Gluco-N-methyl-alkanami-de Compounds, a New Class of Non-Jonic Detergents For Membrane Biochemistry, w Biochem. J. (1982), Vol. 207 str. 363-366.
Stosowanie N-akłloglikoamidów w kompozycjach detergentowych było również omawiane. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 965 576 i cytowany już wyżej brytyjski opis patentowy nr 809 θ6θ odnoszą się do kompozycji detergentowych zawierających anionowe środki powierzchniowo czynne i pewne amidowe środki powierzchniowo czynne, które mogą obejmować N-metyło-glikamid dodawany jako środek zwiększający pienienie w niskich temperaturach. Związki te zawierają rodniki N-acylowe wyższych kwasów tłuszczowych o prostym łańcuchu zawierającym 10 -14 atomów węgla. Kompozycje te mogą również zawierać materiały pomocnicze, takie jak fosforany metali alkalicznych, krzemiany metali alkalicznych, siarczany i węglany. Na ogół zaznacza się, że dodatkowe składniki nadające pożądane właściwości kompozycji, takie jak barwniki fluoryzujące, środki bielące, środki zapachowe i tym podobne, mogą również być włączane do kompozycji. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 703 798 odnosi się do wodnych kompozycji detergentowych zawierających produkt reakcji kondensacji N-alkiloglikaminy i alifatycznego estru kwasu tłuszczowego. Produkt tej reakcji jest uważany za nadający się do wodnych kompozycji detergentowych bez dalszego oczyszczania. Znane jest również wytwarzanie estru siarczanowego acylowanej glikaminy z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 717 894.
Międzynarodowe Zgłoszenie PCT WO83/04412, opublikowane 22 grudnia 1983 przez J. Hildreth'a odnosi się do amfifilicznych związków zawierających polihydroksylowe grupy alifatyczne, uważanych za przydatne do różnych cekiw obejmujących stosowanie jako środki powierzchniowo czynne w kosmetykach, lekach, szamponach, płynach do zmywania i maściach do oczu, jako środki emulgujące i dyspergujące do środków leczniczych i w biochemii do solubilizacji membrany, całych komórek lub innych próbek tkankowych i do preparowania liposomów. W opisie tym zawarte są związki o wzorach R'CON(R)CH2R i RCON(R)R', w których R oznacza atom wodoru lub ugrupowanie organiczne, R' oznacza alifatyczną grupę węglowodorową o co najmniej trzech atomach węgla, R oznacza resztę aldozy.
Europejski opis patentowy nr 0 285 768, opublikowany 12 października 1988 H. Kelkonberga i in. odnosi się do stosowania N-polihydroksyamidów alkilowych kwasów tłuszczowych jako środków zagęszczających w wodnych układach detergentowych. Należą do nich amidy o wzorze RiC(O)N(X)R2, w którym R1 oznacza C1-C11 (korzystnie C7-Cn)alkil, R2 oznacza atom wodoru, C1-Ci8(korzystnie Ci-Có)alkil lub tlenek alkilenu, a X oznacza poliyydroksyalkil o czterech do siedmiu atomach węgla, na przykład N-^^^łl^głl^oamid kokosowego kwasu tłuszczowego. Właściwości zagęszczające amidów są wskazywane jako szczególnie użyteczne w ciekłych układach detergentowych zawierających parafinosulfoniany, chociaż wodne układy detergentowe mogą zawierać inne anionowe środki powierzchniowo czynne, takie jak alkiloarylosulfoniany, sulfoniany olefinowe, sole półestrów kwasu sulfobursztynowego i sulfoniany eterów alkoholi tłuszczowych i niejonowe środki powierzchniowo czynne, takie jak etery alkoholi tłuszczowych i poliglikoli, etery alkilofenoli i poliglikoli, estry kwasów tłuszczowych poliglikoli, mieszane polimery tlenku polipropylenu-tlenku polietylenu i tym podobne. Przedstawiono przykładowo preparaty szamponowe oparte na sulfonianie parafinowym(N-metyloglikamidzie kokosowego kwasu tłuszczowego) niejonowym środku powierzchniowo czynnym.
170 492
Poza właściwością zagęszczania N-polihydroksyamidy alkilowych kwasów tłuszczowych uważa się za lepiej tolerowane przez skórę.
Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 982 737 odnosi się do mydeł detergentowych zawierających mocznik, anionowy środek powierzchniowo czynny - siarczan sodowo-laurylowy i niejonowy środek powierzchniowo czynny-N-alkiloglikoamidowy wybrany z N-metylo-N-sorbitylo lauramidu i N-metylo-N-sorbitylo mirystamidu.
Inne glikamidowe środki powierzchniowo czynne opisane są na przykład w DT 2 226 872, opublikowanym 20 grudnia 1)73, H. W. Eckert i in., który odnosi' się do kompozycji myjących zawierających jeden lub więcej środków powierzchniowo czynnych i sole wypełniające wybrane z polimerycznych fosforanów, środków wiążących i alkalii myjących ulepszonych przez dodatek N-acyIopolihydIΌ^ksyalkiloaminy o wzorze RiC(O)N(R2)CH2(CHOH)nCH^DH, w którym Ri oznacza Ci--C3Hkil, R2 oznacza Cio-C22alkil, a n ma wartość 3 lub 4. N-acylopolihydroksyalkilo-amina dodawana jest jako środek suspendujący brud.
Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 654 166 udzielony 4 kwietnia 1972 W. E. Eckartowi i in. odnosi się do kompozycji detergentowych zawierających co najmniej jeden środek powierzchniowo czynny wybrany z grupy środków anionowych, obojnaczo jonowych i niejonowych i jako zmiękczacz tkaniny związek N-acyIo-N-alkilopolihydroksyalkiIowy o wzorze RiN(Z)C(O)R2, w którym Ri oznacza Cio-C22alkil, R2 oznacza C7-C2ialkil, Ri i R2 zawierają łącznie 23 do 39 atomów węgla, a Z oznacza polihydroksyalkil, który może być grupą o wzorze -CH2(CHOH)mCH2OH, w którym m ma wartość 3 lub 4.
Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 021 539 odnosi się do kompozycji kosmetycznych do skóry, zawierających N-polihydroksyalkiloaminy obejmujących związki o wzorze RiN(R)CH(CHOH)mR2, w którym Ri oznacza atom wodoru, niższy alkil, niższy hydroksyalkil lub aminoalkil jak również heterocykliczny aminoalkil, R jest taki sam jak Ri, ale obydwa nie mogą jednocześnie oznaczać atoimów wodoru, a R2 oznacza grupę -CH2OH lub -COOH.
Francuski opis patentowy nr 1 360 018 odnosi się do roztworów formaldehydu st.abiiiz.owanych przeciw polimeryzacji dodatkiem amidów o wzorze RC(O)N(Ri)Cj, w którym R oznacza funkcję kwasu karboksylowego o co najmniej siedmiu atomach węgla, R1 oznacza atom wodoru lub niższą grupę alkilową, a C oznacza rodnik glicytolowy o co najmniej 5 atomach węgla.
Niemiecki opis patentowy nr 1261 861 odnosi się do pochodnych glikaminy przydatnych jako środki zwilżające i dyspergujące o wzorze N(R)Ri/(R2), w którym R oznacza resztę cukrową glikaminy, R1 oznacza rodnik Ci0-C20alkilowy, a R2 oznacza rodnik Ci-C5acylowy.
Brytyjski opis patentowy nr 745 036 odnosi się do heterocyklicznych amidów i ich estrów karboksylowych, które uważa się za przydatne jako chemiczne półprodukty, emulgatory, środki zwilżające i dyspergujące, detergenty, zmiękczacze tkanin i tym podobne. Związki te przedstawia wzór N(R)(Ri)C(O)R2, w którym R oznacza odwodniony pentol heksanowy lub jego ester z kwasem karboksylowym, Ri oznacza jednowartościowy rodnik węglowodorowy, a -C(O)R2 oznacza rodnik kwasowy kwasu karboksylowego o 2 do 25 atomach węgla.
Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 312 627 ujawnia stałe mydła toaletowe, które w zasadzie są wolne od anionowych detergentów i alkalicznych materiałów wypełniających, i które zawierają mydła litowe pewnych kwasów tłuszczowych, niejonowy środek powierzchniowo czynny wybrany z pewnych kondensatów tlenku propylenu-etylenodiaminy-tlenku etylenu, kondensatów tlenku propyleno-glikolu propylenowego-tlenku etylenu i polimeryzowanego glikolu etylenowego i zawierające również niejonowe środki pieniące, jakie mogą obejmować polihydroksyamidy o wzorze RC(O)NlR(R2), w którym RC(O) zawiera od 10 do 14 atomów węgla, a R1 i R' każdy oznacza atom wodoru lub grupy Ci-Cóalkilowe, które to grupy alkilowe zawierają łącznie od 2 do 7 atomów węgla i łączną ilość podstawników hydroksylowych od 2 do 6. W zasadzie podobne ujawnienie stwierdzono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 312 626.
Stosowanie tlenków amin, betain, sultain i niejonowych środków powierzchniowo czynnych w kompozycji według wynalazku jest również znane ze stanu techniki. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 555 360, ujawniono kompozycje detergentowe
170 492 zawierające pewne siarczanowane i sulfonowane środki powierzchniowo czynne, betainowe środki powierzchniowo czynne i tlenek aminy. Kompozycje te mogą również ewentualnie zawierać pewne niejonowe detergentowe środki powierzchniowo czynne. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 351 557 ujawniono wypełnione ciekłe kompozycje detergentowe zawierające niejonowe środki powierzchniowo czynne, wypełniacze, stabilizatory emulsji, wodę i detergenty wybrane z grupy detergentów, które zawierają sultainy.
Jednak nie ma nic w stajnie techniki co wskazywałoby na lepsze działanie myjące i pieniące, łatwość spłukiwania, brak wyczuwania śliskości i łagodność wobec rąk związaną z kompozycjami detergentowymi według wynalazku, które zawierają anionowe siarczanowane lub sulfonowane środki powierzchniowo czynne, polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych i krytycznie wyselekcjonowany środek zwiększający pienienie. Poza tym nic nie ma w stanie techniki o tym, że takie kompozycje zapewniają w zasadzie jednolicie lepsze działanie pieniące w szerokim zakresie zmieniających się temperatur i warunków wilgotności. Jest zatem celem wynalazku dostarczenie takich detergentowych kompozycji wykazujących takie właściwości.
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja detergentowa o zwiększonym pienieniu, zawierająca mieszaninę anionowych środków powierzchniowo czynnych, polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych, środków zwiększających pienienie oraz od 35 do 95% wagowych, w przeliczeniu na kompozycję, dodatkowych składników, wybranych ewentualnie spośród amfolitycznych lub obojniaczych środków powierzchniowo czynnych, jednego lub większej liczby ciekłych nośników, obejmujących wodę i C1-C4 alkohole, lub mieszaninę wody i C1-C4 alkoholu; wypełniaczy, rozcieńczalników, rozpuszczalników, barwników, środków zapachowych, hydrotropów, środków opalizujących, środków wybielających, korzystnie wybielaczy nieboranowych, mocznika, środków usuwających brud, innych konwencjonalnych składników detergentowych, związku równoważącego anionowy składnik środka powierzchniowo czynnego, korzystnie związku magnezu, charakteryzująca się tym, że zawiera od 5% do 65% wagowych mieszaniny środków powierzchniowo czynnych, zawierającej
a) od 5% do 95% wagowych jednego lub większej liczby anionowych siarczanowych lub sulfonowych środków powierzchniowo czynnych i b) od 5% do 95% wagowych jednego lub większej liczby polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych o wzorze 1
O R1 9 II I R - C - N - Z wzór 1 w którym R1 oznacza atom wodoru, rodnik C1-C4-węglowodorowy, 2-hydroksyetyl, 2-hydroksypropyl lub ich mieszaninę, R oznacza rodnik C5-C3i-węglowodorowy, a Z oznacza rodnik polihydroksywęglowodorowy o prostym łańcuchu węglowodorowym zawierającym co najmniej 3 grupy hydroksylowe bezpośrednio połączone z tym łańcuchem, albo ich alkoksylowanych pochodnych oraz c) od 1% do 20% wagowych środka zwiększającego pienienie, wybranego z grupy obejmującej tlenki amin, betainy, sultainy i niejonowe związki wybrane spośród kondensatów tlenków polietylenu, polipropylenu i polibutylenu z alkilofenolami, etoksylowanych alkilowych produktów kondensacji alifatycznych alkoholi z tlenkiem etylenu, produktów kondensacji tlenku etylenu z podstawą hydrofobową utworzoną przez kondensację tlenku propylenu z glikolem propylenowym, produktu kondensacji tlenku etylenu z produktem powstałym w reakcji tlenku propylenu i etylenodiaminy, alkilopolisacharydów, amidów kwasów tłuszczowych, i ich mieszanin.
Kompozycja detergentowa według wynalazku zawiera od 5% do 65% wagowych, korzystnie od 10% do 50% wagowych, a najkorzystniej od 15% do 40% wagowych mieszaniny środków powierzchniowo czynnych składającej się z jednego lub więcej anionowych siarczanowanych lub sulfonowanych środków powierzchniowo czynnych, jednego lub więcej polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych i krytycznie wyselekcjonowanego środka zwiększającego pienienie.
170 492
Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera mieszaninę środków powierzchniowo czynnych składającą się z od 20% do 80% wagowych anionowego składnika siarczanowego lub sulfonowego, od 20% do 80% wagowych składnika będącego polihydroksyamidem kwasu tłuszczowego i od 2% do 20% wagowych środka zwiększającego pienienie.
Korzystnie kompozycja detergentowa według wynalazku zawiera polihydroksyamid kwasu tłuszczowego, w którym Z wywodzi się z maltozy.
Kompozycja według wynalazku korzystnie zawiera polihydroksyamid kwasu tłuszczowego, w którym Z wywodzi się z mieszaniny monosacharydów, disacharydów i, ewentualnie, wyższych sacharydów, przy czym mieszanina ta zawiera co najmniej 1% co najmniej jednego disacharydu. Korzystniej zawiera polihydroksyamid kwasu tłuszczowego, w którym Z wywodzi się z mieszaniny monosacharydów, disacharydów i, ewentualnie, wyższych sacharydów, przy czym mieszanina ta zawiera co najmniej 1% maltozy.
Kompozycja detergentowa według wynalazku korzystnie zawiera środek zwiększający pienienie wybrany spośród tlenku Ci0-Ci8alkilo-dimetyloaminy, Cm-Cisacyloamidu tlenku alkilodimetyloaminy, betainy, sultainy, produktu kondensacji alifatycznego alkoholu z tlenkiem etylenu, alkilopolisacharydu i ich mieszanin.
Korzystnym składnikiem kompozycji według wynalazku jest polihydroksyamid kwasu tłuszczowego o wzorze 2 o ch3 9 II I R-C-N-Z wzór 2 r 2 w którym R oznacza grupę Cn-Cnalkilową lub alkenylową o łańcuchu prostym, a Z pochodzi od glikozy, maltozy lub ich mieszanin.
Te i inne składniki typowo występujące w kompozycjach detergentowych zestawiono niżej. Kompozycje według wynalazku korzystnie mają postać ciekłą lub żelu, korzystnie delikatnych ciekłych kompozycji detergentowych, a najkorzystniej delikatnych ciekłych kompozycji detergentowych do zmywania naczyń.
Kompozycja środków powierzchniowo czynnych według wynalazku zawiera od 5% do 95%, korzystnie od 20% do 80%, a korzystniej od 40% do 60% wagowo jednego lub więcej anionowych siarczanowych lub sulfonowych środków powierzchniowo czynnych. Anionowymi siarczanowymi lub sulfonowymi środkami powierzchniowo czynnymi mogą być dowolne organiczne siarczanowe lub sulfonowe środki powierzchniowo czynne, ale korzystnie wybrane są z Cn-Ciialkilobenzenosulfonianów, siarczanów Cio-Cnalkilowych i ich etoksylowanych analogów zawierających do dwunastu moli tlenku etylenu na mol siarczanów etoksy alkilowych, sulfonianów Cn-Cnparafinowych, Cio-Cieoletinosulfonianów, sulfonianów eterów CD-Cbdalkilo-glicerylowych, siarczanów Cy-Cnacylo-N--CnC,ialkik))- lub -N--C2-C4hydroksyalkilo)glikaminy i mieszanin wszystkich wyżej wymienionych. Bardziej korzystnie anionowy środek powierzchniowo czynny wybrany jest z liniowych alkilobenzenosulfonianów, siarczanów etoksy-aaknowych, sulfonianów eterów alkilo-glicerylowych i sulfonianów parafinowych.
Alkilobenzenosulfoniany przydatne w kompozycjach według wynalazku to takie, w których grupa alkilowa, która jest w zasadzie liniowa, zawiera 10-16 atomów węgla, korzystnie 10-13 atomów węgla, a materiał z łańcuchem o średniej długości 11,2 jest najbardziej korzystny. Rozdział izomerów fenylu, to znaczy punktu przyłączenia łańcucha alkilowego do pierścienia benzenowego nie jest krytyczny, ale alkilo-benzeny z dużym udziałem izomeru 2-fenylowego są korzystne.
Odpowiednimi siarczanami alkilowymi sąpierwszorzędowe siarczany alkilowe, w których grupa alkilowa zawiera 10-16 atomów węgla, bardziej korzystnie średnio, 12-14 atomów węgla korzystnie w łańcuchu liniowym. Alkohole C10-C16, wywodzące się z tłuszczów naturalnych lub wytworzone w reakcji Zieglera z olefin lub drogą syntezy okso s^nu^«^,wią odpowiednie źródła grup alkilowych. Przykłady materiałów pochodzenia syntetycznego obejmują Dobanol 23 (RTM) sprzedawany przez Shell Chemicals (UK) Ltd. Ethyl 23 sprzedawany przez Ethyl
170 492
Corporation, mieszanina alkoholi C13-C15 ze stosunkiem 67% C13 i 33% C15 sprzedawana pod nazwą handlową Lutensol przez BASF GmbH i Symperonic (RTM) sprzedawany przez JCJ Ltd oraz Lial 125 sprzedawany prze Liąuichimica Italiana. Przykłady materiałów występujących w naturze, z których mogą wywodzić się alkohole stanowią olej kokosowy i olej z ziarna palmowego i odpowiadające im kwasy tłuszczowe.
Etoksy-aUkilo siarczanowe środki powierzchniowo czynne zawierają pierwszorzędowe siarczany etoksyalkilowe pochodzące z produktu kondensacji alkoholu C10-C16 z średnio do 6 grup tlenku etylenu. Same alkohole C10-C16 mogą być otrzymane z każdego źródła uprzednio opisanego dla składnika siarczanu alkilowego. Korzystnie są siarczany etoksy Ci2-Cnalkilowe.
Konwencjonalny zasadowo katalizowany proces etoksylacji w celu wytworzenia średniego stopnia etoksylacji 12 jest wynikiem rozkładu indywidualnych etoksylanów w zakresie od 1 do 15 grup etoksylowanych na mol alkoholu tak, że pożądana średnia może być osiągnięta różnymi drogami. Z materiałów o różnym stopniu etoksylacji i/lub o różnym rozkładzie etoksylanów zależnym od zastosowanych specyficznych technik etoksylacji i następujących etapów przerobu, takich jak destylacja mogą być tworzone mieszaniny. Na przykład stwierdzono, że działanie pieniące i usuwanie smaru równoważne z uzyskiwanym przy mieszance siarczanu alkilowego i siarczanu triet^c/^k:^;^adl<ilowego może być uzyskane przy zmniejszeniu poziomu siarczanu alkilowego i użyciu siarczanu etoksy-^h^ilowego w przybliżeniu o średnio dwóch grupach etoksylowych na mol alkoholu. W korzystnych kompozycjach według wynalazku stosuje się siarczan etoksy-ahkilowy o średnim w przybliżeniu stopniu etoksylacji od 0,4 do 5, bardziej korzystniej od 0,4 do 3,0.
Parafino-sulfoniany stosowane w kompozycjach według wynalazku zawierają od 13 do 18 atomów węgla w cząsteczce, bardziej pożądane 13 do 16 atomów·' węgla w cząsteczce. Sulfoniany te korzystnie wytwarza się przez poddanie frakcji parafinowej odpowiadającej wymienionej wyżej długości łańcucha działaniu dwutlenku siarki i tlenu zgodnie z dobrze znanym procesem sulfoksydacji. Produkt tej reakcji jest drugorzędowym kwasem sulfonowym, który następnie neutralizuje się odpowiednią zasadą, dając rozpuszczalny w wodzie alkilosulfonian. Podobne drugorzędowe alkilosulfoniany mogą być otrzymane innymi metodami, na przykład metodą sulfochlorowania, w której chlor i dwutlenek siarki poddaje się reakcji z parafiną w obecności światła aktynowego, a powstałe chlorki sulfonylu poddaje się hydrolizie i neutralizacji z wytworzeniem drugorzędowym alkilosulfonianów. Niezależnie od stosowanej t^<^laniki, jest rzeczą normalnie pożądaną wytworzenie sulfonianu jako monosulfonian, nie zawierający nieprzereagowanego wyjściowego węglowodoru lub zawierającego go jedynie w ograniczonej proporcji i bez albo z bardzo niewielką zawartością produktu ubocznego w postaci soli nieorganicznych. Podobnie proporcja disulfonianów lub wyżej zsulfonowanego materiału powinna być zminimalizowana, chociaż pewna ilość może być obecna. Monosulfonian może zawierać grupę sulfonową przy końcowym atomie lub grupa sulfonowa może być połączona z drugim albo dalszym atomem węgla łańcucha liniowego. Podobnie, każdy z towarzyszących disulfonianów, powstających zwyklejeśli stosuje się nadmiar środka sulfonującego, może mieć grupy sulfonowe rozmieszczone przy różnych atomach węgla parafinowej podstawy i mogą występować mieszaniny monosulfonianów i disulfonianów. Mieszaniny sulfonianów monoalkanów, w których alkany mają 14 i 15 atomów węgla są szczególnie korzystne, przy czym sulfoniany występują w stosunku wagowym C14-C15 parafin w zakresie od 1:3 do 3:1.
Olefinosulfoniany stosowane w kompozycji według wynalazku są mieszaninami 1-alkcnosulfonianów, hydroksyalkenosulfonianów, disulfonianów i hydr^okss^ydl^t^mo:h.si^d^?onianów i są opisane w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 332 880.
Odpowiednie sulfoniany eterów alkilo-glicerylowych wywodzą się z eterów oleju kokosowego i łoju.
Inne siarczanowe środki powierzchniowo czynne obejmują siarczany (VCnacylo-N-(C1 C4alkilo)- lub N-(C1-C2hydroksyalkilo)glikaminy, korzystnie te, w których grupa C^-Cnacylowa pochodzi z oleju kokosowego lub z oleju z ziarna palmowego. Materiały te mogą być wytworzone metodą ujawnioną w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 717 894 udzielonym 13 września 1955 Schwarzowi.
Jon równoważący anionowy składnik środka powierzchniowo czynnego wybrany jest z sodu, potasu, magnezu, amonu lub alkanoloamonu i ich mieszanin, z tym że magnez jest korzystny.
W korzystnych kompozycjach zawierających siarczan etoksy Cio-C^ałkilowy jako anionowy środek powierzchniowo czynny molowa ilość jonu magnezowego w kompozycji jest ograniczona i odpowiada 0,35-0,65X, gdzie X oznacza liczbę moli obecnego siarczanu Cιo-Cl6alkilowego. Najkorzystniej zawartość jonu magnezowego koryguje się do stechic^metrycznej równowagi, to jest połowy molowej ilości obecnego siarczanu alkilowego. W takiej sytuacji jon magnezu będzie obecny w kompozycji na poziomie od 0,15% do 30% wagowych, korzystnie od 0,25% do 1,5% wagowych.
Kompozycja detergentowa według wynalazku zawiera od 5% do 95%, korzystnie od 20% do 80%, a bardziej korzystnie od 40% do 60% wagowych jednego lub więcej polihydrok^^^^^dów kwasów tłuszczowych o wzorze 1
O R1 9 Ił I R-C-N-Z wzór 1 w którym R1 oznacza atom wodoru, rodnik C1-(^węglowodorowy, 2-hydroksy-etylowy, 2-hydroksy-propylowy lub ich mieszaninę, korzystnie C1-C4alkil, bardziej korzystnie C1 lub C2 alkil, a najkorzystniej metyl, R2 oznacza rodnik C5-C31 węglowodorowy, korzystnie o łańcuchu prostym C7-Cięalkil lub alkenyl, korzystniej o łańcuchu prostym Cę-Cnalkil lub alkeny], a najkorzystniej o łańcuchu prostym Cn-Cnalkil lub alkenyl, albo ich mieszaninę, a Z oznacza rodnik polihydroksywęglowodorowy o prostym łańcuchu węglowodorowym zawierający co najmniej 3 grupy hydroksylowe bezpośrednio przyłączone do łańcucha lub alkoksylowanąjego pochodną (korzystnie etoksylowaną lub propoksylowaną). Z korzystnie wywodzi się z cukru redukującego w reakcji redukcyjnego animowania, bardziej korzystnie Z oznacza glicytyl. Do odpowiednich cukrów redukujących należą glikoza, fruktoza, maltoza, laktoza, galaktoza, mannoza i ksyloza. Jako surowce mogą być stosowane bogaty w dekstrozę syrop zbożowy, bogaty w fruktozę syrop zbożowy i bogaty w maltozę syrop zbożowy, jak również wymienione wyżej indywidualne cukry. Te syropy zbożowe mogą dawać mieszankę składników cukrowych jako Z. Powinno być zrozumiałe, że nie ma żadnego zamiaru eliminowania innych odpowiednich surowców. Z korzystnie wybrany jest z grupy składającej się z -CH2-(CHOH)n-CH2OH; -CH(CH2OH)(CHOH)n-i-CH2OH; -CH2(CHOH)2(CHOR')(CHOH)-CH2OH, gdzie n jest liczbą całkowitą od 3 do 5 łącznie, R' oznacza atom wodoru lub cykliczny albo alifatyczny monosacharyd albo jego alkoksylowane pochodne. Najkorzystniejsze są glicytyle, w których n ma wartość 4, a zwłaszcza -CH2--CHOH4-CH2OH. We wzorze 1 R1 może być na przykład N-metylem, N-etylem, N-propylem, N-izopropylem, N-butylem, N-2-hydroksy-etylem, lub N-2-hydroksy-propylem. R2-CO-N może być na przykład amidem kwasu kokosowego, stearowego, olejowego, laurylowego, mirystynowego, kaprynowego, palmitynowego, łojowego i tym podobnych. Z może być 1-deoksyghey tyłem, 2-deoksyftriktytylem, 1-deoksymaltytylem, 1-deoksylaktytylem, l-deoOsyyalakSytylem, 1-deoksymίannitylom, 1 -deoksymaltotriotytylem itd. Najkorzystniejszym polihyerΌk.syamidem kwasu tłuszczowego jest związek o wzorze 3 o ch3 2 II I
R - C - N - CH2 - /CHOH/4 - CH2OH wzór 3 w którym R oznacza grupę Ci 1-Ci7alkilową lub alkenylową o prostym łańcuchu.
Sposób wytwarzania polihydroksyamieów kwasów tłuszczowych jest znany ze stanu techniki. Ogólnie, mogą być one wytworzone drogą reakcji alkiloaminy z cukrem redukującym w reakcji redukcyjnego aminowania z wytworzon-om odpowiedniej N-alkilo-polihydroksy^^iny, a następnie N-alkilopoΠhyeroSsyaminę poddaje się reakcji z alifatycznym
170 492 estrem tłuszczowym lub triglieerydum w etapie kondensacsj/aπlidoo'-nia z wytworzeniem produktu polihydroksyamidowego kwasu tłuszczowego.
Procesy wytwarzania kompozycji zawieraiąeeeh polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych ujawniono na przykład w opisie patentowym W. Brytanii nr 809 060, opublikowanym 18 lutego 1959 przez Thomas Hedley and Co., Ltd., w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 965 576 udzielonym 20 grudnia 1960 E. R. Wilsonowi, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 703 798 Anthony M. Schwarz^ udzielonym 8 marca 1955 i w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 1 985 424 udzielonym 25 grudnia 1934 Pigott'owi, z których każdy włączony jest tu jako referencja.
W jednym z procesów' wytwarzania N-alkilo- lub Nd^edroksealkilo-N-deoksygllcseyloaτmeóo; kwasów tłuszczowych, w którym składnik glicytylowy wywodzi się z glikozy, a funkcja N-alkilowa lub N-hydroksyaikilowa jest N-metylem, N-etylem, N-propylem, N-butylem, N-hydroksyetyłem lub N-hydroksypropylem, produkt wytwarza się poddając reakcji N-alkilo- albo N-hydroksyalkilo-glikaminę z estrem tłuszczowym wybranym z metylowych estrów' tłuszczowych, etylowych estrów tłuszczowych i tłuszczowych triglieerydów w obecności katalizatora wybranego z grupy składającej się z fosforanu trójlitowego, fosforanu trójsodowego, fosforanu trójpotasowego, pirofosforanu tet:^^i^<^^^wego, tripolifosforanu pentapotasowego, wodorotlenku litu, wodorotlenku sodu, wodorotlenku potasu, wodorotlenku wapnia, węglanu litu, węglanu sodu, węglanu potasu, winianu dwusodowego, winianu dwupotasowego, winianu sodowo-potasowego, cytrynianu trójsodowego, cytrynianu trójpotasowego, zasadowych krzemianów sodowych, zasadowych krzemianów' potasowych, zasadowych glinokrzemianów sodowych, zasadowych glinokrzemianów potasowych i ich mieszanin.
Ilość katalizatora korzystnie wynosi od 0,5% mol do 50% mol, a korzystniej od 2,0% mol do 10% mol licząc na molową podstawę N-alkil- lub N-bydroksyalkiioglikaminy. Reakcję korzystnie prowadzi się od 138°C do 170°C i typowo w ciągu od 20 minut do 90 minut. Jeśli jako źródło estru tłuszczowego w mieszaninie reakcyjnej stosuje się triglieerydy, reakcję również prowadzi się korzystnie stosując od 1 do 10% wagowych środka przemieszczania faz licząc według wagowej podstawy procentowej całości mieszaniny reakcyjnej, wybranego z polietoksylatów nasyconych alkoholi tłuszczowych, alkilopoliglikozydów, liniowych glikamidowyeh środków powierzchniowo czynnych i ich mieszanin.
Proces ten korzystnie prowadzi się następująco:
a) wstępne podgrzanie estru tłuszczowego od około 138°C do około 170°C;
b) dodanie N-alkilo- lub N-hydroksyalkilo-glikaminy do ogrzanego estru kwasu tłuszczowego i mieszanie w okresie potrzebnym do utworzenia dwufazowej mieszaniny eieez/eieez;
c) wmieszanie katalizatora do mieszaniny reakcyjnej oraz
d) mieszanie w ciągu okresu specyficznego dla reakcji.
Jeśli estrem tłuszczowym jest triglieered, również korzystne jest dodanie od 2% do 20% wagowych w stosunku do reagentów, wstępnie uformowanego liniowego produktu N-aikίlo(N-hydroksyaikilo)N-liniowego glikozylo-amidu kwasu tłuszczowego, jako środka przemieszczania faz. Powoduje to zaszczepienie reakcji i zwiększa jej szybkość. Szczegółowa procedura doświadczalna podana jest poniżej.
Użyte tu materiały polihydroksyamidowu kwasów tłuszczowych są korzystne ze względu na formowanie detergentu, ponieważ mogą być wytworzone w całości albo przede wszystkim z surowców naturalnych, odnawialnych i nie petrochemicznych i są degradujące się. Wykazują one również niską toksyczność dla życia w wodzie.
Należy zauważyć, że wraz z polihedrokseamid-mi kwasów tłuszczowych o wzorze 1, w procesie stosowanym do ich wytwarzania, typowo będą powstawać pewne ilości nielotnych produktów ubocznych takich jak estroamidy i cykliczne polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych. Poziom tych produktów ubocznych będzie się zmieniał zależnie od poszczególnych reagentów i warunków procesu. Korzystnie aby polihydroksyamid kwasu tłuszczowego włączany do kompozycji detergentowych dostarczany był w postaci takiej, aby kompozycja zawierająca polihydroksyamid kwasu tłuszczowego dodawana do detergentu zawierała mniej niż 10%, korzystnie mniej niż 4% cyklicznych polihydroksy-midów kwasów tłuszczowych. Korzystne, opisane wyżej procesy mają tę zaletę, że mogą dawać raczej niskie poziomy produktów ubocznych, obejmujących takie cykliczne uboczne produkty amidowe.
Kompozycja detergentowa według wynalazku zawiera ponadto od 1% do 20%, korzystnie od 2% (bardziej korzystnie 5%) do 20% wagowych środka zwiększającego pienienie, wybranego z grupy składającej się z tlenków amin, betain, sultain i pewnych niejonowych środków powierzchniowo czynnych. Tlenki amin przydatne w wynalazku obejmują związki o wzorze 4
O
I
R3/OR4/xN/R5/2 wzór 4 w którym R3 jest wybrany z grup alkilowych, hydroksyalkilowych, aryloamidopropylowych, alkilofenylowych i ich mieszanin, zawierających od 8 do 26 atomów węgla, korzystnie od 8 do 16 atomów węgla, R4 oznacza grupę alkilenową lub hydroksyalkilenową zawierającą od 20 do 3 atomów węgla, korzystnie 2 atomy węgla albo ich mieszaniny, x oznacza liczbę o wartości 0 do 3, korzystnie 0, a każdy R5 oznacza grupę alkilową lub hydroksyalkilową, zawierającą od 1 do 3, korzystnie od 1 do 2 atomów węgla albo grupę tlenku polietylenu zawierającą od 1do 3, korzystnie 1 grupę tlenku etylenu. Grupy r5 mogą być połączone ze sobą, na przykład poprzez atom tlenu albo azotu tworząc strukturę pierścieniową. Te środki powierzchniowo czynne w postaci tlenków amin w szczególności obejmują tlenki Ci0-Cnalkilo-dimetyloamin i tlenki CĆ8T©?alkoksyetyk)--dihydrc)ksyety'k)-aunn. Przykłady tych materiałów obejmują tlenek okty^-dimetyloaminy, tlenek decylo-^^eltyjl^aiminy, tlenek bIs-/2-hydroksyetylo/dodecyloaminy, tlenek dcdecy]c-dimetylcaminy, tlenek tetradecylo-dipropyloaminy, tlenek heksadecylo—netyloetyloaminy, tlenek dodecyloamidopropylodimetylcaminy i tlenek dimetyk)-2--iydiOksyoktadecyioamIny. Korzystne są tlenki Clo-Cl8alkilc-dimetylcamin i tlenki Clo-Cl8acyloamidoalkilo-dimetylcamin.
Betainy stosowane w kompozycji według wynalazku są związkami o wzorze 5
R/R^N+R^OO’ wzór 5 w którym R oznacza grupę CfrCishydrokarbylową, korzystnie grupę CD--Ci6^Hkilową, każdy r1 oznacza typowo CrCkalkil, korzystnie metyl, a R2 oznacza grupę Ci-Cshydrokarbylową, korzystnie grupę Ci-C3alkilenowa, bardziej korzystnie grupę Ci--C2alkilenową. Przykłady odpowiednich betain obejmują kokosową acyloamidopropylo-dimetylo-betainę, heksadecylo-dimetylo-betainę, Ci2-Ci4acyloamico--propylobetainę, C8-Cl4-^ylo<unidc-heksylodietylcbetainę, 4-[Cl4--6acylometylcamido-dietyloamcnic]-1-k£urb^ksybutan, Cl6-lacylcamidodimetylobetainę, Cl2--6-^yloamldopentano-dietylcbetainę, [ClC6Γacylomet.yloίanldo]ciimetylcbetalnę. Korzystnymi betainami są Cl2--ldimetylo-amonio-heksancany i C.llClacykcamiciopropanc/lub etano/-dimetylo/lub dietylo/-betainy.
Sultainy stosowane w kompozycji według wynalazku są związkami o wzorze 6
R/R^N+R^OJ wzór 6 w którym R oznacza grupę C6-Cllhydrokarbonylcwą, korzystnie grupę C lo-C^lrilową, bardziej korzystnie grupę Ci-C-alkilową, każdy Ri typowo oznacza Ci--C3alkil, korzystnie metyl, a R2 oznacza grupę Cl-C6hydrckarbcksylcwą, korzystnie grupę Ci-C^alkilenową albo korzystnie grupę hydrcksyalkilencwą. Przykłady odpowiednich sultain obejmują Ci2--4<^imetyloam(^n^(^-2-hydroksyprcpylcsulfcnian, Cl2--4iMnidopropyloamon)o-2-hydroksypropylcsultainę, Ci-udihydroksyetylcamonic-propanosulfonlan i Cl-cldimetyloamoniccheksanosulfcnian, z których Cl2C4amidoprcpyloamonO--2-hydroksypropylcsultaina jest korzystna.
Odpowiednie niejonowe detergentowe środki powierzchniowo czynne są ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 929 678 na rzecz Laughlin'a i in.
170 492 udzielonym 30 grudnia 1975 wkol. 13w. 14dokol. 16w.6, włączonym tujako referencja. Nie ograniczające przykłady przydatnych klas niejonowych środków powierzchniowo czynnych wyszczególniono niżej.
1. Kondensaty alkilofenoli i tlenku polietylenu, polipropylenu i polibutylenu. Na ogół korzystne są kondensaty tlenku polietylenu. Związki te obejmują produkty kondensacji alkilofenoli o grupie alkilowej zawierającej od 6 do 12 atomów węgla w konfiguracji zarówno prostych jak i rozgałęzionych łańcuchów z tlenkiem alkilenu. W korzystnej odmianie tlenek etylenu obecny w ilości równej od 5 do 25 moli tlenku etylenu na mol alkilofenolu. Handlowo dostępne niejonowe środki powierzchniowo czynne tego typu obejmują Igepal™ 00-630, sprzedawany przez GAF Corporation i Triton ™ X-45, X-114, Χ-100 i Χ-102, wszystkie sprzedawane przez Rohm and Haas Company.
2. Etoksylaty alkilowe - produkty kondensacji alkoholi alifatycznych z 1 do 25 molami tlenku etylenu. Łańcuch alkilowy alifatycznego alkoholu może być zarówno prosty jak i rozgałęziony, pierwszorzędowy lub drugorzędowy i na ogół zawiera od 8 do 22 atomów węgla. Szczególnie korzystne są produkty kondensacji alkoholi, których grupa alkilowa zawiera od 10 do 20 atomów węgla z od 2 do 10 molami tlenku etylenu na mol alkoholu. Najkorzystniejsze są produkty kondensacji alkoholi, w których grupa alkilowa zawiera od 10 do 14 atomów węgla z od 6 do 10 molami tlenku etylenu na mol alkoholu.
Przykłady handlowo dostępnych niejonowych środków powierzchniowo czynnych tego typu obejmują Tergitol™15-S-9 (produkt kondensacji liniowego Cn-nalkoholu z 9 molami tlenku etylenu); Tergitol™24-L-6 NMd (produkt kondensacji pierwszorzędowego Cn-Cnalkoholu z 6 molami tlenku etylenu o wąskim rozkładzie mas cząsteczkowych), obydwa sprzedawane przez Union Carbide Corporation; Neodol™45-9 (produkt kondensacji liniowego Cn-Cnalkoholu z 9 molami tlenku etylenu), Neodol™23-6,5 (produkt kondensacji liniowego Cn-Cnalkoholu z 6,5 molami tlenku etylenu), Neodol™45-7 (produkt kondensacji liniowego Cu-Cnalkoholu z 7 molami tlenku etylenu), Neodol™45-4 (produkt kondensacji liniowego Cn-Cnalkoholu z 4 molami tlenku etylenu), sprzedawane przez Shell Chemical Company i Kyro™EOB (produkt kondensacji Cn-Cnalkoholu z 9 molami tlenku etylenu) sprzedawany przez Procter and Gamble Company.
3. Produkty kondensacji tlenku etylenu z hydrofobową podstawą utworzoną przez kondensację tlenku propylenu z glikolem propylenowym. Hydrofobowa część tych związków korzystnie ma masę cząsteczkową od 1500 do 1800 i wykazuje nierozpuszczalność w wodzie. Dodanie reszt polioksyetylenowych do tej hydrofobowej części zmierza do zwiększenia rozpuszczalności w wodzie cząsteczki jako całości, a ciekły charakter produktu jest zachowany do momentu, w którym zawartość polioksyetylenu wynosi około 50% całego ciężaru produktu kondensacji, co odpowiada kondensacji z do 40 molami tlenku etylenu. Przykłady związków tego typu obejmują pewne dostępne w handlu środki powierzchniowo czynne Pluronic™, sprzedawane przez BASF.
4. Produkt kondensacji tlenku etylenu z produktem powstałym w reakcji tlenku propylenu i etylenodiaminy. Hydrofobowa część tych produktów składa się z produktu reakcji ett^UiKo^łiaminy i nadmiaru tlenku propylenu i na ogół ma masę cząsteczkową od 2500 do 3000. Tę hydrofobową część kondensuje się z tlenkiem etylenu do takiego stopnia, aby produkt kondensacji zawierał od 40% do 80% wagowych polioksyetylenu i miał masę cząsteczkową od 5000 do 11000. Przykłady tego typu niejonowych środków powierzchniowo czynnych obejmują pewne, dostępne w handlu związki typu Tetronic™, sprzedawane przez BASF.
5. Alkilopolisacharydy ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 565 647 na rzecz Llenado, udzielonym 21 stycznia 1986, mają grupę hydrofobową zawierającą od 6 do 30 atomów węgla, korzystnie od 10 do 16 atomów węgla i polisacharydową, na przykład poliglikozydową grupę hydrofilową składającą się z od 1,3 do 10, korzystnie od 1,3 do 3, a najkorzystniej od 1,3 do 2,7 jednostek sacharydowych. Może być użyty dowolny cukier redukujący zawierający 5 do 6 atomów węgla, na przykład glikoza, gaiaktoza i reszty galaktozylowe mogą zastępować reszty glikozylowe. Ewentualnie grupa hydrofobowa przyłączona jest w pozycji 2-, 3-, 4- itd. dając w ten sposób glikozę lub galaktozę w przeciwieństwie do glikozydu lub galaktozydu. Wiązania międzysacharydowe mogą występować na przykład pomiędzy jedną pozycją 0zagt0zwcce jednostek sgchgryOzwcce i pozycją 2-, 3-, 4- i/lub 6- ozorzeOaich jednostek sgchgrcdzwcce. Ewentualnie, ale mniej pożądany może być łańcuch oolialkileaotienOzwc łączący resztę hydrofobową z resztą ozllsgcegrcOzwą. Korzystnym tlenkiem a^ilena jest tlenek etylenu. Tcoza'cpi grupami hydrofobowymi są grupy alkilowe zarówno nasycone jak i nienasycone, rozgałęzione i alerzyggłęylzae zawierające od 8 do 18, korzystnie od 10 do 16 atomów węgla. Korzystnie grupą alkilową jest nasycona grupa alkilowa o łańcuchu prostym. Grupa alkilowa może zawierać do trzech grup hydroksylowych i/lub łańcuch ozllgl01leaztleakzwc może zawierać do 10, korzystnie paiej niż 5 reszt gl01leaztlen0zwcce.
Odpowiednimi glOilzozllsgcegrcOgmi są zOtclz-, azaylzdecylz-, uaOccclzdzdecyO-, triΟοο^-, tetrgOecclz-, oeatgOecclz-, ee0sg0ecclz-, eeotgOecclo- i z0tg0ecclz-, di-, tri-, tetra-, penta- i gglaOtzyydc, laktoz^y, gll0zyc, fru0toyc0c, fruktozy i/lub gglgOtzyy.
Odpowiednie miesogaiac obejmują kokosowe alkilo di-, tri-, tetra- i oentggllOozcdy i łojowe glOilotetrg-, penta- i eeOsggliOzyc0c.
Korzystne gł0ilzozllgli0zyy0c mają wzór 7
R2O(CnH2nO)t(glikozy])x wzór 7 w którym R jest wybrany z grupy składającej się z grup alkilowych, gl01lofeaclzwcch, ec0rz0sygl0ilzwcce, ecOrzksyalOilofeaclowcch i ich mieszanin, w których grupa alkilowa zawiera od 10 do 18, korzystnie od 12 do 14 atomów węgla, n ma wartość 2 lub 3, korzystnie 2, t ma wartość zero do z0złz 10, korzystnie zero, a x ma wartość od 1,3 do 10, korzystnie od 1,3 do 3, a najkorzystniej od 1,3 do 2,7. Korzystny gli0zyc0 wywodzi się z gliOoyc. W celu wytworzenia tych związków najpierw tworzy się alkohol lub gl0iloozlietz0sc alkohol, po czym poddaje się go reakcji z g^ozą lub źródłem gli0zyc tworząc glikozyd (ozłącyenie w ozyccji 1 -). Dodatkowe jednostki glikzyclzwe mogą być przyłączone pomiędzy ich pozycją 1 i pozycjami 2-, 3-, 4- i/lub 6- ozorzeOaiej jednostki gliOzoclzwej, korzystnie głównie w ozzccji 2-.
6. Amidy kwasów tłuszczowych jako środki ozwierychaiowo czynne mają wzór 8 O fi 11 7
Rb - C -N(Rz)2 wzór 8 w którym r6 oznacza grupę alkilową od 7 do 21, korzystnie od 9 do 17 atomów węgla, a każdy R7 wybrany jest z grupy składającej się z atomu wz0zru, grup Cl-C4al0ilzwcce, Cl-C4hc0rz0scal0ilzwcce i -(C2H4O)xH, gdzie x ypieaig się od 10z 3.
Korzystne amidy są amidami C8-C2oamzaowcmi, IPznzetanolzgmlOgIPi, 0ietgazlogpi0gpi i lyz0^rzoM^o)ogrpidaπli.
Korzystnymi środkami zwiększającymi oieaieaie są tlenki Clo-Cl1alkilo-dimetyloamia, tlenki Cl1-Cllggyloanpazglallz-dπpetylzappa, betainy, sultainy, produkty kondensacjii glifgtccyacce alkoholi z tlenkami etylenu, glOitoozlisgcegrcOc i ich piesygaiac.
Kompozycje detergentowe według wynalazku mogą zawierać ciekły nośnik, na pryckłgO wodę, korzystnie mieszaninę wody i pzazec0roksc C1 ^alkoholu, na przykład etanolu, propanolu, iozprzogazlu, butanolu i ich miesogaia, z których etanol jest alkoholem korzystnym.
Ciekłe Oopozzccje detergentowe korzystnie formuje się tak, aby podczas stosowania w wodnych operacjach czyszczenia woda zmywająca miała pH od 6 do 9, bardziej korzystnie od 7 do 8. Ciekłe formy korzystnie mają pH w zakresie od 5,0 do 10,5, korzystniej od 6,0 do 9,0, a najkorzystniej od 6,5 do 7,5. Techniki 0zatrzlowgnia pH na rekomea0zwgacm poziomie użytkowanym obejmują stosowanie buforów, alkalii, kwasów itd, i są dobrze znane specjalistom.
Kompozycje detergentowe według wynalazku mogą mieć również postać żelu. Takie kompozycje są formowane typowo tak samo jak ciekłe kompozycje detergentowe poza tym, że zawierają dodatkowy środek zagęszczający.
17(0492
Każdy materiał lub materiały jakie mogą być zmieszane z wodną cieczą z wytworzeniem kompozycji rozrzedzanych ścinaniem, mające wystarczającą granicę płynności mogą być stosowane w kompozycjach według wynalazku. Materiały, takie jak koloidalna krzemionka, rozdrobnione polimery, takie jak polistyren i utleniany polistyren, kombinacje pewnych środków powierzchniowo czynnych i rozpuszczalne w wodzie polimery, takie jak poliakrylany znane są jako zapewniające granicę płynności.
Korzystnym środkiem zagęszczającym stosowanym w kompozycjach według wynalazku jest polimeryczny zagęszczacz polikarboksylanowy o dużej masie cząsteczkowej, od 500.000 do 5.000.000, korzystnie od 750.000 do 4.000.000.
Polimer polikarboksylanowy może być polimerem karboksywinylowym. Związki takie ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 798 053, który stanowi referencję do niniejszego zgłoszenia. Metody wytwarzania polimerów karbok-ss^winylowych są również ujawnione u Browna i stanowią również referencję.
Polimer karboksywinylowy jest interpolimerem monomerycznej mieszaniny składającej się z monomerowego olefinowo nienasyconego kwasu karboksylowego i od 0,1% do 110%o wagowych w stosunku do całości monomerów polieteru poliwodorotlenowego alkoholu, który to poliwodorotlenowy alkohol zawiera co najmniej cztery atomy węgla, do których przyłączone są co najmniej trzy grupy wodorotlenowe, a polieter zawiera w cząsteczce więcej niż jedną grupę alkenylową. Jeśli zachodzi potrzeba w mieszaninie monomerycznej mogą być obecne inne monoolefinowe materiały monomeryczne, nawet w przeważającej ilości.
Polimery karboksywinylowe są w zasadzie nierozpuszczalne w cieczy, lotnych węglowodorach organicznych i są trwałe przy wystawieniu na powietrze.
Korzystnie polihydroksylowe alkohole stosowane do wytwarzania karboksywinylowych polimerów obejmują poliole wybrane z klasy składającej się z oligosacharydów, ich zredukowanych pochodnych, w których grupa karbonylowa została przekształcona w grupę alkoholową i pentaerytrytu; bardziej korzystne są oligosacharydy, a najkorzystniejsza jest sacharoza. Korzystne jest, aby grupy hydroksylowe modyfikowanego poliolu były eteryfikowane grupami allilowymi tak, aby poliol miał co najmniej dwie eterowe grupy allilowe na cząsteczkę poliolu. W przypadku gdy poliolem jest sacharoza korzystne jest, aby miała co najmniej pięć allilowych grup eterowych na cząsteczkę sacharozy. Korzystne jest, aby polieter poliolu stanowił od 0,1% do 4% całości monomerów, a bardziej korzystnie od 0,2% do 2,5%.
Korzystne monomeryczne olefinowo nienasycone kwasy karboksylowe do wytwarzania stosowanych tu polimerów karboksywinylowych obeiimują monomeryczne, polimeryzujące niższe alfa-beta monoolefinowo nienasycone alifatyczne kwasy karboksylowe, bardziej korzystne są monomeryczne monoolefinowo nienasycone kwasy akrylowe o wzorze 9
R
I
CH2 - C-COOH wzór 9 gdzie R jest podstawnikiem wybranym z grupy składającej się z atomu wodoru i niższych grup alkilowych; najkorzystniejszy jest kwas akrylowy.
Polimery karboksywinylowe stosowane w kompozycji według wynalazku maja masę cząsteczkową co najmniej 750 000. Korzystne są wysoko usieciowane polimery karboksywinylowe mające masę cząsteczkową co najmniej 1 250 000. Również korzystne są polimery karboksywinylowe mające masę cząsteczkową co najmniej 3 000 000, które mogą być mniej usieciowane.
Różne polimery karboksywinylowe dostępne są handlowo z B. F. Coodrich Company, New York, N. Y., pod nazwą handlową Carbopol. Jest to grupa poliakrylanów stosowanych jako środki zagęszczające i zawieszające w ciekłych detergentach. Polimery karboksywinylowe stosowane w kompozycji według wynalazku obejmiują Carbopol 910 mający masę cząsteczkową 750 000; korzystny jest Carbopol 941 mający masę cząsteczkową 1 250 000; a bardziej korzystne są Carbopol 934 i 940, mające masy cząsteczkowe odpowiednio 3 000 000 i 4 000 000.
Carbopol 934 jest bardzo słabo usieciowanym polimerem karboksywinylowym o masie cząsteczkowej 3 000 000. Jest on opisany jako kwas poliakrylowy o dużym ciężarze cząsteczkowym usieciowany 1% poliallilosacharozy mającej średnio 5,8 grup allilowych na każdą cząsteczkę sacharozy.
Dodatkowymi polimerami polikarboksylanowymi przydatnymi w kompozycji według wynalazku są Sokolan PHC-25R - kwas poliakrylowy dostępny z BASF Corp., i Gantrez interpolimer poli/metylo-winylo etel'ίl(kwaiu maleinowego) dostępny z GAF Corp.
Korzystnymi polimerami polikarboksylanowymi stosowanymi w kompozycji według wynalazku są nieliniowe, dyspergowalne w wodzie kwasy poliakrylowe usieciowane polieterem polialkenylowym o masie cząsteczkowej od 750 000 do 4 000 000.
Przykładem bardzo korzystnych polimerowych zagęszczaczy polikarboksylanowych są żywice Carbopol 600 dostępne z B. F. Goodrich. Szczególnie korzystne są Carbopol 616 i 617. Przyjmuje się, że żywice te są bardziej usieciowane niż żywice z serii 900 i mają masy cząsteczkowe od 1 000 000 do 4 000 000. W kompozycji według wynalazku mogą być również stosowane mieszaniny opisanych tu polimerycznych polikarboksylanów. Szczególnie korzystna jest mieszanina żywic z serii Carbopol 616 i 617.
Polimerowy zagęszczacz polikarboksylanowy jest wykorzystywany w zasadzie bez ilastych środków zagęszczających. Faktycznie, jak stwierdzono, jeśli w kompozycji według wynalazku wykorzystuje się polimery polikarboksylanowe z glinką, to powstaje produkt mniej pożądany jeśli chodzi o niestabilność fazową. Innymi słowy polimer polikarboksylanowy korzystnie stosuje się zamiast glinki jako środek zagęszczający^^sat^iil^i^ujący w niniejszych kompozycjach.
Polimer polikarboksylanowy służy także zmniejszeniu niemożności zużycia całego detergentowego produktu do zmywania naczyń z pojemnika. Bez zamiaru wiązania tego z teorią, przypuszcza się, że zagęszczona kompozycja według wynalazku ma tę zaletę, ponieważ siła kohezji kompozycji jest większa niż siła adhezji do ścianki pojemnika. Z ilastymi układami zagęszczającymi, jakie zawiera większość dostępnych w handlu produktów, w pewnych warunkach może stanowić poważny problem niemożność zużycia całego det^^^<^^it<^owego produktu z pojemnika.
Bez zamiaru wiązania tego z teorią, przypuszcza się również, że cząsteczki polimerowego zagęszczacza polikarboksylanowego pomagają suspendować ciała stale w zagęszczonych kompozycjach detergent owych według wynalazku i pomagają utrzymać matrycę w stanie ekspandowanym. Polimeryczny materiał jest również mniej wrażliwy na destrukcję niż zagęszczacze intensywnego mieszania kompozycji. Jeśli w kompozycjach według wynalazku stosuje się polikarboksylanowy polimer jako środek zagęszczający, typowo jest on obecny na poziomie od 0,1% do 10%, korzystnie od 0,2% do 2% wagowych. Środki zagęszczające stosuje się w celu zapewnienia granicy płynności od 50 do 350, a najkorzystniej od 75 do 250.
Granica płynności jest wskaźnikiem siły ścinającej, przy której wytrzymałość żelu zostaje przekroczona i rozpoczyna się płynięcie. Mierzy się ją wiskozymetrem Brookfielda model RVT z prętem T wałka B w temperaturze 25°C stosując napęd Helipath podczas towarzyszącego odczytu. Układ ustawia się na 0,5 obrotu na minutę i odczytuje się dla kompozycji badanej po 30 sekundach lub po ustabilizowaniu układu. Układ się zatrzymuje i przestawna się ilość obrotów na 1,0 obrót na minutę. Odczytu dokonuje się dla tej samej kompozycji po 30 sekundach lub po ustabilizowaniu układu. Wytrzymałość przy zerowym ścinaniu jest równa podwójnemu odczytowi przy 0,5 obr/min minus odczyt przy 1,0 obr/min. Granicę płynności wylicza się jako wytrzymałość przy zerowym ścinaniu pomnożoną przez 18,8 (współczynnik konwersji).
Kompozycje według wynalazku mogą ewentualnie zawierać inne anionowe i niejonowe związki, inne niż wyżej wymienione.
Do kompozycji mogą być włączane inne anionowe środki powierzchniowo czynne przydatne do celów detergentowych. Przykłady przydatnych anionowych środków powierzchniowo czynnych obejmują sole, na przykład sole sodowe, potasowe, amonowe i podstawione amonowe, takie jak sole mono-, di- i trietanolo-aminy mydeł, sulfonowane kwasy polikarboksylowe wytworzone przez sulfonowanie pirolizowanego produktu cytrynianów metali ziem alka16
170 492 licznych, na przykład jak opisano w brytyjskim opisie patentowym nr 1 082 179, siarczany C8-C22alkilowe, siarczanów eterów C8-C24alkilowo-po)iglikolowycy, zawierających do 10 moli tlenku etylenu, alkilosulfoniany gliceryny, sulfoniany tłuszczowo-acylowe- gliceryny, siarczany tłuszczowo-acylowe gliceryny, siarczany eterów alkilofenoli i tlenku etylenu, fosforany alkilowe, izetioniany, takie jak acyloizot-oniany, acylotauryniany, amidy kwasów tłuszczowych, bursztyniany alkilowe i sulfobursztyniany, acylosarkozyniany, siarczany alkilowo-polisacyaryeowe, takie jak siarczany alk-lowo-poliglikozydowo (niejonowe, niesiarkowane związki zostały już opisane), węglany eterów alkilowych, kwasy tłuszczowe zestryfikowane kwasem izetionowym i zneutralizowane wodorotlenkiem sodu, amidy kwasów tłuszczowych metylo-tauryny. Dalsze przykłady opisane są w Surface Active and Detergents (Vol. I i II przez Schwarza, Perry i Berch). Różne takie śr^cek- powierzchniowo czynne są również ogólnie ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 929 678 udzielonym 30 grudnia 1975 na rzecz Laugylin'a i in. w kolumnie 23 w. 58 do kolumny 29 w. 23 (włączony tu jako referencja).
Amfolityczne środki powierzchniowo czynne mogą być włączone również do kompozycji detergentowych według wynalazku. Te środki powierzchniowo czynne mogą być szeroko określone jako alifatyczne pochodne drugorzędowych i trzeciorzędowych amin, albo alifatyczne pochodne heterocyklicznych drugorzędowych i trzeciorzędowych amin, w których rodniki alifatyczne mogą s^f^a^n^owić łańcuchy proste i rozgałęzione. Jeden z podstawników alifatycznych zawiera co najmniej 8 atomów węgla, typowo od 8 do 18 atomów węgla, a co najmniej jeden zawiera rozpuszczającą się w wodzie grupę anionową, na przykład karboksylową, sulfonową, siarczanową, Patrz opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 929 678 na rzecz Laughlifea i in. udzielony 30 grudnia 1975, kolumna 19 w. 18 -35 (włączony tu jako referencja), na przykład odnośnie użytecznych amfolitycznych środków powierzchniowo czynnych.
Obojnaczojonowe środki powierzchniowo czynne mogą być również włączone do kompozycji detergentowych według wynalazku. Te środki powierzchniowo czynne mogą być szeroko opisane jako pochodne drugorzędowych i trzeciorzędowych amin, pochodne yetorocyklicznych drugorzędowych i trzeciorzędowych amin albo pochodne czwartorzędowych związków amoniowych, fosforowych lub trzeciorzędowych związków sulfoniowych. Patrz opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 929 678 na rzecz Laughlin'a i in. udzielony 30 grudnia 1975, kol. 19 w. 38 do kol. 22 w. 48 (włączony tu jako referencja), na przykład odnośnie przydatnych obojnaczojonowych środków powierzchniowo czynnych. Takie amfolityczne i obojnaczojonowe środki powierzchniowo czynne na ogół stosuje się w połączeniu z jednym lub więcej anionowych i/lub niejonowych środków powierzchniowo czynnych.
Jeśli włączone są do kompozycji według wynalazku, to dodatkowe środki powierzchniowo czynne typowo występują w stężeniu od 1% do 10%, korzystnie od 2% do 5% wagowych.
Inne ewentualne składniki obejmują wypełniacze detergentowe zarówno typu organicznego jak i nieorganicznego, chociaż takie wypełniacze na ogół nie są korzystne do stosowania w kompozycji według wynalazku. Przykłady rozpuszczalnych w wodzie nieorganicznych wypełniaczy, jakie mogą być stosowane zarówno same lub w mieszaninach między sobą lub z organicznymi solami alkalicznymi wypełniaczy wiążących stanowią glicyna, bursztyniany alkilowe i alkenylowe, węglany metali alkalicznych, fosforany, polifosforany i krzemiany. Specyficzne przykłady takich soli stanowią tripolifosforan sodowy, węglan sodu, węglan potasu, pirofosforan sodowy, pirofosforan potasowy, tripolifosforan potasowy i heksametafosforan sodowy. Przykłady organicznych soli wypełniających, jakie mogą być użyte same lub w mieszaninach między sobą albo z poprzednimi nieorganicznymi alkalicznymi solami wypełniającymi stanowią polikarboksylany metali alkalicznych, których przykłady obejmują, ale nie ograniczają się do nich, rozpuszczalne w wodzie cytryniany takie jak cytrynian sodowy i potasowy, winiany sodowy i potasowy, otylorloeiaminototraoctany sodowy i potasowy, N-(2-hyeroksyotylo)-etylono-diammo-trioctany sodowy i potasowy, nitrylotrioctany sodowy i potasowy, oksyeibursztyn-any sodowy i potasowy i mono- i dibursztyniany winianu sodowego i potasowego, takie jak opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 663 071 (Bush i in. udzielony 5 maja 1987), których ujawnionio stanowi tu referencję. Inne organiczne wypełniacze detergentowe, takie jak rozpuszczalne w wodzie fosfoniany, mogą być stosowane w kompozy170 492 cjach według wynalazku. Jednakże wypełniacze detergentowe na ogół mają ograniczoną wartość, jeśli kompozycje według wynalazku mają postać delikatnej ciekłej detergentowej kompozycji do zmywania naczyń. Jeśli włączone są do kompozycji według wynalazku, to ewentualne wypełniacze typowo występują w stężeniu od 1,0% do 10%, korzystnie od 2% do 5% wagowych.
Inne pożądane składniki obejmują rozcieńczalniki, rozpuszczalniki, barwniki, środki zapachowe i hydrotropy (korzystnie). Rozcieńczalnikami mogą być sole nieorganiczne, takie jak siarczan sodu i potasu, chlorek amonu, chlorek sodu i potasu, wodorowęglan sodu itd. Rozcieńczalniki przydatne w kompozycjach według wynalazku typowo występują na poziomie od 1% do 10%, korzystnie od 2% do 5% wagowych.
Do rozpuszczalników przydatnych tu należą woda i alkohole o małej masie cząsteczkowej, takie jak alkohol etylowy, propylowy, izopropylowy itd. Rozpuszczalniki przydatne w kompozycjach według wynalazku typowo występują na poziomie od 1 % do 60%, korzystnie od 5% do 50% wagowych.
Hydrotropy, takie jak tolueno-sulfoniany sodu i potasu, ksyleno-^idlOniany sodu i potasu, kumeno-sułfoniany sodu i potasu, sulfobursztyniany trisodowy i tripotasowy i pokrewne związki (jakie ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 915 903, które to ujawnienie włączone jest jako referencja) mogą być wykorzystane z zamiarem zapewnienia pożądanej stabilności fazowej i lepkości produktu.
Stwierdzono, że hydrotropy mogą wpływać pozytywnie na zalety pieniące kompozycji według wynalazku. Bez zamiaru wiązania się z teorią, można przypuszczać, że zaleta ta jest wynikiem charakterystyk lepkościowych tych hydrotropów.
Hydrotropy przydatne w kompozycjach według wynalazku typowo obecne są na poziomie od 1% do 10%, korzystnie od 2% do 5% wagowych.
Ewentualne składniki przydatne w kompozycjach według wynalazku używane w zastosowaniach ciekłych detergentów do zmywania obejmują wspomagające wysychanie etoksylowane niejonowe środki powierzchniowo czynne typy ujawnionego w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 316 824 udzielonym Pancheri 23 lutego 1982, które to ujawnienie jest włączone jako referencja.
Bez zamiaru wiązania się z teorią, przypuszcza się, że kompozycje według wynalazku są lepsze w tym, że zapewniają nieoczekiwane działanie czyszczące mydlin i czyszczą naczynia bez nadawania zmywanym naczyniom wyczuwania smarności, co jest szczególnie ważne na rynkach konsumenckich, gdzie czystość naczynia oceniana jest jako brak takiego wrażenia smarności. Ponadto, bez zamiaru wiązania się z teorią, przypuszcza się, że dodatkowe zalety kompozycji według wynalazku to łatwość spłukiwania i to, że zmniejszają one wyczucie śliskości związanego z typowymi ciekłymi kompozycjami det^i^^^r^t^<^^;yTmi. Jest to ważne na rynkach konsumenckich, gdzie taka wyczuwalna śliskość nie jest dobrze widziana i jest odbierana jako wynikająca z niekompletnego spłukania środków powierzchniowo czynnych z powierzchni naczyń. Ponadto, bez zamiaru wiązania się z teorią, przypuszcza się, że kompozycje według wynalazku mają tę zaletę, że są nieoczekiwanie jednorodne w działaniu pieniącym w szerokim zakresie zmian temperatur i warunków wilgotności, zwłaszcza w zakresie temperatur zmywania naczyń od 37,8°C do 48,9°C.
Zabrudzone naczynia kontaktuje się z efektywną ilością, typowo od 0,5 ml do 20 ml (na 25 talerzy przeznaczonych do obróbki), korzystnie od 3 ml do 10 ml kompozycji według wynalazku. Aktualna użyta ilość ciekłej kompozycji detergentowej opiera się na ocenie użytkownika i przeważnie będzie zależeć od czynników, takich jak szczególna postać kompozycji, uwzględniając stężenie aktywnego składnika kompozycji, liczbę zabrudzonych naczyń do umycia, stopnia zabrudzenia talerzy i temu podobnych. Szczegółowa forma produktu z kolei będzie zależna od szeregu czynników, takich jak zamierzony rynek (to jest Stany Zjednoczone, Europa, Japonia itd.) dla kompozycji jako produktu.
Następujące przykłady typowych metod, w których kompozycja detergentowa według wynalazku może być użyta do mycia naczyń. Przykłady te służą celom ilustracyjnym. W typowym stosowaniu w Stanach Zjednoczonych, od 3 ml do 15 ml, korzystnie od 5 ml
170 492 do 10 ml ciekłej kompozycji detergentowej łączy się z od 1000 ml do 10000 ml, bardziej typowo od 3000 ml do 5000 ml wody w zlewozmywaku o pojemności w zakresie od 5000 ml do 20000 ml, bardziej typowo od 10000 ml do 15000 ml. Kompozycja detergentowa ma stężenie mieszaniny środków powierzchniowo czynnych od 21% do 44% wagowych, korzystnie od 25% do 40% wagowych. Temperatura wody typowo wynosi od 26,7°C do 51,7°C, bardziej korzystnie w zakresie od 37,8°C do 48,9°C. Zabrudzone naczynia zanurza się w zlewozmywaku zawierającym kompozycję dute^^^<UIn^to‘oą i wodę, gdzie zmywa sięje przez kontaktowanie zabrudzonej powierzchni talerzy przy pomocy szmatki lub gąbki albo temu podobnych przedmiotów. Szmatka, gąbka lub im podobne przedmioty mogą być zanurzone w mieszaninie kompozycji detergentowej i wody przed skontaktowaniem z powierzchnią talerzy i typowo kontaktuje się z powierzchnią talerzy w okresie mieszczącym się od 1 sekundy do 10 sekund, ale aktualny czas będzie się zmieniał dla każdego zastosowania i użytkownika. Kontaktowaniu szmatki, gąbki czy podobnego przedmiotu z powierzchnią talerzy powinno towarzyszyć pocieranie powierzchni talerzy.
W typowym zastosowaniu na rynku Europejskim od 3 ml do 10 ml ciekłej kompozycji detergentowej łączy się z 1000 ml do 10 000 ml, bardziej typowo od 3000 ml do 5000 ml wody w zlewozmywaku o pojemności w zakresie od 5000 ml do 20000 ml, bardziej typowo od 1(000 ml do 15000 ml. Kompozycja detergentowa ma stężenie mieszaniny środków powierzchniowo czynnych od 21 % do 44% wagowych, korzystnie od 25% do 35% wagowych. Temperatura wody typowo wynosi od 26,7°C do 51,7°C, bardziej korzystnie w zakresie od 37,8°C do 48,9°C. Zabrudzone naczynia zanurza się w zlewozmywaku zawierającym kompozycję detergentową i wodę, w którym zmywa się je przez kontaktowanie zabrudzonej powierzchni talerzy przy pomocy szmatki, gąbki lub podobnych przedmiotów'. Szmatka, gąbka lub im podobne przedmioty mogą być zanurzone w mieszaninie kompozycji detergentowej i wody przed ich skontaktowaniem z powierzchnią naczyń i kontaktuje się typowo z powierzchnią talerzy w okresie od 1 sekundy do 10 sekund, chociaż aktualny czas będzie zmieniał się z każdym zastosowaniem i użytkownikiem. Kontaktowaniu szmatki, gąbki lub podobnych przedmiotów' korzystnie towarzyszy pocieranie powierzchni talerzy.
W typowym zastosowaniu na rynku Południowej Ameryki i Japonii od 1 ml do 50 ml, korzystnie od 2 ml do 10 ml kompozycji detergentowej łączy się z 50 ml do 2 000 ml, bardziej typowo od 100 ml do 1 000 ml wody w kociołku o objętości w zakresie od 500 ml do 5 000 ml, bardziej typowo od 500 ml do 1 000 ml. Kompozycja detergentowa ma stężenie mieszaniny środków powierzchniowo czynnych od 5% do 40% wagowych, korzystnie od 10% do 30% wagowych. Zabrudzone naczynia czyści się przez kontaktowanie zabrudzonych powierzchni talerzy przy pomocy szmatki, gąbki lub podobnych przedmiotów. Szmatka, gąbka lub podobne przedmioty mogą być zanurzone w mieszaninie kompozycji detergentowej i wody przed kontaktowaniem z powierzchnią talerzy i typowo kontaktuje się z powierzchnią talerzy w ciągu od 1 sekundy do 10 sekund, chociaż aktualny czas będzie się zmieniał z każdym zastosowaniem i użytkownikiem. Kontaktowi szmatki, gąbki lub podobnych przedmiotów korzystnie towarzyszy pocieranie powierzchni talerza.
Inna metoda stosowania będzie polegać na tym, że zabrudzone naczynia zanurza się w wodnej kąpieli nie zawierającej żadnego ciekłego detergentu do zmywania naczyń. Urządzenie do absorbowania ciekłego detergentu do zmywania, takie jak gąbka umieszcza się bezpośrednio do oddzielnej ilości nierozeieńezonei ciekłej kompozycji detergentowej do zmywania naczyń na okres typowo wynoszący od 1 do 5 sekund. Urządzenie absorbujące, a w konsekwencji nierozeieńezoną kompozycję do zmywania naczyń kontaktuje się następnie z powierzchnią każdego z brudnych talerzy w celu usunięcia brudu. Urządzenie absorbujące kontaktuje się typowo z powierzchnią każdego talerza na okres w zakresie od 1 do 10 sekund, chociaż aktualny czas stosowania będzie zależał od czynników, takich jak stopień zabrudzenia naczynia. Kontaktowi urządzenia absorbującego z powierzchnią talerza korzystnie towarzyszy pocieranie.
Proces wytwarzania N-metylo-1 -deoksyghcytylo-lauramidu jako środka powierzchniowo czynnego do zastosowania w kompozycji według wynalazku przedstawiono poniżej. Wprawdzie doświadczony chemik może zmieniać konfigurację aparatury, ale odpowiedni aparat do stosowania składa się z trzylitrowej cztero^zyjnej kolby wyposażonej w napędzane
170 492 silnikiem mieszadło łopatkowe i termometr o długości wystarczającej do skontaktowania z medium reakcyjnym. Pozostałe dwa otwory kolby wyposażone są w dopływ azotu i nasadkę o dużej średnicy (uwaga: duża średnica nasadki jest ważna w przypadku bardzo gwałtownego wydzielania się metanolu), do której przyłączona jest wydajna chłodnica zbiorcza z końcówką próżniową. Ta ostatnia jest połączona z upustem azotu i zaworem próżniowym, a dalej z pompą i odbiornikiem. 500 watowy płaszcz grzewczy z tn^a^nsi^damati^iruwYim regulatorem temperatury (Variac) użyty do ogrzewania reakcji umieszczony jest tak na stojaku laboratoryjnym, aby mógł być łatwo podnoszony lub opuszczany w celu dodatkowej kontroli temperatury reakcji.
Do kolby wprowadza się N-metyloglikaminę (195 g, 1,0 mol, Aldrich, M4700-0) i laurynian metylu (Procter and Gamble CE 1270, 220,9 g, 1,0 mol). -Stało-cekłą mieszaninę ogrzewa się mieszając w atmosferze azotu do utworzenia stopu (w przybliżeniu 25 minut). Po osiągnięciu przez stop temperatury 145°C dodaje się katalizator (bezwodny sproszkowany węglan sodu, 10,5 g, 0,1 mola, J. T. Baker). Odcina się dopływ azotu a pompę i upust azotu koryguje się, aby uzyskać próżnię 77 mm Hg (5)31 atm; ~ 150 kPa). Od tego momentu utrzymuje się temperaturę realkcji 150oC regulując ją przy pomocy Variac i/lub przez znoszenie lub opuszczanie płaszcza.
W ciągu 7 minut na menisku mieszaniny reakcyjnej pojawiają się pierwsze pęcherzyki metanolu. Gwałtowna reakcja nastąpi później. Metanol oddestylowuje się aż do zmniejszenia jego wydzielania. Próżnię koryguje się do poziomu 254 mm Hg (i0/31 atm: ~ 300 kPa). Próżnię zwiększa się w przybliżeniu następująco (w mm Hg i minutach): 254 po 3; 508 po 7 i 635 po 10. 11 minut po rozpoczęciu wydzielania się metanolu, przerywa się ogrzewanie i mieszanie, któremu towarzyszy lekkie pienienie. Produkt ochładza się i zestala.
Następujące przykłady przedstawiaią kompozycję według wynalazku, ale nie są pomyślane jako ograniczenie lub inne określenie przedmiotu wynalazku, który określony jest zgodnie z dołączonymi zastrzeżeniami.
Przykład I. Następujące kompozycje mają skład wyrażony w procentach wagowych. Kompozycje te wytworzono zgodnie z poniższym opisem.
Na początku formuje się pastę środka powierzchniowo czynnego przez połączenie wszystkich potrzebnych środków powierzchniowo czynnych z wodą i alkoholem. Środki powierzchniowo czynne zawarte w tej paście środków powierzchniowo czynnych obejmują polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych i środek zwiększający pienienie. Idealna pasta środków powierzchniowo czynnych powinna nadawać się do pompowania w temperaturze pokojowej lub wyższej. Oddzielnie, w dużym mieszalniku z mieszadłem propelerowymi trzy czwarte wody w stosunku do uformowanego produktu, połowę alkoholu w stosunku do uformowanego produktu i potrzebną ilość hydrotropów (na przykład sulfonianu ksylenu, kumenu, toluenu), łączy się mieszając w celu otrzymania klarownego roztworu. Ewentualnie potrzebną ilość magnezu dodaje się po dodaniu pasty środków powierzchniowo czynnych tworząc mieszaninę. Jeśli stosuje się magnez, może on być dodany bezpośrednio do mieszalnika jako chlorek magnezu. Alternatywnie magnez może być dodany jako tlenek magnezu lub sproszkowany wodorotlenek. Tlenek magnezu lub sproszkowany wodorotlenek dodaje się do kwaśnej formy soli środków powierzchniowo czynnych (na przykład alkilobenzenosulfonianów, siarczanów alkilowych, siarczanów etoksylowanych alkili, sulfonianów estrów metylowych itd.). Jeśli magnez dodaje się jako tlenek lub sproszkowany wodorotlenek, mieszając dodaje się go mniej niż wymagana stechiometryczna ilość w celu zapewnienia całkowitego rozpuszczenia. Wartość pH zawierającej magnez pasty środka powierzchniowo czynnego koryguje się stosując roztwór NaOH lub KOH.
Składniki mieszaniny miesza się aż do wytworzenia homogenicznego, klarownego roztworu produktu. Dodatkowa woda, alkohol i pożądane dalsze hydrotropy (dodawane jako roztwór) mogą być następnie dodane w celu nadania roztworowi produktu lepkości do pożądanego poziomu, od 50)· 103Pa' s do 1000· 103Pas, mierzonej wiskozymetrem Brookfielda w temperaturze 21,1°C. Wartość pH roztworu produktu koryguje się następnie HCl lub NaOH do poziomu 7,0 ± 0,7 dla preparatów zawierających jony amonowe i 8,5 ± 1,5 dla preparatów, które nie zawierają jonów amonowych.
Jako ostatni etap dodaje się środki zapachowe, barwniki i inne składniki, na przykład środki opalizujące, takie jak Lytron i distearynian glikolu etylenowego. Lytron może być dodany jako dyspersja przy mieszaniu. Distearynian glikolu etylenowego musi być dodawany w stanie stopionym z intensywnym mieszaniem, aby utworzyły się perłowo opalizujące kryształy. Lytron stanowi emulsję kopolimeru styrenowego o regulowanym rozmiarze cząstek zwykle stosowaną jako środek opalizujący w ciekłych detergentach.
Składnik A E C D E
Cl2-l4alkilo-N-metylogllkamld 5,0 5,0 10,0 10,0 15,0
C11,2lmiowy alkilobenzenosulfonian sodu 10 - - - -
Siarczan amonowy etoksylowanego (śr. 1,0)
alkoholu kokosowego - 25,0 - - 15,0
Siarczan amonowy alkoholu kokosowego 10,0 5,0 - - -
Sól sodowa sulfonianu esteru metylowego
kwasu kokosowego - - 15,0 - -
MgCl2 0,5 1,5 0,8 0,6 0,5
C14- ićalfaolefinosulfomanu sodu - - - 20,0 -
Kokosowy pohglikozyd (śr 1,6jedn. gliko-
zy w cząsteczce) - 5,0 - - -
Tlenek dodecylo-dimetyloaminy 3,0 3,0 - 5,0 3,0
Kokosowoamidopropylo-dimetylobetaina 3,0 - 3,0 - -
Monoetanoloamid kokosowy 2,0 - - - -
Dietanoooamid kokosowy - - - - 3,0
Kumenosulfonian sodu 2,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Toluenosulfonian potasu - - 2,0 - -
Etanol 5,0 4,0 - 3,0 4,0
Woda, barwnik, środek zapachowy «- - do 100% - ->
Przykład II. Następujące kompozycje mają skład wyrażony w procentach wagowych. Kompozycję wytworzono w taki sam sposób jak kompozycja w przykładzie I.
Składnik A fi C. fi
C12-14a!kilo-N-Me iy yog h kamid 20,0 12,0 4,0 10,0
Cn,2limowy alkilobenzenosulfoman sodu 5,0 - - -
Siarczan amonowy etoksylowanego (śr. 1,0)
alkoholu kokosowego 5,0 - - 12,0
Sól sodowa sulfonianu esteru metylowego
kwasu kokosowego - - 15,0 -
MgCk 0,7 2,0 1,9 -
Kokosowy pohglikozyd (śr. 1,6 jednostek gh-
kozy w cząsteczce) - - 15,0 5,0
Tlenek dodecylo-dimetyloaminy 6,0 - - 3,0
Kokosowoamidopropylo-dimetylobetaina - 3,0 - 3,0
Heksadecylo-dimetylobetaina - - 5,0 3,0
Dietanoooamid kokosowy 2,0 - - -
Kumenosulfonian sodu - - - 3,0
Ksylenosulfonian sodu 3,0 - - 3,0
Toluenosulfonian potasu - 2,0 2,0 -
Etanol 3,0 3,0 3,0 5,0
Woda, barwnik, środek zapachowy środek
opalizujący <- - do 100% - -*
170 492
Przykład III. Następujące kompozycje mają skład wyrażony w procentach wagowych. Kompozycję wytworzono w taki sam sposób jak kompozycja w przykładzie I.
Składnik A a C. D E
Cu,2liniowy alkilobenzenosulfonian amonu - 10,0 8,0 13,5 13,5
N-metyloghkamid kwasu C12-14-tluszczowego 16,5 12,5 10,0 12,5 10,0
Siarczan amonowy etoksy (śr. 0,8) C12-14alkilu 12,5 11,0 10,0 - 6,0
Kokosowy amid propylobetainy 1,5 4,0 3,0 2,0 2,0
Heksadecylo-dimetylo-betama 2,0 3,5 3,0 3,0 2,5
Monoetanoloamid kokosowy 3,8 3,8 3,8 2,0 -
Tlenek C12-14alkilo-dimetyloaminy - - 4,0 2,0 3,0
Kumenosulfonian sodu 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0
Etanol 4,5 5,0 5,0 4,0 4,0
Mocznik 0,5 - - - 0,7
Wodorotlenek magnezu 1,6 - - - -
Woda, środek zapachowy, barwnik <- - do 100% - -»
Przykład IV. Następujące kompozycje mają skład wyrażony w procentach wagowych. Kompozycję tę wytworzono w taki sam sposób jak kompozycja w przykładzie I.
Składnik A B c D E
C11,2limowy alkilobenzenosulfonian amonu 5,0 - 10,0 12,0
N-metyloghkamid kwasu C12-14tłuszczowego 5,0 15,0 10,0 15,0 8,0
Siarczan amonowy etoksylowanego (śr. 0,8)(^12-4 5,0 14,0 10,0 - 12,0
Etoksylowany pierwszorzędowy Cmalkohol 5,0 4,0 - 4,0 3,0
C12-14dimetylo-betaina - 2,0 - - -
C12-14am ido-propylo-dimety lobetaina 3,0 - 3,0 - -
Monoetanoloamid kwasu kokosowego 2,0 2,0 - - 2,0
Dietanoloamid kwasu kokosowego 2,0 - 2,0 - 2,0
Tlenek dimetylo-kokosoaminy 2,0 2,0 - 5,0 3,0
Kumenosulfonian sodu 3,0 2,0 2,0 3,0 5,0
Ksylenosulfonian sodu 1,0 3,0 3,0 - -
Etanol 5,0 5,0 3,0 4,0 5,0
Wodorotlenek magnezu 0,7 0,6 - - -
Distearynian glikolu etylenowego - - - 1,0 -
C16-dimeey lobetaina - - - 3,0 -
Mocznik 2,0 1,5 - - -
Woda, środek zapachowy, barwnik <- do 100% ->
Przykład V. Następujące kompozycje mają skład wyrażony w procentach wagowych. Kompozycje te wytworzono w taki sam sposób jak kompozycje w przykładzie I.
Składnik A a c D
Cl4--6alfa-olefinosulfonian - - 10,0 10,0
N-metyloglikamid kwasu C12-4tłuszczowego 15,0 10,0 12,5 5,0
Siarczan amonowy etoksylowanego (śr. 0,8) C12-4 - - - 10,0
Sól sodowa sulfonianu estru metylowego C12-14 15,0 10,0 5,0 -
C12-14poliglikozyd - 10,0 - -
Etoksylat (śr. 8,0) pierwszorzędowego Cwalkoholu - - 4,0 4,0
C12- 14amidopropylo-dimetylobetaina - 2,0 - -
Monoetanoloamid kwasu kokosowego 3,0 1,0 2,0 -
Dietanoloamid kwasu kokosowego 2,0 1,0 2,0 -
170 492
Tlenek Ookosdwo-dimetyloαmiay 3,0 1,0 3,0 4,0
Kumeaosulfdaiαa sodu 2,0 2,0 2,0 2,0
Kscleadsulfdaiαa sodu 2,0 2,0 2,0 2,0
Etanol 4,0 3,0 - 4,0
WdddrdtleneO magnezu - - - 0,5
Distearynian glikolu etylenowego - - - 1,0
Woda, środek zapachowy, barwnik <- do 100% ->
Przykład VI. Następujące Ozpozzccje mają skład wyrażony w procentach wagowych. Kompozycje te wytworzono w taki sam sposób jak kompozycje w przykładzie I.
sołgaaia A E C D
Cl4P5oαrαflno-sulfomaa sodu 26,0 - - 15,0
Cl4pαrαfmo~sulfoalαa magnezu - 26,0 - -
Sól sodowa siarczanu alkoholu kokosowego
eto0sylowanego 3 molami tlenku etylenu 14,0 - - 15,0
Sól magnezowa siarczanu alkoholu kokosowego eto-
0sclowaaego 3 molami tlenku etylenu - - - 34.0
Sól sodowa sulfonianu eteru kokosowego gliceryny - - - 5,0
N-meCcld-glikamiO kwasu C12-14tłuszczowego 15,0 12,0 ,12,0 15,0
Tlenek 0d0ehcld-dlmetyldaIPinc 4,0 4,0 4,0 4,0
C12- l4acyloamiOoorΌoyld-Oimetyldbetaina - 5,0 - 5,0
Trletanoloamiaa 3,5 3,5 3,5 3,5
Etanol 5,0 5,0 5,0 5,0
Carbzozl®616 1,5 - - -
Carbopol® 617 1,5 2,0 - -
Woda, środek zapachowy, barwnik <- ~ do 100% — ->
Przykład VII. Następujące kompozycje mają skład wyrażony w procentach wagowych. Kompozycje te wytworzono w taki sam sposób jak kompozycje w przykładzie I.
Składnik A a C
Cl4P5oarafiao-sulfdniαn sodu 15,0 - -
Cl4-l5oarafino-sulfonian magnezu - - -
Sól sodowa siarczanu alkoholu kokosowego
etzksylowaaego 3 molami tlenku etylenu 15,0 10,0
Sól sodowa sulfonianu eteru 0o0osowd-gliceryaowego 5,0 - -
Sól magnezowa eteru kokosowo-glicerynowego - 5,0 -
N-metylo-gUkamid kwasu Cl2-l4tłuszhzdwego 10,0 3,0 10,0
Tlenek 0d0ecclo0imetyloaminc 4,0 4,0 2,0
C12- l4accloami0dordoclo-0imetclobetgiaa - 5,0 -
Trletίgaoloammg 3,5 3,5 3,5
Etanol 5,0 5,0 5,0
Carbopol® 616 1,0 - -
Carbopol® 617 - 2,0 -
Woda, środek zapachowy, barwnik <- - do 100%- -»
P r z y o ł a o VIII. Alternatywna metoda wytwarzania stosowancc^l ozlihcOrzOscamiOów kwasów tłuszczowych w kompozycji według wynalaz^est następująca. Stosuje się mieszaninę reakcyjną składającą się z 84,87 g estru metylowego kwasu tłuszczowego (źródło: Procter and Gamble ester metylowy CR 1270), 75 g N-IPetylz-D-glikarrpny (źródło: Aldrich Cheimcal Company M4700-0), 1,04 g metzksclgau sodu (źródło: AUrich Chemicgl Company, 16,499-2) i 68,51 g alkoholu metylowego. Zbiorai0 regOccjac zawiera standardowy zestaw reflukscjac wyposażony w rurę suszącą, chłodnicę i piesogałz. W postępowaniu tym N--petyjogliaappnę, mieszając w atmosferze argonu łączy się z metanolem i rozpoczyna się ogrzewanie przy inten^^'wn^m mieszaniu (mieszadło, refluks). Po 15 - 20 minutach, gdy roztwór osiągnie pożądaną temperaturę dodaje się ester i metoksylan sodu jako katalizator. Okresowo pobiera się próbki w celu monitorowania przebiegu reakcji, przy czym należy zaznaczyć, że roztwór staje się całkowicie klarowny po 63,5 minutach. Przypuszcza się, że w tym momencie reakcja jest faktycznie zakończona. Mieszaninę reakcyjną utrzymuje się w stanie wrzenia pod chłodnicą zwrotną w ciągu 4 godzin.
Po usunięciu metanolu, wydzielony surowy produkt waży 156,16 g. Po suszeniu próżniowym i oczyszczeniu uzyskuje się całkowitą wydajność 1106,92 g oczyszczonego produktu. Na tej podstawie nie wylicza się jednak procentowej wydajności, jako że w czasie trwania reakcji regularnie pobiera się próbki, wobec czego wyliczenie całkowitej wydajności procentowej mija się z celem. Reakcja może być prowadzona przy 80% i 90% stężeniu reagentów w ciągu okresu do 6 godzin w celu uzyskania wydajności produktu z ekstremalnie niskim tworzeniem się produktów ubocznych.
Poniższe nie ma na celu ograniczenia niniejszego wynalazku, ale w prosty sposób dalsze zilustrowanie dodatkowych aspektów technologii jaką mógłby brać pod uwagę wykonawca przy wytwarzaniu szerokiego zróżnicowania kompozycji detergentowych przy użyciu polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych.
Łatwo zauważyć, że polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych, dzięki ich amidowemu połączeniu są przedmiotem pewnej nietrwałości w warunkach silnie zasadowych lub w warunkach bardzo kwaśnych. Wprawdzie pewien rozkład może być tolerowany, ale korzystne jest, aby materiały te nie były poddawane pH powyżej około 11, korzystnie 10, ani poniżej około 3 w ciągu zbyt długich okresów. pH produktów końcowych (cieczy) ma typową wartość 7,0-9,0.
Podczas wytwarzania pcllhydroksyamldów kwasów tłuszczowych typowo może być konieczne, co najmniej częściowe neutralizowanie zasadowego katalizatora st.osow'anego do uformowania wiązania amidowego. Wprawdzie w tym celu może być użyty dowolny kwas, wytwórca detergentu zorientuje się, że jest rzeczą prostą i dogodną stosowanie kwasu, który dostarczy anionu skądinąd przydatnego i pożądanego w końcowej kompozycji detergentowej. Na przykład, w celu neutralizacji może być użyty kwas cytrynowy, a powstały jon cytry nianowy (ca 1 %) może być pozostawiony z zawiesiną ca 40% polihydroksy amidu kwasu tłuszczowego i przepompowywany do ostatnich etapów wytwarzania całego procesu wytwarzania detergentu. Podobnie mogą być stosowane kwaśne formy takich materiałów jak oksybursztyniany, nitrylotrioetany, etylenodlamlnotetracctany, winiany/bursztyniany i tym podobne.
Polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych wywodzące się z kokosowych alkilowych kwasów tłuszczowych (głównie C-2--C14) są bardziej rozpuszczalne niż ich talowoalkilowe (głównie C16--C1) odpowiedniki. Odpowiednio, materiały C12-C-4 są nieco łatwiejsze do formowania w ciekłych kompozycjach i są bardziej rozpuszczalne w kąpielach piorących w zimnej wodzie. Wprawdzie materiały C-6-C-8 są również przydatne, zwłaszcza w warunkach, gdzie stosuje się wodę piorącą od ciepłej do gorącej. W rzeczywistości materiały C-6-C-8 mogą być lepszymi detergentowymi środkami powierzchniowo czynnymi niż ich odpowiedniki C-2-C-4. Odpowiednio więc wytwórca może chcieć wybrać łatwość wytwarzania czy działanie, wybierając poszczególny polihydroksyamid kwasu tłuszczowego do stosowania w danym preparacie.
Trzeba również docenić, że rozpuszczalność polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych może być zwiększona przez występowanie miejsc nienasycenia i/lub rozgałęzienia łańcucha w reszcie kwasu tłuszczowego. Stąd polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych wywodzące się z kwasu olejowego i izostearowego są bardziej rozpuszczalne niż ich n--akilowe odpowiedniki. Podobnie, rozpuszczalność polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych wytworzona z disacharydów, trisacharydów itd. będzie po prostu większa niż rozpuszczalność ich cdpowiednikcwyeh materiałów, wywodzących się z monosacharydów. Taka większa rozpuszczalność może być szczególnie pomocna przy formowaniu ciekłych kompozycji. Co więcej, polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych, w których grupa polihydroksylowa wywodzi się z maltozy, wydają się działać szczególnie dobrze jako detergenty, gdy stosuje się je w połączeniu z konwencjc-nalnymialkUobenzenosulfonianami (LAS) jako środkami powierzchniowo czynnymi. Bez
170 492 zamiaru wiązania się z teorią, wydaje się, że połączenie LAS z połihydroksy amidami kwasów tłuszczowych wywodzących się z wyższych sacharydów, takich jak maltoza wywołuje zasadnicze i nieoczekiwane obniżonio napięcia międzyfazowego w wodnych środowiskach, zwiększając detergentowe działanie netto. (Wytwarzanie poliyydroksyamidu kwasu tłuszczowego wywodzącego się z maltozy opisano niżej).
Polihydrok^yamidy kwasów tłuszczowych mogą być wytwarzane nie tylko z czystych cukrów, ale również z yydrolizowanycy skrobi, na przykład skrobi zbożowej, skrobi ziemniaczanej lub każdej innej dogodnej skrobi roślinnej, która zawiera mono-, di- itd. sacharydy pożądane przez wytwórcę. Jest to szczególnie ważne ze względów ekonomicznych. Stąd dogodnie i ekonomicznie mogą być użyte syrop zbożowy o dużej zawartości glikozy, syrop zbożowy o dużej zawartości maltozy itd. Delignizowana, hydrolizowana pulpa celulozowa może być również źródłem surowca do polihydrok^yai^dów kwasów tłuszczowych.
Jak zaznaczono wyżej poliyyeroksyamiey kwasów tłuszczowych wywodzące się z wyższych sacharydów, takich jak maltoza, laktoza, itd. są bardziej rozpuszczalne niż ich odpowiedniki glikozowe. Co więcej, wydaje się, że bardziej rozpuszczalne polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych mogą pomagać w różnym stopniu w rozpuszczaniu ich mniej rozpuszczalnych odpowiedników. Zgodnie z tym wytwórca może wybrać do stosowania surowiec zawierający syrop o dużej zawartości glikozy, na przykład, ale wyselekcjonować syrop, który zawiera odrobinę maltozy (na przykład 1% lub więcej). Powstała mieszanina polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych będzie, na ogół, wykazywać bardziej korzystne właściwości rozpuszczania w szerszym zakresie temperatur i stężeń niż wykazywałby czysty, wywodzący się z glikozy poliyyeroksyamid kwasu tłuszczowego. Tak więc w dodatku do wszelkich zalet ekonomicznych ze stosowania mieszaniny cukrów zamiast czystych reagentów cukrowych, poliyydroksyamiey kwasów tłuszczowych wytworzone z mieszanych cukrów posiadają bardzo ważną zaletę w odniesieniu do działania i/lub łatwości formowania. W pewnych przypadkach, jednakże można odnotować pewną utratę usuwania tłustości (niozmywalność) przy zawartości powyżej 25% maltamidu kwasu tłuszczowego i pewną utratę pionionia powyżej 33% (te wartości procentowe odnoszą się do zawartości w mieszaninie maltamidu jako pochodnej polihydroksyamidu kwasu tłuszczowego wobec polihydroksyamidu kwasu tłuszczowego wywodzącego się z glikozy). Może to się nieco zmieniać, zależnie od długości łańcucha reszty kwasu tłuszczowego. Typowo więc wytwórca wybierając do stosowania takie mieszaniny może uznać za korzystne wyselekcjonowanie mieszaniny polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych, w których stosunek monosacharydów (na przykład glikozy) do di- albo wyższych sacharydów (na przykład maltozy) mieści się w zakresie od około 4:1 do około 99:1.
Wytwarzanie korzystnych niecyklicznych ρoliyyeroksyamidów kwasów tłuszczowych z estrów tłuszczowych i N-alkilopo)i()ii może być prowadzone w rozpuszczalnikach alkoholowych w temperaturach od około 30°C - 90°C, korzystnie około 50°C - 80°C. Obecnie ustalono, że może być dogodne dla wytwórcy, na przykład ciekłych detergentów, prowadzenie takich procesów w glikolu 1 ©--ropy fenowym jako rozpuszczalniku, ponieważ ten glikolowy rozpuszczalnik nie musi być całkowicie usuwany z produktu reakcji przed użyciem w końcowym preparacie detergentowym. Podobnie wytwórca, na przykład stałych, typowo granulowanych, kompozycji ιΙοΙοτρο·^'^^ może uznać za korzystne prowadzenie procesu w temperaturze 30°C - 90°C w rozpuszczalnikach stanowiących etoksylowane alkohole takich jak etoksylowane (EO 3-8)Cl7-Cl4alkoyolo, jak znany jako NEODOL 23 E06,5 (Shell).
Jeśli stosuje się takie etoksylaty, korzystne jest aby nie zawierały one znacznych ilości nioetoksylowanego alkoholu oraz, najkorzystniej nie zawierały znacznych ilości mono-otoksylowanogo alkoholu (oznaczenie T).
Ponieważ sposoby wytwarzania poiiyyeIΌksyamid0w kwasów tłuszczowych jako takie nie stanowią części niniejszego wynalazku, wytwórca może brać pod uwagę inne syntezy polihyclroksy amidów' kwasów tłuszczowych niż opisane niżej.
Typowo wytwarzanie korzystnych acyklicznych polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych na skalę przemysłową będzie się składać z Etapu 1 wytwarzania pochodnej N-alkilo-polihydroksyaminy z pożądanego cukru lub mieszaniny cukrów przez utworzenie adduktu N^^H^^lo^^iny i cukru z następną reakcją wodorową w obecności katalizatora, po której następuje Etap 2 reakcji wspomnianej polihydroksyaminy, korzystnie z estrem tłuszczowym w celu wytworzenia wiązania amidowego.
Mimo, że znanymi w stanie techniki różnymi sposobami można wytworzyć szereg N^^ljkilo-^(^lihydroksyamin przydatnych w etapie 2 sekwencji reakcji, następujący proces jest dogodny i wykorzystuje ekonomicznie syrop cukrowy jako surowiec. Jest rzeczą zrozumiałą, że aby uzyskać najlepszy wynik przy użyciu takiego syropu jako surowca wytwórca powinien wybrać syrop o najbardziej jasnej barwie, korzystnie bliski bezbarwnej.
Wytwarzanie N-dliilopolihydroksyaminy z syropu cukrowego pochodzenia roślinnego
I. Formownie addukau - Pouiższe jżst etjiedardowam jwymserr^, w którym około 420g około 55% roztworu glikezo (syrop zbożowy - około 231 g glikozy - około 1,28 mola) o zabarwieniu w skali Cardner'a niższym niż 1 poddaje się reakcji z około 119 g około 50% roztworu wodnego metyloaminy (59,5 metyloaminy' - 1,92 mola). Roztwór metyloaminy (MMA) przedmuchuje się i osłania N2 i chłodzi się do około temperatury 10°C lub niższej. Syrop zbożowy przedmuchuje się i osłania N2 w temperaturze około 10° - 20°C. Syrop zbożowy dodaje się wolno do roztworu MMA w oznaczonej temperaturze reakcji, jak pokazano. Zabarwienie w skali Cardner'a mierzy się w przybliżonym czasie w minutach.
Tabela 1
Temperatura reakcji °C Czas w minutach
10 30 60 120 180 240
Zabarwienie Gardner© (przybliżone)
0 1 1 1 1 1 1
20 1 1 1 1 1 1
30 1 1 2 2 4 5
50 4 6 10 - - -
Jak widać z powyższych danych zabarwienie GardneLa adduktu jest tym gorsze im temperatura wzrasta powyżej około 30°C i około 50°C, a czas w którym zabarwienie Gardne/a jest niższe od 7 wynosi tylko około 30 minut. Dla dłuższych czasów reakcji i/lub przetrzymywania temperatura powinna być niższa niż około 20°C. Zabarwienie Gardne/a powinno być mniejsze niż około 7, a glikamin o dobrym zabarwieniu korzystnie mniejsze niż 4. Jeśli stosuje się niższe temperatury do formowania adduktu, czas do osiągnięcia zasadniczej równowagi stężenia aikluktu ulega skróceniu przy stosowaniu wyższego stosunku aminy do cukru. Przy stosunku molowym aminy do cukru 1,5:1 równowagę osiąga się w ciągu około dwóch godzin przy temperaturze reakcji około 30°C. Przy stosunku molowym 1,2:1 w tych samych warunkach czas wynosi co najmniej trzy geUzino. Dla dobrego zabarwienia wybiera się kombinację stosunku amina:cukier, temperatury reakcji i czasu reakcji aby osiągnąć zasadniczą równowagę konwersji, na przykład większą niż 90%, korzystnie większą niż 95% a nawet bardziej korzystnie większą niż 99% adduktu, w oparciu o cukier i zabarwieniu niższym niż około 7, korzystnie niższym niż około 4, a bardziej korzystnie mniej niż około 1. Stosując powyższy proces w temperaturze reakcji niższej niż 20°C i syrop z różnym zabarwieniem Gardner'ajak zaznaczono, otrzymuje się zabarwienie adduktu mMa jak niżej (po osiągnięciu zasadniczej równowagi po co najmniej dwóch godzinach).
Tabela 2
Zabarwienie Gardner’ b /przyeliżaoe/
Syrop zeażawe Addukt 1 3 1 4/5 1 7/8 1+ 7/8 0 1 0 2 0+ 1
Jak widać z powyższego wyjściowy materiał cukrowy musi być bardzo zbliżony do bezbarwnego, aby otrzymać addukt, który byłby do zaakceptowania. Jeśli cukier ma zabarwienie Gardner'a około 1 addukt jest czasem nadający się do zaakceptowania, ale czasem nie. Jeśli cukier ma zabarwienie Gardner'a powyżej 1 powstały addukt nie nadaje się. Im lepsze jest zabarwienie wyjściowego cukru tym lepsze zabarwienie adduktu.
II. Reakcja wojlorwwania. Powyżs/w' adduki mające -^Οπην-ιη-ίο ΟοιΊοοΡπ 1 lub mniej uwodornia się w następującym pastępowania.
Około 539 g adduktu w wodzie i okała 23,1 katalizatora oiklawega United Catalyst G49B wprowadza się do jeeoolitrawega aataklawa i przedmuchuje się dwukrotnie waearem pod ciśnieniem 1,38 MPa w temperaturze akało 20°C. Ciśnienie wodoru podoasi się do około 9,65 MPa, a temperaturę podnosi się do 50°C. Następnie ciśnienie padoosi się akało 11,03 MP-, a temperaturę utrzymuje się akoła 50 - 55°C w ciągu około trzech godzin. W tym momencie produkt jest awaearoiooe w okała 95%. Temperaturę podoasi się następnie do akoła 85°C na okres około 30 minut, a mieszaninę reakcyjną dekaotuje się i odsącza się katalizator. Produkt, po usunięciu wody i MMA przez odparowanie, stanowi w około 95% N-metylo-glikbminę w postaci białego proszku.
Powyższe postępawbnie powtarza się z około 23,1 g Ni Raoey'a jako katalizatora z następującymi zmiaobmi: Katalizator przemywa się trzykrotnie, b reaktor z zawartym w nim katalizatorem przedmuchuje się dwukrotnie wodorem pod ciśnieniem 1,38 MPa, po czym reaktor poddaje się ciśnieniu wodoru 11,03 MPa na okres dwóch godzin, ciśnienie redukuje się na okres jednej godziny, po czym panowoie padnasi się go do 11,03 MPa. Addukt wprowadza się (wpompow^je się) do reaktora, który znajduje się pod ciśnieniem wodoru 1,38 MPa w temperaturze 20°C, po czym reaktor przedmuchuje się wodorem pod ciśnieniem 1,38 MPa, itd. jak wyżej.
Otrzymany produkt w obu przypadkach stanowi więcej niż 95% N-metylo-glikaminę; zawiera mniej niż 10 ppm Ni, bazując na glikammie i ma zabarwienie roztworu w skali Gbrdoer'b mniej niż 2.
Surowa N-imetylo-glkamina ma barwę trwałą do około 140°C przy krótkim jej eksponowaniu.
Jest rzeczą ważną, że aby addukt był dobry, musi on zawierać niewielką ilość cukru (mniej niż okoto 5%, korzystnie mniej niż 1%) i dobre zabarwienie (mniej niż 7, korzystnie moiej niż okała 4, a bardziej korzystnie mniej niż około 1 w skali Gardner'-).
W innej reakcji addukt wytwarza się wychodząc z około 159 g akała 50% w wodzie, którą przedmuchuje się i osłania N2 w temperaturze 10 - 20°C. Około 330 g około 70% syropu zbożowego (prawie bezbarwnego) odgazowuje się N2 w temperaturze około 50°C i pawali dodaje się do roztworu metylaaminy w temperaturze niższej niż 20°C. Roztwór miesza się w ciągu 30 minut i uzyskuje się około 95% addukt, który jest bardzo jasnym żółtym roztworem.
Około DO g adduktu w wodzie i około 9 g katalizatora niklowego United Catalyst G49B wprowadza się do 200 ml autoklawu i przedmuchuje się trzykrotnie wadarem w temperaturze około 20°C. Ciśnienie wodoru wynosi paeoasi się do 1,38 MPa, a temperaturę paeoasi się do około 50°C. Ciśnienie podnosi się do 1,72 MPa, a temperaturę utrzymuje się w zakresie 50 55°C w ciągu okała trzech godzin. Temperaturę produktu, który jest w tym momencie uwadaroiaoy w 95% padoasi się do akała 85°C na okres około 30 minut, po czym produkt, po usunięciu wody i odparowaniu stanowi 95% N-metylo-gllk-minę w postaci białego proszku. Ważne jest, aby zmioimbllzawać kontakt adduktu z kataliz-torem, gdy ciśnienie wodoru jest mniejsze niż 6,9 MPa w celu zminimalizowania zawartości Ni w glikaminie. Zawartość niklu w N-metylo170492 glikaminio z tej reakcji wynosi około 100 ppm, podczas gdy w poprzedniej reakcji jest to ilość mniejsza niż 10 ppm.
Następujące reakcje z H2 przeprowadza się w celu bezpośredniego porównania wpływów temperatury reakcji.
W 200 ml autoklawie przeprowadza się typowe postępowanie do opisanego wyżej przy wytwarzaniu adduktu i przeprowadzenia reakcji wodorowania w różnych temperaturach. Addukt do stosowania w wytwarzaniu glikaminy wytwarza się przez połączenie około 420 g około 55% roztworu glikozy (syrop zbożowy) (231 g glikozy; 1,28 mola) (roztwór sporządza się z syropu zbożowego 99DE z CarGill-roztwór ma zabarwienie w skali Garclner'a mniej niz 1) i około 119 g 50% metyloaminy (59,5 MMA; 1,92 mola) z Air Products.
Postępowanie prowadzenia reakcji jest następujące:
1. Wprowadzenie 119 g 50% roztworu metyloaminy do przedmuchanego azotem reaktora, osłona azotem i ochłodzenie do temperatury niższej niż 10oC.
2. Odgazowanie i/lub przedmuchanie 55% roztworu syropu zbożowego w temperaturze 10 - 20°C azotem w celu usunięcia tlenu zawartego w roztworze.
3. Powolne dodawanie syropu zbożowego do roztworu metyloaminy i utrzymywanie temperatury poniżej 20°C.
4. Jednorazowe dodanie całego roztworu syropu zbożowego i mieszanie w ciągu 1-2 godzin.
Addukt stosuje się do reakcji wodorowania bezpośrednio po wytworzeniu, albo przechowuje się w niskiej temperaturze aby zapobiec następnemu rozkładowi.
Reakcja wodorowania adduktu glikozy przebiega następująco:
1. Do 200 ml autoklawu wprowadza się około 134 g adduktu (zabarwienie mniej niż 1 według Gardne/a) i około 5,8 g G49B Ni.
2. Przedmuchuje się mieszaninę reakcyjną dwukrotnie wodorem pod ciśnieniem 1,38 MPa w temperaturze 20 - 30°C.
3. Podnosi się ciśnienie wodoru do około 2,76 MPa i podnosi się temperaturę do około 50°C.
4. Podnosi się ciśnienie do około 3,45 MPa, pozostawia do przereagowania w ciągu 3 godzin. Temperaturę utrzymuje się około 50 - 55°C. Pobiera się próbkę 1.
5. Podnosi się temperaturę do około 85°C na okres około 30 minut.
6. Dekantuje się i odsącza się katalizator Ni. Pobiera się próbkę 2.
Warunki reakcji przy stałej temperaturze:
1. Do 200 ml autoklawu wprowadza się około 134 g adduktu i około 5,8 g G49B Ni.
2. Przedmuchuje się dwukrotnie wodorem pod ciśnieniem 1,38 MPa w niskiej temperaturze.
3. Podnosi się ciśnienie wodoru do około 2,76 MPa i podnosi się temperaturę do około 50°C.
4. Podnosi się ciśnienie do około 3,45 MPa, pozostawia się do przereagowania na 3,5 godziny. Utrzymuje się temperaturę na wyznaczonym poziomie.
5. Dekantuje się i odsącza katalizator Ni. Próbka 3 z temperatury około 50 - 55°C, próba 4 z temperatury około 75°C i próbka 5 z temperatury około 85°C. (Czas reakcji przy temperaturze 85°C wynosi około 45 minut).
Wszystkie przebiegi dają podobną czystość N-metylo-gglkaminy (około 94%). Zabarwienie w skali GardneLa bezpośrednio po reakcji, w przebiegach jest podobne, ale jedynie dwuetapowa obróbka cieplna daje dobrą stabilność zabarwienia, natomiast przebieg w 85°C daje bezpośrednio po reakcji zabarwienie nieodpowiednie.
Przykład JX. Wytwarzanie amidu łojowego kwasu tłuszczowego (utwardzonego) z N-motylo-maltaminy do stosowania w kompozycjach detergentowych według wynalazku przebiega następująco:
Etap 1 -Reagenty: monowodzian maltozy (Aldrich, KW); m^^^lo^imii^^(40% w wodzie) (Aldrich, seria 03325 IM); Nikiel Raney'a, 50% zawiesina (UAD 52-73D, Aldrich, seria 12921 LW). Reagenty wprowadza się do szklanego naczynia (250 g maltozy, 428 g roztworu metyloaminy, 100 g zawiesiny katalizatora - 50 g Ni Raney'a) i umieszcza się w 3 litrowym autoklawie wstrząsowym, który przedmuchuje się azotem (3,45 MPa) i wodorem (3,45 MPa) i wytrząsa się w atmosferze H2 w temperaturze pokojowej w ciągu wekendu w zakresie temperatur od 28°C do 50°C. Surową mieszaninę reakcyjną sączy się dwukrotnie pod próżnią przez szklany filtr z mikrowłókien z wypełnieniem z żelu krzemowego. Przesącz zatęża się do lepkiego materiału. Końcowe ślady wody usuwa się azeotropowo przez rozpuszczenie materiału w metanolu i następne usunięcie metanolu/wody w wyparce obrotowej. Końcowe suszenie przeprowadza się w wysokiej próżni. Surowy produkt rozpuszcza się w metanolu wrzącym pod chłodnicą zwrotną, sączy się, chłodzi się w celu rel^ij^i^trdijzacji, sączy się a placek filtracyjny suszy się pod próżnią w temperaturze 35°C. Jest to rzut -. Przesącz zatęża się aż do początku tworzenia się osadu i pozostawia na noc w lodówce. Ciało stałe odsącza się i suszy się pod próżnią. Jest to rzut 2. Przesącz zatęża się ponownie do połowy objętości i przeprowadza się rekrystalizację. Tworzy się bardzo mało osadu. Dodaje się niewielką ilość etanolu i roztwór pozostawia się w zamrażalniku na okres końca tygodnia. Stały materiał odsącza się i suszy się pod próżnią. Połączone ciała stałe stanowiąN-metylo-maltaminę, którą z całości syntezy stosuje się w etapie 2.
Etap 2 - Reagenty: N-metylo-maltamina (z etapu 1); utwardzone łojowe estry metylowe; metoksylan sodu (25% w metanolu); bezwodny metanol (rozpuszczalnik); stosunek molowy amina:ester= 1: 1, wyjściowy poziom katalizatora 10% molowych /w/r maltamina), podniesiony do 20% molowych; poziom rozpuszczalnika 50% wagowych. W zamkniętej kolbie 20,36 g łojowego estru metylowego ogrzewa się do temperatury topnienia (łaźnia wodna) i wprowadza się do 250 ml trójszyjnej kolby okrągłodennej z mechanicznym mieszaniem. Kolbę ogrzewa się do około 70°C aby zabezpieczyć ester przed zestalenie. Oddzielnie, 25,0 g N-metylo-mahaminy łączy się z 45,36 g metanolu i powstałą zawiesinę dodaje się do estru łojowego przy intensywnym mieszaniu. Dodaje się 1,51 g 25% metoksylanu sodu w metanolu. Po czterech godzinach mieszanina nie klaruje się, więc dodaje się dodatkowo 10% mol. katalizatora (do całości 20% mol) i pozostawia się reakcję na okres nocy (około 68°C), po którym to czasie mieszanina staje się klarowna. Następnie kolbę modyfikuje się do destylacji. Temperaturę podnosi się do 110°C. Destylację pod ciśnieniem atmosferycznym prowadzi się w ciągu 60 minut, po czym rozpoczyna się destylację pod wysoką próżnią, którą prowadzi się w ciągu 14 minut, po których produkt staje się bardzo gęsty. Produkt pozostawia się w kolbie reakcyjnej w temperaturze 110°C (temperatura zewnętrzna) w ciągu 60 minut. Produkt wyskrobuje się z kolby i rozciera się w eterze etylowym w ciągu tygodnia. Eter usuwa się w wyparce obrotowej a produkt przechowuje się w suszarce przez noc, po czym miele się na proszek. Pozostającą N-metylo-maltaminę usuwa się z produktu przy użyciu żelu krzemowego. Zawiesinę żelu krzemowego w 100% metanolu wprowadza się do rozdzielacza i przemywa się szereg razy -00% metanolem. Zatężoną próbkę produktu (20 g w 100 ml 100% metanolu) wprowadza się do żelu krzemowego i wymywa się szereg razy przy użyciu próżni i metanolu do wymywania. Połączony eluat odparowuje siię do si^c^łha (wyparka obrotowa). Pozostający ester łojowy usuwa się przez rozcieranie w octanie etylu przez noc, po czym odsącza się. Placek filtracyjny suszy się próżniowo w ciągu nocy. Produktem jest alkilo-łojowy
W alternatywnym sposobie etap - powyższej sekwencji reakcji może być prowadzony przy użyciu handlowego syropu zbożowego zawierającego glikozę lub mieszaniny glikozy i typowo 5% lub więcej maltozy. Powstałe polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych i mieszaniny mogą być stosowane w kompozycjach detergentowych według wynalazku.
W jeszcze innym sposobie etap 2 powyższej sekwencji reakcji może być prowadzony w glikolu 1,2-propy tono wym lub NEODOLU. Za wiedzą wytwórcy glikol propylenowy lub NEODOL nie musi być usuwany z produktu reakcji przed jego użyciem do formowania kompozycji detergentowych. Również, zgodnie z życzeniem wytwórcy katalizator metanolanowy może być neutralizcwany kwasem cytrynowym, aby uzyskać cytrynian sodu, który może być pozostawiony w pclihydroktyamidzie kwasu tłuszczowego.
Wytwórca kompozycji piorących do tkanin, których zaletą jest obecność środka usuwającego brud ma do wyboru szereg znanych materiałów (patrz na przekład opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 962 152; 4 116 885; 4 238 531; 4 702 857; 4 721 580 i 4 877 896).
Dodatkowe materiały usuwające brud przydatne w wynalazku obejmują niejonowe oligomeroczne produkty ert^tp^I^ikacji mieszaniny reakcyjnej zawierającej źródło JeUnortek polietekry zakończonych Cl-C4aikokroż (na przykład CH3[OCH2CH2]i6OH); źródło jednostek tereftalonowych (na przykład dimetylotereftalanewoch); źródło jednostek poli/ekryetyleno/okry (na przykład glikol pelietolenewo 1500); źródło jednostek okro-)zopropylenekry (na przykład glikol 1,2-propylenowy); i źródło jednostek eksoetolenekry (na przykład glikol etylenowy), zwłaszcza tam gdzie stosunek molowy jednostek eksyetolenokro do jednostek ekro-)zeprepolenokso wynosi co najmniej jak 0,5:1.
Takie niejonowe środki usuwające brud mają wzór ogólny
0 /-κ 0 / \ 11
-c-c y-oo/cHgCHgO/y
II
-co
-C-O/CHgGHgOĄ-R1 w którym R1 oznacza niższy (na przykład Ci-Cąjalkil, zwłaszcza metyl, x i y każdy oznacza liczbę całkowitą od 6 do 100, m ma wartość od 0,75 do około 30, n ma wartość od 0,25 do 20, a R2 oznacza mieszaninę obu H i CH3 tak aby zapewnić stosunek molowy oksyetolenekro: okso-)zopIΌpylenokry co najmniej jak 0,5:1.
Inny korzystny typ środka usuwającego brud przydatnego w wynalazku ogólnie typu anionowego opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 877 896 z takim ograniczeniem, że środki takie są w zasadzie wolne od monomerów typu HOROH, gdzie R oznacza propylen albo wyższy alkil. Tak więc środki usuwające brud według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 877 896 mogą zawierać na przykład produkt reakcji dimetylo-te-eftalanu, glikolu etylenowego, glikolu 1 ^-propylenowego i kwasu 3-.)odi()rulf'obenzoesowego, przy czym te dodatkowe środki usuwające brud mogą zawierać, na przykład produkt reakcji dimetylo-tereftalanu, glikolu etylenowego, 5-żsdioeslfoizoftalanu i kwasu 3--odiorulfebenzoerowego. Środki takie są korzystne do stosowania w granulowanych kompozycjach pralniczych.
Wytwórca może również ustalić, że kerzortne może być włączenie nienaUboranowych wybielaczy, zwłaszcza w granulowanych detergentach do energicznego prania.
W handlu dostępnych jest wiele wybielaczy nadtlenowych, które mogą być użyte w wynalazku, ale spośród nich nadwęglan jest dogodny i ekonomiczny. Stąd kompozycje według wynalazku mogą zawierać stałe nadwęglany wybielające, normalnie w postaci soli sodowej, włączonych do kompozycji na poziomie od 3% do 20% wagowych, korzystniej od 5% do 18% wagowych, a najkorzystniej od 8% do 15% wagowych.
Nadwęglan sodu jest dodatkowym związkiem o wzorze odpowiadającym 2Na2CO3-3H2O2 i dostępnym w handlu jako krystaliczne ciało stałe. Najbardziej dostępny w handlu materiał
170 492 obejmuje niewielką ilość środka wiążącego metale ciężkie, takie jak EDTA, kwas 1hydroksyetylideno-1,1-difosfonowy (HEDP) albo aminofosfonian, który wprowadza się podczas wytwarzania. Do stosowania w kompozycji według wynalazku nadwęglan może być włączony do kompozycji detergentowych bez dodatkowej osłony, ale w korzystnej odmianie wynalazku stosuje się stabilną postać materiału (FMC). Chociaż różne odmiany powleczeń mogą być stosowane, najbardziej ekonomiczny jest krzemian sodu o stosunku SiO2:Na2O jak 1,6:1 do 2,8:1, korzystnie 2,0:1 nakładany jako roztwór wodny i wysuszony dający zawartość od 2% do 10% (normalnie od 3% do 5%) stałego krzemianu w stosunku do ciężaru nadwęglanu. Może być również stosowany krzemian magnezu, a chelant taki jak jeden z wyżej wymienionych może być również włączony do powłoki.
Wielkość cząstek krystalicznego nadwęglanu wynosi od 350 mikrometrów do 450 mikrometrów, z większością w przybliżeniu 400 mikrometrów. W przypadku gdy są powlekane kryształy mają wielkość w zakresie od 400 do 600 mikrometrów. O ile metale ciężkie obecne w węglanie sodu stosowanym do wytwarzania nadwęglanu mogą być ograniczane przez włączenie substancji wiążących do mieszaniny reakcyjnej, to nadwęglan nadal wymaga ochrony przed metalami ciężkimi obecnymi jako zanieczyszczenia w innych składnikach produktu. Stwierdzono, ze całkowity poziom jonów żelaza, miedzi i manganu w produkcie nie powinien przekraczać 24 ppm, a korzystnie powinien być mniejszy niż 20 ppm w celu niedopuszczenia do nie dającego się zaakceptować szkodliwego działania na stabilność nadwęglanu.
Przykłady X, A-D. Następujące przykłady ilustrują delikatne ciekłe kompozycje detergentowe, które są specjalnie przystosowane do zmywania naczyń i innych operacji czyszczenia twardych powierzchni. W przykładach A-D środki powierzchniowo czynne zawierają różne siarczany etoksy alkili jako środki powierzchniowo czynne, które, stosując standardową terminologię, skraca się w celu zaznaczenia ich średniego stopnia etoksylacji; tak więc siarczan Ci2-i3EO(0,8) oznacza siarczanowaną frakcję mieszanych alkoholi C12-13 o średnim stopniu etoksylacji 0,8. Te anionowe etoksylowane siarczany są stosowane korzystnie w postaci ich soli Na+ lub NH+4. Tlenek Cn-naminyjest tlenkiem mieszanej C12 ^dimetyloaminy. C^-uAP-betaina ma wzór C^CmIU/W.iCONH) (CH2)3-N+(CH3)2CH2COOH. C12-14AP sultaina ma wzór C12/14H25.,'29k:ONH(CH2)3N+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3H; C12/14DM betaina ma wzór C12714H25/29N+(CH3)2CH2COOH. Etoksylowane niejonowe środki powierzchniowo czynne oznaczone jako C9--iEO(8) odnoszą się odpowiednio do Cgualkoholi etoksylowanych średnio 8 molami tlenku etylenu. Kationy Ca++ i Mg++dogodnie wprowadza się do kompozycji jako CaCh i MgCh. Zrównoważenie kompozycj stanowi woda i cytryniany/glikol propylenowy obecne w glikamidowym środku powierzchniowo czynnym (1- 5%) i 1- 3% kumenosulfonian lub ksylenosulfonianu, jako hydrotropy. Wartość pH typowo wynosi 6,8 - 7,4 (sole NH+4) lub 7 - 8,2 (sole Na+).
Składnik Procenty wagowe
A B £
C^^-lN—on^to^l-gOblMi^id 11 8 12,7 9
Siarczan Ci2-i3SO(0,8) - 16 10,0 9
Siarczan 12--1EO(3) 11 - 2,7 14
Siarczan Ci2-13EO(6,6) - - - 3
C12-14AP betaina - - 2 -
C12-4sultaina - - - 1,0
Tlenek C12-13aminy 2,5 - - 1,0
C12-14DM betaina - 2,0 - -
C9-11EO(8) 0,5 8 7 -
Ca++ - - 0,5 1,0
Mg++ 0,3 0,25 - -
Woda <- - do 100% - ->
170 492
Przykład XI. W każdym z poprzednich przykładów glikamidy kwasów tłuszczowych mogą być zastąpione ekwiwalentną ilościową mal^midowego środka powierzchniowo czynnego, albo mie.^^^-^^^nna^mi glikamidowomaltamidowych środków powierzchniowo czynnych wywodzących się z roślinnych źródeł cukru. Zastosowanie w kompozycjach etanoloamidów wydaje się poprawiać stabilność gotowych preparatów w niskich temperaturach. Ponadto stosowanie sulfobetainowych (aka sultaina) środków powierzchniowo czynnych daje lepsze pienionie.
Przykład XII A-D. D
Składniki A Zawartość (% wagowe)
a C
Siarczan etoksy C12-14alkilu (1EO) 16 9 12 -
Siarczan etoksy C12-14alkilu (3EO) - 14 - 11
Etoksylat C10alkilu (8EO) 7 3 7 1
Cl2-74N-metylogllkamid 8 9 12 6
Kokosowy diotano)oamid - - - 5
Tlenek eoeocylo-dlmotyloamley - 1 - 2
Tlenek dodocylo-dlmetyIoaminy - 1 - 2
Kokosowy amid propylo-hydroksysultamy - 1 3 -
Kokosowy amid propylobetainy 2 - - -
MG2+ - 1 1
Ca2+ 0,5 1 - -
Toluenosulfonian sodu 3 3 3 3
Etanol 4 4 4 4
Woda <- — do 100% - ->
Jak wspomniano wyżej w kompozycjach, w których pożądane jest specjalnie silne pienienie (na przykład do zmywania naczyń), korzystne jest, aby nie stosować środków ograniczających pionienie. Ponieważ C14 i wyższe kwasy tłuszczowe mogą działaćjako środki ograniczające pionionie, korzystne jest aby kompozycje do zmywania naczyń zawierały mniej niż około 5%, korzystnie mniej niż około 2%, a najkorzystniej aby w zasadzie nie zawierały C14 i wyższych kwasów tłuszczowych. Zgodnie z tym wytwórca takich pieniących kompozycji powinien unikać wprowadzania do tych kompozycji takich kwasów w ilościach tłumiących pienienie z polihydroksyamidom kwasu tłuszczowego i/lub unikać powstawania kwasów tłuszczowych C14 lub wyższych podczas składowania gotowych kompozycji. Prostym środkiem jest stosowanie w kompozycji według wynalazku reagentów estrowych C12 do wytwarzania polihydroksy^^dów kwasów tłuszczowych. Na szczęście stosowanie tlenku aminy lub sulfobetainy jako środków powierzchniowo czynnych może wyeliminować pewne negatywne działanie wobec pionienia wywołane przez kwasy tłuszczowe. Wytwórca chcąc dodać anionowe rozjaśniacze optyczne do ciekłych detergentów zawierających w stosunkowo dużym stężeniu (na przykład 10% lub więcej) anionowe lub polianionowe podstawniki, takie jak wypełniacze polikarboksylanowo może uznać jako pożyteczne wstępne mieszanio (premiksowanie) rozjaśniacza z wodą i polihydrok^^aimidem kwasu tłuszczowego i następne dodanie premiksu do końcowej kompozycji. Z zeolitowymi wypełniaczami detergentowymi z pożytkiem mogą być stosowane kwas poliglutaminowy lub kwas poliasparaginowy jako środki dyspergujące. Fachowcy w zakresie techniki chemicznej uznają, że wynikiem wytwarzania poliyyeroksyamieów kwasów tłuszczowych stosowanych w kompozycji według wynalazku, z użyciem di- lub wyższych s^<^^^i^^i^<5w, takich jak maltoza będzie tworzenie poliyydroksyamieów kwasów tłuszczowych, w których liniowy podstawnik Z jest zakończony strukturą polihydroksy pierścieniową. Materiały takie są w pełni przydatne do stosowania w wynalazku i nie wychodzą poza ideę i zakres ujawnionego i zastrzeżonego wynalazku.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 6,00 zł

Claims (7)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Kompozycjp deteraentowa n owięOszonym oinnieniu, iewuerzjąca mięsa anieę anionowych środków powierzchniowo czynnych, polihyeroksyamieów kwasów tłuszczowych, środków zwiększających pienienie oraz od 35 do 95% wagowych, w przeliczeniu na kompozycję, dodatkowych składników, wybranych ewentualnie spośród amfolityeznyeh lub oboiniaczych środków powierzchniowo czynnych, jednego lub większej liczby ciekłych nośników, obejmujących wodę i C1-C4 alkohole, lub mieszaninę wody i C1-C4 alkoholu; wypełniaczy, rozcieńczalników, rozpuszczalników, barwników, środków zapachowych, hydrotropów, środków opalizujących, środków wybielaieeyeh, korzystnie wybielaczy nieboranowyeh, mocznika, środków usuwających brud, innych konwencjonalnych składników detergentowych, związku równoważącego anionowy składnik środka powierzchniowo czynnego, korzystnie związku magnezu, znamienna tym, że zawiera od 5% do 65% wagowych mieszaniny środków powierzchniowo czynnych, zawierającej a) od 5% do 95% wagowych jednego lub większej liczby anionowych siarczanowych lub sulfonowych środków powierzchniowo czynnych i b) od 5% do 95% wagowych jednego lub większej liczby polihydroksyamidów kwasów tłuszczowych o wzorze 1
    O R*
  2. 2 “ 1 R - C - N - Z wzór 1 w którym R1 oznacza atom wodoru, rodnik C1-C4-węgłowodorowy, 2-hydroksyetyl, 2-hydroksypropyl lub ich mieszaninę, R2 oznacza rodnik C5-C31-węglowodorowy, a Z oznacza rodnik polihydroksywęglowodorowy o prostym łańcuchu węglowodorowym zawieraj ącym co najmniej 3 grupy hydroksylowe bezpośrednio połączone z tym łańcuchem, albo ich alkoksylowanych pochodnych oraz c) od 1% do 20% wagowych środka zwiększającego pienienie, wybranego z grupy obejmującej tlenki amin, betainy, sultainy i niejonowe związki wybrane spośród kondensatów tlenków polietylenu, polipropylenu i polibutylenu z alblofenolami, utoksylowaneeh alkilowych produktów kondensacji alifatycznych alkoholi z tlenkiem etylenu, produktów kondensacji tlenku etylenu z podstawą hydrofobową utworzoną przez kondensację tlenku propylenu z glikolem propylenowym, produktu kondensacji tlenku etylenu z produktem powstałym w reakcji tlenku propylenu i etylenodiaminy, alkilopolisacharydów, amidów kwasów tłuszczowych, i ich mieszanin.
    2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera mieszaninę środków powierzchniowo czynnych składającą się z od 20% do 80% wagowych anionowego składnika siarczanowego lub sulfonowego, od 20% do 80% wagowych składnika będącego polihydroksyamidem kwasu tłuszczowego i od 2% do 20% wagowych środka zwiększającego pienienie.
  3. 3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera polihydroksyamid kwasu tłuszczowego, w którym Z wywodzi się z maltozy.
  4. 4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera polihydroksyamid kwasu tłuszczowego, w którym Z wywodzi się z mieszaniny monosaehar^dów, disacharydów i, ewentualnie, wyższych sacharydów, przy czym mieszanina ta zawiera co najmniej 1% co najmniej jednego disacharydu.
  5. 5. Kompozycja według zastrz. 4, znamienna tym, że zawiera polihydroksyamid kwasu tłuszczowego, w którym Z wywodzi się z mieszaniny monosacharydów, disacharydów i, ewentualnie, wyższych sacharydów, przy czym mieszanina ta zawiera co najmniej 1% maltozy.
  6. 6. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera środek zwiększający pienienie wybrany spośród tlenku Cio-Clsaakilo-dimetyłoaminy, Cio-Cnacyloamidu tlenku alki170 492 lodimetyloaminy, betainy, sultainy, produktu kondensacji alifatycznego alkoholu z tlenkiem etylenu, alkilopolisacharydu i ich mieszanin.
  7. 7. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako polihydroksyamid kwasu tłuszczowego zawiera związek o wzorze 2 o ch3 7 II I R - C - N - Z wzór 2 w którym R2 oznacza grupę Cn-Cnalkilową lub alkenylową o łańcuchu prostym, a Z pochodzi od glikozy, maltozy lub ich mieszanin.
PL91298527A 1990-09-28 1991-09-25 Kompozycja detergentowa o zwiekszonym pienieniuUprawniony z patentu:The Procter and Gamble Company, Cincinnati, US PL PL170492B1 (pl)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59061690A 1990-09-28 1990-09-28
US75589391A 1991-09-06 1991-09-06
PCT/US1991/006981 WO1992006161A1 (en) 1990-09-28 1991-09-25 Detergent compositions containing polyhydroxy fatty acid amides and suds enhancing agent

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL170492B1 true PL170492B1 (pl) 1996-12-31

Family

ID=27080892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL91298527A PL170492B1 (pl) 1990-09-28 1991-09-25 Kompozycja detergentowa o zwiekszonym pienieniuUprawniony z patentu:The Procter and Gamble Company, Cincinnati, US PL

Country Status (10)

Country Link
KR (1) KR100225999B1 (pl)
CN (1) CN1030929C (pl)
CA (1) CA2092561C (pl)
EG (1) EG19863A (pl)
IE (1) IE64994B1 (pl)
MA (1) MA22306A1 (pl)
PL (1) PL170492B1 (pl)
PT (1) PT99100B (pl)
RU (1) RU2108372C1 (pl)
SK (1) SK24893A3 (pl)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2241741C1 (ru) * 2003-07-24 2004-12-10 Открытое акционерное общество "Нэфис Косметикс" - Казанский химический комбинат им. М. Вахитова Жидкое моющее средство
KR100768069B1 (ko) 2005-12-26 2007-10-18 그린스웰 주식회사 천연물질 유화용 유화제 및 그 제조방법
CN101553559B (zh) * 2006-11-13 2011-07-27 有利凯玛美国有限责任公司 化合物
MX2016010817A (es) * 2014-02-20 2016-10-26 Henkel Ag & Co Kgaa Agentes de limpieza o lavado que tienen caracteristicas de una mejor formacion de espuma bajo la alta carga de suciedad.
AU2018327823A1 (en) 2017-09-06 2020-02-13 Kao Corporation Treatment agent composition for textile product
CN107997974A (zh) * 2017-12-04 2018-05-08 广州天赐高新材料股份有限公司 含有一种多羟基化合物的洗涤剂组合物
RU2727285C1 (ru) * 2019-11-15 2020-07-21 Лаврик Елена Валерьевна Способ очистки камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания
BR112023001773A2 (pt) * 2020-08-28 2023-03-28 Unilever Ip Holdings B V Composição detergente e método

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK130418A (pl) * 1967-07-19

Also Published As

Publication number Publication date
SK24893A3 (en) 1993-07-07
CA2092561C (en) 1998-01-20
EG19863A (en) 1999-06-30
IE913419A1 (en) 1992-04-08
CN1061240A (zh) 1992-05-20
CN1030929C (zh) 1996-02-07
PT99100B (pt) 1999-02-26
MA22306A1 (fr) 1992-04-01
IE64994B1 (en) 1995-09-20
CA2092561A1 (en) 1992-03-29
RU2108372C1 (ru) 1998-04-10
PT99100A (pt) 1992-08-31
KR100225999B1 (ko) 1999-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3046070B2 (ja) ポリヒドロキシ脂肪酸アミドと増泡剤とを含有する洗剤組成物
EP0551410B1 (en) Detergent compositions containing anionic surfactants, polyhydroxy fatty acid amides and magnesium
RU2105790C1 (ru) Детергентная композиция и способ очистки посуды
HK1006182B (en) Detergent compositions containing polyhydroxy fatty acid amides and suds enhancing agent
EP0602179B1 (en) Detergent compositions containing calcium and polyhydroxy fatty acid amide
SK25093A3 (en) Detergent containing alkyl sulfate and polyhydroxy fatty acid amide surfactants
PL170492B1 (pl) Kompozycja detergentowa o zwiekszonym pienieniuUprawniony z patentu:The Procter and Gamble Company, Cincinnati, US PL
CZ284004B6 (cs) Čistící prostředek obsahující polyhydroxyamidy mastné kyseliny a prostředek podporující pěnění
PL169553B1 (pl) Alkoksykarboksylanowa kompozycja detergentowa zawierająca alkiloetoksykarboksylany i polihydroksyamidy kwasów tłuszczowych
HK1006180B (en) Detergent compositions containing alkyl ethoxy carbozylates and polyhydroxy fatty acid amides