專利名稱：使用擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑的清潔組合物和乳液或微乳液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及清潔組合物和使用方法，其使用連接(linker)助表面活性劑和擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑的協(xié)同組合。根據(jù)本發(fā)明的洗滌劑組合物通過與油質(zhì)和油脂污垢形成穩(wěn)定的乳液或微乳液而具有去除許多難除污潰(如來自非反式脂肪和脂肪酸的那些)的用途。
背景技術(shù)：
表面活性劑通過吸附在液氣界面處而降低水的表面張力。它們還通過吸附在液-液界面處而降低油與水之間的界面張力。表面活性劑是大多數(shù)洗滌劑的主要組分。當(dāng)溶于水時,表面活性劑使產(chǎn)品產(chǎn)生從表面去除污垢的能力。每個表面活性劑分子具有吸弓I水分子的親水頭和排斥水且自身同時與污垢中的油脂連接的疏水尾。這些相對的力使污垢疏松并使其懸浮在水中。表面活性劑履行洗滌劑和清潔組合物的基本工作，其通過打碎污潰并使污垢保持在水溶液中，從而防止污垢再沉積在其剛脫離的表面上。表面活性劑使通常不溶于水的污垢分散。壬基酚乙氧基化物(NPE)主要用作工業(yè)和民用洗滌劑的表面活性劑。然而，盡管有效，但NPE由于環(huán)境關(guān)系而不被認(rèn)可。例如，NPE通過環(huán)氧乙烷與壬基酚(NP)的組合而形成。NP和NPE都呈現(xiàn)雌激素類性能并可污染水、植物和海洋生物。NPE還不容易生物降解并在無限時期內(nèi)殘留在環(huán)境或食物鏈中。NPE的一種替代品是醇乙氧基化物(AE)。這些替代品毒性較小并在環(huán)境中更快地降解。然而，近來發(fā)現(xiàn)使用含AE的無NPE和無磷洗滌劑洗滌的紡織品在暴露于高溫(例如在工業(yè)洗衣過程中的蒸汽管道中)時或在熨燙時冒煙。通常將表面活性劑加入水包油微乳液中以制備看起來更均質(zhì)的產(chǎn)品。這些清潔產(chǎn)品在5-20%溶解的油中含有各種不同的表面活性劑體系，然后在使用前將其用水稀釋。通常用于這些清潔產(chǎn)品中的表面活性劑體系包括陰離子或非離子表面活性劑和短鏈醇的混合物，從而有助于油相溶解和防止晶體形成。盡管短鏈醇有效，但它們也促成產(chǎn)品的揮發(fā)性有機(jī)溶劑含量(VOC)并帶來可燃性問題。如所了解的，仍然需要研究有效、對環(huán)境無害且安全的表面活性劑和表面活性劑體系，其可用于各種清潔劑中。特別是考慮到出現(xiàn)的幾種新型清潔難題。健康專家近來建議在飲食中減少或除去反式脂肪，因?yàn)樗鼈兇嬖诮】碉L(fēng)險。作為響應(yīng)，食品工業(yè)使用非反式脂肪大量替代反式脂肪的使用。這類非反式脂肪最難以從表面去除。食品工業(yè)還經(jīng)受無法解釋的較高的洗衣物著火頻率。更好去除非反式脂肪的清潔配制劑和方法由于其大量的聚合熱而易于導(dǎo)致著火。非反式脂肪具有可聚合的共軛雙鍵并且包括的大量聚合熱可導(dǎo)致著火，例如在一堆用于抹去這些非反式脂肪污垢的碎布中。如所了解的，工業(yè)中需要改進(jìn)清潔組合物，如硬表面和洗衣用洗滌劑，特別是其中使用的表面活性劑，以便以安全、對環(huán)境無害且有效的方式去除難除的污垢。
發(fā)明概述本發(fā)明 通過提供包括擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑以及連接助表面活性劑的表面活性劑體系、混合物或共混物而滿足上述需求。該混合物與油和脂肪酸形成穩(wěn)定的微乳液，所述油和脂肪酸可以是最終產(chǎn)品，如潤滑劑、防曬劑或甘油三酯基產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明，這些乳液或微乳液是穩(wěn)定的、不可逆的，并且可以在低溫(例如，室溫)下形成。在另一實(shí)施方案中，該表面活性劑體系或混合物可用于清潔組合物中，從而使油和油脂污垢如非反式脂肪和脂肪酸乳化并沉淀。該表面活性劑體系可單獨(dú)使用作為預(yù)處理齊U，或用作清潔組合物如洗衣用洗滌劑、硬表面清潔劑或其它乳液或微乳液的一部分。本發(fā)明具有許多用途和應(yīng)用，其包括但不限于洗衣清潔、降低由于非反式脂肪造成的洗衣物著火、硬表面清潔如人工盆罐清潔、機(jī)器器皿洗滌、通用清潔、地板清潔、CIP清潔、開放設(shè)備清潔、泡沫清潔、車輛清潔等等。本發(fā)明還涉及與非清潔相關(guān)的用途和應(yīng)用，如干式潤滑劑、輪胎裝飾、拋光劑等，以及甘油三酯基水劑、防曬劑、潛在藥物乳液和微乳液。本發(fā)明的表面活性劑混合物包括一種或多種擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑與一種或多種連接助表面活性劑的協(xié)同組合。連接助表面活性劑包括甘油單和二酯和/或脂肪酸和脂肪二酸。該體系在較低溫度下與脂肪酸和非反式脂肪形成微乳液時卓有成效。該體系可用于洗衣用洗滌劑、硬表面清潔劑的配制劑中，不論堿或酸基或甚至單獨(dú)作為預(yù)去斑劑/預(yù)浸泡劑。在本發(fā)明再一方面，提供洗衣用洗滌劑組合物，其包括本發(fā)明的表面活性劑體系及其它洗滌劑組分如增潔劑、酶等。根據(jù)本發(fā)明，該洗衣用洗滌劑產(chǎn)品適合于在商業(yè)、工業(yè)和個人衣物洗滌過程中或在預(yù)去斑處理時容易地溶解并分散非反式脂肪。本發(fā)明的這些及其它目的、特征和附帶的優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將從閱讀下列優(yōu)選實(shí)施方案的詳述和所屬權(quán)利要求書中變得明顯。附圖簡述

圖1是對應(yīng)于表6所示數(shù)據(jù)的圖，顯示了微乳液研究結(jié)果。圖2和3是對應(yīng)于微乳液研究的表7中數(shù)據(jù)的圖，其顯示傳導(dǎo)率隨溫度(圖2)和時間(圖3)的變化。圖4和5對應(yīng)于微乳液研究的表8中所示數(shù)據(jù)，其顯示傳導(dǎo)率隨溫度(圖4)和時間(圖5)的變化。圖6和7顯示了微乳液研究的表9中的數(shù)據(jù)，其顯示傳導(dǎo)率隨溫度(圖6)和時間(圖7)的變化。圖8是顯示各種連接表面活性劑的溫度靈敏性的圖。圖9顯示了豆油Tergo洗滌試驗(yàn)的結(jié)果，其比較了擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑與市售洗滌劑A、市售洗滌劑B、市售洗滌劑C、X-LAE和具有MgCl2的X-LAE。圖10顯示了 SA-7、SL-42、Χ-LAE、市售洗滌劑A、市售洗滌劑B和市售洗滌劑C去除豆油的24小時預(yù)先試驗(yàn)結(jié)果。發(fā)明詳述首先定義某些術(shù)語并描述某些測試方法，使得可以更容易地理解本發(fā)明。當(dāng)在此使用時，“重量百分?jǐn)?shù)”、“wt%”、“以重量計的百分?jǐn)?shù)”、“重量％”及其變型是指作為物質(zhì)的重量除以組合物的總重量并乘以100的物質(zhì)濃度。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在此使用時，“百分比”、“％”等意在與“重量百分?jǐn)?shù)”、“wt%”等同義。當(dāng)在此 使用時，術(shù)語“約”是指數(shù)量的變化，其可以例如通過現(xiàn)實(shí)中的典型測量和用于制備濃縮物或應(yīng)用溶液的液體處理步驟；通過這些步驟中的疏忽的誤差；通過用于制備組合物或?qū)嵤┓椒ǖ慕M分的制備、來源或純度的差異等出現(xiàn)。術(shù)語“約”還包括由于用于特定的初始混合物產(chǎn)生的組合物的不同平衡條件而不同的量。不管是否用術(shù)語“約”修飾，權(quán)利要求書包括數(shù)量的等價物。當(dāng)在此使用時，術(shù)語“表面活性劑”是含有親油鏈段和親水鏈段的化合物，其在添加到水或溶劑時降低體系的表面張力?！皵U(kuò)展鏈表面活性劑”是在表面活性劑的常規(guī)親油鏈段和親水鏈段之間插有中間極性連接鏈(如聚環(huán)氧丙烷嵌段、聚環(huán)氧乙烷嵌段、聚環(huán)氧丁烷嵌段或其混合物)的表面活性劑。術(shù)語“電解質(zhì)”是指當(dāng)溶于水時或當(dāng)與水接觸時提供離子傳導(dǎo)率的物質(zhì)；這種化合物可以是固體或液體。當(dāng)在此使用時，術(shù)語“微乳液”是指熱力學(xué)穩(wěn)定的各向同性分散體，其由特征在于超低界面張力的表面活性劑的界面膜而穩(wěn)定的納米尺寸范圍的水和/或油組成。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)在本說明書和所附權(quán)利要求書中使用時，單數(shù)形式“一”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)對象，除非該內(nèi)容另外清楚地說明。因此，例如對于含有“一種化合物”的組合物包括具有兩種或更多種化合物的組合物。還應(yīng)當(dāng)指出，術(shù)語“或”通常以其本意使用，包括“和/或”，除非該內(nèi)容另外清楚地說明。術(shù)語“硬表面”是指固體、基本非柔性表面如柜臺頂部、瓷磚、地板、墻、面板、窗戶、管道夾具、廚房和浴室家具、器具、發(fā)動機(jī)、電路板和盤子。術(shù)語“軟表面”是指較軟的高柔性材料如織物、地毯、毛發(fā)和皮膚。當(dāng)在此使用時，術(shù)語“清潔”是指用于促進(jìn)或有助于去污、漂白、微生物種群減少及其任意組合的方法?！拔酃浮被颉拔蹪ⅰ笔侵阜菢O性油狀物質(zhì)，其可能含有或不含有粒狀物質(zhì)如礦物粘土、砂、天然礦物質(zhì)、炭黑、石墨、聞嶺土、環(huán)境粉塵等。當(dāng)在此使用時，除非另有說明，術(shù)語“清潔組合物”包括洗滌劑組合物、洗衣用清潔組合物、硬表面清潔組合物和用于健康和美容領(lǐng)域的個人護(hù)理清潔組合物。清潔組合物包括粒狀、粉末、液體、凝膠、糊狀、棒形和/或薄片型清潔劑、洗衣用洗滌清潔劑、洗衣用浸泡或噴灑處理劑、織物處理組合物、餐具洗滌劑和皂、香波、身體洗液和皂及其它類似清潔組合物。當(dāng)在此使用時，除非另有說明，術(shù)語“織物處理組合物”包括織物軟化組合物、織物增強(qiáng)組合物、織物清新組合物及其組合。這種組合物可以是漂洗添加的組合物，但不是必須的。術(shù)語“洗衣物”是指在洗衣機(jī)中清潔的物品或制品。一般而言，洗衣物是指由織物材料、機(jī)織物、非機(jī)織織物和針織物制成或包括這些的任何物品或制品?？椢锊牧峡梢园ㄌ烊换蚝铣衫w維如絲纖維、亞麻纖維、棉纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維如尼龍、丙烯酸纖維、醋酸酯纖維及其包括棉和聚酯共混物的共混物。纖維可以處理或未處理。示例性處理的纖維包括阻燃處理的那些。應(yīng)理解，術(shù)語“亞麻”常常用于描述某些類型的洗衣物品包括床單、枕套、毛巾、亞麻臺布、桌布、條形拖把和制服。本發(fā)明另外提供用于處理非洗衣物制品和表面的組合物和方法，所述表面包括硬表面如盤子、玻璃及其它器皿。使用非離 子擴(kuò)展鏈表面活性劑和連接助表面活性劑的表面活性劑體系本發(fā)明的表面活性劑體系或混合物使用一種或多種擴(kuò)展鏈表面活性劑。這些是在親油尾部和親水極性頭部之間插有中間極聚環(huán)氧丙烷鏈(或連接基)的表面活性劑，其可以是陰離子或非離子的。親油尾基的實(shí)例包括烴、烷基醚、氟烴化合物或硅氧烷。擴(kuò)展鏈表面活性劑的陰離子和非離子親水極性頭的實(shí)施例包括但不限于諸如聚氧化乙烯硫酸鹽、乙氧基硫酸鹽、羧酸鹽、乙氧基羧酸鹽、C6糖、木糖醇、二木糖醇、乙氧基木糖醇、羧酸鹽和xytol、羧酸鹽和葡萄糖的基團(tuán)。擴(kuò)展鏈表面活性劑包括連接基聚丙二醇連接。非離子擴(kuò)展鏈表面活性劑的通式為R-[L]x_ [O-CH2-CH2] y其中R為親油部分,直鏈或支鏈、飽和或不飽和、取代或未取代的具有約8-20個碳原子的脂族或芳族烴基，L為連接基，如聚環(huán)氧丙烷嵌段、聚環(huán)氧乙烷嵌段、聚環(huán)氧丁烷嵌段或其混合物為5-15的連接基的鏈長；和y為1-5的平均乙氧基化度。陰離子擴(kuò)展鏈表面活性劑的通式為:R-[L]X_ [O-CH2-CH2] y_M其中M為任何離子類如羧酸根、磺酸根、硫酸根和磷酸根。通常還存在用于電荷中和的任何陽離子物質(zhì)，如氫、堿金屬、堿土金屬、銨和銨離子，其可以被一個或多個有機(jī)基團(tuán)取代。這些擴(kuò)展鏈表面活性劑在單相微乳液中與油如非反式脂肪實(shí)現(xiàn)低張力和/或高增溶作用，另外的有益性能包括但不限于溫度不靈敏性和不可逆性。例如，在一個實(shí)施方案中，乳液或微乳液在約20-約280°C或者約20-約180°C (350° F)的較寬溫度范圍內(nèi)作用。許多擴(kuò)展鏈陰離子和非離子表面活性劑在市場上可從許多來源買到。表I是其幾種代表性、非限制性列舉的實(shí)例。表I005權(quán)利要求
1.一種用于與油一起形成穩(wěn)定乳液或微乳液的表面活性劑體系，包含: 擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑， 連接助表面活性劑，其選自甘油單酯、甘油二酯、脂肪酸、脂肪二酸、或其組合， 其中所述體系能夠與油一起形成穩(wěn)定的乳液或微乳液。
2.權(quán)利要求1的表面活性劑體系，其中所述連接助表面活性劑是甘油單酯或甘油二酯。
3.權(quán)利要求2的表面活性劑體系，其中所述擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑和連接助表面活性劑以約7:1的重量百分?jǐn)?shù)比存在。
4.權(quán)利要求1的表面活性劑體系，其中所述連接助表面活性劑是脂肪酸或脂肪二酸。
5.權(quán)利要求4的表面活性劑體系，其中所述擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑和連接助表面活性劑以約2:1的重量百分?jǐn)?shù)比存在。
6.一種乳液或微乳液，包含權(quán)利要求1的表面活性劑體系和油組分，所述油組分選自油、脂肪酸或甘油三酯。
7.權(quán)利要求6的乳液或微乳液，其中所述油是植物油。
8.權(quán)利要求6的乳液或微乳液，其中所述油是合成油。
9.權(quán)利要求6的乳液或微乳液，其中所述油是甘油三酯。
10.權(quán)利要求6的乳液或微乳液，其中所述油是非反式脂肪。
11.權(quán)利要求1的表面活性劑體系，其中所述擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑包括下式的化合物:R-[L]x-[O-CH2-CH2Jy, 其中R為直鏈或支鏈、飽和或不飽和、取代或未取代的具有約8-20個碳原子的脂族或芳族烴基，L為連接基，χ為5-15的連接基的鏈長，和y為1-5的平均乙氧基化度。
12.權(quán)利要求1的表面活性劑體系，其中所述擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑是下列中的一種或多種:C6_1(1- (P0)3(E0)6、C6_1c1- (PO)3(EO)8、Cltl - (PO)a(EO)b,2-乙基己基(PO)m(EO)n、C6_12 (PO) 3_4 (E0)4、C6_12 (PO) 3_4 (E0)7、Clfri8(PO)4(EO)5-羧酸、C16_18 (PO) 4 (EO) 2_ 羧酸、異C9-(PO)2 (EO)2-羧酸和 ^12—14_ (PO) 16(E0) 12。
13.權(quán)利要求1的表面活性劑體系，其中所述體系用作預(yù)除斑劑。
14.一種清潔組合物,包括權(quán)利要求1的表面活性劑體系。
15.權(quán)利要求14的清潔組合物，其中所述清潔組合物是硬表面清潔劑。
16.權(quán)利要求14的清潔組合物，其中所述清潔組合物是洗衣用洗滌劑。
17.一種從硬表面除去污垢的方法，包括將含有權(quán)利要求1的表面活性劑體系的清潔組合物施用到硬表面上，和從該硬表面上沖洗掉和/或擦去所述清潔組合物。
18.一種從柔軟表面除去污垢的方法，包括將含有權(quán)利要求1的表面活性劑體系的清潔組合物施用到柔軟表面上，和從該柔軟表面上沖洗掉和/或擦去所述清潔組合物。
19.一種不可逆乳液或微乳液產(chǎn)品,包含: 擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑和油，其中當(dāng)被加熱到約140-180° F時，所述組分形成穩(wěn)定的不可逆乳液或微乳液。
20.權(quán)利要求19的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑是C6_10-(PO)3 (EO) 6。
21.權(quán)利要求19的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑是C6_10-(PO)3(EO)80
22.權(quán)利要求19的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述油是植物油。
23.權(quán)利要求19的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述油是大豆油。
24.權(quán)利要求19的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述乳液或微乳液包括33.3重量％的擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑，33.3重量％的油和33.3重量％的水。
25.權(quán)利要求24的乳液或微乳液產(chǎn)品，還包括另外的助表面活性劑。
26.一種乳液或微乳液產(chǎn)品，其包含擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑、連接助表面活性劑和油，所述連接助表面活性劑選自甘油單酯、甘油二酯、脂肪酸、脂肪二酸、或其組合。
27.權(quán)利要求26的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述連接助表面活性劑為甘油單酯或甘油二酯。
28.權(quán)利要求27的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑和連接助表面活性劑以約7:1的重量百分?jǐn)?shù)比存在。
29.權(quán)利要求26的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述連接助表面活性劑為脂肪酸或脂肪二酸。
30.權(quán)利要求 29的乳液或微乳液產(chǎn)品，其中所述擴(kuò)展鏈非離子表面活性劑和連接助表面活性劑以約2:1的重量百分?jǐn)?shù)比存在。
31.一種洗滌與非反式脂肪接觸的物品的方法，包括: 提供與非反式脂肪接觸的待清潔物品； 洗滌該清潔物品； 沖洗該清潔物品； 干燥該清潔物品；和 用有效量的包含權(quán)利要求1的表面活性劑體系的組合物處理該清潔制品，其中所述處理在洗滌步驟之前或過程中發(fā)生。
32.一種抑制非反式脂肪起火的方法，包括: 用有效量的權(quán)利要求1的表面活性劑體系處理非反式脂肪，以便與所述非反式脂肪一起形成乳液或微乳液。
33.權(quán)利要求1的表面活性劑體系，其中所述表面活性劑體系基本上不含未反應(yīng)的醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了擴(kuò)展鏈表面活性劑和助表面活性劑的協(xié)同組合，引入所述組合物的乳液或微乳液和清潔組合物。在某些實(shí)施方案中，公開了包括擴(kuò)展鏈表面活性劑和連接表面活性劑的表面活性劑體系。該體系與油(包括非反式脂肪和脂肪酸)形成穩(wěn)定的乳液或微乳液，這些乳液或微乳液是穩(wěn)定不可逆的，并且可在低溫下形成。所述清潔組合物可僅包括該表面活性劑體系，具有油和該表面活性劑體系的穩(wěn)定乳液或微乳液，包含該表面活性劑組合的預(yù)去斑劑或其它預(yù)處理或軟表面和硬表面清潔組合物。
文檔編號C11D1/66GK103097507SQ201080069113
公開日2013年5月8日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者V·F-P·曼恩, Y·M·克爾林恩, S·E·蘭特施, M·C·德諾瑪 申請人:藝康美國股份有限公司