專利名稱：穩(wěn)定的季銨組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及季銨材料的穩(wěn)定性，具體為涉及維持含有至少一個(gè)酯基的季銨材料的穩(wěn)定，所述季銨材料以原材料的形式或以在合適的溶劑中的溶液的形式存在。
背景和先有技術(shù)固體或液體的季銨材料被廣泛用于織物軟化劑組合物。通常這些組合物包含分散于水中的水不溶的季銨織物軟化劑，季銨軟化劑的量高達(dá)8％(重量)，在這種情況下所述組合物被認(rèn)為是稀釋的，或?yàn)?-50％，在這種情況下組合物被認(rèn)為是濃縮物。
與含有至少一個(gè)酯基的季銨材料相關(guān)的問(wèn)題是它們?cè)谫A存時(shí)的不穩(wěn)定。
當(dāng)這些材料在不同溫度下貯存一定時(shí)間時(shí)，尤其在高溫的條件下如40-90℃的范圍如50-85℃時(shí)，這個(gè)問(wèn)題尤其突出。
由這些季銨材料在不同溫度下貯存時(shí)的脫色可以證明這些固體和液體材料自身的不穩(wěn)定。
脫色量通常為在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生分解的程度的一個(gè)標(biāo)記。當(dāng)季銨材料在高于它們的熔點(diǎn)下貯存時(shí)，這種分解最為關(guān)鍵。
還可由樣品出現(xiàn)的鹵代烷來(lái)證明自身的不穩(wěn)定性，它表明了季銨材料的分解。不穩(wěn)定性可被認(rèn)為是由季銨材料的去季銨化作用(de-quaternisation)所致或所表示。
過(guò)去，季銨化合物的穩(wěn)定性可通過(guò)在低溫下貯存來(lái)獲得提高，即溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于貯存的化合物的熔點(diǎn)。還可采用加入抗氧劑來(lái)抑制分解。
EP299176(Kao)公開(kāi)了含有雙長(zhǎng)鏈的季銨鹽的軟化整理劑，所述季銨鹽含有單個(gè)酯基和癸基二甲胺。
EP499282(Hoechst)公開(kāi)了含有季銨化合物和脂族胺的組合物。
EP332270(Unilever)公開(kāi)了含有季銨織物柔軟劑、胺和兩性材料的組合物。
令人驚奇的是，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)加入至少一種、選自能提高所述組合物穩(wěn)定性特殊化合物類的穩(wěn)定劑可以改進(jìn)上述固體或液體季銨化合物在低溫和高溫下的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的定義因此根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供包括含有至少一個(gè)酯基的季銨材料的、穩(wěn)定性獲得提高的組合物，其特征在于它們還包括一種或多種穩(wěn)定劑，選自a)脲b)脲衍生物c)一種或多種、具有至少一個(gè)游離的電子孤對(duì)的有機(jī)化合物，選自i)伯胺RNH2，其中R為C3-17的烷基、鏈烯基、羥烷基或其被取代的衍生物ⅱ)仲胺，和/或ⅲ)叔胺NR1R2R3，其中R1R2R3各為C1-C22烷基、鏈烯基或羥烷基或其被取代的衍生物，并且其中當(dāng)R1和R2都為-CH2CH2OH或R1和R2都為-CH2CH2OCOR4時(shí)，R4CO為C16-18，那么R3不為甲基ⅳ)甘油其條件是所述組合物為含有10％或更少的水的液體、熔融或半固體形式，并且其中當(dāng)穩(wěn)定劑為甘油時(shí)，季銨材料有兩個(gè)或小于兩個(gè)、與季銨氮原子直接相連的甲基。
這種組合物在不同溫度下表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的第二個(gè)方面提供通過(guò)加入一種或多種上面定義的穩(wěn)定劑以使含有至少一個(gè)酯基的季銨材料穩(wěn)定的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供含有上面定義組合物的固體漂洗調(diào)理劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過(guò)用水稀釋上面定義的組合物來(lái)提供一種液體漂洗調(diào)理劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過(guò)加入此處定義的穩(wěn)定劑來(lái)提供降低季銨材料中鹵代烷含量的方法，所述季銨材料的結(jié)構(gòu)中始終含有至少一個(gè)酯基。
此處所用術(shù)語(yǔ)銨材料中的酯基包括連接兩個(gè)烴基鏈的酯基。此處引用的銨材料為它們結(jié)構(gòu)中含有至少一個(gè)酯基的材料。發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明中含有至少一個(gè)酯基的季銨材料優(yōu)選不含有大量的不含酯的材料。優(yōu)選將含酯的季銨材料用于缺乏非酯基季銨材料的場(chǎng)合。然而必需有少量如低于總的季銨材料的20％(重量)，優(yōu)選可以低于10％的非脂基季銨材料存在。
應(yīng)用于本發(fā)明的、含有至少一個(gè)酯基季銨材料，其中至少一個(gè)分子量較大的基團(tuán)和兩個(gè)或三個(gè)較低分子量的基團(tuán)與一個(gè)普通氮原子相連從而形成一個(gè)陽(yáng)離子，其中平衡電荷的陰離子為鹵化物、乙酸鹽或較低級(jí)的烷基硫酸鹽離子，如氯化物或甲基硫酸鹽。
氮原子上較高分子量的取代基優(yōu)選為較高級(jí)的烷基，它含有12-28，優(yōu)選12-22如14-20個(gè)碳原子，如椰油烷基、牛脂烷基、氫化牛脂烷基或被取代的較高級(jí)烷基。較低分子量的取代基優(yōu)選1-4個(gè)碳原子的較低級(jí)的烷基，如甲基或乙基，或被取代的較低級(jí)的烷基。所述較低分子量取代基的一種或多種可包含芳基部分或可以被芳基替換，所述芳基如芐基、苯基或其它合適的取代基。優(yōu)選的季銨鹽為兩個(gè)較高級(jí)的烷基、兩個(gè)較低級(jí)的烷基的鹵化銨。
優(yōu)選的季銨化合物含有通過(guò)至少一個(gè)酯鍵與季銨首基相連的兩個(gè)C12-C22烷基或鏈烯基或者含有單個(gè)平均鏈長(zhǎng)等于或大于C20的長(zhǎng)鏈。優(yōu)選有兩個(gè)或更多這樣的酯鍵。更優(yōu)選季銨材料具有兩條鏈烷基或鏈烯基長(zhǎng)鏈，其平均鏈長(zhǎng)等于或大于C14。更加優(yōu)選每條鏈的平均鏈長(zhǎng)等于或大于C16。最優(yōu)選每條鏈烷基或鏈烯基長(zhǎng)鏈至少50％的鏈長(zhǎng)為C18。優(yōu)選長(zhǎng)鏈鏈烯基或鏈烯基主要為線型。
尤其優(yōu)選季銨材料含有兩個(gè)或更多酯基。在單酯或雙酯材料中優(yōu)選酯基為烴基鏈如烷基鏈(連接季氮原子)和另一個(gè)烴基鏈如烷基之間的連接基團(tuán)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上面提出的問(wèn)題與具有兩個(gè)或三個(gè)吸電子基團(tuán)的季銨材料有關(guān)，所述吸電子基團(tuán)通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)碳原子的烴基(烷基)鏈與季氮原子相連，并且一個(gè)或兩個(gè)短的烷基鏈(尤其甲基)還直接與氮原子相連。這種結(jié)構(gòu)列于下面的式(A)。具有兩個(gè)甲基和兩個(gè)吸電子基團(tuán)的A型化合物尤其用于本發(fā)明，所述吸電子基團(tuán)通過(guò)兩個(gè)碳原子的烷基鏈與季氮原子相連。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種具有氯反離子的化合物尤其有助于本發(fā)明。
上面提到的問(wèn)題被認(rèn)為在季銨材料中最為普遍，所述季銨材料具有一個(gè)酯連接基和與季氮原子直接相連的一個(gè)或兩個(gè)甲基、一個(gè)氯反離子和分別與季氮原子相連的兩個(gè)吸電子基團(tuán)。通式A的化合物最容易遇到上面提到的這些問(wèn)題并且根據(jù)本發(fā)明尤其優(yōu)選。
用于本發(fā)明的、尤其優(yōu)選的連接酯的季銨材料可以用下式表示 其中R1各自獨(dú)立選自C1-4烷基、羥烷基或C2-4鏈烯基；并且其中R2各自獨(dú)立選自C8-28烷基或鏈烯基；X-為任何合適的反離子，如鹵化物、乙酸鹽或較低級(jí)的烷基硫酸鹽離子，如氯化物或甲基硫酸鹽。T為 或 并且n為1-5的整數(shù)或?yàn)?。
在(A)型化合物中，尤其優(yōu)選每個(gè)R1為甲基并且每個(gè)n為2。還優(yōu)選當(dāng)R1為甲基時(shí)R2不為乙醇。
尤其優(yōu)選二(牛脂酰氧乙基)二甲基氯化銨(購(gòu)自Hoechst)，以及二(硬化的牛脂酰氧乙基)二甲基氯化銨(購(gòu)自Hoechst)。
可以用于本發(fā)明的另一類連接酯的季銨材料可用下式表示 其中R1、n、R2和X-的定義如上。
如果季銨材料為生物可降解，那么對(duì)于環(huán)境是有利的。
優(yōu)選的這類材料如1,2-雙[硬化的牛脂酰氧]-3-三甲基氯化銨丙烷以及它們的制備方法描述于US 4 137 180(Lever Brothers)。這類材料優(yōu)選包括少量的相應(yīng)的單酯，如US 4 137 180所描述如1-硬化的牛脂酰氧-2-羥基-3-三甲基氯化銨丙烷。
因此本發(fā)明特別優(yōu)選具有至少一個(gè)與季氮原子相連的甲基和兩個(gè)或三個(gè)、含有吸電子基的氮原子取代基以及氯化物反離子的季銨化合物。特別優(yōu)選使用屬于上面通式A的這些化合物，尤其兩個(gè)R1基團(tuán)為甲基并且在殘余基團(tuán)中n為1或2,R2為C12-22，尤其為C16-22，如牛脂。
用于本發(fā)明的季銨化合物還優(yōu)選為基本無(wú)水，意味著在本發(fā)明全文中水含量低于10％。
季銨材料可含有任選的其它組分，如本領(lǐng)域所熟知的，具體為低分子量的溶劑，如異丙醇和/或乙醇，以及共活化劑如非離子軟化劑，如脂肪酸或失水山梨糖醇酯。
上面提到的任何穩(wěn)定劑可以根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行使用。
加入本發(fā)明組合物的穩(wěn)定劑的優(yōu)選用量為季銨材料重量的0.05％-10％(重量)，更優(yōu)選為0.5-8.5％并更加優(yōu)選為0.75-7.5％，如1-5％。
在叔胺穩(wěn)定劑中，R1R2R3取代基包括OCOR4取代基，其中R4為C12-C22烷基或鏈烯基鏈。
如果使用甘油作為穩(wěn)定劑，那么季銨材料具有2個(gè)或少于2個(gè)與季氮原子直接相連的甲基。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)甘油和通式(A)的季銨化合物(尤其DEQ)的組合使用是有利的。
最優(yōu)選的穩(wěn)定劑為脲和叔胺，其中R1和R2為C1-C2烷基并且R3為C2-C4羥烷基如N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)。
可以在季銨材料的制備中或制備后(如貯存)的任一階段將穩(wěn)定劑加入其中。穩(wěn)定劑可以任意形式加入，如作為粉末直接加入熔融態(tài)的季銨材料或作為合適溶劑(如異丙醇)中的溶液。
可以在季銨材料的合成過(guò)程中，優(yōu)選在季銨化作用步驟后加入穩(wěn)定劑。所述加入可以輪流進(jìn)行或者還可在季銨材料的貯存時(shí)進(jìn)行。
在季銨材料合成中的季銨化作用步驟后的任一階段加入穩(wěn)定劑是最有效的。
所述組合物為含有小于10％(重量)的水的液態(tài)、熔融態(tài)或半熔融態(tài)。這些組合物可以加入固體漂洗調(diào)理劑，所述調(diào)理劑優(yōu)選粉末或粒狀形式。所述組合物還可用水稀釋從而生成液體漂洗調(diào)理劑。
實(shí)施例通過(guò)下面實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。屬于本發(fā)明的其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。
在82℃下貯存3天后在datacolor international Spectraflash SF600正反射儀上測(cè)量反射度。

DEQ為二(2-(硬化的牛脂)烷氧基氧乙基)二甲基氯化銨(購(gòu)自Hoechst)。它包含約10％的單酯和極少量的未季銨化的胺/胺鹽以及約2％的脂肪酸和14％的異丙醇。
這些結(jié)果表明往含有季銨化合物的組合物中加入脲可抑制分解(尤其高溫下)。它可通過(guò)與脲摻混貯存的季銨化合物樣品的R540反射值的顯著增加來(lái)獲得證實(shí)。
下面的實(shí)施例表明通過(guò)加入本發(fā)明的穩(wěn)定劑釋出鹵代烷的還原使季銨材料的分解得以還原。
通過(guò)下面的分解反應(yīng)產(chǎn)生鹵代烷
其中R為C8-C22烴基，任選被官能團(tuán)(如酯[O-CO.,CO.O]、酰胺、醚、胺、碳酸酯)間斷，任選支化，任選不飽和并且R1為相似定義的C8-C40烴基。實(shí)施例2在加熱至82℃前用DEQ混合脲。
通過(guò)毛細(xì)管氣相色譜測(cè)量氯甲烷的含量。

DEQ為二(2-硬化的牛脂烷氧基氧乙基)二甲基氯化銨(購(gòu)自Hoechst)。它含有約10％的單酯和極少量的未季銨化的胺/胺鹽以及約2％的脂肪酸和14％的異丙醇。
權(quán)利要求
1．含有季銨材料的穩(wěn)定的組合物，所述季銨材料含有至少一個(gè)酯基，所述組合物的特征在于它們進(jìn)一步包含一種或多種穩(wěn)定劑，選自a)脲b)脲衍生物c)一種或多種、具有至少一個(gè)游離的孤電子對(duì)的有機(jī)化合物，選自ⅰ)伯胺RNH2，其中R為C3-17的烷基、鏈烯基、羥烷基或其被取代的衍生物ⅱ)仲胺，和/或ⅲ)叔胺NR1R2R3，其中R1R2R3各自為C1-C22烷基、鏈烯基或羥烷基或其被取代的衍生物，并且其中當(dāng)R1和R2為-CH2CH2OH或R1和R2為-CH2CH2OCOR4時(shí)，R4CO為C16-18，那么R3不為甲基ⅳ)甘油其條件是所述組合物為含有10％或更少水的液體、熔融或半固體形式，并且其中當(dāng)穩(wěn)定劑為甘油時(shí)，季銨材料有2個(gè)或小于2個(gè)與季銨氮原子直接相連的甲基。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中穩(wěn)定劑為脲或叔胺，其中R1和R2為C1-C2烷基并且R3為C2-C4烴基，優(yōu)選為N-N-二甲基乙醇胺。
3．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，存在于其中的穩(wěn)定劑的量為季銨材料重量的0.05％-10％(重量)，優(yōu)選0.5-8.5％，更優(yōu)選為0.75-5％。
4．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，其中季銨材料如下式所示 其中R1各自分別選自C1-4烷基、羥烷基或C2-4鏈烯基；并且其中R2各自分別選自C8-28烷基或鏈烯基；X-為任何合適的反離子，T為 或 并且n為1-5的整數(shù)或?yàn)?。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的組合物，其中每個(gè)R1基團(tuán)為甲基，每個(gè)R2為牛脂，X為氯化物并且n為2。
6．通過(guò)將權(quán)利要求1中的至少一種穩(wěn)定劑加入季銨材料的步驟，使含有至少一個(gè)酯基的季銨材料穩(wěn)定的方法。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中穩(wěn)定劑的加入在季銨材料的制備過(guò)程中進(jìn)行，優(yōu)選在合成季銨材料的季銨化作用步驟之后進(jìn)行。
8．根據(jù)權(quán)利6或權(quán)利要求7的方法，其中穩(wěn)定劑的加入在季銨材料的制備后進(jìn)行，優(yōu)選在其貯存時(shí)進(jìn)行。
9．一種固體漂洗調(diào)理劑，含有如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所定義的組合物，優(yōu)選為粒狀或粉末形式。
10．一種液體漂洗調(diào)理劑，通過(guò)用水稀釋如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所定義的組合物來(lái)制備。
11．通過(guò)加入如權(quán)利要求1所定義的穩(wěn)定劑，降低含有至少一個(gè)酯基的季銨材料隨時(shí)間產(chǎn)生的鹵代烷的含量的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供含有季銨材料(含有酯)和一種或多種穩(wěn)定劑的穩(wěn)定的組合物,所述穩(wěn)定劑選自:a)脲,b)脲衍生物,c)含有至少一對(duì)游離的孤電子對(duì)的有機(jī)化合物,它們選自:i)伯胺,ii)仲胺和/或iii)叔胺,iv)甘油,其中所述組合物為含10%或更低含量的水的液態(tài)、熔融態(tài)或半固態(tài),并且當(dāng)使用甘油時(shí),季銨材料含有兩個(gè)或少于兩個(gè)、與季氮原子相連的CH
文檔編號(hào)C11D3/32GK1301292SQ99806166
公開(kāi)日2001年6月27日 申請(qǐng)日期1999年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月18日
發(fā)明者D·W·桑斯懷特, C·瓦利 申請(qǐng)人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司