本發(fā)明涉及快速溶解的可流動的烷基酯磺酸鹽粉體劑(powder?form)及其制備方法。所得復(fù)合粉體可后添加到去污粉制劑中,并且適合低溫洗滌。
背景技術(shù):
1、甲酯磺酸鹽(mes),也稱為α-磺基脂肪甲酯、烷基酯磺酸鹽和磺化脂肪酸烷基酯表面活性劑,在過去的幾十年中作為洗衣和洗碗用的綠色環(huán)保表面活性劑已受到廣泛關(guān)注。mes由天然油(例如棕櫚油和椰子油)通過酯交換和磺化合成,與石油衍生的表面活性劑相比,它們是可再生的且可持續(xù)的。長碳鏈mes(c16和c18)具有比短鏈(c12和c14)對應(yīng)物和其他常規(guī)表面活性劑(例如直鏈烷基苯磺酸鹽(las)和烷基硫酸鹽(as))相對更高的去污力。因此,由棕櫚原料產(chǎn)生mes是有吸引力的選擇。
2、與las和as相比,mes的去污力受ca2+存在的影響最小,從而在洗滌過程中表現(xiàn)出明顯提高的鈣硬度耐受性。此外,mes具有更快的生物降解性、更低的皮膚刺激性和更低的水毒性。mes還與酶相容,這對下游制劑開發(fā)非常有利。所有這些引人注意的特性使得mes作為表面活性劑成為las和醇乙氧基硫酸鹽(aes)的環(huán)保替代方案。
3、盡管mes具有這些突出的特點,但mes的使用并沒有如預(yù)期的那樣迅速發(fā)展,因為有一些限制因素阻礙了它的廣泛應(yīng)用。第一個障礙是mes具有相對高的克拉夫特點(krafftpoint),導(dǎo)致溶解度低、穩(wěn)定性不足并且在液體環(huán)境中溶解緩慢。克拉夫特點是溶解度曲線和臨界膠束濃度(cmc)曲線相交處的溫度。低于克拉夫特點時,大多數(shù)表面活性劑均是未溶解的固體,并且對實現(xiàn)去污力沒有任何益處。據(jù)報道,mes?c18、c16、c14和c12的克拉夫特點分別為30、17、6和<0℃。顯然,衍生自棕櫚油的mes具有相對較高的kafft點,因為棕櫚油的主要組分是c18和c16甘油三酯。此外,mes的制備方法導(dǎo)致mes二鈉鹽副產(chǎn)物的形成,其克拉夫特點為65℃,并升高了合成mes產(chǎn)品的克拉夫特點。
4、在mes的工業(yè)生產(chǎn)中,已應(yīng)用幾種策略來降低mes的克拉夫特點。這些策略包括:(1)通過在中和之前將中間加合物完全轉(zhuǎn)化成甲酯磺酸,以及通過控制漂白和中和過程參數(shù)以防止形成mes二鈉鹽,從而最大限度地降低mes二鈉鹽副產(chǎn)物的含量,例如小于5.0wt%;和(2)保持原料的最佳c16/c18比,以形成共晶形式,從而將克拉夫特點降低至15℃。
5、第二個限制是在水環(huán)境中,mes僅在ph為3至9.5時穩(wěn)定,超過此值時酯基迅速水解,尤其是在高溫下。因此,mes的優(yōu)選制劑是去污粉制劑,其中mes在后添加步驟中進行干混。這避免了堿性漿料高溫噴霧干燥過程中mes可能發(fā)生的水解降解。干燥且可流動的mes粉體劑是促進均勻和連續(xù)的后添加共混的先決條件。然而,由于mes的軟化點/熔點低(40℃至50℃),因此在環(huán)境條件下,mes通常粘稠、流動性差且容易團聚/結(jié)塊。
6、為了解決這個問題,一些無機材料,例如沸石、粘土、硫酸鈉、硅酸鹽、淀粉、硅藻土及其混合物,通常通過研磨或噴霧干燥與mes共加工,以最大限度地降低粘性和團聚。借助于無機材料,共加工的mes復(fù)合粉體可流動、團聚較少且在后添加過程中易于與其他去污粉制劑共混。此類共加工粉體具有適度足夠的溶解度和溶解速率,以滿足約25℃室溫下的洗滌要求。
7、然而,對于低溫下的短時間洗滌,例如在7℃至10℃的溫度下持續(xù)10分鐘,目前可用的共加工mes粉體的洗滌性能并不令人滿意。由于共加工mes粉體溶解不充分,在冬裝表面會觀察到白色顆粒殘留物。為了避免出現(xiàn)未溶解的固體,去污劑制劑中的mes含量需要大幅降低,從7wt%降至3wt%,這顯著降低其洗滌力或去污力。
8、因此迫切需要開發(fā)可流動的粉體,以克服或至少改善上述一個或多個缺點。具體地,需要可流動的粉體,其能夠在低溫下快速且完全地溶解,從而滿足特定的洗滌要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、在一方面,提供了復(fù)合粉體,其包含烷基酯磺酸鹽和一種或多種有機添加劑的均勻混合物,其中一種或多種有機添加劑分散在烷基酯磺酸鹽中,以降低烷基酯磺酸鹽的結(jié)晶度。
2、有利地,如上定義的復(fù)合粉體可以具有比單獨的烷基酯磺酸鹽顯著更好的溶解性能。還有利地,溶解性能的明顯增強可能是由于烷基酯磺酸鹽的粘性和團聚的降低,以及由于烷基酯磺酸鹽的結(jié)晶狀態(tài)的改變或結(jié)晶度的降低。有利地,烷基酯磺酸鹽和有機添加劑可以在分子水平上共混,使得有機添加劑可以插入烷基酯磺酸鹽的晶格中并破壞晶格結(jié)構(gòu)。這種對烷基酯磺酸鹽晶格的破壞可以導(dǎo)致克拉夫特點降低,從而提高烷基酯磺酸鹽的溶解性和去污性。與市售的甲酯磺酸鹽(mes)粉體相比,如上述定義的復(fù)合粉體中mes的溶解度可以顯著提高,在5℃至30℃的低溫下溶解10分鐘后,高達5至7倍。
3、在實例中,復(fù)合粉體可以包含一種或多種無機添加劑。無機添加劑可以還起到防止復(fù)合粉體團聚的作用,從而改善復(fù)合粉體的流動性。在一些實例中,無機添加劑可以降低烷基酯磺酸鹽的結(jié)晶度。
4、在另一方面,提供了制備如上定義的復(fù)合粉體的方法,該方法包括以下步驟:使烷基酯磺酸鹽與一種或多種有機添加劑接觸以形成混合物,以降低烷基酯磺酸鹽的結(jié)晶度。
5、在實例中,接觸步驟可以包括揉捏、噴霧干燥、熱熔擠出或溶液混合。有利地,通過確保烷基酯磺酸鹽和有機添加劑在分子水平上混合,使得有機添加劑插入烷基酯磺酸鹽的晶格結(jié)構(gòu)中并破壞晶體結(jié)構(gòu),該方法可以有助于烷基酯磺酸鹽結(jié)晶度的降低。
6、在另一方面,提供了如上定義的復(fù)合粉體作為用于洗滌織物的去污劑的用途。
7、有利地,復(fù)合粉體可以促進在約5℃至約30℃的低溫下洗滌織物。還有利地,可以將該復(fù)合粉體添加到去污粉制劑中,以增強去污粉制劑的洗滌力或去污力。
8、定義
9、本文中使用的以下詞語和術(shù)語應(yīng)具有所示含義:
10、“烷基”作為基團或基團的一部分,是指直鏈或支鏈脂肪族烴基團。該基團可以是端基或橋基。
11、措辭“基本上”并不排除“完全地”,例如“基本上不含”y的組合物可以完全不含y。必要時,可以從本發(fā)明的定義中省略措辭“基本上”。
12、除非另有規(guī)定,否則術(shù)語“包含(comprising)”和“包含(comprise)”及其語法變體旨在體現(xiàn)“開放性”或“包容性”表達方式,使得它們包括所列舉的要素,但也允許包括另外的、未列舉的要素。
13、如本文所用,在制劑組分濃度的上下文中,術(shù)語“約”通常表示所述值的+/-5%,更通常表示所述值的+/-4%,更通常表示所述值的+/-3%,更通常表示所述值的+/-2%,甚至更通常表示所述值的+/-1%,并且甚至更通常表示所述值的+/-0.5%。
14、在整個本公開中,某些實施方案可以以范圍形式公開。應(yīng)當(dāng)理解,以范圍形式進行的描述僅是為了方便和簡潔,而不應(yīng)被理解為對所公開范圍的嚴格限制。因此,范圍的描述應(yīng)被視為具體公開了所有可能的子范圍以及該范圍內(nèi)的各個數(shù)值。例如,諸如1至6的范圍描述應(yīng)被視為具有具體公開的子范圍,例如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6等,以及該范圍內(nèi)的各個數(shù)字,例如1、2、3、4、5和6。無論范圍的寬度如何,這均適用。
15、本文還可以廣泛且一般地描述某些實施方案。落入通用公開范圍的每個較窄的種類和亞屬分組也構(gòu)成公開內(nèi)容的一部分。這包括對實施方案的一般性描述,但帶有從該屬中刪除任何主題的附帶條件或負面限制,無論刪除的材料是否在本文中具體敘述。