具有高三酯季銨鹽含量的酯季銨鹽組合物的制作方法
【專利說明】具有高三酯季銨鹽含量的酯季銨鹽組合物
[0001] 發(fā)明背景 已知酯季銨鹽（一種季銨化合物）用作織物軟化分子。它通常是在酸催化劑的存在下 長鏈（C12-C22或C16-C18)脂肪酸和叔胺的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)酯化并隨后經(jīng)季銨化獲得季銨鹽而 形成。最終產(chǎn)物是單酯、二酯和三酯成分的混合物。
[0002] 表現(xiàn)特別好的織物軟化性能和穩(wěn)定性特征的季銨化合物從C12-C22脂肪酸或氫 化產(chǎn)物（通常含有一些不飽和度，具有20-90的碘值范圍）的反應(yīng)獲得。
[0003] 自從二十世紀(jì)九十年代后期以來，三乙醇胺（TEA)牛脂脂肪酸酯季銨鹽一直是用 于織物調(diào)理劑的一種主要物質(zhì)。三乙醇胺（TEA)酯季銨鹽的三酯季銨鹽組分一直被普遍認(rèn) 為具有差的軟化和香味傳遞性能。現(xiàn)有技術(shù)一般集中在提高被認(rèn)為使軟化功效最大化的二 酯季銨鹽組分的努力上。
[0004] 用于生產(chǎn)基于三乙醇胺的酯季銨鹽所需的原料如脂肪酸和硫酸二甲酯的成本隨 著油價上漲呈線性顯著增加。TEA酯季銨鹽由單-、二-和三-酯季銨鹽以及殘留的單-、 二-和三-酯胺組成。這種復(fù)雜的化學(xué)性產(chǎn)生包含幾種類型的乳液結(jié)構(gòu)的乳液，其中的一 些在織物洗滌過程的沖洗周期期間在水中稀釋時，由于它們在水中的高溶解性而不有效地 促進(jìn)軟化性能。這在織物軟化組合物中變得特別明顯，其中最初的產(chǎn)品活性水平下降，在初 始產(chǎn)品乳液中導(dǎo)致較少的結(jié)構(gòu)。
[0005] 這種酯季銨鹽系統(tǒng)的另一個困難是，復(fù)雜的化學(xué)性也使得配方師難以調(diào)整或加入 其它成分至所述制劑中：每種乳液結(jié)構(gòu)以其自身的方式對配方變化作出反應(yīng)并使得配方師 很難平衡所有不同的變化。
[0006] 因此，本領(lǐng)域存在對酯季銨鹽組合物，特別是對于用作織物軟化組合物的需求，與 已知的酯季銨鹽組合物相比較，其可具有以下的至少一種：較低的成本、較不復(fù)雜的配制和 /或生產(chǎn)過程、同等或更高的軟化和/或香味傳遞性能，和一致的和可預(yù)測的特性和性能。
[0007] 本領(lǐng)域特別存在對用于織物調(diào)理劑的酯季銨鹽組合物的需求，其與用于織物調(diào)理 劑的已知的酯季銨鹽組合物相比較，可具有較低的成本，但至少基本相等的軟化和香味傳 遞性能。
[0008] 發(fā)明簡述 因此，本發(fā)明提供一種組合物，其包含（a)為烷醇胺和脂肪酸的季銨化反應(yīng)產(chǎn)物的酯 季銨鹽，其中從至少90wt%至最多100wt%的酯季銨鹽由三酯季銨鹽組成和從0wt%至最 多10wt%的酯季銨鹽由單酯季銨鹽和二酯季銨鹽的至少一種組成，和（b)水溶脹性陽離子 聚合物。
[0009] 在某些實施方案中，水溶脹性陽離子聚合物是以下聚合物的至少一種：（i)陽離 子線性共聚物，其衍生自丙烯酸和/或甲基丙烯酸或丙烯酸和/或甲基丙烯酸的鹽與丙烯 酰胺或甲基丙烯酰胺的聚合，所述共聚物具有從約10, 〇〇〇至約30, 000, 000的分子量；和 (ii)陽離子交聯(lián)聚合物，其衍生自從5至100摩爾百分比的陽離子乙烯基加成單體、從0至 95摩爾百分比的丙稀酰胺和從70ppm至300ppm的雙官能乙烯基加成單體交聯(lián)劑的聚合； 或聚合物（i)和（ii)的混合物。這些聚合物描述于US6864223中。
[0010] 三酯季銨鹽的量是酯季銨鹽的至少90Wt%，任選地酯季銨鹽的至少94wt%，更任 選地醋季按鹽的至少99wt%。
[0011] 任選地，從0wt%至最多5wt%、通常從0wt%至最多Iwt%的酯季銨鹽由單酯季 銨鹽組成。
[0012] 任選地，烷醇胺包括三乙醇胺。
[0013] 任選地，脂肪酸是在牛脂中的那些脂肪酸。然而，在本發(fā)明的任何實施方案中，月旨 肪酸可包含具有從12至22個碳原子，通常從16至18個碳原子的任何脂肪酸。
[0014] 任選地，牛脂脂肪酸具有基于脂肪酸的總重量計從40至90%的飽和度。任選地， 牛脂脂肪酸具有從10至70的碘值。
[0015] 任選地，陽離子線性共聚物⑴衍生自甲基丙烯酸的鹽和丙烯酰胺的聚合。
[0016] 任選地，在陽離子線性共聚物⑴的聚合中，所述鹽包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸 酯的季銨鹽，更任選二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的季銨鹽。
[0017] 任選地，陽離子線性共聚物（i)具有從約2, 000, 000至約3, 000, 000的分子量。
[0018] 任選地，陽離子交聯(lián)聚合物（ii)衍生自使用75-200ppm的交聯(lián)劑，更任選地 80-150ppm的交聯(lián)劑的聚合。
[0019] 任選地，陽離子交聯(lián)聚合物（ii)衍生自甲基丙烯酸的鹽和丙烯酰胺的聚合。
[0020] 任選地，在陽離子交聯(lián)聚合物（ii)的聚合中，所述鹽包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸 酯的季銨鹽，更任選二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的季銨鹽。
[0021] 任選地，在陽離子交聯(lián)聚合物（ii)的聚合中，所述聚合物在交聯(lián)前具有從約 2, 000, 000 至約 3, 000, 000 的分子量。
[0022] 任選地，在陽離子交聯(lián)聚合物（ii)的聚合中，交聯(lián)劑包括亞甲基雙丙烯酰胺。
[0023] 任選地，組合物包含基于組合物的重量計1. 5-5wt%的三酯季銨鹽，更任選地 2-3. 5wt%的三酯季銨鹽，還更任選約3wt%的三酯季銨鹽。
[0024] 任選地，組合物包含基于組合物的重量計0. 0. 05-0. 5wt%的水溶脹性陽離子聚合 物，更任選地0. 1-0. 5wt%的水溶脹性陽離子聚合物，還更任選地0. 15-0. 25wt%或約0. 2 wt%的水溶脹性陽離子聚合物。
[0025] 任選地，三酯季銨鹽與水溶脹性陽離子聚合物的重量比是25:1-5:1，更任選地 20:1-10:1，還更任選地17. 5:1-12. 5:1，仍更任選約15:1。
[0026] 所述組合物可任選地進(jìn)一步包含芳香劑，和更任選地芳香劑以基于組合物的重量 計0.25-1wt%的芳香劑，還更任選地0.4-0. 5wt%的芳香劑的量存在。
[0027] 任選地，組合物可進(jìn)一步包含用于鎖住香味的硅酮分散液。更任選地，硅酮以基于 組合物的重量計0. 1-0. 5wt%的量存在。任選地，芳香劑和硅酮以5:1-1:1的重量比存在。
[0028] 所述組合物可任選地進(jìn)一步包含溶劑，且通常所述溶劑包括水。
[0029] 任選地，三酯季銨鹽作為乳液分散在溶劑中，并且所述乳液包括含有三酯季銨鹽 和水溶脹性陽離子聚合物的混合物的顆粒。任選地，顆粒具有10-40微米、更任選地10-20 或12-18微米的平均粒徑。
[0030] 任選地，組合物是織物軟化劑組合物。
[0031] 本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)依據(jù)本發(fā)明的組合物的方法，該方法包括以下步驟： a)提供作為溶劑的溫度從30至60°C的水； b)將水溶脹性陽離子聚合物分散到水中并混合以形成水性分散液； C)添加三酯季銨鹽至水性分散液中；和 d)混合產(chǎn)生的混合物以生產(chǎn)所述組合物，其中三酯季銨鹽作為水性乳液被分散，且水 性乳液包括含有三酯季銨鹽和水溶脹性陽離子聚合物的混合物的顆粒。
[0032] 任選地，在步驟a)中水的溫度是50_60°C。
[0033] 任選地，在步驟d)中進(jìn)行混合，以使顆粒具有10-40微米、更任選地從10-20微米 或12-18微米的平均粒徑。
[0034] 任選地，在步驟d)中使用剪切混合器進(jìn)行混合1至4分鐘的時間段，以形成乳液。
[0035] 任選地，在步驟c)中酯季銨鹽以熔化液體的形式被分散到水中。任選地，熔化液 體包括芳香劑。
[0036] 任選地，所述方法用于生產(chǎn)織物軟化劑組合物。
[0037] 本發(fā)明還提供一種軟化織物的方法，其包括用本發(fā)明的組合物或通過本發(fā)明的方 法生產(chǎn)的組合物處理織物。
[0038] 任選地，所述組合物還包含芳香劑和所述方法提供傳遞到織物上的芳香劑。
[0039] 本發(fā)明還提供本發(fā)明的組合物或通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的組合物作為織物軟化 劑的用途。
[0040] 本發(fā)明至少部分地基于本發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，即水溶脹性陽離子聚合物，例如以上確 認(rèn)的陽離子線性共聚物（i)和/或以上確認(rèn)的陽離子交聯(lián)聚合物（ii)，當(dāng)單獨或作為混合 物使用時，可用作用于三酯季銨鹽的有效的聚合物分散/沉積助劑，以提供三酯季銨鹽在 溶劑、特別是在水中的穩(wěn)定的分散體，其在軟化性能和芳香傳遞方面是有效的。
[0041] 特別是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，低成本的TEA酯季銨鹽可由三酯季銨鹽提供，后者呈現(xiàn)出 比已知的單_、二-和三-酯季銨鹽的混合物更少復(fù)雜的化學(xué)組成。一種優(yōu)選的組合物包括 在酯季銨鹽中的至少90wt%三酯，并可包括少至不到1%的高度可溶性的單酯季銨鹽。
[0042] 這種減少的單酯季銨鹽組合物顯著地降低在織物漂洗過程中有效的軟化活性的 可能損失。雖然一些固有的可分散性由三酯季銨鹽組分維持，以致當(dāng)僅將三酯季銨鹽加入 到水中時能夠形成三酯季銨