諸如美國專利6525012中所 述的那些,其以引用方式并入本文。聚胺主鏈的氮中的至少兩個可以被季銨化。
[0125] 出于本發(fā)明的目的,"陽離子單元"被定義為"能夠具有正電荷的單元"。出于本發(fā) 明的兩性離子聚胺的目的,陽離子單元為聚胺主鏈的季銨氮。出于本發(fā)明的目的,"陰離子 單元"被定義為"能夠具有負(fù)電荷的單元"。出于本發(fā)明的兩性離子聚胺的目的,陰離子單 元為"單獨的,或作為其它單元的一部分的單元,其取代沿聚胺主鏈的主鏈氮的氫原子"), 其非限制性示例為能夠在氮原子上替換主鏈氫的-(CH2CH20)2(]S0 3Na。
[0126] 出于本發(fā)明的目的,術(shù)語"電荷比",Qp在本文中被定義為"衍生自存在的陰離子 單元數(shù)的總和(排除抗衡離子)除以季銨主鏈單元數(shù)的總和的商"。電荷比由以下公式定 義:
[0128] 其中為陰離子單元,尤其是,_S03M,如下文所定義,并且q_子表示季銨化主 鏈氮。
[0129] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到包含本發(fā)明聚胺主鏈的胺單元數(shù)越大,則將包含于其中 的潛在陽離子單元數(shù)越大。出于本發(fā)明的目的,術(shù)語"季銨化度"在本文中被定義為"季銨 化的主鏈單元數(shù)除以包含聚胺主鏈的主鏈單元數(shù)"。季銨化度TQ(+)由以下公式定義:
[0131] 其中所有可季銨化的主鏈氮均被季銨化的聚胺將具有等于1的Q(+)。出于本發(fā)明 的目的,術(shù)語"可季銨化的氮"是指能夠形成季銨離子的聚胺主鏈中的氮原子。這排除了不 能形成銨離子的氮,諸如酰胺。
[0132] 出于本發(fā)明的目的,術(shù)語"陰離子特性",AQ,在本文中被定義為"包含兩性離子聚 合物的陰離子單元數(shù)的總和減去季銨主鏈單元數(shù)"。陰離子過量數(shù)越大,則兩性離子聚合物 的陰離子特性越大。配制人員將意識到一些陰離子單元可具有多于一個具有負(fù)電荷的單 元。出于本發(fā)明的目的,具有多于一個帶負(fù)電荷部分的單元,諸如_CH2CH(S03M)CH 2S03M,將 使每個部分能夠具有對于陰離子單元總和計算的負(fù)電荷。陰離子特性由以下公式定義:
[0133] Δ Q = Σ qp月離子-Σ q陽離子
[0134] 其中q_子和q卩日離子與上文所定義的相同。
[0135] 本發(fā)明的兩性離子聚胺具有下式:
[0136] [J-R]n-J
[0137] 其中[J-R]單元表示氨基單元,其包含主鏈和任何支鏈。在改性例如主鏈單元氫 被亞烷基氧基單元季銨化和/或取代之前,兩性離子聚胺可具有包含2至約100個氨基單 元的主鏈。描述存在的主鏈單元數(shù)的指數(shù)η進一步在下文中描述。
[0138] J單元為主鏈氨基單元,所述單元選自:
[0139] i)伯氨基單元,其具有下式:
[0140] (R1) 2N ;
[0141] ii)仲氨基單元,其具有下式:
[0142] -RJN ;
[0143] iii)叔氨基單元,其具有下式:
[0145] iv)伯季銨單元,其具有下式:
[0147] v)仲季銨單元,其具有下式:
[0149] vi)叔季銨單元,其具有下式:
[0151] vii)伯N-氧化物氨基單元,其具有下式:
[0153] viii)仲N-氧化物氨基單元,其具有下式:
[0155] ix)叔N-氧化物氨基單元,其具有下式:
[0157] X)以及它們的混合。
[0158] B單元具有下式:
[0159] [ J-R]-
[0160] 由支化表示兩性離子聚胺主鏈的延續(xù)。存在的B單元數(shù),以及包含支鏈的任何其 它氨基單元以指數(shù)η的總值反映。
[0161] 兩性離子聚合物的主鏈氨基單元通過一個或多個R單元連接,所述R單元選自:
[0162] i) C2_C12直鏈亞烷基、C 3_C12支化亞烷基、或它們的混合,更典型地C 3_C6亞烷基。其 中聚胺主鏈的兩個相鄰氮為N-氧化物,通常分隔所述單元的亞烷基主鏈單元為C4單元或 更大。
[0163] ii)亞烷基氧化烯單元具有下式:
[0164] -(r2o)w(r3)-
[0165] 其中R2選自亞乙基、1,2-亞丙基、1,3-亞丙基、1,2-亞丁基、1,4-亞丁基以及它們 的混合;#為c2-cs直鏈亞烷基、c3-cs支化亞烷基、亞苯基、取代的亞苯基以及它們的混合; 指數(shù)W為0至約25。R2和R3單元還可包含其它主鏈單元。當(dāng)包含亞烷基氧化稀單元時,R 2和R3單元可以為亞乙基、亞丙基和亞丁基的混合,并且指數(shù)w為1、或約2、至約10、或至約 6〇
[0166] iii)羥基亞烷基單元具有下式:
[0168] 其中R4為氫、C「C4烷基、_(R20) tY、以及它們的混合。當(dāng)R單元包含羥基亞烷基單元 時,R4可以為氫或-(R 2〇) tY,其中指數(shù)t大于0,或約10至約30,并且Y為氫或陰離子單元, 例如-S03M。指數(shù)x、y和z各自獨立地為1至6 ;指數(shù)可以各自等于1并且R4為氫(2-羥基 亞丙基單元)或(R2〇)tY,或者對于多羥基單元而言,y優(yōu)選為2或3。合適的羥基亞烷基單 元為2-羥基亞丙基單元,其可以例如由縮水甘油醚形成試劑,例如,表鹵代醇適當(dāng)?shù)匦纬伞?br>[0169] iv)羥基亞烷基/亞烷基氧單元具有下式:
[0171] 其中R2、R4,以及指數(shù)w、x、y和z與上文所定義的相同。X為氧或氨基單元-NR4-, 指數(shù)r為0或1。指數(shù)j和k各自獨立地為1至20。當(dāng)亞烷基氧基單元不存在時,指數(shù)w 為〇。優(yōu)選的羥基亞烷基/亞烷基氧單元的非限制性示例具有下式:
[0174] v)羧基亞烷基氧基單元具有下式:
[0176] 其中R2、R3、X、r和w與上文所定義的相同。優(yōu)選的羧基亞烷基氧基單元的非限制 性示例包括:
[0178] vi)主鏈支化單元,其具有下式:
[0180] 其中¥為氫、(:1-(:6烷基、-(01丄〇? 20)1(012以、以及它們的混合。當(dāng)1?單元包含主 鏈支化單元時,R4可以為氫或-(CH 2) u (R20) t- (CH2) UY,其中指數(shù)t大于0,或約10至約30 ;指 數(shù)u為0至6 ;并且Y為氫、(^-(^直鏈烷基、-N(R %、陰離子單元或它們的混合;Y可以為氫 或_N(R%。主鏈支化單元的優(yōu)選的方面包含等于_(R20)tH的R4。指數(shù)X、y和z各自獨立 地為0至6。
[0181] vii)配制人員可適當(dāng)?shù)貙⑸鲜鯮單元中的任一個組合以形成具有較大或較小的 親水性程度的兩性離子聚胺。
[0182] R1單元是連接至主鏈氮的單元。R 1單元選自:
[0183] i)氫;其為通常在任何主鏈改性之前存在的單元。
[0184] ii)C「C22烷基、或C「C4烷基、或甲基或乙基、或甲基。其中R1單元連接至季型單 元(iv)或(v),R1可以為與季銨化單元Q相同的單元。例如,J單元具有下式:
[0186] iii)C7_C22芳基烷基或芐基。
[0187] iv)-[CH2CH(0R4)CH20]s(R 20)tY ;其中R2和R4與上文所定義相同;在一些方面,當(dāng)R1單元包含R2單元時,R2可以為亞乙基。指數(shù)s的值為0至5。出于本發(fā)明的目的,指數(shù)t以 平均值表達(dá),所述平均值為約0. 5至約100。配制人員能夠以其中不是每個氮原子都包含R1單元的方式將主鏈氮輕度亞烷氧基化,所述R1單元為亞烷基氧基單元,從而使得指數(shù)t的 值小于1。
[0188] V)陰離子單元如下文所述。
[0189] vi)當(dāng)取代本發(fā)明的兩性離子聚合物的主鏈時,配制人員可將上述R1單元中的一 種或多種適當(dāng)組合。
[0190] Q可以為選自下列的季銨化單元:(;-(:4直鏈烷基、芐基、以及它們的混合;在一些 方面,Q為甲基。如上文所述,當(dāng)R1包含烷基單元時,Q可以與R1相同。就每個主鏈N+單元 而言(季氮),存在陰離子以提供電中性。本發(fā)明的陰離子基團包括共價連接至聚合物上的 兩個單元,以及存在以實現(xiàn)電中性的外部陰離子。適用的陰離子的非限制性示例包括鹵素 例如氯離子、甲基硫酸根;硫酸氫根;以及硫酸根。配制人員將由本文所述的示例意識到陰 離子將通常是作為季銨化試劑的部分的單元,例如甲基氯離子、二甲基硫酸根和/或芐基 溴離子。
[0191] X為氧、-NR4-或它們的混合,在一些方面,X為氧。
[0192] Y為氫,或陰離子單元。陰離子單元在本文被定義為"能夠具有負(fù)電荷的單元 或部分"。例如,羧酸單元、_〇)2!1是中性的,然而,在去質(zhì)子化時,所述單元變成陰離子單 元_C02,因此,所述單元"能夠具有負(fù)電荷"。陰離子Y單元的非限制性示例包括_(CH2)fC02M、-C (0) (CH2) fC02M、- (CH2) fP03M、- (CH2) f0P03M、- (CH2) fS03M、- (CH2) f0S03M、-CH2 (CHS03M) (CH2)fS03M、-CH2(CHS0 2M) (CH2)f0S03M、-CH2(CH0S0 3M) (CH2)f0S03M、-CH2(CHS0 2M) (CH2)fS03M、_C(0)CH2CH(S03M)H:0 2M、-C(0)CH2CH(ra2M)NHCH(C02M)CH 2ra2M、-C(0)CH2CH(ra2M) NHCH2C02M、-CH2CH (0Z) CH20 (fo) tZ、- (CH2) fCH [0 (R20) tZ] -CHf0 (R20) tZ 以及它們的混合,其 中Z為氫,或陰離子單元,所述陰離子單元的非限制性示例包括_(CH2)fC02M、-C(0) (CH2)fC02M^ - (CH2) fP03M^ - (CH2) f0P03M^ - (CH2) fS03M^ -CH2 (CHS03M) (CH2) fS03M^ -CH2 (CHS02M) (CH2)fS03M、-C (0) CH2CH (S03M) C02M、- (CH2) f0S03M、-CH2 (CH0S03M) (CH2) f0S03M、-CH2 (CH0S02M) (CH2) f0S03M、-C(0)CH2CH(C02M)NHCH(C0 2M)CH2C02M以及它們的混合,M為提供電中性的陽離子。
[0193] Y單元還可以為低聚的或聚合的,例如陰離子Y單元具有下式:
[0194]
[0195] 可為低聚的或聚合的以形成具有以下通式的單元:
[0197] 其中指數(shù)η表示大于1的數(shù)。
[0198] 可以適當(dāng)?shù)途刍蚓酆系摩磫卧钠渌窍拗菩允纠ǎ?br>[0204] 如上文所述,多種因素諸如總體聚合物結(jié)構(gòu)、制劑的性質(zhì)、洗滌條件以及預(yù)期目標(biāo) 清潔有益效果,全部均可影響配制人員對于化、AQ和Q(+)的最佳值。就液體衣物洗滌劑 組合物而言,小于約90 %、或小于75 %、或小于50 %、或小于40 %的所述Y單元包含陰離子 部分,例如含_S03M單元。包含陰離子單元的Y單元數(shù)可在方面之間變化。Μ為氫、水溶性 陽離子、或它們的混合;指數(shù)f為〇至6。
[0205] 指數(shù)η表示主鏈單元數(shù),其中主鏈中的氨基單元數(shù)等于n+1。出于本發(fā)明的目的, 指數(shù)η為1至約99。支化單元B包括在主鏈單元的總數(shù)內(nèi)。例如,主鏈具有下式:
[0207] 具有等于4的指數(shù)η。以下是完全季銨化的聚胺主鏈的非限制性示例。
[0208]
[0209] 以下是根據(jù)本發(fā)明的兩性離子聚胺的非限制性示例。
[0211] 本發(fā)明的合適的兩性離子聚合物可具有下式:
[0213] 其中R單元具有式_(R20)wR3-,其中R 2和R3各自獨立地選自:C2-CS直鏈亞烷基、 C3_CS支化亞烷基、亞苯基、取代的亞苯基、以及它們的混合。包括-(R 20) tY單元的上式的R2單元各自為亞乙基;Y為氫、-S03MS它們的混合;指數(shù)t為15至25 ;指數(shù)m為0至約20、 或0至約10、或0至約4、或0至約3、或0至2 ;指數(shù)w為1、或約2,至約10、或至約6。
[0214] 本發(fā)明的合適的兩性離子聚合物可包括聚胺主鏈,所述聚胺主鏈為兩種類型的主 鏈單元的衍生物:
[0215] i)包含類型⑴的R單元的正常低聚物,其可以為具有下式的聚胺:
[0216] [H2N - (CH2)Jn+1 - [NH - (CH2)Jn - (NB - (CH2)Jn - NH2
[0217] 其中B為通過支化的聚胺鏈的持續(xù);n可以為0 ;m為0至3 ;x為2至8,或3至6 ; 以及
[0218] ii)包含類型(ii)的R單元的親水性低聚物,其可以為具有下式的聚胺:
[0219] H2N- [ (CH2) x0] y (CH2) J - [NH- [ (CH2) x0] y (CH2) J n-NH2
[0220] 其中m為0至3 ;每個x獨立地為2至8,或2至6 ;y可以為1至8。
[0221] 合適的主鏈單元為來自(i)的單元。其它合適的方面為包含來自(i)的單元的聚 胺,所述來自(i)的單元與類型(iii)、(iv)和(v)的R單元組合,其非限制性示例包括具 有下式的表鹵代醇縮合物:
[0223] 如本文先前所述,配制人員可形成具有過量電荷或等量電荷類型的兩性離子聚合 物。具有過量主鏈季銨化單元的根據(jù)本發(fā)明的適宜兩性離子聚胺的示例具有下式:
[0224]
[0225] 其中R為1,5-六亞甲基;w為2 #為_(R20)tY;其中R2為亞乙基;Y為氫或-S03M; Q為甲基;m為1 ;并且t為20。就本發(fā)明的兩性離子聚胺而言,配制人員可認(rèn)識到不是每個 R1單元均將具有封端所述R1單元的-S0 3部分。就上述示例而言,最終的兩性離子聚胺混合 物包含至少約40% Y單元,所述Y單元為-S03單元。
[0226] 其它合適的兩性離子烷氧基化聚胺包括乙氧基化六甲基二胺化合物,諸如平均乙 氧基化度=24的六亞甲基二胺二甲基季銨化合物,以及平均乙氧基化度=24的六亞甲基 二胺二甲基季銨化合物(二磺酸化)。乙氧基化六