專利名稱：高濃度的烷基硫酸鹽溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高活性烷基硫酸鹽溶液的制備。
本發(fā)明的背景通常提供高活性表面活性劑溶液具有高的價(jià)值。這些產(chǎn)品將給消廢者和制造商帶來(lái)益處，消廢者得到了可使用較低量的產(chǎn)品，對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，運(yùn)輸費(fèi)用較低。
在制備高濃度烷基硫酸鹽溶液中，中和反應(yīng)通常是用含水的中和劑溶液進(jìn)行的。
然而主要的困難是尋找一種廉價(jià)和有效的生產(chǎn)所說(shuō)的高活性硫酸鹽溶液的方法。
通常已發(fā)現(xiàn)活性物質(zhì)的總濃度被限制到臨界濃度，在臨界濃度下，該溶液成為不動(dòng)的凝膠或者發(fā)生相分離。在現(xiàn)有技術(shù)中已知使用流動(dòng)助劑和粘度調(diào)節(jié)劑可得到較高的濃度。這種處理助劑對(duì)最終產(chǎn)品能產(chǎn)生相反的影響并且增加了產(chǎn)品的費(fèi)用。
我們現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)通過(guò)使烷基硫酸鹽與有機(jī)胺在中和體系中反應(yīng)可能增加活性物質(zhì)的濃度。
根據(jù)本發(fā)明的方法，提供了一種高濃度的烷基硫酸鹽溶液，其在室溫下是各向同性的和易流動(dòng)的，不需要加入助溶劑或粘度調(diào)節(jié)劑。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，提供了一種方法其中醇和/或非離子表面活性劑是在中和反應(yīng)過(guò)程中加入的。
根據(jù)另一實(shí)施方案，提供了烷基硫酸鹽和烷基醚硫酸鹽溶液的高濃度混合物。
本發(fā)明概述本發(fā)明涉及制備各向同性的高活性烷基硫酸鹽溶液的方法，包括加入具有長(zhǎng)鏈C12-C18的烷基硫酸并與有機(jī)胺混合的步驟以制得基本無(wú)水的中和產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，本發(fā)明涉及制備高活性烷基硫酸鹽溶液的方法，其中醇和/或非離子表面活性劑是在中和反應(yīng)過(guò)程中加入的。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明涉及制備各向同性的高活性烷基硫酸鹽溶液的方法，包括加入具有長(zhǎng)鏈C12-C18的烷基硫酸并與有機(jī)胺混合的步驟以制得基本無(wú)水的中和產(chǎn)物。
C12-18烷基硫酸可通過(guò)任何硫酸化方法來(lái)制備，但優(yōu)選是在降膜反應(yīng)器中在空氣氣氛下用SO3磺化來(lái)制備。由動(dòng)物脂肪或棕櫚油得到的甘油三酯經(jīng)反應(yīng)得到具有平均12-18個(gè)碳原子的脂族醇并磺化該脂族醇可得到烷基硫酸鹽。優(yōu)選的烷基硫酸是由C12-C14天然脂肪醇和C12-C15合成脂肪醇制得的。
烷基硫酸可以其本身形式或與其它化合物的混合物的形式存在，這種化合物的實(shí)例為烷基烷氧基化硫酸，在這種情況下，本發(fā)明的方法提供了高活性烷基硫酸鹽和烷基醚硫酸鹽溶液的混合物。適宜的烷基烷氧基化硫酸包括式RO(A)mSO3H的酸，其中R為未取代的C10-C24烷基或具有C10-C24烷基部分的羥烷基，優(yōu)選C12-C20烷基或羥烷基，最優(yōu)選C12-C18烷基或羥烷基；A為乙氧基或丙氧基單元；m大于零，一般在0.5至6之間，優(yōu)選在0.5至3之間。
該方法中的有機(jī)胺優(yōu)選選自烷基胺、烷醇胺或其混合物，較優(yōu)選的用于中和烷基硫酸的烷醇胺為單乙醇胺。
有機(jī)胺優(yōu)選按中和酸所需的化學(xué)計(jì)算量的略過(guò)量存在。如果儲(chǔ)備堿度低于約0.1％，則烷基硫酸鹽由于分解不可能長(zhǎng)期穩(wěn)定。因此優(yōu)選用酸滴定測(cè)得的儲(chǔ)備堿度在中和體系中按中和鹽的重量計(jì)存在至少0.1％，較優(yōu)選至少0.2％，最優(yōu)選至少0.3％。
根據(jù)該方法，提供了各向同性的高濃度烷基硫酸鹽溶液，不需要加入助溶劑或粘度調(diào)節(jié)劑。
根據(jù)本發(fā)明，也提供了一種方法其中醇和/或非離子表面活性劑是在中和反應(yīng)過(guò)程中加入的。
適宜的非離子表面活性劑可選自通式R(OC2H4)nOH的乙氧基化的非離子表面活性劑，其中R為C8-18烷基，n為約1至12，或者可選自多羥基脂肪酸酰胺表面活性劑或其混合物。
醇和/或非離子表面活性劑可作為與有機(jī)胺混合物的形式加入中和體系中或者可作為與烷基硫酸混合物的形式加入中和體系中。
根據(jù)該實(shí)施方案，該方法包括以下步驟本發(fā)明方法的第一步驟(a)為將醇和/或通式R(OC2H4)nOH的乙氧基化的非離子表面活性劑，其中R為C8-18烷基，n為約1至12，與有機(jī)胺預(yù)混合；第二步驟為將C12-C18烷基硫酸加入所說(shuō)的預(yù)混合物中制得基本無(wú)水的中和產(chǎn)物。步驟(b)的添加物與混合步驟(a)中的產(chǎn)物的重量比優(yōu)選為0.5∶1至9∶1，較優(yōu)選1∶1至2.5∶1。
該酸和有機(jī)胺/醇混合物是分別加入中和體系中，優(yōu)選是在高剪切混合器中以致以它們盡可能迅速混合在一起。
優(yōu)選本發(fā)明的中和反應(yīng)是在循環(huán)冷卻體系中進(jìn)行。通常在連續(xù)中和回路中，組分通過(guò)能使物質(zhì)循環(huán)通過(guò)回路中的熱交換器的泵(一般為離心機(jī))進(jìn)入體系，并通過(guò)該泵返回，在此處加入新物質(zhì)。在系體中的物質(zhì)連續(xù)再循環(huán)，同時(shí)伴隨有一些排出產(chǎn)物進(jìn)入體系。通常產(chǎn)物通過(guò)在泵之后的控制閥排出。連續(xù)中和回路的循環(huán)率在約1∶1至50∶1之間。通過(guò)熱交換器調(diào)節(jié)冷卻量可使中和反應(yīng)溫度控制到一定程度。通過(guò)改變加入的酸和胺的量來(lái)控制生產(chǎn)量。該回路的溫度應(yīng)足夠高以使該混合物保持可能的最低粘度以確保充分的再循環(huán)和混合。在回路中一般溫度為約20-80℃。
適于本發(fā)明方法的優(yōu)選醇為選自乙醇、丙二醇或其混合物的醇。
選擇這些醇和/或非離子表面活性劑是因?yàn)樗鼈冊(cè)鰪?qiáng)了洗滌劑性能和/或最終產(chǎn)物的穩(wěn)定性，而同時(shí)起到處理助劑的作用，降低了中和回路中高活性漿料的粘度。
該醇和/或非離子表面活性劑通常作為洗滌劑組分，并通常與其它協(xié)同組分混合加入到洗滌劑基質(zhì)中。在中和步驟中摻入這些組分使高活性烷基硫酸鹽溶液的制備不需要加入助溶劑和粘度調(diào)節(jié)劑。
根據(jù)本文上述方法制備的烷基硫酸鹽基本不含水并且在室溫下是各向同性的。
本文中所用的術(shù)語(yǔ)“基本無(wú)水”意思是水僅以雜質(zhì)的量存在。該烷基硫酸鹽然后與后面制備步驟中的剩余洗滌劑組分混合得到液體洗滌劑組合物。洗滌劑組分在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，提供了含有與其它洗滌劑組分混合的高活性烷基硫酸酯鹽的液體洗滌劑組合物。在本發(fā)明洗滌劑組合物中可使用寬范圍的表面活性劑。
在1972年5月23日頒發(fā)給Norris的美國(guó)專利3,664,961中給出了通常列出的陰離子、非離子、兩性的和兩性離子類的表面活性劑、和這些表面活性劑的品種。
用于本發(fā)明的一類非離子表面活性劑是環(huán)氧乙烷與疏水部分的縮合物，得到了平均親水-親油平衡值(HLB)在8至17，優(yōu)選在9.5至13.5，更優(yōu)選10至12.5范圍的表面活性劑。該疏水(親油)部分可以為天然脂族或芳香族的，而與任意特殊的疏水基團(tuán)縮合的聚氧乙烯基團(tuán)的長(zhǎng)度可容易地被調(diào)節(jié)以得到具有在親水和疏水部分所需平衡度的水溶性化合物。
這種類型的非離子表面活性劑尤其優(yōu)選的是每摩爾醇含有3-8摩爾環(huán)氧乙烷的C9-C15伯醇乙氧基化物，特別是每摩爾醇含6-8摩爾環(huán)氧乙烷的C14-C15伯醇和每摩爾醇含3-5摩爾環(huán)氧乙烷的C12-C14伯醇。
另一類非離子表面活性劑包括以下通式的烷基聚葡糖苷化合物R0(CnH2nO)tZx其中Z為衍生于葡萄糖的部分；R為含12-18個(gè)碳原子的飽和疏水烷基；t為0至10，n為2或3；x為1.3至4，該化合物包括低于10％未反應(yīng)的脂肪醇和低于50％短鏈烷基聚葡糖苷。這種類型的化合物和它們?cè)谙礈靹┲械膽?yīng)用公開在EP-B 0,070,077，0 075 996和0 094 118中。
還適合作為非離子表面活性劑的為下式的多羥基脂肪酸酰胺表面活性劑 其中R1為H，或者R1為C1-4烴基，2-羥乙基、2-羥丙基或其混合物，R2為C5-31烴基、Z為至少有3個(gè)羥基直接連在直鏈烴基鏈上的多羥基烴基或其烷氧基化衍生物。優(yōu)選R1為甲基、R2為直鏈C11-15烷基或鏈烯基，如椰子烷基，或它們的混合物，Z為在還原性胺化反應(yīng)中從還原糖如葡萄糖、果糖、麥芽糖衍生的。
本發(fā)明的組合物可以進(jìn)一步含有助洗劑體系。任何常規(guī)助洗劑體系都適用于本發(fā)明，包括硅鋁酸鹽物質(zhì)、硅酸鹽、聚羧酸鹽和脂肪酸、如乙二胺四乙酸物質(zhì)、如氨基聚磷酸鹽金屬離子螯合劑、特別是乙二胺四亞甲基膦酸和二亞乙基三胺五亞甲基膦酸。雖然磷酸鹽助劑由于明顯的環(huán)境因素不是優(yōu)選的，但也可用于本發(fā)明中。
用于本發(fā)明中適宜的聚羧酸鹽助劑包括檸檬酸、優(yōu)選是水溶性鹽的形式，通式RCH(COOH)CH2(COOH)的琥珀酸衍生物，其中R為C10-20烷基或鏈烯基、優(yōu)選C12-16，或者R可被羥基、磺基、增效砜、或砜取代基取代。具體實(shí)例包括月桂琥珀酸鹽、肉豆蔻基琥珀酸鹽、棕櫚琥珀酸鹽、2-十二碳烯基琥珀酸鹽、2-十四碳烯基琥珀酸鹽。琥珀酸鹽助劑優(yōu)選是使用它們水溶性鹽的形式，包括鈉、鉀、銨和烷醇銨鹽。
其它適宜的聚羧酸鹽為例如公開在US 4,663,071中的氧代二琥珀酸鹽和酒石酸單琥珀酸鹽和酒石酸二琥珀酸鹽的混合物。
尤其對(duì)于本發(fā)明制得的液體產(chǎn)品，用于本發(fā)明的適宜脂肪酸助劑為飽和的或未飽和的C10-18脂肪酸，以及相應(yīng)的皂。優(yōu)選的飽和物質(zhì)為在烷基鏈上具有12至16個(gè)碳原子的物質(zhì)。優(yōu)選的未飽和脂肪酸為油酸。對(duì)于液體組合物，另一種優(yōu)選的助洗劑體系主要為十二碳烯基琥珀酸。
其它適宜的水溶性有機(jī)鹽為均聚合或共聚合的酸或它們的鹽，其中聚羧酸含有被不多于2個(gè)碳原子彼此分開的至少兩個(gè)羧基。這種類型的聚合物公開在GB-A-1,596,756中。這種鹽的實(shí)例為NW 2000-5000的聚丙烯酸鹽和它們與馬來(lái)酸酐的共聚物，這種共聚物具有分子量為20,000至70,000，尤其約40,000。
洗滌助劑鹽通常包括的量按組合物的重量計(jì)為10％-80％，優(yōu)選20％-70％，最通常量為30％-60％(重)。
用于洗滌劑組合物中的其它組分可以用于本發(fā)明中，如酶和其穩(wěn)定劑或活化劑，污垢懸浮劑、污垢脫離劑、熒光增白劑、磨料、殺菌劑、晦暗抑制劑、著色劑和香料。特別優(yōu)選的是與酶技術(shù)結(jié)合，其也提供了具有保護(hù)染料益處的一種類型產(chǎn)品，例子為用于保持/復(fù)原染料的纖維素酶。
以下實(shí)施例意在舉例說(shuō)明本發(fā)明的組合物，但不一定是限制本發(fā)明的范圍。在這些實(shí)例中，基本使用本文上述的回路中和器。除另有說(shuō)明，所有份數(shù)按重量計(jì)實(shí)施例(1-26)根據(jù)本發(fā)明方法制備烷基硫酸鹽溶液。在室溫下測(cè)定每個(gè)組合物的結(jié)構(gòu)，結(jié)果在表1中給出，并繪圖表示在

圖1中。
實(shí)施例27在以下反應(yīng)條件下進(jìn)行中和反應(yīng)根據(jù)本發(fā)明方法制備70％活性的烷基硫酸鹽溶液。
這樣得到的組合物為在室溫下各向同性的易流動(dòng)的液體。
天然醇C12/1442.6％單乙醇胺(MEA) 13.31％1，2-丙二醇 28.03％生產(chǎn)速率 2350kg/h丙二醇658.5kg/h或634l/hMEA 317.25kg/h(12mm泵流(Setting))由硫酸化單位的容量或回路反應(yīng)器進(jìn)入的酸混合物(烷基硫酸)的流率來(lái)確定該回路反應(yīng)器的容量。
起始—終止步驟—回路反應(yīng)器被完全排空并用丙二醇洗滌除去所有水(在MEA-AS試制前制備NH4-AS)。
—回路中裝滿丙二醇(20’)。
—打開齒輪泵開關(guān)。
—在3’之內(nèi)加入MEA，不需要加入丙二醇。該MEA泵的流量為317.5kg/h，這意味著MEA現(xiàn)在回路反應(yīng)器中過(guò)量10％。
—丙二醇和MEA被循環(huán)3’得到均勻混合物。
—之后均勻的酸混合物(烷基硫酸)與MEA/丙二醇一起加入回路中。
—制備情況作用時(shí)間 此時(shí)pH為 1％的pH過(guò)量入口溫度出口(分鐘) MEA T(℃) (℃)----- -----------------------------10′ - 9.0 -1.37820′ - 8.1 -1.080 80 6930′ - 7.4 -1.080 78 69(MEA調(diào)整至12.5mm)40′ 70.2 7.6 -1.480 74 6550′ - 7.7 8.9 1.410 73 651h - 7.7 -1.390 74 651h10′ 71.7 7.6 8.8 1.220 74 651h20′ - 7.6 -1.200 74 651h30′ - 7.6 8.8 1.150 73 651h40′ - 7.5 -1.170 73 651h50′ 69.9 7.5 -1.146 73 652h - 7.5 -1.180 73 652h10′ - 7.5 -1.160 73 65混合罐67.9 - 8.9 1.30 65 40(冷卻的混合物)
調(diào)整熱交換器的出口溫度至高擋以抑制在這些首次試制過(guò)程中的任何可能的高粘度。以后的生產(chǎn)被調(diào)定在熱交換器出口溫度為約40℃。
—以相反順序首先除去酸混合物、逐步收縮MEA和丙二醇的泵流量以終止該制備步驟。
結(jié)論表1相圖表明當(dāng)制備水/丙二醇/單乙醇胺烷基硫酸鹽的三元混合物時(shí)可得到不同的相。尤其是該相圖表明當(dāng)制備根據(jù)本發(fā)明的組合物時(shí)，不需要加入助溶劑或粘度調(diào)節(jié)劑就可得到高活性易流動(dòng)的各向同性液體。
表1MEA-AS/水/1，2丙二醇的相圖MEA-AS來(lái)源于C12/14天然醇

相I＝各向同性G＝凝膠結(jié)構(gòu)相I/G＝各向同性和凝膠結(jié)構(gòu)相的混合
權(quán)利要求
1.一種制備高活性烷基硫酸鹽溶液的方法，包括的步驟為加入具有長(zhǎng)鏈為C12-C18的烷基硫酸并與有機(jī)胺混合，制得基本無(wú)水的中和產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括的步驟為(a)將醇和/或通式R(OC2H4)nOH的烷氧基化非離子表面活性劑，其中R為C12-18烷基，n為1至12，與有機(jī)胺預(yù)混合；(b)將C12-18烷基硫酸加入所說(shuō)的預(yù)混合物中制得基本無(wú)水的中和產(chǎn)物；步驟(b)的添加物與混合步驟(a)中的產(chǎn)物的重量比為0.5∶1至9∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2的方法，其中烷基硫酸是由C12-C14天然脂肪醇制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-2的方法，其中烷基硫酸是由C12-C15合成脂肪醇制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的方法，其中有機(jī)胺選自烷基胺、烷醇胺或其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中有機(jī)胺為單乙醇胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中醇選自于丙二醇、乙醇或其混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7的方法，其中烷基硫酸作為與烷基醚硫酸混合物的形式存在。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其中中和反應(yīng)是在連續(xù)回路系統(tǒng)中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備高活性烷基硫酸鹽溶液的方法，包括的步驟為加入具有鏈長(zhǎng)C
文檔編號(hào)C11D1/14GK1119435SQ94191481
公開日1996年3月27日 申請(qǐng)日期1994年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月4日
發(fā)明者A·D·布萊克, J·P·R·居登斯, P·G·馬瑟 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司