專利名稱：織物柔軟劑組合物的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及含脂肪酸季銨化衍生物的織物柔軟劑組合物。更具體地說，本發(fā)明涉及一種至少含兩種不同季銨脂肪酸衍生物的織物柔軟劑組合物，衍生物之一是基于從大豆獲得的脂肪酸而另一種則是基于從牛脂衍生的脂肪酸。
織物柔軟劑是含一或多種活性物質(zhì)的組合物，用于洗滌過程時能使洗滌后的織物質(zhì)地或手感滑爽、柔順和柔軟?？椢锶彳泟┮话愫换蚨喾N非水溶性季銨化合物形式的陽離子型表面活性劑，季銨化合物中銨的氮原子至少含兩個長鏈無環(huán)脂族烴基團(tuán)。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，提供一種織物柔軟劑組合物，包括(a)一種通過下述方法獲得的第一季銨脂肪酸衍生物，該方法包括將脂族基順/反異構(gòu)體比例從約1∶1到約15∶1且碘值不小于約30和不大于約70的部分氫化的大豆甘油三酯或由大豆甘油三酯獲得的部分氫化脂肪酸衍生物，與式X′-R′-NH-R″-X″的仲胺反應(yīng)，式中，X′和X″可相同或不同，是-OH或-NH2，R′和R″可相同或不同，是從2到約6個碳原子的亞烷基，甘油三酯/脂肪酸與胺反應(yīng)物的摩爾比至少為1.85∶1，形成相應(yīng)的氨基二酯、氨基二酰胺或氨基酯酰胺，將氨基二酯、氨基二酰胺或氨基酯酰胺用選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷類的環(huán)氧烷，按環(huán)氧烷與氨基二酯、氨基二酰胺或氨基酯酰胺的摩爾比約8∶1內(nèi)的比例進(jìn)行烷基化反應(yīng)，得到烷氧基化脂肪酸衍生物，和將烷氧基化脂肪酸衍生物用烷基化試劑進(jìn)行季銨化反應(yīng)，得到相應(yīng)的季銨脂肪酸衍生物；和(b)一種由牛脂酸得到的第二季銨脂肪酸衍生物。
令人意外的是已發(fā)現(xiàn)前述的織物柔軟劑組合物所提供的柔軟性能要明顯好于含等量完全由牛脂酸獲得的季銨脂肪酸衍生物的織物柔軟劑組合物。優(yōu)選實施方案描述本發(fā)明織物柔軟劑組合物中存在的第一季銨脂肪酸衍生物是通過將一或多種由大豆甘油三酯得到的脂肪酸衍生而得的。大豆甘油三酯或由大豆甘油三酯衍生的游離脂肪酸首先用已知的常規(guī)工藝氫化，形成部分氫化產(chǎn)物，其中得到脂族基具有從約1∶1到約15∶1，優(yōu)選從約2∶11到9∶1比例的順/反異構(gòu)體，且碘值不小于約30和不大于約70，優(yōu)選不小于35和不大于58。一般來說，優(yōu)選將大豆甘油三酯氫化，但也可將游離脂肪酸氫化。為提高最終得到的季銨衍生物的顏色和氣味穩(wěn)定性，必須注意要減少或除去氫化產(chǎn)物可能存在的多不飽和性。用于大豆甘油三酯氫化反應(yīng)的常用加氫條件包括使用從約0.02到約0.15％(重)典型加氫催化劑，如負(fù)載型鎳催化劑，例如G49B(來自聯(lián)合催化劑公司，Louisville，KY)，使用助濾劑如Celite或硅藻土，一般助濾劑的用量為要過濾物料量的從約0.05到5％，氫氣壓力為從約50psi到約600psi，溫度從約60到約150℃，且反應(yīng)時間從約0.5到約4小時。
按照本發(fā)明進(jìn)行部分氫化反應(yīng)前后大豆甘油三酯的C鏈分布的實例如下C160 C180 C181 C182 C183氫化反應(yīng)前，％114.0 2155.5 18.5氫化反應(yīng)后，％11～30 ～60 ～0 ～0根據(jù)加氫條件可獲得其它分布。
可采用其它上面未列出但本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的加氫條件，當(dāng)然前提條件是部分氫化產(chǎn)物中的順/反異構(gòu)體比例及碘值要達(dá)到上文所述范圍。
隨后，將部分氫化的大豆甘油三酯/脂肪酸與通式如下的仲胺反應(yīng)
X′-R′-NH-R″-X″式中X和X″可各自相同或不同，是-OH或-NH2，R′和R″可各自相同或不同，是從2到約6個碳原子的亞烷基。這樣的仲胺可具有2個羥基、2個伯胺基或者一個羥基和一個伯胺基。優(yōu)選的仲胺反應(yīng)劑是二亞乙基三胺。甘油三酯/脂肪酸與胺反應(yīng)物的按摩爾比至少為2∶1(根據(jù)游離或鍵合脂肪酸的摩爾數(shù)計算)的比例進(jìn)行反應(yīng)。該反應(yīng)形成如下通式(I)表示的二酯、二酰胺或酯酰胺(取決于X′和X″基團(tuán)的性質(zhì))R-CO-X′-R′-NH-R″-X″-CO-RR可各自相同或不同，是部分氫化大豆甘油三酯/脂肪酸的脂族基部分，具有上述范圍順/反異構(gòu)體比例和最高碘值。
該反應(yīng)產(chǎn)物優(yōu)選用抗氧劑/還原劑(例如BHT/硼氫化鈉)穩(wěn)定，來維持其顏色和氣味穩(wěn)定性?？寡鮿﹥?yōu)選是酚類抗氧劑，包括但不限于3，5-二叔丁基-4-羥基甲苯(BHT)；3，5-二叔丁基-4-羥基甲氧基苯(BHA)；玉米油-60％，丁基化羥甲苯-20％，丁基化羥甲氧基苯-10％，棓酸丙酯-6％，檸檬酸-6％(Tenox6)；3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯(Irganox10)；和3，5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸與1，3，5-三(2-羥基乙基)-均三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮形成的三酯(Irganox3125)-。IRGANOX1076和IRGANOX3125是Ciba Geigy公司的商標(biāo)，TENOX4和TENOX6是則Eastman化學(xué)公司的商標(biāo)。其它適用于本專利的抗氧劑對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是很清楚的，例如可參見McCutchen的功能材料(1995)(Mc出版公司，N.J.，美國)，其中的相關(guān)內(nèi)容引為參考。
上述的通式(I)反應(yīng)產(chǎn)物還優(yōu)選用諸如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷類的環(huán)氧烷進(jìn)行烷基化反應(yīng)，形成相應(yīng)的烷氧基化二酯、二酰胺或酯酰胺。環(huán)氧烷與二酯、二酰胺或酯酰胺的摩爾比至少為1到約8，優(yōu)選從約1到約4。烷氧基化產(chǎn)物可由下面的通式(II)表示
式中x為2到4，n為1到約8且優(yōu)選為1到約4。
隨后，將烷氧基化產(chǎn)物用已知的任何常規(guī)烷基化試劑進(jìn)行季銨化反應(yīng)，例如使用下式的烷氧基化試劑RmA式中R是氫，從1到4個碳原子的烷基，或烷基部分含1或2個碳原子的苯烷基；m是A的化合價，A是有機(jī)或無機(jī)酸的酸基。適宜的烷基化試劑的實例包括烷基鹵化物如甲基氯、芐基鹵化物如芐基氯和硫酸二烷基酯如硫酸二甲酯。得到的季銨化脂肪酸衍生物可用如下通式表示
第二季銨脂肪酸衍生物可由如下通式表示
式中R1和R3可各自相同或不同，是由牛脂衍生的脂肪酸的氫化脂族基，選自C12-C22直鏈或支鏈烷基或亞烷基，p為0或1，且R2和R4各自是從2到6個碳原子的亞烷基，R5是1到4個碳原子的烷基，R6是1到4個碳原子的烷基，或是(CxH2xO)n，式中x為2到4，n為1到8，m為A的化合價，A的定義同上。
優(yōu)選的第二季銨脂肪酸衍生物是其中的R2和R4各自是-CH2-CH2-和R5和R6各自是甲基的化合物。
織物柔軟劑組合物可包含重量比從約8∶1到約1∶6且優(yōu)選約6∶1到1∶4的(a)和(b)，同時包含常用量的其它一或多種已知的常規(guī)添加劑如香味劑、著色劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑抗氧劑、螯合劑等。
組分(a)和(b)及任選添加劑分散于水中，形成織物柔軟劑成品。按分散于成品的(a)和(b)組分合并后總組合物重量計算，水量可為組合物重量的從約40到98％，優(yōu)選為總組合物重量的從約50到約96％。這樣的分散體具有至少約2％，優(yōu)選至少為4％的季銨鹽活度。
下面的實施例進(jìn)一步例示說明本發(fā)明的織物柔軟劑組合物。實施例1本實施例中，制備三種織物柔軟劑分散體，用來評價柔軟效力的感知度，和定量評定處理后織物的再潤濕性。使用一個裝有驅(qū)動攪拌器的電動馬達(dá)的1.5升樹脂鍋來制備分散體。在加入到水中之前，要先將季銨化合物制成預(yù)混物。
在第一預(yù)混物中，將50.2g二氫化牛脂二甲基氯化銨加熱到60℃，與92.6g羥丙基二(部分氫化大豆酰)甲胺基硫酸甲酯銨鹽(起始甘油三酯的I.V.＝20)合并。將兩產(chǎn)物混合形成均勻的混合物，用作制備柔軟劑分散體的季銨鹽預(yù)混物。
用該預(yù)混物制備柔軟劑分散體，將加熱到65℃的350g去離子水(DI)加入到樹脂鍋中，樹脂鍋有一夾套層，維持配制物的溫度在60到70℃之間。攪拌條件下，將3.75g分散劑(Igepal CO-720，來自Rhone-Poulenc公司)加入水中并溶解。接著，將142.8g熔融季銨預(yù)混物加入到攪拌的熱水中，中途加入氯化鈣，以全程維持可操作粘度。加完季銨預(yù)混物后，將物料溫度降到40℃。此時，加入3.75g香味劑(Bush、Boake和Allan 920165)。用1N HCl調(diào)節(jié)分散體的PH值到4.5-5.0，然后將分散體著色，用氯化鈣調(diào)節(jié)最終粘度。隨后調(diào)整分散體凈重為500g。評價柔軟效力之前，將配制物老化約1星期時間。
按本發(fā)明公開內(nèi)容的第二種分散體用類似方法制備，不同之處是所用的酰胺基季銨鹽是基于部分氫化的大豆甘油三酯，其中的甘油三酯已氫化至I.V.＝50cg/gm。
然后將上述兩種產(chǎn)物與按上述方法但是用羥丙基二牛脂酰甲胺基硫酸甲酯銨鹽代替基于大豆甘油三酯的類似產(chǎn)物配制的柔軟劑分散體進(jìn)行比較。
通過將織物放入一個7磅頂開式洗衣機(jī)中并在漂洗周期內(nèi)加入1流體盎司分散體(約24％活性物)的方法用三種分散體對衣物進(jìn)行處理。每次處理的用量大致為每7磅織物用7g活性物。將衣物放入滾筒式干燥機(jī)內(nèi)設(shè)定高位干燥50分鐘，然后裝袋并使其平衡24小時。接著，將一對毛巾交給受過培訓(xùn)的評定人員，要求他們判斷這對毛巾中哪一條柔軟。不允許相等的判斷。每一試驗的判斷值范圍從18到24。
結(jié)果表明由大豆甘油三酯(I.V.＝50)制得的分散體提供的柔軟能力最好。當(dāng)大豆甘油三酯的I.V.為20時，其柔軟能力較牛脂基產(chǎn)物的柔軟能力有所下降。根據(jù)本領(lǐng)域?qū).V.及其對柔軟能力影響方面的常識，這是一個出人意料和意外的結(jié)果。
在若干試驗中，對I.V.＝20的大豆甘油三酯酰胺基季銨鹽和牛脂基季銨鹽的柔軟優(yōu)選率進(jìn)行了比較，并對I.V.＝50的大豆甘油三酯酰胺基季銨鹽和牛脂基季銨鹽的柔軟優(yōu)選率進(jìn)行了比較。結(jié)果概述如下柔軟優(yōu)選率(％)AAQ(牛脂基) AAQ(I.V.＝20大豆甘油三酯)試驗1 67％ 33％試驗2 72％ 28％試驗3 71％ 29％AAQ(牛脂基) AAQ(I.V.＝20大豆甘油三酯)試驗1 29％ 71％試驗2 40％ 60％試驗3 35％ 65％實施例2第二個實施例中，按與實施例1相同的方式制備三種柔軟劑分散體。用來形成第一種分散體的酰胺基季銨鹽的烷基鏈來源是I.V.＝60的大豆甘油三酯。還制備了第二種分散體，但是采用來源于I.V.＝70的部分氫化大豆甘油三酯的酰胺基季銨鹽。另外還用基于牛脂甘油三酯(I.V.＝55)的酰胺基季銨鹽制備了對比或稱比較分散體。
三種分散體在評價其柔軟能力前老化1星期。第一種分散體在經(jīng)過1星期時間后，香味和顏色基本保持不變，而采用來源于I.V.＝70的部分氫化大豆甘油三酯的酰胺基季銨鹽配制的產(chǎn)品中，分散體略微變黑且有一些臭味，其它兩種柔軟劑分散體的顏色和香味特性基本與剛配制時的相同。由于I.V.＝70的樣品開始出現(xiàn)顏色和香味下降的跡象，故未對該分散體的柔軟能力進(jìn)行評價。
按實施例1方法對織物進(jìn)行處理和評價，評價結(jié)果概述如下柔軟優(yōu)選率(％)AAQ(牛脂基) AAQ(PH大豆甘油三酯I.V.＝60)試驗1 17％ 83％應(yīng)該知道，可以對本文所公開的具體實施方案作各種修改。因此，上面的描述僅僅是對優(yōu)選實施方案的例示說明，而不能認(rèn)作是對本發(fā)明的限定，從事本領(lǐng)域工作的技術(shù)人員應(yīng)能預(yù)想在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)所作的一些其它改動。
權(quán)利要求
1.一種織物柔軟劑組合物，包括(a)通過下述方法獲得的第一季銨脂肪酸衍生物，該方法包括將其中的脂族基順/反異構(gòu)體比例從約1∶1到約15∶1且碘值不小于約30和不大于約70的部分氫化大豆甘油三酯或由大豆甘油三酯獲得的部分氫化脂肪酸衍生物，與式X′-R′-NH-R″-X″的仲胺反應(yīng)，式中，X′和X″可相同或不同，是-OH或-NH2，R′和R″可相同或不同，是從2到約6個碳原子的亞烷基，脂肪酸與胺反應(yīng)物的摩爾比至少為1.85∶1，形成相應(yīng)的氨基二酯、氨基二酰胺或氨基酯酰胺，將氨基二酯、氨基二酰胺或氨基酯酰胺用選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷類的環(huán)氧烷，按環(huán)氧烷與氨基二酯、氨基二酰胺或氨基酯酰胺的摩爾比約8∶1內(nèi)的比例進(jìn)行烷氧基化反應(yīng)，得到烷氧基化脂肪酸衍生物，和將烷氧基化脂肪酸衍生物用烷基化試劑進(jìn)行季銨化反應(yīng)，得到相應(yīng)的季銨脂肪酸衍生物；和(b)一種由牛脂酸得到的第二季銨脂肪酸衍生物。
2.按權(quán)利要求1的織物柔軟劑組合物，其中(a)與(b)的重量比從約8∶1到約1∶6。
3.按權(quán)利要求2的織物柔軟劑組合物，其中(a)與(b)的重量比從約6∶1到約1∶4。
4.按權(quán)利要求1的織物柔軟劑組合物，其中組合物總重量中至少包含約40％(重)分散于水中的(a)和(b)。
5.按權(quán)利要求4的織物柔軟劑組合物，其中至少包含約50％(重)水。
6.按權(quán)利要求4的織物柔軟劑，至少具有約2％的季銨鹽活度。
7.按權(quán)利要求5的織物柔軟劑，至少具有約4％的季銨鹽活度。
8.按權(quán)利要求1的織物柔軟劑，其中氫化甘油三酯或氫化脂肪酸的脂族基具有從約2∶1到約9∶1的順/反異構(gòu)體且碘值不大于約58。
9.按權(quán)利要求1的方法，其中仲胺是二亞乙基三胺。
10.按權(quán)利要求1的方法，其中是按環(huán)氧丙烷與氨基二酯、氨基二酰胺或氨基酯基胺的摩爾比從約1到4的比例，將氨基二酯、氨基二酰胺或氨基酯酰胺用環(huán)氧烷進(jìn)行烷氧基化。
11.按權(quán)利要求1的方法，其中烷基化試劑是通式如下的化合物Rm A式中R是從1到4個碳原子的烷基，或烷基部分含1或2個碳原子的苯烷基；A是有機(jī)或無機(jī)酸的酸基；和m是A的化合價。
12.按權(quán)利要求1的方法，其中烷基化試劑選自烷基鹵化物、芐基鹵化物和二烷基硫酸酯。
13.按權(quán)利要求1的織物柔軟劑組合物，其中(a)是通過下述方法獲得的，該方法包括將其中的脂族基順/反異構(gòu)體比例從約1∶1到約15∶1且碘值不小于約30和不大于約70的部分氫化的大豆甘油三酯與二亞乙基三胺，按脂肪酸與胺反應(yīng)物的摩爾比至少為1.85∶1的比例進(jìn)行反應(yīng)，形成相應(yīng)的氨基二酰胺，按環(huán)氧烷與氨基二酰胺的摩爾比從約1∶1到4∶1的比例將氨基二酰胺與環(huán)氧烷進(jìn)行烷氧基化反應(yīng)，得到烷氧基化脂肪酸衍生物，和將烷氧基化脂肪酸衍生物用選自烷基鹵化物、芐基鹵化物和二烷基硫酸酯的烷基化試劑進(jìn)行季銨化反應(yīng)，得到相應(yīng)的季銨脂肪酸衍生物，組合物中(a)與(b)的重量比從約8∶1到約1∶6。
14.按權(quán)利要求1的織物柔軟劑，其中(b)的陽離子部分是二氫化牛脂二甲基銨。
15.按權(quán)利要求13的織物柔軟劑，其中(b)的陽離子部分是二氫化牛脂二甲基銨。
16.一種織物柔軟劑組合物，包括(a)一種通式如下的第一季銨脂肪酸衍生物
式中R可各自相同或不同，是由大豆甘油三酯獲得的部分氫化脂肪酸的脂族基部分，脂肪酸的脂族基具有從約1∶1到約15∶1的順/反異構(gòu)體比例且碘值不小于約30和不大于約70，X′和X″可各自相同或不同，是-O-或-NH-，R′和R″可各自相同或不同，是從2到約6個碳原子的亞烷基，R是氫，或是從1到4個碳原子的烷基或烷基部分含1或2個碳原子的苯烷基，x為2到4，n為1到4，且Rm-1A·是由式RmA的酸衍生得到的陰離子，式中A是有機(jī)或無機(jī)酸的酸基且m是A的化合價；和(b)一種由牛脂酸得到的第二季銨脂肪酸衍生物。
17.按權(quán)利要求16的織物柔軟劑組合物，其中R是甲基，n為1，且m為1或2。
18.按權(quán)利要求16的織物柔軟劑組合物，其中(b)的陽離子部分是二氫化牛脂二甲基銨。
19.一種織物柔軟劑組合物，包括(a)一種通式如下的第一季銨脂肪酸衍生物
式中R可各自相同或不同，是由大豆甘油三酯獲得的部分氫化脂肪酸的脂族基部分，脂肪酸的脂族基具有從約1∶1到約15∶1的順/反異構(gòu)體比例且碘值不小于約30和不大于約70，R是氫或從1到4個碳原子的烷基，n為1到4，且Rm-1A·是由式RmA的酸衍生得到的陰離子，式中A是有機(jī)或無機(jī)酸的酸基且m是A的化合價；和(b)一種由牛脂酸得到的第二季銨脂肪酸衍生物。
20.按權(quán)利要求19的織物柔軟劑組合物，其中R是甲基，n為1，且m為1或2。
21.按權(quán)利要求19的織物柔軟劑組合物，其中(b)的陽離子部分是二氫化牛脂二甲基銨。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能改進(jìn)織物柔軟性能的織物柔軟劑組合物,該組合物是基于兩種季銨脂肪酸衍生物的混合物,其中之一是由部分氫化的大豆甘油三酯或從這類甘油三酯衍生的脂肪酸獲得的,具有一定的順/反異構(gòu)體比例和碘值性能,另一種則是由牛脂酸獲得的。
文檔編號C11D1/38GK1267324SQ98808309
公開日2000年9月20日 申請日期1998年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月24日
發(fā)明者P·雅考布西 申請人:阿克佐諾貝爾公司