專利名稱：用于漂洗過(guò)程的含有單硬脂酸甘油脂輔助軟化劑的織物軟化劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于自動(dòng)洗衣機(jī)漂洗過(guò)程及用于手洗的液體織物軟化劑組合物。本發(fā)明尤其涉及含水織物軟化劑組合物，它能改善織物的柔軟性，同時(shí)還能改善產(chǎn)品的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性由以下特性來(lái)表征產(chǎn)品在較大的溫度變化范圍內(nèi)具有均勻粘度，并且能避免出現(xiàn)相分離。
含有季銨鹽的組合物常用于在洗滌漂洗操作中提供織物軟化作用。已授權(quán)了許多這類化合物和組合物的專利。
最近，出于對(duì)季銨化合物軟化劑的環(huán)保安全性(例如可生物降解性)的考慮，出現(xiàn)了許多部分或全部替代常規(guī)“季銨”(“quat”)織物軟化劑的提議，其中例如采用了二甲基二硬脂基(或二牛油基)氯化銨。
例如，美國(guó)專利5133885(L.Contor等人，相應(yīng)于歐洲專利0423894，也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人Colgate-Palmolive公司)中述及的織物軟化劑組合物是如下式所示的脂肪酸酯季銨鹽的含水分散體
其中一個(gè)或兩個(gè)R基團(tuán)是含12-30個(gè)碳原子的脂族酯殘基，剩余的R基團(tuán)是低級(jí)脂族、芳族基團(tuán)或羥烷基，X-是陰離子，并且“a”是陰離子的離子化合價(jià)，組合物中還含有下式所示的脂肪酰氨基胺軟化劑
其中R1是C12-C30烷基或鏈烯基，R2是R1，R1CONH(CH2)m或CH2CH2OH ；R3是氫、甲基，或(CH2CH2O)pH，m是1-5的數(shù)，p是1-5的數(shù)，酯季銨鹽與酰氨基胺的重量比為10∶1-1∶10。
美國(guó)專利4844823(Jacques等人)公開(kāi)的織物軟化劑組合物中優(yōu)選的軟化劑是二酯化長(zhǎng)鏈脂肪酸季銨化合物。
單硬脂酸甘油酯(GMS)是用于上述酯化季銨鹽軟化劑(常被稱為ester quat)中的一種已知的乳化劑。美國(guó)專利5066414(Chang)描述的織物軟化組合物中含有酯化季銨鹽，該酯化季銨鹽是二牛油基二甲基氯化銨(DTDMAC)的單或二酯變體與單硬脂酸甘油酯和選自C8-C18直鏈脂肪醇與1至約10mol環(huán)氧乙烷的縮聚產(chǎn)物的直鏈烷氧基化醇共用。
美國(guó)專利5545350(Baker等人)中述及的織物軟化劑組合物中含有二酯季銨化合物，其中還任選地含有非離子軟化劑(如脫水山梨醇酯)作為附加軟化劑。在13欄22-24行中，專利權(quán)人指出“HLB值低的單硬脂酸甘油酯對(duì)組合物的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響”。此外，在第14欄65-67行中，專利權(quán)人述及“本發(fā)明的組合物基本不含單硬脂酸甘油酯(GMS)”。這是因?yàn)镚MS的低HLB值會(huì)導(dǎo)致該專利的組合物出現(xiàn)相分離和/或穩(wěn)定性問(wèn)題。
盡管現(xiàn)有技術(shù)所公開(kāi)的內(nèi)容涉及二酯季銨化合物軟化劑與輔助軟化劑的混合物，但仍需既改進(jìn)二酯季銨鹽軟化組合物軟化性又不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性和粘度產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定的、可傾倒的、水可分散的織物軟化劑組合物，其中含有
(a)約1％(重量)-約25％(重量)的織物軟化組分(A)和(B)的混合物，其中(A)是式(I)所示的可生物降解的脂肪酯季銨鹽化合物
其中R4彼此獨(dú)立地為含8-22個(gè)碳原子的脂族烴基，R5是(CH2)s-R7，其中R7是含8-22個(gè)碳原子的烷氧羰基，芐基、苯基，(C1-C4)-烷基取代的苯基，OH或H；R6是(CH2)tR8，其中R8是芐基、苯基，(C1-C4)-烷基取代的苯基，OH或H；q，r，s和t彼此獨(dú)立地為1-3的數(shù)；x是離子化合價(jià)為a的陰離子；(B)是單硬脂酸甘油酯；(b)有效量的乳化劑，其中含有親水親油平衡(HLB)值約大于7.5的脂肪醇乙氧基化非離子表面活性劑，該親水親油平衡值是經(jīng)Davies Group數(shù)字法測(cè)定出的；以及(c)含水溶劑，所述的織物軟化劑組合物不含無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸。
本發(fā)明還提供了一種織物軟化方法，其中是通過(guò)將軟化有效量的本發(fā)明的織物軟化劑組合物與織物相接觸；一般及優(yōu)選在自動(dòng)洗衣機(jī)的漂洗過(guò)程中采用該方法。
本發(fā)明是基于發(fā)現(xiàn)如本發(fā)明所述單硬脂酸甘油酯(GMS)能作為輔助軟化劑有效地與二酯季銨鹽化合物共用，不會(huì)對(duì)粘度和整個(gè)產(chǎn)品穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，條件是本發(fā)明所選用的乳化劑的HLB值大于7.5。本發(fā)明中采用Davies group數(shù)值(參見(jiàn)第二屆表面活性國(guó)際會(huì)議論文集，Butterworths，London(1957))來(lái)計(jì)算HLB值。根據(jù)該計(jì)算方法，HLB值為7表示表面活性劑對(duì)水相和對(duì)油相具有相同的親和力。規(guī)定負(fù)值表示分子中的親油基團(tuán)，正值表示親水基團(tuán)。計(jì)算給定表面活性劑的HLB時(shí)是在7上加代表親水基團(tuán)的正值，以及扣除代表親油基團(tuán)的負(fù)值。
例如，在本發(fā)明組合物中用作乳化劑的脂肪醇乙氧基化非離子表面活性劑的分子中各基團(tuán)的Davies group數(shù)值如下基團(tuán) 數(shù)值-CH2--0.475-CH3--0.475-(CH2-CH2-O)- +0.33-O- +1.3通過(guò)說(shuō)明，按下述方法計(jì)算適用于本發(fā)明的非離子表面活性劑乳化劑C13-C15EO 20∶1的HLB值。該非離子表面活性劑是平均含13-15個(gè)碳原子的脂肪醇，其中每mol醇經(jīng)20mo1環(huán)氧乙烷乙氧基化。
為了簡(jiǎn)化，認(rèn)為烷基鏈的平均鏈長(zhǎng)為C14。因此所得分子含有以下基團(tuán)1CH3-；13-CH2-；1-O-；和20-(CH2-CH2-O)-根據(jù)上述內(nèi)容，如下計(jì)算HLBHLB＝7+[1×(-0.475)]+[13×(-0.475)]+[1×(1.3)]+[20×(0.33)]HLB＝8.25本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明中主要的軟化化合物是如下式所示的脂肪酯季銨化合物
各R4彼此獨(dú)立地為含8-22個(gè)碳原子、優(yōu)選14-18個(gè)碳原子的脂族烴基。R5是(CH2)s-R7，視R7的情況，其可以是長(zhǎng)鏈烷基酯基團(tuán)(R7＝含8-22個(gè)碳原子的烷氧羰基)，此時(shí)式(I)化合物是三酯季銨化合物。R6是上述的(CH2)tR8。
優(yōu)選脂肪酯季銨化合物是二酯化合物，即R7為芐基、苯基，經(jīng)(C1-C4)-烷基取代的苯基，羥基(OH)或氫(H)。最優(yōu)選R7為OH或H，特別優(yōu)選是OH，例如R5是羥乙基。
q，r和s彼此獨(dú)立地為1-3的數(shù)。
x是具有離子化合價(jià)為a的反離子，如Cl-，Br-，CH3OSO3-，CH3CH2OSO3-等。例如，式(II)所示的二酯季銨鹽就可以是以下通式化合物之一
其中R4例如可以衍生自硬質(zhì)或軟質(zhì)牛油、椰油，可以是硬脂基、油基等。這類化合物是可商購(gòu)的，例如是購(gòu)自花王公司(日本)的Tetranyl AT-75，該產(chǎn)品是二牛油酯三乙醇胺季銨硫酸甲酯。Tetranyl AT-75由約25％硬質(zhì)牛油和約75％的軟質(zhì)牛油的混合物構(gòu)成。因此該產(chǎn)品約含34％不飽和烷基鏈。另一實(shí)例是購(gòu)自HighPoint化學(xué)公司的Hipochem X-89107；其是Tetranyl AT-75的類似物，其中約含100％飽和牛油基。但式(III)的季銨鹽酯化合物可含有約5％-75％的不飽和(長(zhǎng)鏈)烷基。
單硬脂酸甘油酯(GMS)是與上述脂肪酯季銨化合物軟化劑共用的輔助軟化劑。組合物中脂肪酯季銨鹽的用量一般約占組合物的1-20％(重量)；優(yōu)選約為1-12％(重量)；最優(yōu)選約為2-10％(重量)。組合物中GMS的用量可約為0.1-8％(重量)；優(yōu)選約為0.5-8％(重量)，最優(yōu)選約為0.5-5％(重量)。
適用于本發(fā)明織物軟化組合物的乳化劑要求能穩(wěn)定該組合物，并且應(yīng)能防止相分離和/或防止在至少數(shù)月內(nèi)或較大溫度變化范圍內(nèi)出現(xiàn)粘度不穩(wěn)定，其中該組合物還可能因不含該乳化劑而含GMS導(dǎo)致不穩(wěn)定。適用于本發(fā)明的脂肪醇乙氧基化物相應(yīng)于高級(jí)脂肪醇的環(huán)氧乙烷縮合產(chǎn)物，其中高級(jí)脂肪醇約含9-15個(gè)碳原子，環(huán)氧乙烷基團(tuán)的數(shù)目約為10-30/mol。在適用于此的優(yōu)選脂肪醇乙氧基化物中，烷基鏈長(zhǎng)約為13-15個(gè)碳原子，亞乙基的數(shù)目約為15-20/mol。特別優(yōu)選適用于本發(fā)明的是由ICI Chemicals出品的Synperonic A20，該非離子表面活性劑是乙氧基化C13-C15脂肪醇，其中每mol醇含20mol環(huán)氧乙烷，該產(chǎn)品的HLB為8.25。
非離子脂肪醇乙氧基化物的HLB一般約為7.5-10，優(yōu)選HLB約為8-9。它們以足量應(yīng)用于本發(fā)明組合物中，用于乳化，其用量一般占組合物的約1-5％(重量)。
本發(fā)明的組合物是含水分散體形式，其中織物軟化劑化合物以細(xì)分形式穩(wěn)定地分散于水相中。分散顆粒的平均顆粒尺寸一般低于約25微米(μm)，優(yōu)選低于20微米，特別優(yōu)選不高于10微米，其應(yīng)是在軟化性和穩(wěn)定性方面均適用的，從而顆粒尺寸能在實(shí)際應(yīng)用、特別是在自動(dòng)洗衣機(jī)的漂洗過(guò)程中應(yīng)用時(shí)保持。
分散體的水相中主要是水，通常是去離子水或蒸餾水?？刹捎蒙倭?例如至多約5％(重量))助溶劑用于調(diào)節(jié)粘度。所用的助溶劑一般是低級(jí)單羥基醇或多羥基醇，其在組合物中的用量一般至多約為5％(重量)。優(yōu)選的醇和含水溶劑是含2-4個(gè)碳原子的醇，例如乙醇、丙醇、異丙醇和丙二醇，或者乙二醇。特別優(yōu)選異丙醇(2-丙醇)。但助溶劑并不是必需的，并且一般不用。
本發(fā)明的組合物中含有用于降低分散體粘度的電解質(zhì)。堿金屬或堿土金屬的無(wú)機(jī)酸鹽一般均可用作電解質(zhì)。出于對(duì)實(shí)用性、溶解性和低毒性的考慮，優(yōu)選采用氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、硫酸鎂和類似的堿金屬和堿土金屬鹽，特別優(yōu)選采用氯化鈣。應(yīng)對(duì)電解質(zhì)的用量進(jìn)行選擇，以確保組合物不會(huì)形成凝膠。電解質(zhì)鹽的用量約為0.05-2.0％(重量)、優(yōu)選0.1-1.5％(重量)、特別優(yōu)選0.25-1.4％(重量)時(shí)能有效防止凝膠產(chǎn)生。
配制本發(fā)明的織物軟化劑組合物時(shí)應(yīng)不采用無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，因?yàn)檫@些酸性成分的加入會(huì)對(duì)組合物所需的流變學(xué)特性和/或穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。
可加入少量常用于織物軟化劑組合物中的任選成分，用于增進(jìn)本發(fā)明液體織物軟化劑組合物的外觀或性能。這類組分中常用的包括著色劑，例如染料或顏料，流變學(xué)改性劑，護(hù)色劑，去污劑，防腐劑，殺菌劑和香精，但并非僅限于此。
無(wú)論最終產(chǎn)品是濃縮或稀釋形式的，均應(yīng)是在最終應(yīng)用時(shí)易于傾倒的。因此通常最終產(chǎn)品的粘度(對(duì)于剛制備的試樣)應(yīng)不超過(guò)約400厘泊，優(yōu)選不超過(guò)300厘泊，但也不應(yīng)太低，例如不應(yīng)低于約50厘泊。優(yōu)選本發(fā)明濃縮產(chǎn)品的粘度為120-300厘泊。在本發(fā)明中，除非特別指出，所用粘度均是在25℃(22-26℃)下采用Brookfield RVTD數(shù)字粘度計(jì)、2號(hào)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為50rpm條件下測(cè)定出的。
實(shí)施例1以下所述的是本發(fā)明組合物(組合物D)的制備方法。
組合物D組分 重量百分比二牛油酯三乙醇胺季銨鹽硫酸甲酯7.33單硬脂酸甘油酯1.38C13-C15醇∶環(huán)氧乙烷20∶10.6Dequest 2000(1) 0.1染料 0.002氯化鈣0.05-0.5(視粘度需要而定)香精 0.2-0.8水余量(1)由Monsanto化學(xué)公司銷售的膦酸酯螯合劑將水加熱至60℃，然后將染料、Dequest螯合劑和非離子乳化劑溶解在熱水中，制成第一部分。
在第二個(gè)容器中將二酯季銨鹽軟化劑和單硬脂酸甘油酯熔化，在60℃下用混合器混合。經(jīng)攪拌將所得的均勻共混物分散于上述第一部分中。持續(xù)混合約10分鐘，直至形成均質(zhì)乳液。持續(xù)攪拌下將所得的乳液冷卻至25℃。
在冷卻的乳液中攪拌加入香精。通過(guò)加入氯化鈣將該軟化劑的粘度調(diào)節(jié)至100-200厘泊之間。
實(shí)施例2為說(shuō)明同現(xiàn)有技術(shù)中與季銨鹽軟化劑共用的乳化劑相比采用本發(fā)明的乳化劑在產(chǎn)品穩(wěn)定性方面的顯著作用，進(jìn)行了以下老化試驗(yàn)。
由實(shí)施例1中所述的二酯季銨鹽制備三種軟化劑組合物，分別稱為組合物A，B和C。
組合物A是本發(fā)明組合物，其中含有Synperonic A20作為乳化劑；組合物B是含有C16-C18脂肪醇與19mol環(huán)氧乙烷的脂肪醇乙氧基化物作為乳化劑的對(duì)照組合物，該乳化劑的HLB值為6.5。組合物C是含有C12-C13脂肪醇與3mol環(huán)氧乙烷的脂肪醇乙氧基化物作為乳化劑的對(duì)照組合物，該乳化劑的HLB值為1.81。
按如上所述制備三種組合物，分別在制備后；1天后；和6周后、在溫度為4℃；室溫；35℃；和43℃下測(cè)定粘度。結(jié)果見(jiàn)表2。
如表2所述，僅本發(fā)明的組合物A仍能保持穩(wěn)定，在43℃下，經(jīng)6周老化，粘度低于300厘泊。組合物B和C均因不穩(wěn)定而不適用。
實(shí)施例3為說(shuō)明乳化劑的HLB對(duì)如實(shí)施例2中表1所示的二酯季銨鹽和GMS組合物的穩(wěn)定性方面的顯著作用，制備了6種組合物，不同之處僅在于選用了不同的乳化劑。在35℃下經(jīng)6周老化。
用于6種被測(cè)組合物的乳化劑分別列于下表3中，其中列出了其HLB值，以及經(jīng)老化試驗(yàn)后所得的組合物的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定的、可傾倒的、水可分散的液體織物軟化劑組合物，其中含有(a)約1％(重量)-約25％(重量)的織物軟化組分(A)和(B)的混合物，其中(A)是式(I)所示的可生物降解的脂肪酯季銨鹽化合物
其中R4彼此獨(dú)立地為含8-22個(gè)碳原子的脂族烴基，R5是(CH2)s-R7，其中R7是含8-22個(gè)碳原子的烷氧羰基，芐基、苯基，(C1-C4)-烷基取代的苯基，OH或H；R6是(CH2)tR8，其中R8是芐基、苯基，(C1-C4)-烷基取代的苯基，OH或H；q，r，s和t彼此獨(dú)立地為1-3的數(shù)；x是離子化合價(jià)為a的陰離子；(B)是單硬脂酸甘油酯；(b)有效量的乳化劑，其中含有親水親油平衡(HLB)值約大于7.5的脂肪醇乙氧基化非離子表面活性劑，該親水親油平衡值是經(jīng)Davies Group Number法測(cè)定出的；以及(c)含水溶劑，所述的織物軟化劑組合物不含無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸。
2.權(quán)利要求1的織物軟化劑組合物，其中脂肪酯季銨鹽化合物(A)如式(II)所示
3.權(quán)利要求2的織物軟化劑組合物，其中二酯季銨鹽化合物是N-甲基-N，N，N-三乙醇胺二牛油酯季銨甲硫酸酯。
4.權(quán)利要求1的織物軟化劑組合物，其中所述的乳化劑是每molC13-C15脂肪醇與20mol乙氧化物形成的C13-C15脂肪醇乙氧基化物。
5.權(quán)利要求1的織物軟化劑組合物，其中組合物中組分(A)的用量約為1-20％(重量)，組分(B)的用量約為0.1-8％(重量)。
6.一種令織物柔軟的方法，其中包括將織物與有效量的權(quán)利要求1所述的織物軟化劑組合物相接觸。
7.權(quán)利要求6的方法，其中是在自動(dòng)洗衣機(jī)的漂洗過(guò)程中將組合物與織物接觸。
8.權(quán)利要求6的方法，其中是在手洗或漂洗過(guò)程中將組合物與織物接觸。
全文摘要
用于漂洗過(guò)程的織物軟化劑,其是穩(wěn)定的和可傾倒的,其中含有,季銨二酯織物軟化劑如N－甲基－N,N,N－三乙醇胺二牛油脂季銨鹽,以及共用的單硬脂酸甘油脂,以及作為乳化劑的脂肪醇乙氧基化非離子表面活性劑,該乳化劑的HLB值高于7.5。
文檔編號(hào)C11D1/38GK1258313SQ99800315
公開(kāi)日2000年6月28日 申請(qǐng)日期1999年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月19日
發(fā)明者J·J·T·比斯卡德, S·J·赫納德斯, A·雅克 申請(qǐng)人:科爾加特·帕爾莫利弗公司