[发明专利]烷氧基化物混合物表面活性剂

说明书

发明领域

本发明涉及包含烷氧基化醇的混合物的表面活性剂组合物及其在洗涤剂、硬表面清洁剂、泡沫浮选剂和乳化剂中的用途。

发明背景

近年的趋势在筹划制备含很少的水或不含水的超浓缩制剂或体系。这种制剂或浓缩物被供应给最终使用顾客，然后最终使用顾客用水稀释该浓缩物以制备最终的工作溶液。使用浓缩物的人们认为这是对生态环境友好的方法，因为它消除了与运送水相关的成本并且降低了用于包装的材料需求。浓缩物典型地包含一种或多种非离子型表面活性剂，因为它们与所有其它表面活性剂类型(例如，阴离子型、阳离子型和两性离子型表面活性剂)相容。此外，非离子型表面活性剂抵抗与硬水的沉淀并且提供优异的清洁油类润滑脂的益处。

使用超浓缩物的家用和工业应用包括衣用洗涤剂、硬表面清洁剂、自动洗碗机洗涤剂、漂洗助剂、乳化作用配方(emulsification package)(比如农业乳化剂)，和浮选体系(用于应用如纸张脱墨和矿石浮选)。

肥皂和洗涤剂制造商使用术语“稀释的”表示固体的溶解和液体浓度的降低。例如，液体衣用洗涤剂可以被稀释在一盆水中。类似地，被溶解在一盆水中的粉末状或块状衣用洗涤剂也被称为“稀释的”。

含有表面活性剂的浓缩制剂的普遍问题是当用水稀释固体或液体表面活性剂时会形成凝胶。例如，主要由壬基苯酚的9摩尔乙氧基化物(比如Tergitol^TMNP-9)构成的制剂或浓缩物当与水混合时形成有弹性、缓慢溶解的凝胶。对于最终使用顾客(特别是家用顾客)而言，这些缓慢溶解的凝胶需要大规模的混合，这可能妨碍最终使用或稀释的制剂的便利和效用。

工业表达表面活性剂导致凝胶的趋势的一种方式是“凝胶范围”。典型的凝胶范围描述在各自的表面活性剂浓度渐增的许多样品中形成凝胶的样品的百分比。例如，小于20％的凝胶范围表示在9个样品中少于2个样品形成凝胶；所述9个样品具有10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％、80重量％和90重量％的表面活性剂浓度，各个重量百分比(重量％)基于表面活性剂和去离子水的总重量。样品形成凝胶，使得在23摄氏度(℃)，当样品的容器被倒转180°使容器的开口或出口朝下时，样品不被倒出达至少5秒。对于许多应用，表面活性剂理想地没有凝胶范围。换言之，当与水混合时，表面活性剂不会形成凝胶。

在一些情况下，形成凝胶的趋势可以通过向制剂中加入抗胶凝剂如溶剂或聚乙二醇而被克服。例如，含有20重量％的壬基苯酚的9摩尔乙氧基化物(Tergitol^TMNP-9)和80重量％的丙二醇(各个重量％均基于制剂重量)的简单配方在用水稀释的情况下不会形成凝胶。然而，加入抗胶凝剂趋于增加配方的总体复杂性和成本，因而可能是不适宜的。

除了凝胶形成趋势以外，在表面活性剂的选择中要考虑的一个重要的物理性质是表面活性剂随着温度升高或下降而发生粘度增加的趋势。表面活性剂使用者通常选择“倾点”或“倾点温度”作为纯表面活性剂在温度降低的情况下处理特性的一般指示。他们把倾点看作在该温度以下液体表面活性剂将无法从容器中倾倒的温度。

许多非离子型表面活性剂是含多于约8个碳(C₈₊)的脂肪醇的烷氧基化物。烷氧基化物通常是乙氧基、丙氧基、丁氧基或甚至更大的烷氧基的嵌段或无规聚合物。这些烷氧基化物在以下方面不同：通常由“R”表示的烷基的大小和也称为“烷氧基化程度”的聚合物链中烷氧基的数目。烷氧基化物基团的数目和大小影响表面活性剂的性能属性，包括在各种溶液中的分散性和稳定性、去污力、起泡和清洁性能。

近年来，全球化学工业表达了对使用可再生资源如植物或种子油以降低对石油和天然气原料的依赖性的兴趣在逐渐增加。种子油含有可以使用已知技术转化成醇的脂肪酸。醇又可以通过一些方法被转化成醇烷氧基化物(alcohol alkoxylate)，所述方法如在“非离子型表面活性剂(NonionicSurfactants)”，编辑Martin，J.Schick，1967，Marcel Dekker，Inc.，或美国专利申请公开(USPAP)2005/0170991A1中所讨论的那些。还可以使用金属氰化物催化剂将脂肪酸醇烷氧基化，所述金属氰化物催化剂包括(但不限于)在美国专利(USP)6,429,342中所描述的那些。