[发明专利]基于微乳液的清洁剂

说明书

本发明涉及水性微乳液及其用作清洁剂的用途，尤其适用于去除聚合物污垢，如涂料残留物，还涉及一种使用所述水性微乳液的清洗工艺。

清洁剂的功效通常源于这一事实，它们因需清洗的污垢而被特别设计。水溶性污垢的清洁剂通常是水基的，而油类污垢的清洁剂通常是油基的。同时对这两种类型污垢有效的清洁剂含有水、一种油和至少一种表面活性剂，从而形成乳液。

表面活性剂是包含在衣物洗涤剂、餐具洗涤剂和香波中的洗涤物质。它们具有特征结构，并包括至少一种亲水性和一种疏水性基团。它们具有两亲性。如果对水-油混合物的稳定作用是其重要的特性，那么这些两亲物质就会被用作乳化剂。

表面活性剂可以降低不互溶相之间的界面张力，即亲水(水溶性的、憎油的，主要含水的)相和疏水(油溶性的、亲脂性的)相。

这种含水的两相混合物称作“乳液”。

常规的乳液可以含有不同体积比例的亲水相和疏水相。它们包括连续相和分散相，分散相以极小的小球的形式存在于连续相中，小球由包裹在其表面的表面活性剂稳定。根据连续相的性质，乳液被称为“水中油”或“油中水”。

乳液和微乳液之间存在一个根本的区别。微乳液是热力学稳定的，而乳液却由于其不稳定性而会分离成两相。微观尺度上，这种差异表现在一个事实上，即与溶液相比，微乳液中的乳化液体通常具有较小的结构尺寸，如DE 10 2005 049 765 A1中所描述。因此，热力学不稳定的乳液具有较大的结构。

微乳液中可能会出现层状中间相。层状中间相会导致光学向异性，并可能增加粘度。这种特性对于如清洁剂来说是不理想的。此外，当层状相与微乳液共存时会出现相分离。

微乳液含有至少三种组分，即油、水和表面活性剂。表面活性剂调节另外两组分，并形成宏观均匀的混合物。微观尺度上，表面活性剂在油和水之间的区域形成一层膜。油和水是不互溶的，因此会在纳米尺度上形成一个区域。微乳液是宏观均匀的，具有光学等向性，并与乳液相反，具有热力学稳定性。有水/油和油/水两种液滴微乳液，其中水滴被包裹在油中，或油滴被包裹在水中。约等比例的水和油倾向于形成双连续的微乳液。用获得一种微乳液所需的最少表面活性剂的量来表征表面活性剂的效果。

在基础科学的领域中微乳液的研究已经很深入。由此获得的成果基本上是基于纯净的和特定的组分：去离子水、化学纯油和纯表面活性剂。在技术性微乳液中，其组分通常是各种物质的混合物。这大大改变了相的比例，且从基础研究的简化模型中获得的成果，不能如此容易地转移到技术应用中。另一个困难在于微乳液的热稳定性较低，由于实际的制剂需要在很宽的温度范围内保持稳定，以确保安全的存储、运输和应用。特别是基于广泛使用的脂肪醇乙氧基化物的系统，它只在很窄的，仅为几摄氏度的温度窗范围内保持稳定，或必须具有高浓度的表面活性剂，才能在较大的温度范围内保持稳定。相反地，用糖表面活性剂制备的微乳液可以在更宽的温度范围内(WO2008/132202 A1)保持稳定。同样地，也可以使用非离子型和离子型表面活性剂。这种情况是利用了非离子型和离子型表面活性剂的互补热稳定性能。然而，开发那些对其参数的调节可灵敏地做出反应，同时又能保持稳定性和具有较高的清洁性能的微乳液，尤其是在其材料不溶于水或难溶于水时也能保持稳定性和具有较高的清洁性能的微乳液，是一个特别的挑战。

与此同时，生态方面和健康方面发挥着越来越重要的作用，因此需注意所使用的表面活性剂存在潜在的低风险。对于技术应用，这是很重要的，因为为获得足够宽的温度稳定范围，常规的微乳液中通常含有20-30％的表面活性剂。此浓度下，表面活性的潜在危险是不可忽略的。

商业和私人领域使用的传统清洁剂，如涂料刷清洁剂或粘合剂去除剂，基本上是由脂肪族和芳香烃或其他有机溶剂的组成的低沸点混合物，其通常混有表面活性剂。这种清洁剂对健康和环境都高度有害。此外，传统清洁剂通常都是强碱性的，它可以腐蚀需清洁物品的基底。

此外，传统清洁剂对与其接触的皮肤有强的脱脂效果，且具有强烈的气味。

技术上可用的微乳液在现有技术中已存在。因此，DE 10 2005 049 765描述了一种使用添加有亲水性聚合物添加剂的微乳液的清洗工艺。

US 6,165,962描述了一种含有磺基琥珀酸酯钠盐、C₂-C₁₀二元醇和油的微乳液。其油性组分可以是一种酯。该微乳液还可含有溶剂，且其适合用于脱脂或脱涂料的。