有高含量的非离子表面活性剂和配位剂的碱性洗涤剂以及使用两性化合物作为加溶剂的用途

摘要

本发明涉及一种两性化合物作为加溶剂的用途并且公开了一种透明的水溶液状的碱性浓缩物,该浓缩物在用水稀释后适合用作洗涤剂,而且它含有至少4%(重)的一种非离子烷氧化物表面活性剂,所述表面活性剂含有2—12,优选3—10个有2—4个碳原子的氧化烯基,至少50%的氧化烯基为乙烯氧基,所述浓缩物还含有至少13%(重)的一种配位剂,和1—15%(重)的一种两性化合物。

说明书

本发明涉及一种碱性洗涤剂浓缩物，它有高含量的非离子表面活性剂和配位剂并处于一种透明的水溶液的状态，所述水溶液在用水稀释后适合用作硬表面的洗涤剂，洗碟和洗织物。所述浓缩物含有一种两性化合物作为加溶剂。

一般希望可以制得处于透明溶液状态的有高含量的表面活性剂和配位剂和/或碱的碱性洗涤剂组合物浓缩物。由WO93/23158可知，通过使用一种作为加溶剂的二聚或低聚脂肪酸和C₆-C₁₂脂肪酸的混合物可使含有5％(重)的非离子表面活性剂的碱性洗涤剂浓缩物加溶。EP-A-105063公开了用于硬表面的碱性洗涤剂组合物，该组合物有高含量的表面活性剂和配位剂。使用低分子量有机酸的水溶性盐如甲苯、苯、异丙基苯磺酸的钠或钾盐和磺其琥珀酸的钠和钾盐作为加溶剂。除了加溶剂以外，还使用常规的有机溶剂。US3956161公开了C₂₁二羧酸的盐作为加溶剂用于碱性非离子洗涤剂浓缩物。US5051212公开了一种用于硬表面的洗涤剂组合物，它含有6-10％的一种表面活性剂和16-24％的一种溶剂和配位剂的二元混合物。溶剂通常为C₁-C₃醇、C₆-C₉烷基芳香烃或有6-16个碳原子的二醇。在所有的实施例中，表面活性剂的最大部分是一种阴离子表面活性剂。从未有过非离子表面活性剂占浓缩物的2％以上的情况。其它常用于洗涤剂组合物中的加溶剂是磷酸烷基酯化合物、两性化合物或在烷基中有8-14个碳原子的脂肪烷基的氨基乙氧基化物。公开文献3rd Cesio InternationalSurfactants-a World Market；Proceedings Section D，Applications，pp312-313描述了对于在有中等含量的非离子表面活性剂和配位剂的浓缩物中的非离子体系有加溶作用的两性化合物。

本发明的目的是能够配制一种透明的水溶液形式的碱性洗涤剂浓缩物。该浓缩物应含有非常高含量的非离子表面活性剂和配位剂并且在用水稀释后应适合用作硬表面等的洗涤剂，洗碟和洗涤织物。另一个目的是所述浓缩物在宽的温度范围内为溶液状。由于有高含量的非离子表面活性剂的浓缩物有反向变化的溶解度，即溶解度随温度的增加而降低，浓缩物应在至少高达40℃，优选高达50℃，最有利在高达80℃为透明溶液状。

我们出乎意料地发现，上述要求可以通过使用一种作为加溶剂的两性化合物作为溶解度介体来达到。按照本发明的碱性浓缩物为透明的水溶液状并且在用水稀释后适合用作洗涤剂，所述浓缩物含有至少4％(重)的有2-12个，优选3-10个氧化烯基的非离子型的烷氧基化物表面活性剂，所述氧化烯基有2-4个碳原子，其中至少50％的氧化烯基为乙烯氧基，至少13％(重)的配位剂和1-15％(重)的作为加溶剂的式(II)表示的两性化合物，

其中R₁为有4-20个碳原子的烃基，Z为CO基，(B)_nOCH₂CH(OH)CH₂基，其中B为有2-4个碳原子的氧化烯基且n为0-5，或者CH(OH)CH₂基，z为0或1，R₂为-C₂H₄-基，或-C₃H₆-基，Y为氢或R₃COOM基，y为0-3，条件是当z为1并且Z为CO基时，y为1-3，R₃为-CH₂-或-C₂H₄-并且M为氢或阳离子。式(II)表示的两性化合物出乎意料地有好的溶解度并且能够制备这样的浓缩物，所述浓缩物在40-80℃的温度范围内为透明的溶液状，并且含有约5％的非离子表面活性剂和40％(重)的配位剂或者约10％的非离子表面活性剂和30％的配位剂，同时使用较少量的加溶剂。优选的是非离子烷基化物表面活性剂和配位剂占浓缩物的至少24％(重)。从而，浓缩物中的活性物含量与先有技术相比显著增加。我们还发现，由于存在两性化合物，浓缩物有比基于所包括的非离子烷氧化物表面活性剂和所包括的配位剂所能预料到的好得多的清洗作用。

非离子烷氧化物表面活性剂可由下式表示的化合物组成：

           RO(A)_xH                (Ia)

其中R为有8-18个碳原子的烃，x为2-12，优选3-10，并且A为有2-4个碳原子的氧化烯基，乙烯氧基数占氧化烯基总数的至少50％。

疏水基R可以是芳族的和脂族的，并且它可以是支链的或直链的，饱和的或不饱和的。适合的烃基的例子为2-乙基己基、辛基、癸基、椰子烷基、月桂基、油烯基、菜油烷基(rape alkyl)、动物脂烷基、辛基苯酚和壬基苯酚。优选的是所有氧化烯基为乙烯氧基。式(1a)表示的非离子表面活性剂可以通过使2-12，优选3-10摩尔环氧乙烷与1摩尔醇反应制备。可以用环氧乙烷或通过环氧乙烷和较高级的烯化氧的混合物或通过环氧乙烷和较高级的烯化氧以嵌段方式反应进行烷氧基化作用。

式(Ia)表示的表面活性剂优选是这样一种化合物，其中用每摩尔醇3-6摩尔环氧乙烷乙氧基化有8-14个碳原子的脂肪醇，所述乙氧基化适合于在一种催化剂如Ca(OH)₂、Ba(OH)₂、Sr(OH)₂和水滑石存在下进行，这样能得到窄分布的环氧乙烷和低含量的未反应的醇。如果需要，在乙氧基化反应后进行每摩尔乙氧化物例如1或2摩尔环氧丙烷或环氧丁烷的反应，能够得到较低的起泡性。有8-14个碳原子的脂肪醇优选由羰基合成醇、格尔伯特醇、在烷基链中有2-4个式-CH(CH₃)-表示的基的甲基取代的醇和直链醇。

其它适合的非离子型烷氧化物表面活性剂为下式表示的那些，

其中R为烃基或有8-18个碳原子的酰基，A有式(Ia)所述的意义，并且x₁和x₂各自独立为0-12，x₁和x₂的和为2-12，优选为3-10。所述烃基和酰基可为芳族的或脂族的，或支链的，饱和的或不饱和的。适合的基的例子为2-乙基己基、辛基、癸基、椰子烷基、月桂基、油烯基、菜油烷基、动物脂烷基、辛基苯酚和壬基苯酚以及相应的脂酰基。特别适合的烃基和酰基为有8-14个碳原子的那些，它们由羰基合成醇、格尔伯特醇、在烷基链中有2-4个式-CH(CH₃)-表示的基的甲基取代的醇和直链醇以及相应的羧酸得到。如果式(Ia)中的R为酰基，优选x₁和x₂之一为0，而如果式(Ib)中的R为烃基，即当氮原子为胺的氮时，x₁和x₂优选都不为零。

通常占浓缩物的2-10％(重)的两性化合物优选由这样的化合物组成，其中的R₃COOM基数至少为2，M优选为一价的阳离子如一种碱金属离子或一种有机铵离子。标号y优选为0-2。烃基R₁优选为一种有6-14个碳原子的脂族基。如果R₁是有多于14个碳原子的烃基，这些优选为不饱和的、脂族烃基。适合的R₁基或R₁CO基的具体实例为2-乙基己基、辛基、3-丙基庚基、癸基、十二烷基、油烯基、椰子烷基和动物脂烷基以及相应的酰基。适合的两性化合物的实例为下列式表示的化合物：

其中R₂、R₃、M和Y有与式(II)中相同的含义，并且Y₁为0-2，优选0或1，R₃COOM基的数至少为2，

其中R₂、R₃、Y和M有与式(II)中相同的含义，并且Y₂为0或1，R₃COOM基的数至少为2，

其中R₂、R₃、Y和M有与式(II)中相同的含义，并且Y₃为0-2，优选0或1，R₃COOM基的数至少为2，

其中R₂、R₃、B、Y、M和n有与式(II)中相同的含义，并且Y₄为0-2，优选0或1，R₃COOM基的数至少为2。B优选为一种乙烯氧基，并且n优选为0或1。

浓缩物中的配位剂可以是无机或有机物。无机配位剂主要为硅酸和磷酸的碱金属盐如三聚磷酸钠、正磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸钠、聚合磷酸钠和相应的钾盐。有机配位剂主要为碱性氨基多膦酸盐、有机磷酸盐、多羧酸盐如柠檬酸盐和氨基羧酸盐。氨基羧酸盐的实例为次氮基三乙酸(NTA)钠、乙二胺四乙酸(EDTA)钠、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)钠、1，3-丙二胺四乙酸(PDZ)钠和羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)钠。浓缩物中配位剂的量可高达50％。

除了非离子烷氧化物表面活性剂、配位剂和两性加溶化合物以外，浓缩物还可以有多种不同的补充添加剂如阴离子表面活性剂，例如C₉-C₁₆烷基苯磺酸盐、C₉-C₁₈链烷烃磺酸盐、C₁₂-C₁₈烯烃磺酸盐、C₁₀-C₁₈烷基硫酸盐和皂类，两性和两性离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和除了上述烷氧化物以外的非离子表面活性剂。

其它添加剂为增稠剂如聚丙烯酸酯、羧甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素和甲基乙基羟乙基纤维素，香料，着色剂、再沉淀抑制剂、解冻稳定剂、溶剂、保存剂、杀菌剂等。下面借助实施例更详细地描述本发明。

实施例1

将表1的不同量的加溶剂加入碱性洗涤剂组合物中，所述组合物含有5％或10％(重)的非离子表面活性剂，所述表面活性剂基于十三烷醇，每摩尔醇10摩环氧乙烷已与十三烷醇在作为催化剂的KOH存在下反应，所述组合物还含有不同量的磷酸四钾、次氮基三乙酸三钠和乙二胺四乙酸四钠，测定各组合物的透明度。所得结果示于表2和表3中。表1表2  5％非离子表面活性剂

加溶剂TKPP NTA EDTA  透明度    ℃  代码    ％    1    1    1    8.0    7.2    7.2 20 30 30    80    50    50    2    2    2    3.9    3.0    6.0 20 25 30    ＞80    70    58    3    3    3    3.5    3.3    6.0 20 30 35    80    60    60    4    4    4    8.0    5.2    5.2 20 20 20    80    60    60    5    5    5    5.6    6.0    6.0 20 20 20    ＞80    75    75    6    6    6    6.8    5.2    6.8 20 20 25    ＞80    80    42    7    8    9    5.4    7.8    9.0 25 30 35    ＞80    40    60    A    A    A    B    B    B    20    20    20    8.0    6.0    6.0 20 20 20 20 20 20  不透明  不透明  不透明  不透明    70    70表3  10％非离子表面活性剂加溶剂TKPP NTA EDTA  透明度    ℃  代码    ％    1    1    1    7.6    8.0    8.0 15  25 25    ＞80    55    55    2    2    2    4.8    3.6    3.6 15  20 20    ＞80    55    55    3    3    3    5.4    4.5    4.5 15  20 20    75    40    40    4    4    4    7.2    7.2    7.2 15  20 20    70    40    40    5    5    5    8.0    4.0    4.0 15  15 15    ＞80    40    40    6    6    6    7.6    4.0    3.6 15  15 15    ＞80    45    42    7    8    9    5.4    7.8    9.0  25  25  25    ＞80    45    55    A    A    A    B    B    B    20    20    20    10    7.2    7.2 15 15  15  15 15 15  不透明  不透明  不透明  不透明    40    40

与乙氧化胺和异丙基苯磺酸盐相比，本发明的加溶剂表现出使与配位剂混合的大量的非离子表面活性剂增溶的能力增加。

实施例2

将表(I)的不同量的加溶剂加入含有5％或10％(重)的非离子表面活性剂的碱性洗涤剂组合物中，所述表面活性剂基于一种合成的C_9-11伯醇，该醇的线性为80％(重)以上，每摩尔醇5摩尔环氧乙烷在Ca(OH)₂即一种窄范围的催化剂，存在下已与所述醇反应，所组合物还含有不同量的磷酸四钾、次氮基三乙酸三钠和乙二胺四乙酸四钠，测定不同的组合物的透明度。所得结果示于表4和5中。

表4  5％非离子表面活性剂

  加溶剂TKPP NTA EDTA  透明度    ℃  代码    ％    1    1    1    6.0    6.0    6.0 30 40 50    80    50    80    2    2    2    6.0    6.0    6.0 30 35 40    80    ＞80    ＞80    5    5    12.0    8.0 25 35    ＞80    ＞80    6    7    8    9    7.2    4.6    6.7    5.7 20 35 30 35    80    ＞80    45    ＞80    A    A    A    B    B    B    20    20    20    8.0    6.8    8.0 20 20 20 25 20 30    不透明    不透明    不透明    不透明    80    80

表5  10％非离子表面活性剂

加溶剂TKPP NTA EDTA   透明度    ℃  代码    ％    1    1    1    8.0    6.8    7.6 20 35 40    50    45    45    7    8    9    3.8    6.7    9.0 25 30 30    ＞80    45    80    A    A    B    B    B    5.0    12.0    5.6    6.4    6.0 10 10 15 15 15    40    40  不透明    50    50

结果表明，毫无侧外地两性化合物作为加溶剂至少等于或好于对比产品。

实施例3

用从柴油机得到的油炭黑混合物将白色喷漆金属板弄脏。在用下列组成的两种不同的碱性洗涤剂清洗之前和之后，借助一种颜色反射计MinoltaChroma Meters CR-200测量金属板的反射度。

表6

    成分      组合物，％(重)    I             II非离子表面活性剂(实施例2)NTA两性化合物1异丙基苯磺酸盐水    5    2 5    3.2    -    平衡量    5    25     -    6.8¹⁾    平衡量¹⁾该量是为得到一种透明溶液所必需的。

用20重量份的水稀释1重量份的组合物，并将稀释后的溶液加到金属板上和在40秒钟后用自来水洗掉该溶液。通过集成在该反射计中的计算机程序计算洗掉的污物，对于按照本发明的组合物I，得到约69％的洗掉的污物，对于对比产品得到57％的洗掉的污物，而组合物II中的异丙基苯磺酸盐的量为6.8％，组合物I中只有3.2％的两性化合物。