專利名稱：制造高密度洗滌劑附聚物的方法
本申請是申請?zhí)枮?4193606．6、申請日為1994年8月9日、題為“制造高密度洗滌劑附聚物的方法”的專利申請的分案申請。
本申請是1993年8月27日提出申請、現(xiàn)已被允許的專利申請系列編號08／113，572的部分繼續(xù)申請。
本發(fā)明一般地涉及一種生產(chǎn)洗滌劑附聚物的方法。更具體地說，本發(fā)明是針對一種用無水材料來伸出高密度洗滌劑附聚物的方法，這種無水材料是可水合的，它能吸附充分數(shù)量的水從而使附聚作用變得容易。這種方法生產(chǎn)出自由流動的、高表面活性劑含量的洗滌劑附聚物，其密度至少為650克／立升，因而在生產(chǎn)低用量洗滌劑組合物時特別有用。
近來，在洗滌劑工業(yè)中對于“緊密”型洗衣用洗滌劑、即只需用小劑量的洗滌劑有很大的興趣。為使這種所謂低用量洗滌劑的生產(chǎn)變得容易，已做出許多努力來生產(chǎn)高堆積密度的洗滌劑，例如密度為600克／立升或更高的洗滌劑。對低用量洗滌劑明確有很高需求，因為它們保護資源并能以小包裝出售，這對消費者更方便，尤其是對于儲存空間非常寶貴的家庭。
一般，有兩種主要類別的工藝來制備洗滌劑顆?；蚍勰?。第一類工藝是在噴霧干燥塔中把水溶液洗滌劑漿料噴霧干燥以生產(chǎn)高孔隙性的洗滌劑顆粒。在第二類工藝中，各種洗滌劑組分恰在用粘接劑、諸如一種非離子性表面活性劑附聚前被干燥混合。在后一種工藝中、在附聚作用之前，原料洗滌劑材料要被混合在一起，從而在生產(chǎn)均一的、自由流動的、具有要求的高密度的洗滌劑附聚物時會遇到困難，特別是當存在高含量的粘接劑、例如大約10％或更高時。
這種工藝可用含有無水材料諸如碳酸鹽和硫酸鹽的洗滌劑組合物的專利公開內(nèi)容來完善。例如，Kamins Ky在(共同轉讓的)美國專利No．4，487，710中公開了一種含有一種陰離子表面活性劑、一種無水材料諸如碳酸鹽和硫酸鹽、以及一種乙氧化的表面活性劑助溶劑的顆粒狀洗滌劑組合物。雖然洗滌組合物是通過附聚作用生產(chǎn)的，但它不是由粘稠的、典型地含有高的含水量，例如10％或更高的含水量的表面活性劑漿料來生產(chǎn)的。過去，在由這類已被附聚的表面活性劑漿料生產(chǎn)自由流動的洗滌劑附聚物時曾經(jīng)遇到過困難。
此外，在使得到的洗滌劑附聚物具有高的表面活性劑含量。從而使生產(chǎn)低用量洗滌劑變得容易方面也曾遇到過困難。更具體地說，用通常的噴霧干燥技術生產(chǎn)的顆粒密度的任何增加都由于所需要的通過噴霧干燥塔的表面活性劑的量而受到限制。通過提供一種具有高表面活性劑含量的洗滌劑附聚混合物，可減少通過噴霧干燥塔的量，從而增加生產(chǎn)的顆粒的密度并最終得到完善的洗滌劑。于是，需要有一種方法來生產(chǎn)具有更高表面活性劑含量的洗滌劑附聚物。
這種工藝也可以用這樣的附聚洗滌劑組合物的專利公開內(nèi)容來完善，即組合物中有一些包含有無水材料。例如，Curtis在歐洲專利申請No．451，894(Unilever)中公開了一種通過依次使用兩種混合器來制備高密度洗滌劑顆粒的方法。具體地說，一種原料洗滌劑材料的混合物先進料到一種高速混合器／增稠器中、然后再把材料進料到一種中速混合器／增稠器中處理，以進一步增加堆積密度。這樣，Curtis先需要一種高速混合器／增稠器來粉碎洗滌劑顆粒，然后用第二種中速混合器／增稠器來增加密度使達到所需的水平。再有，Curtis的方法并不需要附聚粘稠的表面活性劑漿料。
按此，雖然有本領域的上述公開內(nèi)容，仍然需要有一種方法，它能在別的原料洗滌劑組分中從粘稠的表面活性劑漿料生產(chǎn)出其密度至少為650克／立升的高密度洗滌劑附聚物。同時也需要為這種方法而生產(chǎn)具有高表面活性劑含量的洗滌劑附聚物，來支持生產(chǎn)低用量洗滌劑及為此的摻料。
本發(fā)明通過提供一種方法而滿足本領域的上述需要，該方法能有高粘稠性的表面活性劑漿料生產(chǎn)出其密度至少為650克／立升的高密度、自由流動的洗滌劑附聚物。本方法在達成所需的高密度、自由流動的洗滌劑附聚物時無需不必要的工藝參數(shù)，諸如會增加制造費用的相對高的操作溫度。用本發(fā)明生產(chǎn)得到的高密度洗滌劑附聚物同時也具有高的表面活性劑含量，這能便于它用作洗滌劑或作為洗滌劑的摻料。
這里所用的術語“附聚物”是指通過附聚洗滌劑顆粒或粒子而形成的粒子，前者典型地具有比形成的附聚物更小的平均顆粒大小。這里所用的短語“至少較小量”的水意指足以幫助附聚作用的量，典型地是所有原料組分的混合物中所含總的水量的0．5％至大約10％重量百分數(shù)左右。這里所用的百分數(shù)除非特別指明，都用“重量百分數(shù)”來表述。所有這里描述的粘度都是在70℃以及大約10至50秒-1、最好是25秒-1的剪切速率下測量的。
按照本發(fā)明的一個方面，是提供了一種制備高密度洗滌劑附聚物的方法。這種制備高密度洗滌劑附聚物的方法包括下列步驟(a)把一種粘稠的表面活性劑漿料裝入混合器／增稠器中，所說的表面活性劑漿料具有5，000cps至100，000cps的粘度并含有基于所說的表面活性劑漿料計算為70％至95％重量百分數(shù)洗滌用的表面活性劑以及余量的水；(b)恰好在把表面活性劑漿料裝入混合器／增稠器之前往其中加入1％至70％重量百分數(shù)的選自碳酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽／硫酸鹽復合物、三聚磷酸鹽、焦磷酸四鈉鹽、檸檬酸鹽、鋁硅酸鹽、基于纖維素的材料和有機合成聚合吸附劑膠凝材料的無水材料，以便從所說的表面活性劑漿料中吸附至少較小量的所說的水；(c)通過先在一種高速混合器／增稠器中、繼而在中速的混合器／增稠器中處理所說的表面活性劑漿料和所說的無水材料，使所說的表面活性劑漿料和所說的無水材料附聚而形成其密度至少為650克／立升的洗滌劑附聚物。
按照本發(fā)明的另一個方面，是提供了另外一種制備高密度洗滌劑附聚物的方法。這方法包括下列步驟(a)形成一種粘稠的表面活性劑漿料，其中所說的表面活性劑漿料具有大約5，000cps至大約100，000cps的粘度，并且含有基于所說的表面活性劑漿料計算為大約70％至95％重量百分數(shù)的洗滌用表面活性劑以及余量的水；(b)通過先在一種高速混合器／增稠器中、既而在中速混合器／增稠器中處理所說的表面活性劑漿料，使所說的表面活性劑漿料附聚而形成洗滌劑附聚物；(c)往所說的高速混合器／增稠器中加入大約1％至大約70％重量百分數(shù)的選自碳酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽／硫酸鹽復合物、三聚磷酸鹽、焦磷酸四鈉鹽、檸檬酸鹽、鋁硅酸鹽、基于纖維素的材料和有機合成的聚合吸附劑膠凝材料的無水材料，以吸收至少小量的所說的水，從而使所說的洗滌劑附聚物成為可自由流動的并且具有至少大約650克／立升的密度。
按此，本發(fā)明的一個目的是提供一種生產(chǎn)出其目的至少為650克／立升的高密度、自由流動的洗滌劑附聚物。本發(fā)明還有一個目的是提供一種能從粘稠的表面活性劑漿料和別的通常的洗滌劑原料組分生產(chǎn)這類高密度附聚物的方法，其中的附聚物含有更高的表面活性劑含量。對于本領域內(nèi)的技術人員，通過閱讀下面的經(jīng)優(yōu)選的實施方案和所附的權利要求的詳盡說明，本發(fā)明的這些以及別的目的、特色和伴隨的益處是很明顯的。
本發(fā)明是針對一種生產(chǎn)自由流動的、其密度至少為650克／立升的高密度洗滌劑附聚物的方法。這種方法從高粘稠性的、具有相對較高的含水量、典型地至少為大約5％的表面活性劑漿料，通過往其中加入無水材料來吸收這些水而生產(chǎn)出高密度的洗滌劑附聚物。據(jù)信至少這些表面活性劑中過量的水防礙了附聚作用。一般，本發(fā)明方法是用來生產(chǎn)低用量洗滌劑，這樣得到的洗滌劑附聚物可用作洗滌劑或作為洗滌劑的添加劑。具體地說，這種方法可用來生成“高活性”(即高表面活性劑含量)的洗滌劑附聚物，它被用作其目的為增強顆粒狀低用量洗滌劑的活性水平的摻料從而允許形成更緊密的洗滌劑。應該理解這里所描述的方法根據(jù)所需的應用情況既可以是連續(xù)性地，也可以是間歇性地操作。
在方法的第一步中，是把原料洗滌劑材料進料到一種為發(fā)生附聚作用的混合器／增稠器中。在下面將更充分討論的本發(fā)明的另一種實施方案中，可在附聚作用之前把原料洗滌劑材料首先進料到混合器或預混合器中(例如通常的螺桿擠出機或其他類似的混合器)，其后再把已混合的洗滌劑材料進料到這里所描述的混合器／增稠器中進行附聚。這里所描述的無水材料既可加在擠出機(預混合器)中，也可在附聚步驟過程中加入混合器／增稠器中。
為達到所需的650克／立升的密度，可把附聚步驟先在一種高速混合器／增稠器中，其后接著在一種中速混合器／增稠器中進行，其中原料洗滌劑材料即被附聚和增稠而生產(chǎn)出其密度至少為650克／立升、更優(yōu)選地是大約700克／立升至大約800克／立升的顆粒。進入的或原料洗滌劑材料的性質和組成可象下文所詳盡描述的那樣變化。最好是，原料洗滌劑材料在高速混合器／增稠器(例如LodigeRecycler CB 30型)中的平均停留時間為大約1至30秒，而在低速或中速混合器／增稠器(例如Lodige Recycler KM 300“P1oughshare”型)中的停留時間為大約0．25至10分鐘。供選擇地，本發(fā)明的附聚步驟也可考慮在單一的一種中速混合器／增稠器中進行附聚以達到所需的原料洗滌劑材料的密度，這時應增加停留時間到，例如，大約15分鐘。
原料洗滌劑材料中最好是包括一種高粘稠性的表面活性劑漿料，它的組分將在下文中更充分地描述。為使附聚作用容易進行，可恰在附聚作用之前或在附聚作用進行過程中往包含這種粘稠性表面活性劑漿料的原料洗滌劑材料中加入無水材料。過去，具有粘度為大約5，000cps至大約100，000cps并含有至少大約5％水的大量粘稠性表面活性劑漿料的附聚作用曾導致生成不可接受地大的膠粘和結塊的洗滌劑附聚物?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，恰在附聚作用之前或在附聚過程中，包含上述無水材料可以消除或大大減少這類問題。
本發(fā)明方法需要往混合器／增稠器中混合大約1％至大約70％、更優(yōu)選地是大約5％至大約50％、最優(yōu)選地是大約5％至大約20％重量百分數(shù)的一種無水材料，以便從表面活性劑漿料中吸收至少小量的水。其后，表面活性劑漿料，無水材料和其它洗滌劑材料即在混合器／增稠器中被附聚而消除其密度至少為大約650克／立升的洗滌劑附聚物。如果不想被理論所限制，則相信通過本發(fā)明方法所產(chǎn)生的這種自由流動的高密度洗滌劑附聚物應歸因于在附聚作用發(fā)生過程中或恰在附聚作用之前加入的無水材料吸附了典型地包含在粘稠表面活性劑漿料中的過量的水。
如前所述，無水材料可在附聚作用之前加到原材料洗滌劑材料中。具體地說，這種方法包括先形成粘稠性表面活性劑漿料的步驟，然后如下文所述再往其中加入其它洗滌劑材料。這可通過，例如，在一種雙螺桿擠出機中來完成(停留時間5秒至300秒)，以保證原料充分的完全混合并提供充分的停留時間來完成脫水作用。然后在擠出機中把無水材料混入表面活性劑漿料中，此后立即并連續(xù)地把從擠出機出來的材料進料到混合器／增稠器中進行附聚。得到的洗滌劑附聚物是自由流動的，具有高的表面活性劑含量以及所需的高密度。
用這種方法生產(chǎn)的洗滌劑附聚物最好是具有大約25％至大約55％、更優(yōu)選是大約35％至大約55％、最好是大約45％至大約55％的表面活性劑含量。這樣的洗滌劑附聚物在生產(chǎn)低用量洗滌劑時特別有用。按照本發(fā)明方法生產(chǎn)得到的洗滌劑附聚物的顆粒孔隙度最好是在大約5％至大約20％范圍內(nèi)，更優(yōu)選地是在大約10％。此外，稠密的或增稠的附聚物的一種屬性是相對顆粒大小。本發(fā)明方法典型地可提供具有平均顆粒大小為大約400微米至大約700微米、更優(yōu)選地是大約400微米至大約600微米的洗滌劑附聚物。象這里使用的術語“平均顆粒大小”是指各別的附聚物而不是指各別的顆粒或洗滌劑顆粒。上述孔隙度和顆粒大小兩種屬性結合起來就導致具有密度值為650克／立升或更高的附聚物。這一特色在生產(chǎn)低用量洗衣用洗滌劑以及其它顆粒狀組合物諸如洗碟用組合物時是特別有用的。
本方法可包括把一種別的粘接劑噴霧到用于附聚一步的混合器／增稠器中的步驟，以便使生產(chǎn)所需的洗滌劑附聚物變得容易。加入一種粘接劑是為了通過給洗滌劑組分提供“粘接”或“粘稠”劑來增強附聚作用。粘接劑最好是選自水、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、聚乙二醇、聚丙烯酸酯、檸檬酸以及它們的混合物。其它合適的粘接劑材料包括已被列舉在Beerse等人的美國專利No．5，108，646(Procter ＆ Gamble Co．)中的那些，它的公開內(nèi)容在此引入作為參考。
本發(fā)明方法考慮的其它供選擇的步驟包括在洗滌劑附聚物從用于附聚一步的混合器／增稠器出來之后，通過干燥或者加入一種涂飾劑改進其可流動性來調(diào)節(jié)它們。這樣可進一步增強洗滌劑附聚物周作添加劑或把它們做成可航運的或可包裝的形式的條件。本領域的技術人員應理解有許多方法可被用來干燥和冷卻生產(chǎn)出來的洗滌劑附聚物而無需偏離本發(fā)明的范圍。例如，諸如流化床這樣的裝置可被用來干燥，而如果需要，氣提器則可被用來冷卻。
用于本發(fā)明方法的無水材料的用量為大約1％至大約70％，更優(yōu)選地是大約5％至大約50％，最優(yōu)選地是大約5％至大約20％。這里所用的術語“無水材料”是指任何一種能很快吸收水分的可水合的材料。最好是，無水材料是選自碳酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽／硫酸鹽復合物以及它們的混合物。同樣不被限制的還有別的合適的無水材料，包括粉狀的三聚磷酸鹽、粉狀的焦磷酸四鈉、檸檬酸鹽、粉狀的碳酸鹽諸如碳酸鈣、粉狀的硫酸鹽以及它們的混合物。此外，已在Corkill等人的美國專利No．4，605，509(Procter & Gamble)公開的鋁硅酸鹽，它典型地已被過干，在這里也是適用的，該這里的公開內(nèi)容已在此引入作為參考。還有，無水材料可選自吸附劑凝膠材料、基于纖維素的材料以及它們的結合。合適的吸附劑凝膠材料已在Brandt等人的美國專利重新分布編號(共同轉讓的)No．32，649中被公開，它的公開內(nèi)容已在此引入作為參考。合適的基于纖維素的材料已在Herron的美國專利No．5，183，707以及Herron等人的美國專利No．5，137，537中被公開，它的公開內(nèi)容已在此引入作為參考。最優(yōu)選的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)硫酸鎂在這里所描述的方法中是有效的。
用于本方法的粘稠性表面活性劑漿料具有大約5，000cps至大約100，000cps、更優(yōu)選地是大約7，500cps至大約75，000cps的粘度，并含有至少大約5％的水，更有效地是至少大約10％或更多的水。如前面已經(jīng)敘述過的，粘度是在70℃以及剪切速率為大約10至50秒-1、更好是25秒-1的條件下測量的。此外，表面活性劑含有大約70％至大約95％、更優(yōu)選地是大約75％至大約85％的洗滌用表面活性劑以及余量的水和別的通常的洗滌劑組分。
這種表面活性劑可以選自陰離子的、非離子的、兩性離子的、兩性的和陽離子等類別以及它們的可相容的混合物。在這里有用的洗滌劑用的表面活性劑以在1972年5月23日發(fā)布的Norris的美國專利3，664，961和1975年12月30日發(fā)布的Laughlin等人的美國專利3，919，678中被描述過，這兩項專利已在此引入作為參考。有用的陽離子表面活性劑也包括那些在1980年9月16日發(fā)布的Cockrell的美國專利4，222，905和1980年12月16日發(fā)布的Murphy的美國專利4，239，659中所描述過的，這兩項專利已在此引入作為參考。在表面活性劑中，陰離子的和非離子的是優(yōu)選的，而陰離子的是最優(yōu)選的。
下面是在本發(fā)明的表面活性劑漿料中有用的洗滌劑用表面活性劑的有代表性的實例。較高級的脂肪酸的水溶性鹽類，即“肥皂”，是這里的組合物中有用的陰離子表面活性劑。這包括含有大約8至大約24個碳原子、最好是大約12至大約18個碳原子的較高級脂肪酸的堿金屬肥皂轉讓鈉、鉀、銨和烷醇銨鹽。肥皂可通過把脂肪或油直接皂化或通過中和游離的脂肪酸來制造。特別有用的是由椰子油和動物脂肪衍生的脂肪酸混合物的鈉鹽和鉀鹽，即鈉和鉀的動物脂肪和椰油肥皂。
適宜于在這里適宜的其它陰離子表面活性劑包括有機磺酸反應產(chǎn)物的水溶性鹽，最好是堿金屬鹽、銨鹽和烷醇銨鹽，在上述有機物的分子結構中有包含大約10至大約20個碳原子的烷基以及一個磺酸基或硫酸酯基(術語“烷基”是指?；械耐榛糠?。這類合成表面活性劑的實例有烷基硫酸的鈉鹽和鉀鹽，特別是那些通過硫酸化較高級的醇(C8-18碳原子)、諸如還原脂油或椰油的甘油酯產(chǎn)生的醇而制得的烷基硫酸鹽；以及烷基苯磺酸的鈉鹽和鉀鹽，其中的烷基含有大約9至大約15個碳原子，可以是直鏈式或支鏈的構型，例如那些在美國專利2，220，099和2，477，383中所描述的類型。特別有價值的是線型直鏈烷基苯磺酸鹽，其中烷基所含碳原子的平均數(shù)為大約11至13，簡寫作C11-13LAS。
在這里適用的其它陰離子表面活性劑有烷基甘油醚磺酸鈉，特別是那些由脂油和椰子油衍生的較高級醇形成的醚；椰子油脂肪酸單甘油酯磺酸鈉和硫酸鈉；每分子環(huán)氧乙烷并且烷基部分含有大約8至大約12個碳原子的鈉鹽或鉀鹽；以及每分子含有大約1至大約10單元環(huán)氧乙烷、并且其中的烷基含有大約10至大約20個碳原子的烷基環(huán)氧乙烷醚硫酸的鈉鹽或鉀鹽。
此外，合適的陰離子表面活性劑還包括那些在其脂肪酸基部分含有大約6至20個碳原子、在其酯基部分含有1至10個碳原子的α-磺酸化的脂肪酸酯的水溶性鹽；在其?；糠趾写蠹s2至9個碳原子、在其烷基部分含有大約9至大約23個碳原子的2-酰氧烷基-1-磺酸的水溶性鹽；含有大約12至20個碳原子的烯屬和烷屬磺酸的水溶性鹽；以及在其烷基部分含有大約1至3個碳原子、在其烷烴部分含有大約8至20個碳原子的β-烷氧基烷磺酸鹽。
經(jīng)優(yōu)選的陰離子表面活性劑是C10-18線型烷基苯磺酸鹽和C10-18烷基硫酸鹽。如果需要，低溫度(小于大約25％的水)的烷基硫酸鹽漿料可作為表面活性劑漿料中的唯一組分。最優(yōu)選的是C10-18烷基硫酸鹽，其中的烷基可以是線型或支鏈的，并且可以是伯、仲或叔的。本發(fā)明的一個經(jīng)優(yōu)選的實施方案是其中的表面活性劑漿料含有大約20％至大約40％的C10-13線型烷基苯磺酸鈉和C12-16烷基硫酸鈉的混合物，二者的重量比率為大約2∶1至大約1∶2。另一個經(jīng)優(yōu)選的洗滌劑組合物的實施方案包括C10-18烷基硫酸鹽和C10-18烷基乙氧基硫酸鹽的混合物，二者的重量比為大約80∶20。
水溶性的非離子表面活性劑在本發(fā)明中也是有用的。這類非離子材料包括通過縮合亞烷基氧化物(性質上是親水性的)與一種有機憎水性化合物、后者在性質是是脂肪的或烷基芳香性的所產(chǎn)生的化合物。與任何特定的憎水基縮合的聚氧亞烷基的長度可被容易地調(diào)節(jié)，以便產(chǎn)生具有所需程度的親水和憎水元素間平衡的水溶性化合物。
合適的非離子表面活性劑包括烷基酚的聚環(huán)氧乙烷縮合產(chǎn)物，例如，其烷基含有大約6至15個碳原子，具有直鏈或支鏈構型的烷基酚與每摩爾烷基酚計為大約3至12摩爾環(huán)氧乙烷縮合所形成的產(chǎn)物。也包括含有8至22個碳原子、具有直鏈或支鏈構型的脂肪醇與按每摩爾醇計為3至12摩爾環(huán)氧乙烷縮合所形成的水溶性的或可在水中分散的縮合產(chǎn)物。
另一類在此適用的非離子性化合物是半極性的非離子表面活性劑，它包括水溶性的胺氧化物，其中包含一個由大約10至18個碳原子所組成的烷基部分和兩個選自由大約1至3個碳原子組成的烷基和羥基烷基部分；水溶性的膦氧化物，其中包含一個由大約10至18個碳原子所組成的烷基部分和兩個選自由大約1至3個碳原子組成的烷基和羥基烷基部分；以及水溶性的砜類，它包括一個由大約10至18個碳原子組成的烷基部分和一個選自由有大約1至3個碳原子組成的烷基和羥基烷基部分。
經(jīng)優(yōu)選的非離子表面活性劑具有式子R1(OC2H4)nOH，其中R1是一個C10-16烷基或一個C8-12烷基苯基，n值為3至對于80。特別優(yōu)選的是C12-15醇與按每摩爾醇計為大約5至大約20摩爾環(huán)氧乙烷縮合形成的產(chǎn)物，例如C12-13醇與按每摩爾醇計為大約6．5摩爾環(huán)氧乙烷縮合的產(chǎn)物。
另外一類合適的非離子型表面活性劑包括具有下式的多羥基脂肪酸酰胺 其中R是一個C9-17烷基或烯基，R1是一個甲基，Z是由一種還原糖或它的烷氧化衍生物所衍生的糖醇基。實例有N-甲基-N-1-去氧葡糖醇基椰油酰胺和N-甲基-N-1-去氧葡糖醇基油酰胺。制造多羥基脂肪酸酰胺的方法是已知的，可見于Wilson的美國專利No．2，965，576和Schwartz的美國專利No．2，703，798中，它們的公開內(nèi)容已在此引入作為參考。
兩性的表面活性劑包括脂肪族衍生物或雜環(huán)仲胺和叔胺的脂肪族衍生物，其中的脂肪部分可以是直鏈或支鏈的，并且其中脂肪族取代基中的一個含有大約8至18個碳原子，并且至少有一個脂肪族取代基中含有一個陰離子水溶性基因。
兩性離子表面活性劑包括脂肪族的季銨鹽、効鹽和锍鹽化合物，其中脂肪族取代基中的一個含有8至18個碳原子。
陽離子表面活性劑也可被包括在本發(fā)明中。陽離子表面活性劑包括各種類別的化合物，其特征為陽離子中有一個或多個有機憎水基團，并且一般是通過季氮與酸根締合。五價的氮環(huán)化合物也被認為是季氮化合物。適當?shù)年庪x子有鹵化物、甲基硫酸根和氫氧化物。叔胺在PH值小于大約8．5的洗滌溶液中可以具有類似與陽離子表面活性劑的特性。這些以及其它在此有用的陽離子表面活性劑的更完全的公開內(nèi)容可見于Cambre在1980年10月14日發(fā)布的美國專利4，228，044中，它已被在此引入作為參考。
陽離子表面活性劑也常用于洗滌劑組合物中，以提供織物柔軟和／或抗靜電方面的好處。能提供一些柔軟益處并且在此是優(yōu)選的抗靜電劑有Baskerville，Jr．等人1976年2月3日發(fā)布的美國專利3，936，537中所描述的季銨鹽，它的公開內(nèi)容已在此引入作為參考。
本發(fā)明方法的原料洗滌劑成分可以，并且最好是，也含有一種洗滌劑增效劑。增效劑一般是選自各種水溶性的堿金屬、銨或取代的銨的磷酸鹽、聚磷酸鹽、膦酸鹽、聚膦酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、多羥基磺酸鹽、聚醋酸鹽、羧酸鹽、和聚羧酸鹽。優(yōu)選的是上述堿金屬鹽，特別是鈉鹽。在這里優(yōu)選使用的是磷酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽、C10-18脂肪酸鹽、聚羧酸鹽以及它們的混合物。更優(yōu)選的是三聚磷酸鈉、焦磷酸四鈉、檸檬酸鹽、酒石酸一和二丁二酸酯的鹽、硅酸鈉以及它們的混合物(參看下面)。
具體的無機磷酸鹽增效劑的實例有鈉和鉀的三聚磷酸鹽、焦磷酸鹽、具有大約6至21聚合度的聚偏磷酸鹽乙基正磷酸鹽。聚膦酸鹽增效劑的實例有鈉和鉀的亞乙基二膦酸鹽、鈉和鉀的乙烷-1-羥基-1，1-二膦酸鹽乙基鈉和鉀的乙烷-1，1，2-三膦酸鹽。其它含磷增效劑化合物已在美國專利3，159，581；3，213，030；3，422，021；3，422，137；3，400，176和3，400，148中被公開，所有這些專利均在此引入作為參考。
不含磷的無機增效劑的實例有鈉和鉀的碳酸鹽、碳酸氫鹽、倍半碳酸鹽、四硼酸鹽十水合物、以及具有SiO2對堿金屬氧化物的重量比率為大約0．5至大約4．0、最好是大約1．0至大約2．4的硅酸鹽。在此有用的水溶性的不含磷的有機增效劑包括各種堿金屬、銨和取代的銨的聚醋酸鹽、羧酸鹽、聚羧酸鹽以及多羥基磺酸鹽。聚醋酸鹽和聚羧酸鹽增效劑的實例有鈉、鉀、鋰、銨和取代銨的乙二胺四醋酸鹽、此氮基三醋酸鹽、氧代丁二酸鹽、苯六甲酸鹽、苯聚羧酸鹽和檸檬酸鹽。
聚合的聚羧酸鹽增效劑已在Diehl于1967年3月7日申請的美國專利3，308，067中被宣布，它的公開內(nèi)容已在此引入作為參考。這類材料包括脂肪族羧酸諸如馬來酸、衣康酸、中康酸、富馬酸、烏頭酸、檸康酸以及亞甲基丙二酸的均聚和共聚物的水溶性鹽。這些材料中有些可用作如下文所述的水溶性的陰離子聚合物，但只有當在與非肥皂的陰離子表面活性劑的緊密摻合物中才能使用。
其它在此使用的合適的聚羧酸鹽有1979年3月13日轉讓給Crutchfield等人的美國專利4，144，226和1979年3月27日轉讓給Crutchfield等人的美國專利4，246，495中所描述的聚縮醛羧酸鹽，這兩項專利均在此引入作為參考。這些聚縮醛羧酸鹽可通過在聚合條件下把二羥乙酸的一種酯和一種聚合引發(fā)劑在一起反應而制得。得到的聚縮醛羧酸酯再被連接到化學性質穩(wěn)定的終端基團上以使聚縮醛羧酸酯對于在堿性溶液中的迅速解聚具有穩(wěn)定性，然后轉化為相應的鹽并加到洗滌劑組合物中去。特別優(yōu)選的聚羧酸鹽增效劑有醚羧酸鹽增效劑組合物，它包括酒石酸單丁二酸酯鹽和酒石酸二丁二酸酯鹽的結合，如1987年5月5日Bush等人發(fā)布的美國專利4，663，071中所述，它的公開內(nèi)容已在此引入作為參考。
用化學式SiO2·M2O代表的水溶性硅酸鹽固體，其中M是一種堿金屬，并且SiO2∶M2O的重量比率為大約0．5至大約4，也是本發(fā)明洗滌劑顆粒中有用的鹽類，它的含量按無水的重量計算為大約2％至大約15％，優(yōu)選地是大約3％至大約8％。也可使用無水或水合的粒狀硅酸鹽。
在本發(fā)明方法中的原料或進料中的洗滌劑組分也可包括一些其它成分。這包括其它的洗滌用增效劑、漂白劑、漂白活化劑、泡沫促進劑或抑泡劑、抗晦暗劑和抗腐蝕劑、污垢懸浮劑、污垢釋放劑、殺菌劑、PH調(diào)節(jié)劑、非增效劑堿性源、螯合劑、綠脫石粘土、酶、酶穩(wěn)定劑和香料。可參看1976年2月3日轉讓給Baskerville，Jr．等人的美國專利3，936，537，它已在此引入作為參考。
漂白劑和活化劑已在Chung等人1983年11月1日發(fā)布的美國專利4，412，934和1984年11月20日Hartman發(fā)布的美國專利4，483，781中被描述，這兩項專利均已在此引入作為參考。螯合劑也已在Bush等人發(fā)布的美國專利4，663，071中第17欄第54行至第18欄第68行描述過，在此引入作為參考。泡沫調(diào)節(jié)劑也是可供選擇的成分，并已在1976年1月20日轉讓給Bartoletta等人的美國專利3，933，672中以及1979年1月23日轉讓給Gault等人的美國專利4，136，045中被描述過，兩項專利均在此引入作為參考。
在這里使用的合適的綠脫石粘土已在Tucker等人1988年8月9日發(fā)布的美國專利4，762，645中第6欄第3行至第7欄第24行所描述，在此引入作為參考。在這里使用的合適的其它洗滌用增效劑已被列舉在Baskerville專利中的第13欄第54行至第16欄第16行，以及Bush等人于1987年5月5日發(fā)布的美國專利4，663，071中，這兩項專利均在此引入作為參考。
為使本發(fā)明更容易被理解，可參看下面的實例，它只是用來解釋本發(fā)明而不是用來限制本發(fā)明的范圍的。
實例1本實例解釋了可產(chǎn)生自由流動的、高密度的洗滌劑附聚物的本發(fā)明的方法。下文描述的是本發(fā)明的間歇式操作。開始，把一種表面活性劑漿料、馬來酸與丙烯酸共聚物的鈉鹽(10％重量百分數(shù)，下文中即稱之為“共聚物”)、無水材料(硫酸鎂)以及含有32％重量百分數(shù)乙二胺-N，N-二丁二酸鈉鹽的水溶液(下文中稱為“螯合劑”)加到實驗室規(guī)模的行星式混合器中。表面活性劑漿料含有一種水溶液漿料組合物，它是由78％重量百分數(shù)按80∶20比率組成的C12-15烷基硫酸鹽和C13-15烷基乙氧基硫酸鹽以及20％的水所組成的。再把200克由沸石A和碳酸鈉按1∶1重量比例組成的增效劑化合物(下文中稱之為“增效劑”)(90％重量百分數(shù))加到實驗室規(guī)模的高剪切力混合器(BraunTM型號)中。此后，連續(xù)地以500克／分的速率往高剪切力混合器／增稠器中加入表面活性劑漿料(在50℃)，直到附聚物產(chǎn)生為止。得到的洗滌劑附聚物的密度范圍為大約700至750克／立升，平均顆粒大小在大約400至大約600微米之間。
按照上述方法制備了組合物A、B、C、D、E和F，并且代表在高剪切力混合器中沸石附聚作用之前各原料成分的組成，它的相對比率列于表Ⅰ中表Ⅰ重量％A 5 C DEF表面活性劑漿料 71686495 90 85共聚物 171615 ---螯合劑 7 6 6 ---無水材料(MgSO4) 51015 510 15100 100 100 100 100 100在高剪切力混合器中發(fā)生附聚作用以后，即產(chǎn)生對每種組成A-F的最終洗滌劑附聚物。在混合器中停留1分鐘和5分鐘時得到的洗滌劑附聚物組合物A-F中的表面活性劑的量(“活性”)列于下表Ⅱ中表Ⅱ表面活性劑含量(重量％)停留時間ABCDEF1分鐘 35％ 39％ 42％ 41％ 43％ 44％5分鐘 37％ 41％ 44％ 43％ 45％ 46％從表Ⅱ可以看出，增加在行星式混合器中的停留時間可以增加最終洗滌劑附聚物中的表面活性劑含量，這在生成低用量洗滌劑時是一種特別有用的特性。
實例Ⅱ本實例提供一種與實例Ⅰ的對比，并證實用本發(fā)明范圍以外的方法生成的洗滌劑附聚物只有較低的表面活性劑含量。在制備本實例中的洗滌劑附聚物的方法中不包括加入一種無水材料的步驟。在組合物G中，只把表面活性劑漿料(在50℃，以500克／分的速率)加到含有200克增效劑混合物的高剪切力混合器中。在組合物H中，是把表面活性劑漿料、共聚物以及螯合劑像實例Ⅰ中所描述的那樣加入到高剪切力混合器中。加到高剪切力混合器中的組合物G和H的成分的比例列于下表Ⅲ中表Ⅲ重量％G H表面活性劑漿料10075共聚物 - 18螯合劑 - 7100 100表面活性劑含量40％ 35％
起始組合物G和H像實例Ⅰ中所描述的那樣在高剪切力混合器中被附聚并形成密度為700至750克／立升、平均顆粒大小在400至600微米之間的附聚物。如表Ⅲ中所列出的，得到的洗滌劑附聚物所含表面活性劑的含量對于組合物G和H分別為40％和35％。這一含量被認為大大低于按照實例Ⅰ本發(fā)明方法所制得的洗滌劑附聚物的表面活性劑含量。按此，恰好在附聚作用之前包合進無水材料有效地增加了得到的洗滌劑附聚物中表面活性劑的含量(實例Ⅰ)，而省略加入無水材料這一步驟，如本實例Ⅱ所描述的那樣，就將使最終洗滌劑附聚物中不能產(chǎn)生所需的較高的表面活性劑含量。
在這樣詳盡地描述了本發(fā)明以后，本領域的技術人員可明顯地看出在無需偏離本發(fā)明范圍的條件下還可以作出種種變化，而本發(fā)明不應該認為是周來限制說明書中描述的內(nèi)容。
權利要求
1．一種制備高密度洗滌劑附聚物的方法，它包括以下步驟(a)形成一種粘稠的表面活性劑漿料，其中所說的表面活性劑漿料具有大約5，000cps至大約100，000cps的粘度，并且含有基于所說的表面活性劑漿料計算，為大約70％至95％(重量)的洗滌用表面活性劑以及余量的水；(b)通過先在一種高速混合器／增稠器中、繼而在中速混合器／增稠器中處理所說的表面活性劑漿料，使所說的表面活性劑漿料附聚而形成洗滌劑附聚物；(c)往所說的高速混合器／增稠器中加入大約1％至大約70％(重量)的選自碳酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽復合物、三聚磷酸鹽、焦磷酸四鈉鹽、檸檬酸鹽、鋁硅酸鹽、基于纖維素的材料和有機合成的聚合吸附劑膠凝材料的無水材料，以吸收至少小量所說的水，從而使所說的洗滌劑附聚物成為可自由流動的并且具有至少大約650克／升的密度。
2．一種權利要求1的方法，其中所說的無水材料是選自碳酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽／硫酸鹽復合物以及它們的混合物。
3．一種權利要求1的方法，它進一步包括干燥所說的洗滌劑附聚物的步驟。
4．一種權利要求1的方法，其中所說的無水材料是選自有機合成的聚合吸附劑膠凝材料、纖維素基材料以及它們的結合。
5．一種按照權利要求4制得的洗滌劑產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備高密度洗滌劑附聚物的方法,包括(a)形成一種粘稠的表面活性劑漿料;(b)通過先在一種高速混合器/增稠器中、繼而在中速混合器/增稠器中處理上述表面活性劑漿料,以使之附聚;和(c)向高速混合器/增稠器中加入無水材料以吸收至少小量的水,從而使所說的洗滌劑附聚物成為可自由流動的并且具有至少約650克/升的密度。
文檔編號C11D3/10GK1281034SQ0010496
公開日2001年1月24日 申請日期2000年3月31日 優(yōu)先權日1993年8月27日
發(fā)明者S·W·卡佩西, J·W·奧斯本, A·J·安吉爾, P·V·迪克 申請人:普羅格特-甘布爾公司