專利名稱：使用連續(xù)中和系統(tǒng)生產(chǎn)分散的高活性洗滌劑顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備分散的、高活性洗滌劑顆粒的方法和由該方法制備的洗滌劑顆粒。更具體地說，本方法包括下述步驟(a)在一個連續(xù)中和系統(tǒng)中使烷基硫酸和/或烷基苯磺酸與堿金屬氫氧化物溶液(氫氧化物大于或等于約62%(重量))反應(yīng);
(b)在中和的過程中加入分子量約為4000～50000的聚乙二醇和/或一定的乙氧基化的非離子表面活性劑;
(c)形成洗滌劑顆粒。
目前，在洗滌劑工業(yè)中感興趣的是濃縮的洗滌劑產(chǎn)品。這些產(chǎn)品帶來的優(yōu)越性，對消費(fèi)者來說是使用這樣的產(chǎn)品用量較少，并較容易貯存;對生產(chǎn)者和中間商來說，運(yùn)輸和存庫的費(fèi)用較低。但是，一個主要困難是要找一種便宜而有效的方法來生產(chǎn)一種包括在濃縮的洗滌劑產(chǎn)品中的高活性洗滌劑顆粒?！案呋钚浴钡囊馑际谴笥诩s50%的活性。
生產(chǎn)洗滌劑顆粒的傳統(tǒng)方法是噴霧干燥。一般地，是把如表面活性劑、助洗劑、硅酸鹽和碳酸鹽這樣的洗滌劑組分在一個混合罐中混合，形成含水約35%～50%的淤漿。然后把這種淤漿在噴霧干燥塔中噴霧，以把水分減少到低于約10%?？捎脡褐茋婌F干燥的顆粒來制備密實(shí)的洗滌劑顆粒。參見1987，12，29公開的Moore等人的美國專利4，715，979。但是，用噴霧干燥制備密實(shí)的顆粒有一些缺點(diǎn)。噴霧干燥能量消耗大，生成的顆粒一般不能密實(shí)到足以用于濃縮的洗滌劑產(chǎn)品。由于環(huán)境和安全方面的原因，噴霧干燥方法一般牽涉到有機(jī)組分如表面活性劑的限量(小于40%)，減少噴霧干燥洗滌劑顆粒所需的能量的一種方法是減少要在噴霧干燥塔中噴霧的淤漿中的水分，即通過減少蒸發(fā)負(fù)荷的方法。制備高活性洗滌劑顆粒的另一種方法是例如在一個連續(xù)中和系統(tǒng)中進(jìn)行連續(xù)中和。有幾種可以加入比較濃的苛性氫氧化物的連續(xù)中和系統(tǒng)。用氫氧化鈉約50%的苛性堿溶液可把生成的中和的表面活性劑糊狀物中的水分降到含水約16%。但是，大于約50%的固體粒子的堿性氫氧化物可能不容易加入到現(xiàn)有的連續(xù)中和系統(tǒng)中，因?yàn)檫@些系統(tǒng)不能可靠地容納該粘性的表面活性劑糊狀物，或者是設(shè)計的這些系統(tǒng)不能承受處理濃縮的苛性堿溶液所需的高溫。至今還沒有實(shí)際使用連續(xù)中和系統(tǒng)以使糊狀物中所含的水分達(dá)到低于約12%的水平，以便不用干燥就可由糊狀物得到自由流動的高活性洗滌劑顆粒。
下述出版物公開了不用干燥而用表面活性劑糊狀物并用連續(xù)中和系統(tǒng)制備自由流動的高活性顆粒的方法。
1986，6，5公開的Hara等人的日本專利61-118500公開了一種制備濃縮的洗滌劑組合物的方法，其特征是把洗滌劑組合物的物料連續(xù)捏和，并把這些含有至少約30%(重量)的表面活性劑的物料加入到控制壓力為0.01～5kg/cm2G的氣密型捏和機(jī)中。
1985，4，25公開的Satsusa等人的日本專利60-072999公開了一種生產(chǎn)高度濃縮的粉狀洗滌劑的方法，其是在高剪切混合器中把磺酸鹽和/或硫酸鹽與硫酸鈉和水混合，冷卻到低于40℃，然后與沸石粉和其他的洗滌劑組分一起磨成粉狀。
1985，5，7，公開的Brooks的美國專利4，515，707公開了在高剪切混合器中，在粉狀三聚磷酸鈉的存在下用無水碳酸鈉粉中和的無水脂肪醇硫酸或乙氧基化的脂肪醇硫酸。把該干燥粉狀的中和的反應(yīng)產(chǎn)物貯存直到需要用來制備塊狀洗滌劑。
1979，7，31公開的Kawalchuk的美國專利4，162，994公開了一種非噴霧干燥的含有非皂鈣鹽，有機(jī)陰離子表面活性劑、乙氧基化的醇非離子表面活性劑、一定的堿金屬鹽助洗劑和任意的碳酸鈣的洗滌用的復(fù)配洗滌劑組合物。
歐洲專利266847-A公開了含有機(jī)酸的易揉的糊狀洗滌劑組合物的生產(chǎn)方法，其包括把直鏈烷基苯磺酸與碳酸鈉干混合，用苛性堿溶液中和該混合物，形成糊狀物，再與活性有機(jī)酸及填料混合。其要求保護(hù)的這些組合物是用來加入到浴室等處所用的多用途洗滌墊中，以除去皂沫和灰垢。
在顆粒狀洗滌劑組合物中使用聚乙二醇和乙氧基化的非離子表面活性劑是本專業(yè)公知的。例如，1986，10，15公開的Sai等人的日本專利61-231099公開了濃縮的粉狀洗滌劑，該洗滌劑含有一定百分?jǐn)?shù)和重量比的(a)陰離子表面活性劑，(b)多羧酸聚合物及其鹽，(c)聚乙二醇。該洗滌劑也含0-10重量%的水溶的中性無機(jī)鹽。
1987.11.16公開的Nagai等人的日本專利62-263299公開了一種制備顆粒狀非離子洗滌劑組合物的方法，該方法為首先，在不超過40℃的溫度下把20-50重量%的非離子表面活性劑、50-80重量%的沸石的混合物和一定比例的少量碳酸鈉捏和并混合，然后造粒。
1987.1.27公開的Czempik等人的美國專利4，639，326公開了一種制備含有非離子表面活性劑的粉狀洗滌劑組合物的方法，其包括在噴霧干燥的粉狀基料上再噴涂非離子表面活性劑。
1974.9.24公開的Smith等人的美國專利3，838，072公開了通過下述方法制備的細(xì)粒洗滌劑組合物，該方法包括在噴霧干燥的基料顆粒運(yùn)動的情況下在噴霧干燥的基料顆粒表面噴上洗滌劑組合物重量的約2-20%的非離子化合物的液滴。
下面的專利敘述了降低表面活性劑粘度的方法和/或含有粘度改進(jìn)劑如聚乙二醇和乙氧基化的(E20～60)烷基(C6-12)酚的表面活性劑組合物。
1984.11.3.公開的Router等人的美國專利4，482，470公開了一種降低含水陰離子表面活性劑濃縮物的粘度的方法，該方法是加入少量含聚乙二醇醚類的化合物，從而制得該含水濃縮物。實(shí)施例5公開了把分子量為2000的聚乙二醇加到活性組分為59重量%的烷基苯磺酸鹽糊狀物中以改善粘度。在50-90℃的溫度下該含水陰離子表面活性劑濃縮物的粘度為10000CPS或更小。加入到陰離子表面活性劑組分中的粘度改進(jìn)劑的量為濃縮物重量的約0.1-10%。分子量為約600-6000的聚乙二醇和乙氧基化的(E20-80)烷基(C6-12)叫做粘度改進(jìn)劑。
1985.1.22公開的Schmid等人的美國專利4，495，092公開了把C8-40醇或含一個或多個羥基的C8-40醇和20摩爾環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷加到含水的工業(yè)陰離子表面活性劑中，以顯著改善其流變學(xué)性能。這些醇的加入量大致為表面活性劑重量的約1-15%，于是，在70℃下該表面活性劑濃縮物的粘度至多為10000mpas。
1985.7.30公開的Schmid等人的美國專利4，532，076公開了一種用一定的低分子量有機(jī)化合物作為粘度調(diào)節(jié)劑的含水陰離子表面活性劑濃縮物，和調(diào)節(jié)高粘度濃縮物的粘度的方法。這些粘度調(diào)節(jié)劑選自。
(a).某些C1-6烷基單羧酸;
(b).某些C1-6亞烷基酸二羧酸;
(c).次氮基三乙酸及其鹽;
(d).某些醚醇;
(e);它們的混合物。
1987.6.23公開的Linde等人的美國專利4，675，128公開了某些用做含水陰離子表面活性劑濃縮物的粘度調(diào)節(jié)劑的堿金屬烷基磺酸鹽。這些粘度調(diào)節(jié)劑的大致用量為0.5-10重量%(以表面活性劑的含量為基準(zhǔn))，以致于在40℃下這些濃縮物的粘度至多為10000mpas。
1987.9.20公開的Koch等人的美國專利4，772，426公開了一種含磺酸酯的液體表面活性劑濃縮物，該濃縮物含有(a)約50-70重量%的一種或多種選自下列物質(zhì)的表面活性劑(ⅰ)C16和/或C18脂肪酸與烷基有1-8個碳原子的醇的a-磺化的脂肪酸烷基酯的堿金屬鹽;(ⅱ)在醇的烷基上有10-20個碳原子并且分子中有3-15個乙氧基的直鏈脂肪醇聚乙二醇醚，所說的表面活性劑組分(ⅰ)和(ⅱ)的比例為1∶0.3-1∶3;
(b)約10-30重量%的一種或多種飽和和/或不飽和的C8-22的直鏈脂族羧酸;和(c)0-約10重量%的水。
上述的文獻(xiàn)都沒有公開本發(fā)明的在連續(xù)的中和系統(tǒng)中烷基硫酸和/或烷基苯磺酸與濃縮的氫氧化物反應(yīng)，在中和的過程中添加一定比例的聚乙二醇和/或某些乙氧基化的非離子表面活性劑來制備高活性糊狀物，并由高活性的糊狀物制備分散的高活性洗滌劑顆粒的方法。
本發(fā)明涉及制備高活性洗滌劑顆粒的方法，該方法包括如下步驟(a)在連續(xù)中和系統(tǒng)中，C12-18烷基硫酸或C10-15的烷基苯磺酸或其混合物，與氫氧化物的重量大于或等于約62%的堿金屬氫氧化物溶液反應(yīng)，制得中和的含水少于或等于約12重量%的產(chǎn)物;
(b)在形成所述的中和產(chǎn)物的過程中，把熔點(diǎn)大于或等于約120°F(48.9℃)的分子量為4000～50000的聚乙二醇和分子式為R(OC2H4)nOH的乙氧基化的非離子表面活性劑，或其混合物加入到所說的連續(xù)中和系統(tǒng)中。上式中R是C12-18烷基或C8-16烷基酚基，n是約9-80。其中(b)步驟的添加劑與(a)步驟的產(chǎn)物的重量比為約1∶5-1∶20;和(c)形成洗滌劑顆粒。
本發(fā)明包括制備堅固的高活性洗滌劑顆粒的方法和用該方法制備的洗滌劑顆粒。所說的“高活性”的意思是活性大于約50%。本發(fā)明的方法的步驟如下
Ⅰ.酸和氫氧化物的添加本方法的第一步是在連續(xù)中和系統(tǒng)中，C12-18烷基硫酸或C10-16烷基苯磺酸或其混合物，與氫氧化物的重量大于或等于約62%的堿金屬氫氧化物溶液進(jìn)行中和，生成含水少于或等于約12重量%的中和產(chǎn)物。
該C12-18烷基硫酸和C10-16烷基苯磺酸可以用任何硫化/磺化方法制備，但最好是在降膜式反應(yīng)器中在空氣中用SO3磺化來制備。參見Synthetic Detergents，7th ed.，A.S.Davidson & B.Milwidsky，John Wiley & Sons，Inc.，1987，PP.151-168。
在此優(yōu)先使用C12-18烷基硫酸和其混合物和C10-16直鏈烷基苯磺酸。最好用這兩種酸的混合物，因?yàn)楦倪M(jìn)了由用該混合物制備的糊狀物形成的洗滌劑顆粒的分散能力。這兩種酸可以以分別的物流加入到連續(xù)中和系統(tǒng)中，或者混合之后加入。另外，由每種分別的酸制得的糊狀物可在中和后混合。
在這種方法中，優(yōu)選的是C12-18烷基硫酸鈉與C10-16直鏈烷基苯磺酸鈉的最終比例為75∶25-96∶4，最好80∶20-95∶5。
C14-15烷基硫酸鈉和C12-13直鏈烷基苯磺酸鈉的比例為88∶12是最好的，因?yàn)樵撝泻偷暮隣钗锏恼承允橇钊藵M意的。然而，由該糊狀物形成的顆粒在60°F(15.5℃)的水中是分散的。相反，由約100%烷基硫酸(包括雜質(zhì))制得的糊狀物，不管它所要求的粘度如何，在冷水(60°F)中的分散性不是很好。僅由烷基苯磺酸制得的糊狀物又軟又粘，因此，很難形成不粘的、分散的表面活性劑顆粒。
在本方法的(a)步中，用C14-16烷基硫酸比用C12-18烷基硫酸更好。C14-15烷基硫酸是最好的。
C11-14直鏈烷基苯磺酸比C10-16烷基苯磺酸好。在這里用C12-13直鏈烷基苯磺酸最好。
在(a)步驟中用于中和烷基硫酸和/或烷基苯磺酸的堿金屬氫氧化物溶液中氫氧化物的重量大于或等于約62%，最好大于或等于約68%。這種高濃度的苛性堿溶液在高溫下會熔化，所以，該氫氧化物進(jìn)料系統(tǒng)必須小心地保持在所需的溫度以防止出現(xiàn)“冷部位”。“冷部位”是進(jìn)料系統(tǒng)、泵、測量系統(tǒng)、管線或閥中的任一部位，在該部位，系統(tǒng)已達(dá)到氫氧化物的熔點(diǎn)以下的溫度(例如，對于70%的氫氧化物是155°F即68.3℃)。這樣一個“冷部位”可導(dǎo)致氫氧化物的結(jié)晶和進(jìn)料系統(tǒng)的堵塞。一般，用熱水夾套、電跟蹤(electrical tracing)和電加熱套避免“冷部位”。
氫氧化鈉(最好70%固體)是優(yōu)選的堿金屬氫氧化物。
由酸和氫氧化物形成的中和產(chǎn)物是熔融的糊狀物。當(dāng)用約62%的活性氫氧化物時，該熔融的糊狀物通常含約12%(重量)的水。當(dāng)用70%的活性氫氧化物時，該熔融的糊狀物通常含水約8-10重量%。最好堿金屬氫氧化物含約70重量%的氫氧化物，熔融的糊狀物含水8%-10%(重量)。
堿金屬氫氧化物的用量最好稍微超過中和酸所需的化學(xué)計算量。如果保留中和系統(tǒng)中的堿度(過量氫氧化物)超過約1.5%M2O(其中M是金屬)，由于糊狀物高粘度，所以糊狀物難以通過連續(xù)中和系統(tǒng)循環(huán)。如果保留堿度下降至低于約0.1%，烷基糊狀物由于水解可能不會長期穩(wěn)定。因此，最好保留中和系統(tǒng)中的熔融的糊狀物的堿度(堿度可用酸滴定法測定)為約0.1%-1.5%，更好為約0.2%-1.0%，最好約0.3%-0.7%。
把酸和氫氧化物分別加到連續(xù)中和系統(tǒng)中，最好是在高剪切混合器中，以便它們盡可能迅速地混合在一起。
一般地，在連續(xù)中和回路系統(tǒng)中，通過泵(一般是離心泵)把各組分加入系統(tǒng)，其通過回路中的熱交換器循環(huán)物料，并通過該泵反回，在該泵處加入了新的物料。系統(tǒng)中物料連續(xù)循環(huán)，以便使排出的產(chǎn)物量與進(jìn)入的物料量相同的產(chǎn)物。產(chǎn)物通過一般在泵后的控制閥排出。連續(xù)中和回路系統(tǒng)的循環(huán)比約為1∶1-50∶1?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)熱交換器的冷流的量來控制中和反應(yīng)的溫度到需要的溫度。通過改變加入的酸和氫氧化物的量可以控制“處理量”。
連續(xù)中和回路系統(tǒng)應(yīng)該按如下調(diào)整來實(shí)施本方法(1)把回路系統(tǒng)保溫;
(2)把離心泵換成正排量泵，該泵能夠更好的輸送很粘的物料;
(3)安裝一個能輸送濃縮氫氧化物(大于約50%固體)的氫氧化物進(jìn)料系統(tǒng);
(4)通過安裝在管線上的高剪切混合器引入物料;
(5)最好在高剪切混合器之后安裝一個計量聚乙二醇和/或乙氧基化的非離子表面活性劑的計量系統(tǒng);
(6)在高剪切混合器引入酸和堿的進(jìn)料物流，以便進(jìn)行最高程度的混合。
(7)回路的溫度應(yīng)該高到足以維持糊狀物的最低可行的粘度。以確保適當(dāng)?shù)难h(huán)和混合。回路中糊狀物的溫度一般約為180°F(82.2℃)-230°F(110℃)，最好約為200°F(93.3℃)-210°F(98.9℃)。
Ⅱ.聚乙二醇和/或乙氧基化的非離子表面活性劑的添加本方法的第二步是在形成中和產(chǎn)物期間向連續(xù)中和系統(tǒng)加入熔點(diǎn)大于或等于約120°F(48.9℃)的、分子量為約4000-50000的聚乙二醇和/或分子式為R(OC2H4)nOH的乙氧基化的非離子表面活性劑，式子中R是C12-18烷基或C8-16烷基酚基，n是約9-80。(b)步的添加劑與(a)步的混合物的重量比約為1∶5-1∶20。
可以在任何一點(diǎn)把聚乙二醇和/或乙氧基化的非離子表面活性劑分別地或以混合物的形式加到連續(xù)中和系統(tǒng)中。在中和回路中，這些添加劑最好在高剪切混合器之后和循環(huán)泵之前進(jìn)入回路。在加入中和系統(tǒng)之前這些添加劑必須被熔化，以便它們在管路中能夠計量。
因?yàn)檫@兩種添加劑提高了洗滌劑性能，并且在約120°F(48.9℃)以下是固體，所以選擇這兩種添加劑，以便可由中和的糊狀物制得在室溫下是堅實(shí)的洗滌劑顆粒。每種添加劑由于其有助于降低中和回路中的高活性糊狀物的粘度，所以也可作為一個方法手段。
分子量約為4000-50000的聚乙二醇比乙氧基化的非離子表面活性劑好。聚乙二醇的分子量約為7000～12000是較好的，最好是聚乙二醇的分子量為8000(“PEG8000”)。在本發(fā)明中，聚乙二醇與(a)步驟的酸/堿混合物的優(yōu)選重量比是約1∶8-1∶12。對于分子量為8000的聚乙二醇，最好的重量比是1份PEG8000比10份酸/堿混合物。
在足以得到分子量為約4000-50000的化合物的量的情況下，把1，2-亞乙基二醇與環(huán)氧乙烷聚合制得聚乙二醇。其可由Union Carbide(Danbury CT)可以得到。
優(yōu)選的乙氧基化的非離子表面活性劑物料是分子式為R(OC2H4)nOH的物料，其中R是C12-18烷基，n是約12-30。最好的是每摩爾醇(“TAE18”)用18摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的脂醇。乙氧基化的非離子表面活性劑的熔點(diǎn)最好大于約140°F(60℃)。
在這里，其他乙氧基化的非離子表面活性劑的例子是1摩爾癸基酚與9摩爾環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物，1摩爾十二烷基酚與16摩爾環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物，1摩爾十四烷基酚與20摩爾環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物或1摩爾十六烷基酚與30摩爾環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物。
Ⅲ.形成顆粒本方法的第三和最后的步驟是由(b)步的產(chǎn)物形成洗滌劑顆粒。可以用多種方法把從連續(xù)中和系統(tǒng)得到的中和產(chǎn)物制成洗滌劑顆粒。所希望的洗滌劑顆粒大小分布是約100-1200微米，最好是150-600微米，平均為300微米。
可以在造粒(冷卻的)塔中把連續(xù)中和回路得到的熔融的糊狀物噴霧成小滴。為了防止小滴完全變成流體?？砂讶廴诘暮隣钗锿瑫r冷卻、擠壓、切?；蛟炝３伤Ｍ念w粒大小。
第三個并且是較好的選擇是把熔融的糊狀物在冷滾筒上或任何熱交換裝置上冷卻，直到其達(dá)到面團(tuán)狀稠度，在此時其他洗滌劑組分可以被捏合在其中。然后可在高剪切混合器中用平均粒徑小于約200微米的細(xì)粉把該生成的捏塑體造粒，或者可用機(jī)械方法造粒。
第四個并且是最好的選擇是在冷滾筒或冷凝帶裝置上把熔融的糊狀物完全冷卻，直到其成固體。然后可把固化產(chǎn)物的薄硬層從冷滾筒或帶上刮下并粉碎成小片。
所得到的洗滌劑顆粒可以這樣使用，但最好是混合成完美的洗滌劑組合物。例如，本洗滌劑顆?？膳c噴霧干燥的直鏈烷基苯磺酸顆粒(有或沒有助洗劑)混合作成洗滌性能很好的粒狀洗滌劑產(chǎn)品。
合適的完美的洗滌劑組合物含有約5-95重量%本發(fā)明的高活性洗滌劑顆粒、0-約95重量%的另外的洗滌劑表面活性劑、0-約85重量%的助洗劑、0-約50重量%的織物保護(hù)劑和0-約20重量%的過羧酸漂白劑。
前面剛提到的另外的洗滌劑表面活性劑選自陰離子、陽離子、非離子、兩性的和兩性離子表面活性劑及其混合物。這些類型的表面活性劑的例子在1971.5.18公開的Collier的美國專利3579454(11欄45行到13欄64行)中做了介紹，在此作為參考文獻(xiàn)列出。美國專利3936537中有關(guān)于表面活性劑的廣泛討論，特別是11欄39行到13欄52行，在此作為參考文獻(xiàn)列出，合成的陰離子表面活性劑是特別好的。
陽離子表面活性劑也可以包括在這樣的完美的洗滌劑組合物中。陽離子表面活性劑包括多種多樣的化合物，這些化合物的特征是在陽離子中有一個或多個有機(jī)疏水基。而一般是與酸基有關(guān)的季氮基。五價的氮環(huán)化合物也被認(rèn)為是季氮化合物。合適的陰離子化合物是鹵化物、硫酸甲酯和氫氧化物。在洗滌液pH值小于約8.5的情況下，叔胺可以有類似于陽離子表面活性劑的特征。在1980、10、14公開的Cambre的美國專利4228044中可以找到在這里有用的這些和其他陽離子表面活性劑的較完整的公開內(nèi)容，其在此作為參考文獻(xiàn)列出。
可以包括在該完美的洗滌劑組合物中的其他任意的組分包括洗滌助洗劑、螯合劑、漂白劑、防晦暗劑和防腐劑、香料和顏色添加劑和在Baskerville專利，美國專利3936537的19欄53行到21欄21行列舉的其他任意組分，這些專利在此列出作為參考文獻(xiàn)。在Bush等人的美國專利4663071的17欄54行到18欄68行也介紹了螯合劑，其在此列出作為參考。泡沫改良劑也是任意的組分，其在1976.1.20公開的Bartoletta等人的美國專利3933672和1979.1.23公開的Gault等人的美國專利4136045中作了介紹，這兩篇文獻(xiàn)在此列出作為參考文獻(xiàn)。在Baskerville專利的13欄54行到16欄16行和1987.5.5公開的Bush等人的美國專利4663071中列舉了洗滌助洗劑，這兩篇專利在此列出作為參考文獻(xiàn)。例如，這樣的助洗劑包括磷酸鹽、硅鋁酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、C10-C18烷基單羧酸鹽、多羧酸鹽、多磷酸鹽和它們的混合物。
在該完美的洗滌劑組合物中任意地包括織物保護(hù)劑。這些織物保護(hù)劑包括公知的織物軟化劑和抗靜電劑，例如在1988.8.9公開的Tucker等人的美國專利4762645中介紹的那些織物保護(hù)劑，該專利在此列出作為參考文獻(xiàn)。其中介紹的綠土也可以包括在該完美的洗滌劑組合物中。
在該完美的洗滌劑組合物中也可以包括過羧酸漂白劑或者含有在水溶液中能夠產(chǎn)生過氧化氫的過氧漂白劑和漂白活化劑，而過氧化氫與漂白活化劑具有特定的摩爾比。這些漂白劑都在1983.11.1公開的Chung等人的美國專利4412934和1984.11.20公開的Hartman的美國專利4483781中作了介紹，這兩篇專利在此列為參考文獻(xiàn)。
下面的非限定的實(shí)施例說明了本發(fā)明的方法和洗滌劑顆粒。在這里，除了另有規(guī)定外，所有的份數(shù)，百分比和比率都是以重量計。
實(shí)施例Ⅰ按如下方法制備適于造粒成自由流動的顆粒的高活性洗滌劑物料。
設(shè)備用降膜式SO3反應(yīng)器制備酸式C14-15烷基硫酸鹽。把酸加到由Chemithon Corporation of Seattle，Washington提供的高活性中和系統(tǒng)中。這種定做的中和系統(tǒng)由含有為了冷卻用的熱交換器的循環(huán)回路、適用高粘度流體的循環(huán)泵和用以加入反應(yīng)物的高剪切混合器組成。
為了得到自由流動、高活性顆粒所需的非常低的水分含量，把中和回路改進(jìn)以控制70%的氫氧化鈉熔體，而不是通常中和回路所用的38-50%的堿。這種改進(jìn)包括熱水套和電加熱的堿進(jìn)料系統(tǒng)，以維持70%的堿具有高于約155°F(68.3℃)的堿熔點(diǎn)。
另一個必要的改進(jìn)是加了計量系統(tǒng)，其在高剪切混合器的排料一邊把聚乙二醇注入到該中和回路。聚乙二醇的存在有利于循環(huán)回路中的糊狀物的泵送，并且降低了成品物料的粘性。把分子量約8000的聚乙二醇加入作為熔體(約160°F，即71.1℃)，其加入的比例約為1份聚乙二醇8000比10份活性C14-15烷基硫酸鈉。
操作開始，把中和回路充水，并用熱交換器和含有循環(huán)回路的雙壁管線中的熱水維持該系統(tǒng)的溫度在180-230°F(82.2-110℃)。起動循環(huán)泵和高剪切混合器。
把該70%氫氧化鈉和C14-15烷基硫酸加入到高剪切混合器中并使其反應(yīng)。計量氫氧化鈉和C14-15烷基硫酸，使氫氧化鈉稍微過量。由循環(huán)回路排出的物料通過背壓控制閥排出。
作為連續(xù)操作，把水從回路中排出，并把C14-15烷基硫酸鈉的濃度增加到超過70%活性。操作繼續(xù)進(jìn)行，直到生成所需量的高活性低水分含量的物料。然后關(guān)掉反應(yīng)物進(jìn)料，并用熱水洗滌反應(yīng)回路。
結(jié)果把生成的熔融糊狀物冷卻，并手工研磨成有下列組成的自由流動的顆粒產(chǎn)品。
C14-15烷基硫酸鈉 74.9%聚乙二醇8000 8.5水 9.1氫氧化鈉 0.6未反應(yīng)物/其他 6.9實(shí)施例Ⅱ把分子量約8000的聚乙二醇加入到C14-15烷基硫酸鈉中以降低它的粘性，并使其適于造粒成低粘性的自由流動的顆粒。該試驗(yàn)樣品是按如下方法制備的把聚乙二醇8000加入到定量的含水約65%的C14-15烷基硫酸鈉糊狀物(按實(shí)施例Ⅰ制備的)中，混合，然后在蒸汽加熱滾筒干燥器上干燥該產(chǎn)物至少于10%的水。以1份聚乙醇8000比10份活性C14-15烷基硫酸鈉的比率加入聚乙二醇8000。以類似的方法制備沒有聚乙二醇的對照樣品。把這些物料從滾筒干燥器上刮下作為干燥的碎片，將其人工磨細(xì)并用14目或65目的篩子過篩。
通過用20磅重壓2- 1/2 ″直徑×2- 1/2 ″長的園柱狀顆粒1分鐘的方法測定粘著性。用壓力力計來破壞園柱狀顆粒，測量所需的力(叫做“結(jié)塊硬度”)并記錄作為測量的粘著性。
組合物A 組合物BC14-15烷基硫酸鈉 67 80聚乙二醇8000 7 0水 7 6未反應(yīng)的氫氧化鈉和其他 平衡 平衡結(jié)塊硬度(力的磅數(shù))溫度80°F(26.6℃) 140°F(60℃)組合物A 0.6 0.9組合物B 12.4 22.2這些數(shù)據(jù)表明加入聚乙二醇8000使得結(jié)塊硬度明顯降低，說明其降低了洗滌劑顆粒的粘著性。
實(shí)施例Ⅲ用類似于實(shí)施例Ⅱ的方法把分子量約8000的聚乙二醇加入到C14-15烷基硫酸鈉糊狀物(按實(shí)施例Ⅰ制備的)中，只是按3份聚乙二醇800比10份活性C14-15烷基硫酸鈉的比例加入聚乙二醇8000。按實(shí)施例Ⅱ所述的方法把樣品滾筒干燥并磨細(xì)，按照實(shí)施例Ⅱ所述的方法試驗(yàn)樣品的結(jié)塊硬度，試驗(yàn)結(jié)果如下。
結(jié)塊硬度(力的磅數(shù))溫度80°F(26.6℃) 140°F(60℃)含3/10比例的聚乙二醇/C14-15烷基硫酸鈉的組合物 1.1 2.2沒有聚乙二醇8000的對照樣品 12.4 22.2這些數(shù)據(jù)表明加入聚乙二醇8000使結(jié)塊硬度明顯降低，說明其降低了洗滌劑顆粒的粘性，在降低結(jié)塊硬度方面，3∶10比例的聚乙二醇∶烷基硫酸鈉不比實(shí)施例Ⅱ的1∶10的比例顯得更好。
實(shí)施例Ⅳ在本實(shí)施例中，用降膜SO3反應(yīng)器制備酸式C12.3直鏈烷基苯磺酸。按實(shí)施例Ⅰ把酸加到改進(jìn)的中和回路中以中和70%的堿。按照實(shí)施例Ⅰ所述把PEG8000加到中和回路中。制得濃縮的C12.3直鏈烷基苯磺酸鈉。該糊狀組合物是77.5%活性組分、8%PEG8000、9%水、平衡是過量堿、未反應(yīng)的物料及其他。
冷卻的C12.3直鏈烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇在自然條件下是固體，但比按實(shí)施例Ⅰ和Ⅱ制備的C14-15烷基硫酸鈉與聚乙二醇粘稠的多。
實(shí)施例Ⅴ在該實(shí)施例中，把按實(shí)施例Ⅰ制備的高活性C14-15烷基硫酸鈉與按實(shí)施例Ⅳ制備的高活性C12.3直鏈烷基苯磺酸鈉按各種比例混合，以研究這些混合物的分散性。所有的樣品都包含聚乙二醇8000，聚乙二醇與烷基硫酸鹽或烷基苯磺酸鹽的比例為1∶10。為了保證充分混合并模擬兩種表面活性劑的共中和作用，在約190°F(87.8℃)的溫度下，在實(shí)驗(yàn)室的Sigma型混合器中把各種比例的混合物混合2小時。
把這些混合物冷卻，并加力通過14目的篩分使成型為顆粒。把每種樣品在60°F(15.5℃)的水中攪拌10分鐘試驗(yàn)其分散性。然后，用黑布過濾器過濾掉洗滌水，以測定未溶的表面活性劑的量。
把在濾布上的沉積物分為1-10級，10代表沒有可見的沉積物。
比例 黑織物級別烷基硫酸鹽/烷基苯磺酸鹽100/0 5.594/6 9.088/12 9.575/25 1050/50 1025/75 100/100 10由這些數(shù)據(jù)說明，少量的直鏈烷基苯磺酸鹽大大的改進(jìn)了洗滌劑顆粒的分散性。隨著直鏈烷基苯磺酸鹽量的增加，顆粒的柔軟性和粘性增加。直鏈烷基苯磺酸鹽含量高的顆粒不太適于用做洗滌劑顆粒，因?yàn)樗鼈兲?。按照這些數(shù)據(jù)，綜合考慮低粘性和好的分散性之間的關(guān)系，最好是烷基硫酸鹽/烷基苯磺酸鹽的比例為約88/12。
權(quán)利要求
1.一種制備高活性洗滌劑顆粒的方法，包括如下步驟(a)在連續(xù)中和系統(tǒng)中，C12-18烷基硫酸或C10-16最好C11-14直鏈烷基苯磺酸或其混合物與氫氧化物的重量大于或等于62%，最好70%的堿金屬氫氧化物溶液，最好是氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成含水小于或等于12%(重量)，最好為8%-12%(重量)的中和產(chǎn)物；(b)在形成所說的中和產(chǎn)物的過程中，把熔點(diǎn)大于或等于120°F(48.9℃)的分子量為4000-50000的聚乙二醇，分子式為R(OC2H4)nOH的乙氧基化的非離子表面活性劑或其混合物加入到所說的連續(xù)中和系統(tǒng)中，分子式中的R是C12-18烷基或C8-16烷基酚基，n是9-80；其中(b)步的添加劑與(a)步的產(chǎn)物的重量比為1∶5-1∶20，最好1∶10；和(c)形成洗滌劑顆粒。
2.按照權(quán)利要求1的制備高活性洗滌劑顆粒的方法，其中步驟(a)包括所說的C12-18烷基硫酸，或所說的C12-18烷基硫酸和C10-16直鏈烷基苯磺酸的混合物與所說的堿金屬氫氧化物溶液反應(yīng)，最好所說的混合物以C12-18，最好C14-16烷基硫酸比C10-16，最好C11-14直鏈烷基苯磺酸為75∶25-96∶4，最好80∶20-95∶5的重量比反應(yīng)。
3.按照權(quán)利要求1或2的制備高活性洗滌劑顆粒的方法，其中步驟(a)包括C14-16烷基硫酸與所說的堿金屬氫氧化物溶液反應(yīng)。
4.按照權(quán)利要求1、2或3的制備高活性洗滌劑顆粒的方法，其中所說的中和產(chǎn)物的儲備堿度為0.2%-1.0%，最好為0.3%-0.5%Na2O。
5.按照權(quán)利要求1、2、3或4的制備高活性洗滌劑顆粒的方法，其中所說的連續(xù)中和系統(tǒng)是連續(xù)中和回路，該連續(xù)中和回路最好是絕熱的并最好包括高剪切混合器，正排量泵和加堿的堿進(jìn)料系統(tǒng)，其堿液中氫氧化物的重量大于或等于62%，最好70%，最好其中加酸和堿的位置在高剪切混合器上，并且在所說的高剪切混合器之后和所說的正排量泵之前計量步驟(b)的添加劑。
6.按照權(quán)利要求1、2、3、4或5的制備高活性洗滌劑顆粒的方法，其中所說的(b)步驟的添加劑是分子量為6000-50000，最好為7000-12000的聚乙二醇。
7.按照權(quán)利要求1、2、3、4、5或6的制備高活性洗滌劑顆粒的方法，其中R是C12-18烷基，n是12-30。
8.按照權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7的制備高活性洗滌劑顆粒的方法，其中步驟(c)包括在冷凝滾筒上冷卻所說的步驟(b)的產(chǎn)物，直到其已固化，并且從所說的冷凝滾筒上刮下所說的固化的產(chǎn)物使其成洗滌劑薄片。
9.按照權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8制得的洗滌劑顆粒。
10.含有按照權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8制得的洗滌劑顆粒的粒狀洗滌劑組合物。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種通過下列步驟制備分散的，高活性洗滌劑顆粒的方法(a)在一個連續(xù)中和系統(tǒng)中使烷基硫酸和/或烷基苯磺酸與堿金屬氫氧化物溶液反應(yīng)；(b)把分子量為約4000-50000的聚乙二醇和/或一定的乙氧基化的非離子表面活性劑加到該系統(tǒng)中；(c)形成洗滌劑顆粒。該堿金屬氫氧化物溶液是氫氧化物重量大于或等于約62％的溶液，而該中和的產(chǎn)物中有少于或等于約12％(重量)的水。也介紹了含洗滌劑顆粒的粒狀洗滌劑組合物。
文檔編號C11D11/00GK1048408SQ9010455
公開日1991年1月9日 申請日期1990年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月9日
發(fā)明者弗蘭克·約瑟夫·梅勒, 萊斯特·約翰·霍林漢 申請人:普羅格特-甘布爾公司