具有觸變性質的有色流凝清潔組合物的製作方法

2023-09-22 02:54:00 6

專利名稱：具有觸變性質的有色流凝清潔組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於硬表面清潔的包含漂白劑的粘稠液體組合物，更具體的是涉及包括漂白穩定之顏料的組合物。
背景技術：
粘稠漂白組合物比非粘稠的漂白組合物具有更多的優點。相比起來更粘、更稠的液體可粘附在垂直和傾斜的表面上更長的時間，或者說粘稠組合物的消毒活性對所使用區域的效果更大。
為使粘稠次氯酸鹽組合物具有可接受的保存期，就必須考慮鹼金屬次氯酸鹽的分解速率以及該組合物的相特性。如所知曉的，鹼金屬次氯酸鹽的降解可通過以下平衡式來表示許多常規增稠劑加速了次氯酸鹽的降解，因此在用於次氯酸鹽組合物中是有難題的。同樣，加入常規增稠劑和表面活性劑也是困難的，這是因為所得次氯酸鹽組合物會分離成兩相或更多相，在高溫時尤為如此。許多增稠劑本身在存在鹼金屬次氯酸鹽時也是不穩定的。所以，很難通過常規試劑和添加劑使次氯酸鹽組合物達到足夠的粘性，並使次氯酸鹽組合物具有可接受的穩定性。
從商業和審美的角度看，還是希望提供包含漂白劑並帶有明顯顏色的粘稠組合物。漂白穩定的顏料很少，這是因為有機顏料在強氧化劑存在時會降解。
美國專利4,474,677(Foxlee)提出在含水的鹼金屬次氯酸鹽組合物中使用某些滷化銅酞菁顏料。雖然考慮到該類顏料是漂白穩定的，但是顏料分子的緩慢降解釋放出銅，它可催化次氯酸鹽的降解。美國專利4,271,030(Brierley)描述了一種使用鈣皂絮凝劑的群青懸浮液。鈣皂絮凝劑的使用是不希望的，這是因為濃度要求較高，需要達到組合物的50體積％，或者從清潔角度看會在硬表面上產生沉澱。美國專利4,952,333(Cramer)描述了使用聚合物的漂白增亮組合物，以將群青懸浮於乳化聚合物基質中。但是該組合物由於其去汙性差而對硬表面無效。美國專利4,917,814(MacIntyre)描述了使用鋁酸鈷，以染色粘稠的次氯酸鹽溶液。從懸浮性能看鈷顏料要優於群青。雖然在此不作討論，但應指出的是，在比MacIntyre所採用的溫度更高的溫度下，表面活性劑粘稠組合物將失去粘性，並使顏料沉降。在運輸和儲存期間，最終產品需要在暴露於這些更高的溫度時的穩定性。
發明概述本發明提供具有增強的流變性質的粘稠次氯酸鹽組合物，該組合物可穩定地懸浮無機顏料。該粘稠系統是表面活性劑和粘土的摻混物，所述粘土在低剪切速率下是流變性的，它有助於穩定懸浮顏料，但是在更高剪切速率時則是觸變性的，使得產品可容易地由容器中分配，幫助清潔硬表面。從定義來看，流變性和觸變性是相反的流動性質。在一個流體中同時具有這兩種性質是相當有利的。
可使用的無機顏料的非限制性例子包括群青、鋁酸鈷藍、二氧化鈦和碳酸鈣。本發明主要是使用群青，之所以優選它是因為它較之於其他顏料的顧客吸引性、低毒性和色密度。
該組合物的性能如同高度結構液體，並具有獨特的並且是出乎意料的流動性質。與其他結構液體相比，即使在低的固形物含量時，低於組合物的10％，也會具有這些性質。已知的其他結構液體是液體衣物洗滌劑。該特性有助於解決顏料沉降的問題，但同時仍可保持稀薄流體的流動性質，這有助於如液體盥洗池清潔劑的產品達到良好的表面覆蓋率。該組合物還具有良好的相穩定性和次氯酸鹽穩定性。
本發明的組合物包括(a)鹼金屬次氯酸鹽，優選次氯酸鈉，(b)膨潤土，(c)具有一個10-16個碳原子的長鏈烷基和兩個低級烷基的叔胺氧化物，(d)鹼金屬鹽，優選氯化鈉，(e)pH穩定劑，使pH在11或更高，(f)鹼金屬C10-C16烷基肌氨酸鹽，(g)C10-C14直鏈烷基苯磺酸鹽，和(h)無機顏料，優選群青。通過摻混粘土、表面活性劑和電解質可實現以上所述的令人希望的流變性質和相穩定性。具體而言，叔胺氧化物(c)與烷基苯磺酸鹽(g)的摩爾比為約5∶1-約11∶1。不使用顏料(h)，可製得類似於本發明的有用的未染色組合物。
該組合物的粘性範圍是約200-約1000cps。優選範圍是約300-500cps。
附圖簡述

圖1和2是表示本發明之優選實施方案的流變性質的圖。
圖3和4是表示根據本發明之組合物(圖3)的某些流變性質以及沒有粘土的類似組合物(圖4)對比性質的圖。
詳細描述本發明組合物是次氯酸鹽穩定的、單一相的，與更稀的組合物相比是能夠更長時間地粘附在垂直或傾斜表面上的粘稠次氯酸鹽漂白組合物。該組合物是對汙跡和髒物除去以及消毒有效的試劑。該組合物之高水平的次氯酸鹽穩定性和單一溶液相特性使其具有可接受的儲存期。該組合物還包括在懸浮液中的有機顏料。在這些有色組合物中，顏色穩定性，特別是在群青作為顏料時，是非常有利的。
鹼金屬次氯酸鹽中的鹼金屬優選選自鋰、鉀或鈉。從成本和易得性看，次氯酸鈉是優選的。鹼金屬次氯酸鹽在製備過程中可產生其他的副產物，但不會對組合物產生負面影響。鹼金屬次氯酸鹽的用量為約0.5wt％-10wt％，優選為約1.0wt％-5.0wt％，更優選約1.5wt％-3.0wt％。
膨潤土是在北美發現的膠體狀水合矽酸鋁土。其基本組成是蒙脫土(Al2O3.4SiO2.H2O)，而且通常含有鎂、鐵和碳酸鈣。膨潤土優選用於本發明之組合物中，但其他相似結構和/或性質的粘土也可使用。膨潤土在組合物中的用量在約0.15wt％-1.5wt％，優選約0.25wt％-1.0wt％。叔胺氧化物的結構式為
其中，R1是包含約10-16個碳原子的烷基，R2和R3是包含1-3個碳原子的低級烷基。R1、R2和R3可以是直鏈的也可以是支鏈的；R1包含奇數或偶數個碳原子。可使用混合鏈長的胺氧化物，其可包含主要的一個或多個鏈長。優選的是，叔胺氧化物選自十四烷基二甲基胺氧化物、十二烷基二甲基胺氧化物、以及它們的混合物。最優選使用的是十四烷基二甲基胺氧化物。叔胺氧化物的用量優選為約0.5wt％-2.5wt％，更優選約0.9wt％-1.8wt％，最優選約1.0wt％-1.5wt％。
鹼金屬鹽可從許多水溶性鹼金屬鹽及其混合物中選擇，其中鹼金屬優選為鋰、鉀或鈉，陰離子優選為滷離子(如氯、氟、溴和碘離子)。更優選的鹼金屬鹽是選自氯化鈉、氯化鋰、氯化鉀以及它們的混合物。從成本和易得性看，鹼金屬鹽最優選為氯化鈉，而且可以各種量使用，以降低次氯酸鹽的降解，只是限於避免出現溶液中的鹽析出(此時表面活性劑變得不溶於水)。在使用氯化鈉時，優選使用量為約0.25wt％-2.0wt％，更優選約0.5wt％-1.5wt％。
鹼金屬氫氧化物是優選的包括在組合物中的pH穩定劑，但是也可使用各種的pH穩定劑，只要對組合物的穩定性和粘性沒有負面影響即可。可使用的其他pH穩定劑例如包括碳酸鹽緩衝劑。優選氫氧化物的鹼金屬可以是鋰、鉀或鈉。由於成本和易得性，氫氧化鈉和氫氧化鉀是特別優選的pH穩定劑，而氫氧化鈉是最優選的。包括在組合物中的鹼金屬氫氧化物量是有效調節組合物的pH至少為11、更優選為12-13.5、最優選為12-13的量。
鹼金屬烷基肌氨酸鹽可用以下結構式表示
其中，R4是支鏈或直鏈C10-C16烷基，M是鹼金屬陽離子(如鋰、鉀或鈉)。月桂醯基肌氨酸鈉是最優選的。鹼金屬烷基肌氨酸鹽的使用量優選為約0.10wt％-0.75wt％，更優選約0.12wt％-0.60wt％，最優選約0.15wt％-0.30wt％。
鹼金屬C10-C14直鏈烷基苯磺酸鹽優選是其中鹼金屬為鉀、鋰或鈉。最優選使用的是十二烷基苯磺酸鈉。磺酸鹽的優選使用量是約0.08wt％-0.8wt％，更優選為0.1wt％-0.5wt％，最優選為0.15wt％-0.40wt％。
在這些有色組合物中，優選的顏料是群青，其是無機矽酸鹽。雖然該物質對次氯酸鹽氧化是惰性的，而且不會催化次氯酸鹽的分解反應，但它是不溶性的，需要懸浮於次氯酸鹽溶液中。該懸浮液不能僅通過將群青顆粒分散在次氯酸鹽溶液中來製得，這是因為該顏料的密度為2.35，而且即使是非常細的顆粒也會沉降。本發明之組合物中使用的增粘系統給群青顏料顆粒提供了優異的懸浮作用。群青在本發明之組合物中的使用量為約0.01wt％-0.50wt％，優選為約0.05wt％。
叔胺氧化物與鹼金屬無機苯磺酸鹽的摩爾比應在約5∶1-約11∶1的範圍內。優選的是，該摩爾比為6∶1-10∶1，更優選為7∶1-9∶1。
該組合物給鹼金屬次氯酸鹽漂白劑提供了更高的粘度，並同時提供了商業上可接受的有色組合物，該組合物的顏色穩定性是優異的。雖然並不希望與任何特殊的理論聯繫在一起，但據信主要的相互作用是在組合物中的粘土與胺氧化物之間。在以下的優選實施方案中，粘土、氯化鈉和氫氧化鈉溶液的組合使粘土顆粒產生邊-面結構排列。一些胺氧化物通過離子和立體相互作用達到了穩定結構的作用。磺酸鹽和肌氨酸鹽表面活性劑與其餘的胺氧化物結合，形成有機結構或者提高粘性的膠束。進一步的理論是，這些膠束與粘土結構相互作用，產生了組合物的獨特流變特性。
本發明提供了商業上有利的有色增稠系統，該系統具有觸變性，特別易於從噴霧容器中分配出。使用該增稠系統的清潔產品具有足夠高的靜止粘度，使無機顏料顆粒穩定在懸浮液中。
參考實施例將更好地理解本發明，這些實施例只用於說明，而非用於限制。
實施例1製備藍色的手表面清潔劑，其具有以下組份，所有百分數都是重量百分數。組份膨潤土(Gelwhite H) 1.00％群青 0.05％氯化鈉 1.00％氫氧化鈉 2.50％十四烷基二甲基胺氧化物 5.60％次氯酸鈉 2.50％十二烷基苯磺酸鈉 0.72％月桂醯基肌氨酸鈉 1.00％香料 0.065％去離子水 平衡至100％通過以下方法製備該清潔組合物在主容器(1)中使用均化器將Gelwhite H--一種蒙脫土(Southern Clay Products)分散在水中，直至粘土被完全水合，然後在劇烈攪拌下加入群青。在另一容器(2)中，將氯化鈉和25％氫氧化鈉水溶液溶解在水中。容器(2)的內容物加至容器(1)中，並劇烈攪拌。按以下順序加入其餘組份，並攪拌Ammonyx MO，30％的十四烷基二甲基胺氧化物溶液，StepanCompany；香料；次氯酸鈉漂白劑的16.67％溶液；Biosoft D-40，40％的十二烷基苯磺酸鈉溶液，Stepan Company；和Hamposyl L-30，30％的月桂醯基肌氨酸鈉溶液，W.R.Grace Company。
圖1顯示該優選實施方案的流變學圖形。其概括出剪切應力在四種剪切速率時是時間的函數。在恆定剪切條件時，該組合物在1和10sec-1時都是流凝性的。在50sec-1時明顯是觸變性的。圖2捕獲了在第一剪切速率1sec-1時在初始流動時的應力增加行為。測試是用RheometricsScientific RFSII流變儀進行的，50mm平行板，0.9mm間隔，316SS模具，25℃，0.002-10gr-力再平衡。
沒有粘土和顏料組份的類似組合物表現出完全不同的流變性質。見圖3和4。在檢查G′和G″坐標圖中，其中G′是粘彈性流體的彈性強調的量度，G″是結構流體在變形期間耗散的機械能的量度，具有粘土的組合物的特性與高度結構流體類似，具有明顯的應變依賴性。特性與主要是粘性流體的特性相似組合物沒有明顯的應變依賴性。該差異表明組合物中粘土組份與表面活性劑之間的明顯相互作用。
實施例2-5按照實施例1的方法，製備以下組合物
對比例製備包含群青顏料、但沒有膨潤土的清潔組合物，與實施例1組合物之顏料沉降特性進行比較。使用實施例1的方法製備比較組合物。將兩個組合物在40℃下保持在靜止狀態6周。下表顯示這兩個組合物的組份以及相關的流變學數據。
表
這些數據表明，與實施例1的優異懸浮特性相反，在在只包含一半量的顏料的對比例中，在三周內開始沉降。
權利要求
1.一種粘稠的有色的次氯酸鹽含水組合物，以重量為基準包括(a)0.5％-10％的鹼金屬次氯酸鹽；(b)0.25％-1％的膨潤土；(c)0.5％-2.5％的下式叔胺氧化物
其中，R1是包含10-16個碳原子的烷基，R2和R3分別是包含1-3個碳原子的烷基；(d)0.25％-0.2％的鹼金屬鹽；(e)有效量為使pH在11或更高的pH穩定劑；(f)0.10％-0.75％的下式鹼金屬肌氨酸鹽
其中，R4是直鏈C10-C16烷基，M是鋰、鈉或鉀；(g)0.08-0.80％的鹼金屬烷基苯磺酸鹽，其中烷基是直鏈的並含有10-14個碳原子；和(h)0.01％-0.5％的無機顏料，其中，(c)與(g)的摩爾比是5∶1-11∶1。
2.如權利要求1的次氯酸鹽組合物，其中(h)顏料是群青。
3.如權利要求2的次氯酸鹽組合物，其中(a)所述鹼金屬次氯酸鹽是次氯酸鈉；(c)所述胺氧化物是十二烷基二甲基胺氧化物、十四烷基二甲基胺氧化物或它們的混合物；(d)所述鹼金屬鹽是氯化鈉；(e)所述pH穩定劑是氫氧化鈉，其量足以使pH在12-13.5；(f)所述肌氨酸鹽月桂醯基肌氨酸鈉；(g)所述鹼金屬烷基苯磺酸鹽是十二烷基苯磺酸鈉。
4.如權利要求3的次氯酸鹽組合物，其中(c)胺氧化物是十二烷基二甲基胺氧化物。
5.如權利要求4的次氯酸鹽組合物，其包含(以重量計)(a)1％-5％的次氯酸鈉；(b)0.25％-1％的膨潤土；(c)0.9％-1.8％的十二烷基二甲基胺氧化物；(d)0.5％-0.15％的氯化鈉；(f)0.12％-0.60％的月桂醯基肌氨酸鈉；(g)0.10-0.50％的十二烷基苯磺酸鈉；和(h)約0.05％的群青顏料，其中，(c)與(g)的摩爾比是6∶1-10∶1。
6.如權利要求5的次氯酸鹽組合物，其包含(以重量計)(a)1.5％-3.0％的次氯酸鈉；(c)1.0％-1.5％的十二烷基二甲基胺氧化物；(f)0.15％-0.30％的月桂醯基肌氨酸鈉；和(g)0.15-0.40％的十二烷基苯磺酸鈉；其中，(c)與(g)的摩爾比是7∶1-9∶1。
全文摘要
一種有色的包含漂白劑的硬表面清潔劑組合物,其包括鹼金屬次氯酸鹽,膨潤土,單(長鏈烷基)叔胺氧化物,鹼金屬鹽,pH穩定劑,使pH在11或更高,鹼金屬烷基肌氨酸鹽,烷基苯磺酸鹽,和無機顏料,優選群青。該組合物具有優異的顏色穩定性以及相穩定性和次氯酸鹽穩定性。
文檔編號C11D3/40GK1192775SQ96196185
公開日1998年9月9日 申請日期1996年7月8日 優先權日1995年8月10日
發明者戴維·A·張, 詹姆斯·W·卡瓦納 申請人:雷基特-科爾曼公司