高濃度表面活性劑漿液的製作方法

2023-07-11 12:51:31

專利名稱:高濃度表面活性劑漿液的製作方法
本發明涉及含有烯烴磺酸鹽的含水高濃度表面活性劑漿液更確切地說，涉及一種降低了粘度，在室溫下易於處理和用泵抽送的含水高濃度烯烴磺酸鹽表面活性劑漿液。
適於用作家庭和工業洗滌劑原料的含有12至20個碳原子的烯烴磺酸鹽，為了獲得易於處理的具有均一性的漿液，使用時通常配成含有40%或少於40%的磺酸鹽的漿液。可是，從降低溫度和包裝成本及改進貯藏效率的觀點出發，則希望有更高濃度的漿液。
在含水的烯烴磺酸鹽漿液中，當烯烴磺酸鹽的濃度大約40%(按重量計)或更高時，烯烴磺酸鹽漿液的粘度迅速增加，結果形成凝膠體從而喪失流動性。當烯烴磺酸鹽濃度進一步增加到例如60%至70%(按重量計)時，這個範圍之內的粘度又逐漸的降低，但漿液的流動性仍然很差。為此，從處理和用泵輸送的觀點出發，在本領域，迫切需要低粘度、高濃度的含水烯烴磺酸鹽漿液。一般，鑑於在貯存期間熱絕緣或保溫及成本問題，在室溫(25℃)下粘度為150泊或更低的含水烯烴磺酸鹽漿在商業上是重要的。
在此以前，為了降低含水高濃度烯烴磺酸鹽漿液的粘度，已經有過各種打算。例如，提出添加甲酸鈉(例如，美國專利4003875號)和添加聚乙二醇或聚氧乙烯烷基醚和芳族羧酸鹽的混合物〔如日本未審理的公開專利(公開)58-157758號〕。然而，這些添加劑僅在升高溫度時，才能防止高濃度漿液的凝膠化。由於在室溫下漿液固化或不能獲得所希望的流動性，所以這些添加劑在在室溫下不能使高濃度的烯烴磺酸鹽漿液的粘度降低到商業上所要求的程度。
此外，日本未審理的公開專利(公開)52-78828號提出通過加入過量的鹼性物質和烯烴氧化物來生產含水的高濃度烯烴磺酸鹽漿液。可是，這樣得到的高濃度漿液有缺點，由於漿液的PH值高，在處理時必須有特殊的防護並在使用時必須進行中和。結果產生大量的副產品-鹽。特別是當含水高濃度漿液用作液體洗滌劑，洗髮劑等原料時，為了避免損害產品的液體性質，這種漿液的用量本來就是有限的。因此，根據現有工藝，這種漿液在實用中受到了很大的限制，況且，到現在為止，在室溫下降低高濃度的含水烯烴磺酸鹽的粘度的目標尚未實現。
因此，本發明的目的是降低在室溫下的含水高濃度烯烴磺酸鹽漿液〔即含有50%(按重量計)或更高濃度的烯烴磺酸鹽的含水漿液〕的粘度。
以下敘述將可說明的另一個目的和優點。
根據本發明，提供的含水高濃度表面活性劑漿液含有(A)50%-70%(按重量計)的C12-C20烯烴磺酸鹽，該鹽大體上由至少8-60份(按重量計)的亞乙烯基型的烯烴磺酸鹽和92-40份(按重量計)的線型烯烴磺酸鹽所組成。
(B)1%-5%(按重量計)的氯化鈉，氯化鉀或它們的混合物。
(C)0.3%-5%(按重量計)的至少有一種選擇於下述的非離子物質，它們是(C-1)平均分子量為170-300的聚氧化丙烯乙二醇，(C-2)具有C7-C18烷基的高級仲醇的氧化乙烯加成物，其中氫化乙烯的平均加成摩爾數為7-12，和(C-3)具有C7-C18烷基的高級仲醇的氧化乙烯(平均加成摩爾數為3-10)和氧化丙烯(平均加成摩爾數為1-9)加成物，這種加成物的氧化乙烯和氧化丙烯的總加成摩爾數是6-12)。
在按照本發明，可用作含水漿液中的組分(A)的烯烴磺酸鹽含有至少8-60份(按重量計)，最好是10-60份(按重量計)的C12-C20亞乙烯基型烯烴磺酸鹽和92-40份(按重量計)，最好是90-40份(按重量計)的C12-C20線型烯烴磺酸鹽。當亞乙烯基型烯烴磺酸鹽的用量少於8份(按重量計)〔即線型烯烴磺酸鹽的量大於92份(按重量計)〕時，即使組分(B)和(C)也一起使用，也不能降低粘度(即，達到商業上要求的室溫下粘度為150泊)。
被磺化的烯烴表示如下
也就是說，在亞乙烯基烯烴的情況下，在通式(Ⅰ)中R1和R2是單獨的烷基，而R3和R4是氫;在線型烯烴的情況下，在通式(Ⅰ)中，R1和R4是單獨的烷基，而R2和R3是氫。磺化可採用任何通用的方法進行。例如，採用任何一種通用的方法(例如間歇法或薄膜型連續法)，用SO3氣體磺化原料烯烴混合物。然後，以任何一通用的方法將磺化產品用鹼性試劑中和並水解。即可得到所希望的烯烴磺酸鹽混合物。所得到的產品通常含有烯烴磺酸鹽和羥基烷基磺酸鹽。如上所述，烯烴磺酸鹽的碳原子總數應是12-20，最好是12-18之間。
根據本發明，可用作組份(A)的烯烴磺酸鹽，最好是水溶性的鹽，例如鈉鹽和鉀鹽。
在高濃度漿液中，烯烴磺酸鹽的含量為50-70%(按重量計)，最好是60-75%(按重量計)。
在本發明中，可用作組份(B)的氯化鈉和/或氯化鉀與組份(C)一起協同作同，降低了室溫下高濃度漿液的粘度。氯化鈉和/或氯化鉀在烯烴磺酸鹽的含水高濃度漿液中的含量是1%-5%(按重量計)最好是1.5%-5%(按重量計)。組份(B)的用量太少時，即使與組份(C)一起使用也不能起到預期的協同作用以降低室溫下漿液的粘度。相反，組份(B)的用量太大又會隨著時間的消逝而導致所得漿液的不希望出現的離析或氯化鈉或氯化鉀的析出，而使漿液的組成物變得不均勻。
可用作組份(C)的非離子物質可從下列組份(C-1)，(C-2)，(C-3)中選取。這些組份可以單獨使用或任意混合使用。
組份(C-1)平均分子量為170-300的聚氧化丙烯乙二醇;
組份(C-2)氧化乙烯加成摩爾數為7-12，最好為8-11的C7-C18高級仲醇的氧化乙烯(即「EO」)加成物;
組份(C-3)高級仲醇的氧化乙烯(即「EO」)和氧化丙烯(即「PO」的加成物，該加成物具有的平均EO加成摩爾數(即EO
p)為3-10，最好是3-9，平均PO的加成摩爾數(即PO
p)是1-9，最好是1-8;並具有一個C7-C18，最好是C8-C18的烷基，其EOp和POp的總數是6-12，最好是6-11。
這些非離子物質當中，使用仲醇的氧化乙烯加成產物是比較好的，因為使用該漿液來製備洗滌劑時，往漿液中添加的非活性組份的量可減到最少。
按照本發明，在含水漿液中，作為組份(C)的非離子物質的用量為0.3%-5%，最好是1%-5%。當組份(C)的量不在這個範圍之內時，就不可能獲得所希望的與組份(B)的協同效果。同樣，當組份(C-1)的平均分子量在上述規定的範圍之外時，當在組份(C-2)和(C-3)中用伯醇代替仲醇時，或當組份(C-2)或(C-3)的EOp或POp是上述規定範圍之外時，也得不到所希望的協同效果。
採用任一通用的方法，可將上述組份(A)，(B)，(C)，用15%-48.7%(按重量計)最好是15%-37.5%(按重量計)的水配製成所需要的含有50%(按重量計)或更高濃度的烯烴磺酸鹽的含水高濃度漿液。
根據本發明，只要所希望的烯烴磺酸鹽的含水高濃度漿液的性質不會受到不良影響。可另含有其它任選的成份，例如其它表面活性劑、溶劑和常規的洗滌劑添加劑。
根據本發明，按規定量將組份(B)(即氯化鈉和/或氯化鉀)和組份(C)(即上述的非離子物質)加到含有高濃度烯烴磺酸鹽的含水漿液中就能獲得具有所需要的低粘度的烯烴磺酸鹽的含水高濃度漿液。由於得到的高濃度漿液在室溫下具有較低的粘度，所以這種漿液能夠有效貯存，並且能減少包裝、運輸和貯存這種漿液的必需費用。此外，由於用作降粘劑的氯化鈉、氯化鉀和上述規定的非離子物質是中性的，並且使用相當少量就有效，所以不會影響烯烴磺酸鹽作為表面活性劑的特性，而且和常規的烯烴磺酸鹽一樣，所得的含水高濃度漿液可作為一般的表面活性劑在各個領域中使用。例如，該烯烴磺酸鹽的含水高濃度漿液可用作各種液態家用洗滌劑，如液體織物洗滌劑、器皿洗滌劑，和洗髮劑以及粒狀洗滌劑和工業洗滌劑的原料。
現在通過下列實例將進一步說明本發明，但本發明並不局限於這些例子，在這些實例中，除特殊說明的以外，所有的百分數均指重量百分數。
實例1和比較實例1用實驗室規模的薄膜型磺化反應器將含14.7%的亞乙烯基型烯烴和85.3%的線型α-烯烴的C14烯烴混合物按SO3/原料烯烴為1.03的摩爾比進行磺化。磺化之後，用8.3%的氫氧化鈉水溶液中和磺化產物，達到皂化產品的游離鹼含量為2%為止。將所得到的粗中和產物裝到高壓釜中並在攪拌下於160℃，加熱30分鐘，這樣，該溶液即被水解。隨後，中和所得的混合物中的過量鹼，即得到38%的烯烴磺酸鹽的水溶液。
將得到的上述水溶液裝到揑和機或混合器中，用熱空氣進行乾燥。從而得到固體含量為90%的濃縮物。然後，濃縮物在1毫米汞柱或低於1毫米汞柱的壓力及70℃的條件下，於真空乾燥器中乾燥約8小時，接著在球磨機中研磨。於是得到極細的粉末，這種粉末含有95.4%的有效成份或活性成份，1.7%的未反應的油，2.2%的硫酸鈉和0.7%的水。通過加入預定量的氯化鈉、非離子物質和純水，即可從極細的粉末中製得各種高濃度漿液。將混合物在40℃下潤溼3小時，並用透平葉片攪拌。
成份 %烯烴磺酸鹽 60氯化鈉 3.0非離子物質 1.0水 補至100將上述製備的漿液密封於試管中，並在8000轉/分下離子消泡5分鐘。然後，充分攪拌，使之完全均勻。在25℃溫度下，用用布氏(Brookfield)粘度計在12轉/分的轉數下測定漿液的粘度。旋轉3分鐘後，測定粘度，結果列於表1。
應該注意，序號11和12的聚氧化亞乙基月桂醇醚是伯醇醚。
表1序非離子物質平均 EO
p或粘度號分子量 PO
p(泊，25℃)1 聚氧化丙烯乙二醇 170 2.6 1452 聚氧化丙烯乙二醇 200 3.1 1333 聚氧化丙烯乙二醇 300 4.9 1484 聚氧化乙烯仲醇醚 510 7.0 150(C12-C14烷基)5 聚氧化乙烯仲醇醚 600
0 130(C12-C14烷基)6 聚氧化乙烯仲醇醚 730 12.0 147(C12-C14烷基)7＊聚氧化丙烯二乙醇 134 2.0 1888＊聚氧化丙烯二乙醇 400 6.6 1959＊聚氧化乙烯仲醇醚 420 5.0 大於500(C12-C14烷基)10＊聚氧化乙烯仲醇醚 860 15.0 360(C14-C14烷基)11＊聚氧化乙烯月桂醚 583 9.0 大於50012＊聚氧化乙烯月桂醚 715 12.0 大於50013＊聚氧化乙烯乙二醇 106 2.0 18814＊聚氧化乙烯乙二醇 200 4.1 17315＊聚氧化乙烯乙二醇 600 13.2 大於50016＊聚氧化乙烯乙二醇 1000 22.3 大於500＊比較實例比較實例2除了用4.3%的亞乙烯基型C14烯烴和95.7%的線型C14烯烴代替實例1中的C14烯烴混合物外，按照實例1的方法製備烯烴磺酸鹽。並按實例1的方法，從烯烴磺酸鹽製備含水高濃度漿液。
按照實例1的方法測得的粘度列於表2。表2所示的結果清楚地表明，當亞乙烯基型烯烴磺酸鹽的含量少於烯烴磺酸鹽的總量的8%時，就不能獲得所希望的在室溫下降低的粘度。
表2序號非離子物質平均 EO
p或粘度分子量 PO
p(泊，25℃)17＊聚氧化丙烯乙二醇 200 3.1 大於50018＊聚氧化乙烯仲醇醚 600 9.0 大於500(C12-C14烷基)19＊聚氧化乙烯、聚 623 EO
p＝5.0 大於500氧化丙烯仲醇醚(C12-C14烷基) PO
p＝3.5＊比較實例實例2按照實例1的方法，由實例1所得的粉碎的烯烴磺酸鹽粉末製備具有表3中列舉的那些成份的各種高濃度漿液。按照實例1的方法測定漿液的粘度。
結果如表3所示。
表3序號 20 21 22 23 24 25 26成份(%)烯烴磺酸鹽 65 65 60 67 65 60 55氯化鈉 2 2 2.5 1.5 2 - 5氯化鉀 - - - - - 3 -聚氧化乙烯仲醇醚＊1 2 5 2.0 1.5 1.5 1.5水←補差→粘度 125 148 130 150 134 130 70(泊，25℃)＊C12-C14烷基，EO
p＝9.0實例3用氫氧化鈉、氯化鈉水溶液和聚氧化亞丙基、聚氧化亞乙基仲醇醚(C12-C14烷基，EOp＝5.0，而POp＝3.5)的水溶液粗略地中和實例1中製得的烯烴磺酸鹽，然後，將其裝進高壓釜。用氮氣置換該系統後，在160℃加熱30分鐘，即得有下列成份的烯烴磺酸鹽的含水高濃度漿液。
成份 %烯烴磺酸鹽 65氯化鈉 2.0聚氧化亞乙基、聚氧化亞丙基 1.5仲醇醚(C12-C14烷基)EOp＝5.0，POp＝3.5水 補差額將得到的漿液離心消泡。按照例1的方法測得25℃時粘度為135泊。
實例4按照實例1的方法製備含有50.5%的亞乙烯基型C14烯烴磺酸鹽和49.5%的C14α-烯烴磺酸鹽。
按照實例3的方法，由所得到的烯烴磺酸鹽製得含有65%烯烴磺酸鹽的消泡的含水漿液。其它成份的含量也與實例3相同。在25℃溫度下，得到的漿液具有極好的流動性。
權利要求
1.一種含水的高濃度表面活性劑漿其中包含(A)50%-75%(按重量計)的大體上由8-60份[按重量計]的至少一種亞乙烯基型烯烴磺酸鹽和92-40份[按重量計]的至少一種線型烯烴磺酸鹽組成的C12-C20烯烴磺酸鹽；(B)1%-5%[按重量計]的氯化鈉、氯化鉀或它們的混合物；(C)0.3%-5%[按重量計]的至少一種選擇於下述的非離子物質，它們是[C-1]平均分子量為170-300的聚氧化丙烯乙二醇，(C-2)氧化乙烯的平均加成摩爾數為7-12的具有C7-C13烷基的高級仲醇的氧化乙烯加成物；和[C-3]具有C7-C18烷基的高級仲醇的氧化烯[平均加成摩爾數為3-10]和氧化丙烯[平均加成摩爾數為1-9]的加成物，加成物中，氧化乙烯和氧化丙烯總加成摩爾數是6-12。
2.製備權利要求
1的含有高濃度表面活性劑漿液的方法，即將(ⅰ)和(ⅱ)混配到該漿液中，其中(ⅰ)1%-5%(按重量計)的氯化鈉，氯化鉀或它們的混合物，(ⅱ)0.3%-5%(按重量計)的至少一種選擇於下述的非離子物質，它們是(C-1)平均分子量為170-300的聚氧化丙烯乙二醇，(C-2)具有C7-C18烷基的高級仲醇和氧化乙烯的平均加成摩爾數為7-12的氧化乙烯加成物，(C-3)具有C7-C18烷基的高級仲醇的氧化乙烯(即平均加成摩爾數為3-10)和氧化丙烯(即平均加成摩爾數為1-9)的加成物，上述氧化乙烯和上述氧化丙烯的總加成摩爾數是6-12。
專利摘要
含水高濃度表面活性劑漿液，其中包括(A)50％-70％(重)的C
文檔編號B01F17/02GK86102800SQ86102800
公開日1987年1月7日 申請日期1986年4月25日
發明者平河內良惠, 樋澤修, 高橋正利 申請人:獅子株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan