烷氧基化糖酯在液體水性軟化劑組合物中的應用的製作方法

2023-07-24 03:55:36

專利名稱：烷氧基化糖酯在液體水性軟化劑組合物中的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及糖衍生物作為軟化劑在液體水性軟化劑組合物中的應用，以及涉及包括至少一種糖衍生物和至少一種性能促進劑的液體水性軟化劑組合物。
這種應用和組合物在WO 98/16538中已經公知，該文獻公開了組合使用i)包括至少兩個或更多酯基團或醚基團和含有至少35％的三或更高級酯的酯化或醚化的糖化合物，以及ii)沉積助劑，優選用於纖維軟化的季銨化合物。
然而，希望得到的是能將優良的分散穩定性和良好的軟化性能結合起來的改進的水性糖基液體軟化劑組合物。因為它們的非離子糖酯結構，這些軟化劑組合物的生態毒性優於傳統(纖維)軟化劑的生態毒性。優選的是，軟化劑組合物的發展，使得該組合物包括具有固有的生物降解性的糖結構部分且該組合物具有接近傳統(纖維)軟化劑的軟化性能和優於WO 98/16538的組合物的分散穩定性。
對這種很好發展的軟化劑組合物主題的廣泛研究得到了令人吃驚的結果。更特別的是，觀察到當使用特定類型的糖衍生物時，大多數與目前糖基(纖維)軟化劑有關的公知問題都能得到克服。
因此，本發明涉及烷氧基化糖酯在水性液體軟化劑組合物中的應用，該烷氧基化糖酯具有—烷氧基化糖酯中的烷氧基團與起始糖中的羥基的摩爾比為1∶4-3∶1；—烷氧基化糖酯中的酯基團與採用的糖中的羥基的摩爾比為0.25-0.70；以及—HLB值小於8，優選的是，烷氧基化糖酯的HLB值小於5，更優選小於3.5，最優選小於3，並且優選的應用是在一個或多個水洗或漂洗循環中的應用。
在第二實施方案中，本發明涉及水性液體軟化劑組合物，該組合物包括這種烷氧基化糖酯。該組合物可以所述烷氧基化糖酯分散體的形式、以烷氧基化糖酯的透明溶液形式、或以其中一種或多種烷氧基化糖酯部分分散和/或部分溶解的形式存在。術語水性是指該組合物含水。通常，該液體溶劑/分散介質以水為主。然而，在根據本發明的組合物中，可用其它合適的溶劑/稀釋劑來代替或多或少的水，例如用醇、二醇、和多元醇。優選的是，這種附加的溶劑/稀釋劑從環境的觀點出發是可接受的。
對於這些化合物的HLB值而言，如下所述的HLB測試結果是至關重要的，由於已觀察到用工業上使用的計算結果來預測化合物的HLB值通常是不正確的。
值得注意的是，傳統纖維軟化劑一般是以疏水的季銨化合物為基礎，大多數為二烷基銨類。為表示疏水性化合物，請參考E.Jungermann編輯的「陽離子表面活性劑」(Cationic Surfactants)(Marcel Dekker，1970)。由傳統(纖維)軟化化合物在洗滌水中形成的膠束通常被帶負電荷的織物纖維在1-3分鐘內吸收85-95％。已知這種軟化劑不適合用作洗滌劑，甚至其可能成為汙垢固定劑。因此，通常將它們在洗滌步驟之後加入到織物中。
值得進一步注意的是，非離子化合物也會表現出軟化性能，雖然其不如傳統的二烷基季銨-基纖維軟化劑。WO 98/16538公開了糖酯，其為非離子化合物，與傳統的季屬軟化劑相比，該化合物具有生物降解的優點。到目前為止，通常認為糖衍生的產物一般具有良好的生物降解性但其分散性和軟化性不足。
此外，值得注意的是，與製備一般糖酯化合物的方法相反，製備根據本發明的烷氧基化糖酯的方法不需要使用附加的乳化劑。與製備傳統糖酯化合物的方法相比，根據本發明的方法不需要使用如DMSO和DMF的高沸點、難以除去的、質子惰性溶劑，並且還不需要使用附加的乳化劑和/或催化劑。因此，通過這樣的方法製備本發明的烷氧基化糖酯，使得它們與傳統糖酯化合物相比受到乳化劑和溶劑的汙染較少，並具有與此相關的所有優點。
烷氧基化糖酯是已知的化合物。它們的生產在例如GB 982,078、DE-AS-1 277 237和DE-AS-1 934 540中得到了公開。在GB 982,078中，該產物被公開可用作增塑劑、泡沫穩定劑、乳化劑、分散劑、均化劑、溼潤劑和用作塑料的原料。根據DE-AS-1 277 237，它們是具有最佳表面活性的化合物，而DE-AS-1 934 540公開該產物具有良好的生物降解性且可用作衣服洗滌劑組合物的原料，特別是用作乳化劑、洗滌劑、增溶劑和/或消泡劑。因此，已提出了這些化合物的廣泛用途，包括在衣服洗滌劑領域的應用。然而到目前為止，該產品僅被推薦作為洗滌劑，意味著將它們用於從被洗滌的織物表面除去沉積物，這是今天大多數非離子產品的目的。一般地，洗滌劑具有12-14的HLB值(參見，如H.E.Garrett，表面活性化學(Surface Active Chemicals)(OxfordPergamon Press，1972)，第56頁)和相對高的水溶性。
值得注意的是，傳統的疏水纖維軟化劑通常在洗衣過程的洗滌和漂洗步驟之後使用，例如通過在乾燥過程中或之後向纖維織物上噴灑該傳統試劑的溶液、或在乾燥步驟中通過向纖維織物中加入被這種傳統軟化劑浸漬過的基片來使用。這種經浸漬的基片也被稱作乾燥片(dryer sheet)，因為它們一般是經浸漬的柔韌性材料片，在乾燥纖維織物時將其加入到纖維織物中。例如US 5,376,287公開了這種乾燥片的應用，其中該乾燥周期的熱使得軟化劑被釋放並在被正乾燥的纖維織物上再分布。
因此，已知的產品是被高度乙氧基化和/或用(疏水的)酸僅輕微酯化的，或它們以固體形式、即以乾燥片形式存在，這不是根據本發明的。
令人吃驚的是，目前已發現根據本發明的水性烷氧基化糖酯組合物可用作軟化劑，特別是在洗滌應用方面。這意味著可在漂洗和/或洗滌周期中將它們加入。一般地，該水性組合物可含有佔整個組合物的0.5-50wt％、優選2.5-40wt％、更優選5-30wt％的所述烷氧基化糖酯。
用於所述組合物的優選的烷氧基化糖酯的HLB值小於約5、優選小於3.5、更優選為1-3。為獲得最佳的性能，優選將它們與選自陽離子、陰離子、兩性和非離子表面活性劑的性能促進劑結合，如本領域所公知的。所述性能促進劑包括甜菜鹼、胺、胺的水溶性鹽、胺-氧化物、及其結合物。這些促進劑一般為根據本發明的總組合物量的0-75wt％、優選0.5-50wt％。
優選的胺的水溶性鹽為叔胺鹽、更優選為那些具有C16-18烴基的叔胺的鹽、且甚至更優選為其中性鹽，該中性鹽具有被有機或無機酸(如檸檬酸或鹽酸)中和的胺。適合本發明使用的優選的胺、或其鹽包括硬脂基二甲基胺(Armeen18，出自Akzo Nobel)、牛油雙(2-羥乙基)胺(EthomeenT/12，出自Akzo Nobel)、及其鹽。
優選的根據本發明可用作性能促進劑的胺-氧化物為包括C16-18烴基的胺-氧化物，如牛油雙(2-羥乙基)胺-氧化物(AromoxT/12，出自Akzo Nobel)。
優選的兩性物質包括硬脂基二甲基甜菜鹼和牛油兩性多羧基氨基乙酸酯(Ampholak7TX，出自Akzo Nobel)。
優選的陰離子化合物包括脂肪醇硫酸鹽、脂肪醇醚硫酸鹽、烯烴磺酸鹽、和脂肪酸鹽(皂)。這種化合物的典型實例為C12-18烷基硫酸鈉(Elfan280 D，出自Akzo Nobel)、C12-15烷基醚(2.5)硫酸鈉(ElfanNS 252 S，出自Akzo Nobel)、C14-16烯烴磺酸鈉(ElfanOS46，出自Akzo Nobel)、和硬脂酸鈉。
然而，優選的性能促進劑為陽離子或非離子表面活性劑，如下所述。
如果烷氧基化糖酯與一種上述性能促進劑一起使用，它們會被沉積在如織物纖維上而不是保留在水相中作為洗滌劑。然而，該烷氧基化糖酯的分散比相應的非-烷氧基化糖酯的分散更穩定，並因此表現出儲存穩定性和軟化性能的優點。此外，在洗滌/漂洗周期中的使用保證了該軟化劑在纖維上的良好分散，且可容易地控制軟化劑的量。這使得乾燥片的使用成為多餘。
甚至更令人吃驚的是，目前已發現烷氧基化糖酯改進的分散行為是與良好的軟化性能相伴的。有時，該烷氧基化糖酯的軟化性能甚至比糖酯本身的軟化性能更好。這不能從理論上來解釋，因為理論上推測用疏水的環氧化物(如環氧乙烷)烷氧基化將由於所預期的HLB值的增大而導致軟化性能的降低。此外，烷氧基化糖酯與一種或多種性能促進劑的結合物的優良的軟化性能被認為是顯著的。經過進一步調查，已觀察到與理論相反，糖酯的烷氧基化將導致化合物的HLB值的下降。在乙氧基化糖酯小組中觀察到具有低乙氧化度的化合物的下降最顯著。通過引入進一步的環氧乙烷分子，該HLB值會如所預期的那樣重新增加，但通常HLB值將保持在低於相應的非-乙氧基化化合物的HLB值的水平。雖然這可用於解釋這些化合物的良好軟化性能，但更令人吃驚的是它使分散穩定性得到了改進，因為當更多的疏水化合物分散在水相中時，其被預期是更不穩定的。
根據本發明使用的烷氧基化糖酯可通過眾所周知的方法製備。例如，可通過GB 982,078的方法製備，在這裡是任選於溶劑存在下、使用甲醇鈉或碳酸鉀作為催化劑、於90-155℃讓醚化的糖衍生物與脂肪酸酯反應。類似的方法在DE-AS-1 934 540中有所描述，在這裡糖化合物首先在120℃下乙氧基化，然後使用甘油三酯在100℃和碳酸鉀催化劑進行酯化或使用脂肪酸在180℃下用鹽酸作為催化劑進行酯化。然而，也可根據DE-AS-1 277 237進行製備，在這裡第一步是讓糖化合物與環氧乙烷和C6-30的脂肪酸於70-200℃的溫度和1-50大氣壓、於C1-18的醇存在下進行反應。此外，該方法可由如下步驟組成，在這裡首先酯化糖化合物，然後進行醚化。任選地，在這些方法中使用溶劑並且如果對條件進行適當選擇，也可使用酶來催化酯化反應，例如EP-A-0 882 798。製備本發明的烷氧基化糖酯優選的是首先將糖化合物烷氧基化，然後對中間產物進行酯化。如果在烷氧基化步驟中需要使用溶劑，例如以利於反應物的接觸和更有效地除去反應熱，則優選使用選自水、甘油、乙二醇、低級(優選脂肪)醇、和山梨糖醇的溶劑。在最優選的實施方案中，將在水中的糖的飽和溶液烷氧基化，然後在除去水後，進行酯化。值得注意的是，在此使用的術語「酯化」包括直接酯化方法(例如酸和醇的反應)和酯交換方法(例如醇與甘油三酯的反應)。
如果將烷氧基化糖酯用於不包括性能促進劑的軟化劑組合物中，那麼優選使用HLB值小於5、更優選小於3、最優選小於2的烷氧基化糖酯，以獲得良好的軟化性能。該HLB值通常大於1。
根據本發明可使用的糖化合物為單-和二糖、其還原產物(其中醛基團或酮基團已被還原為醇結構部分)、脫水的糖衍生物、及其這些化合物的混合物。優選的糖化合物具有至少4個羥基。優選的單糖為葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、和山梨糖。優選的二糖為麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、和乳糖。蔗糖是使用於本發明中的最優選的糖化合物。還原糖包括，但非限制於，山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、和赤蘚糖醇。具有6個羥基的山梨糖醇是特別優選的還原糖化合物。在次優選的脫水糖衍生物中，具有4個羥基的脫水山梨醇是優選的。
為獲得優選的烷氧基化糖酯，將糖烷氧基化，以使在最終烷氧基化糖酯中的烷氧基單元與起始糖分子中的羥基的摩爾比為1∶4-2∶1，更優選為1∶4-3∶2，且最優選為1∶3-2∶3。該烷氧基化反應優選通過讓環氧化物與糖化合物反應來進行。因為起始糖(或酯化糖)的不同羥基基團的烷氧基化是以統計的方式發生的，如本領域所公知的，上述烷氧基單元與羥基之比是一個對每一特定分子可不同但其平均在特定範圍內的比值。可使用的環氧化物包括但非限制於環氧乙烷、環氧丙烷、環氧1-丁烷、環氧順-2-丁烷、環氧反-2-丁烷、及其結合物。根據本發明使糖酯烷氧基化的優選環氧化物為環氧乙烷、環氧丙烷、及其結合物。如果使用結合的環氧化物，可通過在同一烷氧基化步驟中使用各個環氧化物的混合物、或通過隨後使用不同的環氧化物來進行。對不同環氧化物的使用順序沒有限制並且同一環氧化物可被使用兩次。如果需要的話，通過改變烷氧基化程度和/或使用的環氧化物的類型和順序，本領域的技術人員能知道如何來適應得到的軟化劑的HLB值。
在本發明的烷氧基化糖酯中的酯官能團一般是由飽和或不飽和的任選被如一個或多個羥基取代的線性或支化的C8-22的脂肪酸衍生而來的。在製備本發明的烷氧基化糖酯中優選使用的脂肪酸包括椰子脂肪酸、棕櫚脂肪酸、棕櫚仁脂肪酸、大豆脂肪酸、油酸脂肪酸、牛油脂肪酸、菜籽脂肪酸、低芥酸菜籽脂肪酸、山萮脂肪酸、蠋脂肪酸、及其混合物。優選使用的脂肪酸混合物包括至少50wt％(％w/w)的C16-18脂肪酸。可將該酸用於傳統的直接酯化方法中，但也可使用其衍生物，例如其相應的醯氯或(混合的)酐。在酯交換反應中一般使用脂肪酸酯。在這種酯交換反應中，酸的甲基、乙基、和/或甘油酯是優選使用的。最優選的是酸的單-、二-和/或三酸甘油酯。為了得到具有希望的HLB值的軟化化合物，本領域技術人員可按眾所周知的方法改變被任選取代的脂肪酸的酯化度和類型。然而，用所述的酸酯化糖化合物或烷氧基化的糖化合物使得形成的烷氧基化糖酯的酯基團與起始糖化合物的OH基團的摩爾比為0.25-0.70，這意味著所有羥基的25-70％、或醚化的羥基被酯化。優選的是，酯基團與OH基團的所述比例為0.30-0.65，而最優選的比例為0.35-0.60。因為這種非-化學計量的酯化反應不會得到一種嚴格定義的產物，所以特定的比例是在得到的烷氧基化糖酯中發現的平均比例。
當將HLB值小於8的烷氧基化糖酯(如上所述得到)用於水性溶液中時，特別是與其它公知的糖衍生物相比，其具有良好的分散穩定性和良好的軟化性能。然而，在本發明的另一實施方案中，將這些烷氧基化糖酯與性能促進劑結合，得到了可與當今可獲得的最好的軟化劑相媲美的分散穩定性和軟化性能。
優選的性能促進劑選自陽離子表面活性劑和疏水的非離子化合物。該陽離子表面活性劑可以是傳統水分散型，特別是二烷基季銨化合物，例如二(氫化牛油)二甲基氯化銨、甲基二(氫化牛油醯氨基乙基)(2-羥乙基)甲基硫酸銨、1-甲基1-牛油醯氨基-乙基2-牛油甲基硫酸咪唑啉鎓鹽，以及二酯烷基季銨鹽，例如二(氫化牛油醯氧基乙基)二甲基氯化銨、2，3-雙(氫化牛油醯氧基)-丙烷三甲基氯化銨，如EP-A-0 638 639中描述的多羥基酯季化合物(quats)，以及二(牛油醯氧基乙基)(2-羥乙基)甲基甲基硫酸銨，或水溶性的單-和多季化合物，該化合物包括直接與氮連接或通過如氧化烯基、多氧化烯基、優選如酯基團或醯氨官能基團的可劈裂開的基團與氮連接的一個或多個烷基或烯基。值得注意的是術語水分散性化合物的意思是指在室溫下於水中的溶解度為約0.1％w/w或更小的化合物，而使用的術語水溶性化合物是指在室溫下於水中的溶解度大於約1％w/w的化合物。優選水溶性的陽離子表面活性劑，其典型的實例包括——單烷基季化合物，如椰油三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、牛油三甲基氯化銨、以及牛油(羥乙基)二甲基氯化銨；——單酯季化合物，如Me3-N+-CH2CH2OC(O)RX-、Me3-N+-CH2C(O)ORX-、Me2-N+-(CH2CH2OH)CH2CH2OC(O)RX-、Me2-N+-(CH2C(O)OMe)CH2CH2O(O)CRX-，其中R＝C8-22的脂肪酸基且X＝Cl、Br、MeSO4或乙酸根；——醯氨季化合物，如RCONHCH2CH2CH2N+-Me3X-；——水溶性多羥基酯季化合物，如EP-A-0 638 639所述，以及——水溶性多季化合物，其包括至少一個C8-22結構部分，且優選N/C8-22結構部分比例為1∶2-2∶1。
最優選的水溶性或自乳化陽離子表面活性劑包括C16-18基團。最優選的是C16-18單烷基季化合物和單酯季化合物。特別突出的是水溶性季銨化合物，其本身顯示出小或中等的軟化性能，具有如此的軟化性能助促進效果。
根據本發明可用作性能促進劑的疏水的非離子化合物包括但不限於如硬脂醇、cetearyl醇或(氫化)牛油醇的脂肪醇，如硬脂酸或(氫化)牛油脂肪酸的脂肪酸，如椰子油、棕櫚油、棕櫚仁油、大豆油、油酸油、牛油、菜籽油、低芥酸菜籽油、山萮油和蠋油的單-、二-和/或三酸甘油酯(它們任選地可被至少部分氫化)。含C16-18烷基的醇是特別優選的，如氫化牛油醇、氫化牛油脂肪酸、單硬脂酸甘油酯和二硬脂酸甘油酯。其它有用的疏水的非離子化合物包括烷氧基化、優選乙氧基化的衍生物，如C8-22脂肪醇烷氧化物、C8-22脂肪酸烷氧化物、C8-22脂肪醯胺烷氧化物、烷氧基化C8-22甘油酯、及其混合物。為了有效，這種疏水的非離子表面活性劑一般具有的HLB值小於8，優選小於5。
所述性能促進劑可單獨使用或與其它公知的性能促進劑結合使用。使用的烷氧基化糖酯(結合的)和性能促進劑(結合的)的重量比一般為95∶5-40∶60％w/w。優選的是烷氧基化糖酯和性能促進劑之間的比例為85∶15-50∶50％w/w。如果根據本發明將水分散性季化合物和疏水的非離子性能促進劑結合使用，那麼優選的季化合物與非離子劑的比例為70∶30-90∶10％w/w。為將水溶性季化合物和疏水的非離子性能促進劑結合使用，優選的比例為0.1∶99.9-50∶50％w/w。
甚至更優選的是甘油酯的酯交換製備的烷氧基化糖酯(仍含有非離子單-、二-和三酸甘油酯的殘餘混合物)與一種或多種水溶性陽離子性能促進劑的結合物。優選的是，這種混合物包括40-60％w/w的烷氧基化糖酯、40-60％w/w的單-、二-和/或三酸甘油酯，和40-60％w/w的水溶性陽離子表面活性劑，總量至多的為100％。
值得注意的是，烷氧基化糖酯的熔點可能對軟化劑的性能有影響。該特性在如下的實施例中沒有被最佳化。然而，對本領域的技術人員而言，為獲得具有最佳性能的產物，對例如烷氧基化糖酯的脂肪酸結構部分的鏈長、烷氧基化程度、使用於烷氧化糖(酯)的環氧化物的類型和比例或作為起始原料使用的糖的類型進行變化是沒有困難的。
根據本發明的組合物也可含有一種或多種任選的不賦予軟化性能的組分。可使用的任選組分的實例有香料、香料載體、電解液、pH緩衝劑、螢光增白劑、著色劑、消泡劑、防再沉澱劑、防縮劑、防皺劑、防斑劑、抗氧劑、抗腐蝕劑、抗靜電劑、增稠劑、酶、螢光增白劑(opticalbrightener)、遮光劑、殺菌劑、殺真菌劑、懸垂賦予劑(drape impartingagent)、防曬劑、顏色護理劑、以及熨燙助劑。
除在纖維軟化中使用外，也可將所述烷氧基化糖酯用於傳統的表面處理。該烷氧基化糖酯例如非常適合用於個人護理方面，如頭髮和皮膚的調理劑。例如在洗髮劑組合物中使用根據本發明的烷氧基化糖酯，特別是將其與水溶性季銨化合物結合使用，能使梳發力量得到有效降低且更容易梳理。烷氧基化糖酯的非離子性質使得可容易地配製包括它們的調理香波。此外，對環境的低影響(低生態毒性)和抗長期結晶性使得根據本發明的烷氧基化糖酯特別適合用於洗車應用方面。最後，希望能將根據本發明的具有優點的烷氧基化糖酯用於絨毛和薄紗織物的軟化、傳送帶潤滑劑、礦物浮選、和有機粘土的生產過程中。
結合以下給出的實施例對本發明做進一步地說明。
實施例在整個文件中給出的不同化合物的HLB值是按照由ICIAmericas Inc的「The HLB system，a time saving guide to emulsifierselection」(1980年3月修訂)中公開的方法得出的實際測試方法來測定的。使用了其中描述的原理，即乳化劑混合物的HLB值是每一乳化劑的重量平均HLB值。更特別的是，已知出自Hansen Rossenthal的Pioneer2076石蠟油具有乳化劑系統所需的HLB值10，以便獲得在軟化水中最穩定的水包油(O/W)的分散體。為確定具有小於10的HLB值的試驗材料的HLB值，將其與HLB值大於10的已知乳化劑以特定的重量比結合，在此為與HLB值為16.5的聚氧乙烯-20山梨糖醇酐單月桂酸酯(出自Akzo Nobel以ArmotanPML20供應)結合。為確定哪種結合能得到最好的O/W分散體，可基於重量比來計算試驗材料的HLB值。如果正如所希望的那樣，接下來可用更窄的混合比例來進行進一步的試驗。根據這些試驗，可以約0.25的準確度確定試驗材料的HLB值。
根據本發明的軟化劑組合物的分散穩定性是通過將總量為5克的(結合的)烷氧基化糖酯和任選的性能促進劑分散在95克水中，並將該分散體轉移到100ml的量筒中來測定的。經過1小時和24小時後，測定相分離程度。分散穩定性以分散(W/O)相的體積百分數來表示。
在纖維軟化評審試驗中對根據本發明的軟化劑組合物的軟化性能進行了評價。用試驗材料按一般為每公斤纖維1.25克的量來處理預洗厚絨布毛巾(使用不含磷酸鹽的試驗洗滌劑IEC-456，A型，來自WFK-Institutes，Krefeld，Germany)。將經處理的毛巾在20℃、50％的相對溼度下晾乾20小時，並切割成10×20cm的條。試驗小組的24人通過與三個標準(如下)相比較對軟化性進行了評價，數據是根據標準DIN 10954統計得出的。
選擇的參考如下1)二甲基-二(氫化牛油)氯化銨(Arquad2HT，出自AkzoNobel)，一種傳統的可水分散的(纖維)軟化劑；2)1-甲基-2-牛油烷基-3-牛油醯氨基-乙基二甲基硫酸咪唑啉鎓鹽(Rewquat7500，出自Witco)，一種傳統的可水分散的軟化劑，以及3)未處理的(未使用纖維軟化劑)。
經測試的纖維軟化劑的性能被分成如下的等級+++如果等於或好於Arquad 2HT++(+)如果顯著好於Rewoquat 7500++如果等於或好於Rewoquat 7500+(+)如果顯著好於未處理的+如果等於或好於未處理的-如果比未處理的差顯著意味著具有根據DIN 10954的至少95％的概率。
實施例1-4和比較實施例A比較在蔗糖四硬脂酸酯(Ryoto Sugar Ester S-270)和相應的乙氧基化糖酯之間進行。這些乙氧基化糖酯的乙氧基化程度根據它們的製備方法而變化。
在實施例1中，用3摩爾的環氧乙烷(EO)酯化1摩爾的蔗糖(在水中的飽和溶液)，使用基於蔗糖重量的2％w/w的KOH為催化劑。接著使獲得的蔗糖-3EO進行酯交換，條件是在每摩爾蔗糖-3EO中加入3摩爾的氫化牛油甘油三酯、和附加的多至基於反應物總重量的0.8％w/w的KOH，在全水噴射真空下(20mmHg)於1小時內加熱到140℃，以除去所有的水，接著在140℃下反應6小時。在冷卻到80℃後，仔細加入基於反應物總重量的1％w/w的過氧化氫，以漂白產物。漂白在全水噴射真空下於110℃進行1小時，在該過程中所有的剩餘水被除去。將淺黃色液體冷卻到室溫得到白色的固體。
在實施例2中，重複實施例1的操作，除以KOH為催化劑用8摩爾的EO酯化1摩爾的蔗糖外。
在實施例3中，重複實施例2的操作，除用硬脂酸甲酯(每摩爾乙氧基化蔗糖用4摩爾)酯化乙氧基化蔗糖外。
在實施例4中，用8摩爾的EO醚化1摩爾的糖酯Ryoto S-270。
通過使用實施例產物的3.2％w/w的分散體與1.8％w/w的硬脂基三甲基氯化銨、由Akzo Nobel以Arquad18提供的水溶性單烷基季化合物結合來確定分散穩定性和軟化性能。
以下是得到的結果
實施例1和2的更優良的性能和較低的HLB值是(部分地)歸於單-、二-和/或三酸甘油酯及其乙氧基化衍生物(由於製備乙氧基化糖酯的方法，而出現在乙氧基化糖酯中)的貢獻。這些甘油酯(及其衍生物)發揮著非離子性能促進劑的作用。
實施例5-10和比較實施例B-D在這些實施例中研究了性能促進劑的影響。在實施例5-7中使用了實施例1的蔗糖-3EO-四硬脂酸酯，在實施例8-10中使用了實施例2製備的蔗糖-8EO-四硬脂酸酯。在比較實施例B-D中使用了比較實施例A的蔗糖-四硬脂酸酯。在分散穩定性試驗中，將5％w/w的乙氧基化糖酯分散，或如果與附加的性能促進劑結合使用，將3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促進劑分散。在軟化性能試驗中使用的乙氧基化糖酯和性能促進劑的量為每公斤纖維如下表中所示。HT-OH是氫化牛油醇，由Henkel以HydrenolD提供。
實施例11-13和比較實施例E-H在實施例11-13中，將實施例1的乙氧基化糖酯、以及其和附加的性能促進劑結合物的性能，與僅使用這些性能促進劑進行了比較。並且，在分散穩定性試驗中，將5％w/w的乙氧基化糖酯分散，或如果與附加的性能促進劑結合使用，將3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促進劑分散。在軟化性能試驗中使用的乙氧基化糖酯和性能促進劑的量為每公斤纖維如下表中所示。
因此，如果將乙氧基化糖酯與水溶性季銨化合物結合，可得到非常好的軟化效果。
實施例14-17對實施例2的乙氧基化糖酯和其與進一步的性能促進劑的結合物的性能進行了測定。並且，在分散穩定性試驗中，將3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促進劑分散。在軟化性能試驗中使用的乙氧基化糖酯和性能促進劑的量為每公斤纖維如下表中所示。
C18皂＝硬脂酸鉀結果顯示多種類型的表面活性劑可用做烷氧基化糖酯的性能促進劑。
實施例18和比較實施例I對少量實施例2的乙氧基化糖酯和Arquad 2HT的結合物進行評價，並與僅僅是Arquad 2HT的性能進行比較。在分散穩定性試驗中，將3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促進劑分散，或者僅僅是4.0％w/w的性能促進劑。在軟化性能試驗中使用的乙氧基化糖酯和性能促進劑的量為每公斤纖維如下表中所示。
結果顯示可將少量的根據本發明的烷氧基化糖酯與傳統的纖維軟化化合物結合使用，以獲得優良的軟化性能。
實施例19使用Arquad 18作為性能促進劑對山梨糖醇衍生的酯的性能進行評價，該山梨糖醇衍生的酯是由首先乙氧基化山梨糖醇，接著使中間產物與氫化牛油脂反應得到的EO/OH＝0.5和酯/OH＝0.5的產物。在分散穩定性試驗中，將3.2％w/w的乙氧基化糖酯和1.8％w/w的性能促進劑分散。在軟化性能試驗中使用的乙氧基化糖酯和性能促進劑的量為每公斤纖維如下表中所示。
結果顯示基於山梨糖醇的烷氧基化糖酯也可用作根據本發明的軟化劑。
權利要求
1.包括一種或多種烷氧基化糖酯的水性組合物的應用，該烷氧基化糖酯具有—烷氧基化糖酯中的烷氧基單元與起始糖分子中的羥基的摩爾比平均為1∶4-3∶1；—烷氧基化糖酯中的酯基團與起始糖分子中的羥基的摩爾比平均為0.25-0.70；以及—HLB值小於8，該水性組合物用作表面處理劑，優選用作軟化劑或調理劑、最優選用作纖維軟化劑。
2.根據權利要求1的應用，其中所述烷氧基化糖酯的HLB值小於5，優選在1-3的範圍內。
3.根據權利要求1或2的應用，其中所述烷氧基化糖酯的烷氧基單元與起始糖的羥基的摩爾比平均為1∶4-2∶1，優選為1∶3-2∶3。
4.根據前述任一項權利要求的應用，其中所述酯基團與起始糖的羥基的摩爾比平均為0.3-0.65，優選為0.35-0.60。
5.根據權利要求4的應用，其中所述起始糖化合物的羥基在任選醚化後，被飽和或不飽和的、線性或支化的、任選含有羥基的、C8-22的脂肪酸，或被能引入這種脂肪酸酯基團的反應物酯化。
6.根據前述任一項權利要求的應用，其中所述烷氧基化糖酯與一種或多種性能促進劑的結合使用比例在95∶5-40∶60％w/w之間。
7.根據權利要求6的應用，其中所述性能促進劑為水溶性季銨化合物。
8.根據權利要求6的應用，其中所述性能促進劑為HLB值小於8的非離子化合物。
9.根據權利要求8的應用，其中所述非離子化合物包括通過烷氧基化糖化合物與甘油三酯進行酯交換獲得的一種或多種單-、二-和/或三酸甘油酯。
10.液體水性軟化劑組合物，其包括烷氧基化糖酯，該烷氧基化糖酯具有—烷氧基化糖酯中的烷氧基單元與起始糖中的羥基的摩爾比平均為1∶4-3∶1；—烷氧基化糖酯中的酯基團與起始糖中的羥基的摩爾比平均為0.25-0.70；以及—HLB值小於8，優選為1-3。
11.根據權利要求10的軟化劑組合物，其進一步包括一種或多種選自陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑、和/或非離子表面活性劑的性能促進劑。
12.根據權利要求11的軟化劑組合物，其進一步包括一種或多種選自陽離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑的性能促進劑。
13.根據權利要求12的軟化劑組合物，其包括水溶性季銨化合物和/或非離子化合物。
14.根據權利要求11-13任一項的軟化劑組合物，其中所述烷氧基化糖酯與性能促進劑之比為95∶5-60∶60％w/w。
15.根據權利要求11-14任一項的軟化劑組合物，其包括二者比例為70∶30-90∶10％w/w的可水分散的陽離子和非離子性能促進劑。
16.根據權利要求11-14任一項的軟化劑組合物，其包括二者比例為0.1∶99.9-70∶30％w/w的水溶性陽離子和非離子性能促進劑。
17.根據權利要求16的軟化劑組合物，其包括40-60％w/w的烷氧基化糖酯、40-60％w/w的單-、二-和/或三酸甘油酯、以及40-60％w/w的水溶性陽離子表面活性劑，總量至多為100wt％。
全文摘要
本發明涉及一種包括烷氧基化糖酯的特定水性組合物及其作為軟化劑的應用。該烷氧基化糖酯的特徵在於烷氧基單元與未改性的糖的羥基的摩爾比為1∶4－3∶1,酯基團與未改性的糖的羥基的摩爾比為0.25－0.70,且HLB值小於8,優選為1－3。優選的是,該烷氧基化糖酯與選自陽離子化合物和非離子化合物的性能促進劑結合以增加它們的軟化性能。
文檔編號D06M15/03GK1353748SQ00808286
公開日2002年6月12日 申請日期2000年4月27日 優先權日1999年5月4日
發明者N·伯塔, H·J·威森 申請人:阿克佐諾貝爾公司