液態烴除臭方法

2023-04-23 12:08:31

專利名稱：液態烴除臭方法
液態烴除臭方法本發明涉及一種清除液態烴令人不愉快氣味的方法，以及涉及這種無 嗅烴類化合物在化妝配製品中的應用。易揮發的油組分，即所謂的"輕質柔潤劑，，在化妝品工業中用於許多 配方製劑。特別是為了裝飾性化妝或者在護理配方製劑中，都使用了大量易揮發組分。這些組分可例如為揮發性環狀矽氧烷(例如環五聚矽氧烷 或者環聚二曱基矽氧烷)或者用石油化學方法製得的烴類化合物。最後提 及的這些烴類因其製造方法所致，主要涉及直鏈和支鏈烴的混合物。這類 配方製劑的例子和應用技術說明可以查閱經典著作，例如"Handbook of Cosmetic Science and Technology" ， A. Barel, M. Paye, H. Maibach, Marcel Dekker Inc. 2001 。所有提及的原料必須滿足化妝配方製劑方面的高質量標準 要求。這些原料除了毒理學上應該不令人生疑之外，還應該不含有殘留量 的降低質量組分，例如導致化妝配製品有臭味而損害品質的組分。本發明所要解決的技術問題在於，找到易揮發的油組分，該油組分一 方面在毒理學上不令人生疑，另一方面可用於常用化妝配製品而無應用技 術上的限制。在許多情況下，簡單的直鏈和飽和烴類化合物，例如可經烯 烴氫化製得者，滿足了這種要求(Anforderungsprofil )。然而，人們發覺， 這些原料經蒸餾步驟以獲得所要求的純度和揮發性性能後，仍具有化妝配 製品不可接受的嗅味。在室溫下仍呈液態、以昂貴費力的試驗室方法如色譜分離法提純的高 純度直鏈烴類化合物，基本上無嗅味。蒸餾的烴類化合物的嗅味，也不能 夠藉助技術上已知方法用惰性氣體如水蒸氣或氮氣進行的除臭步驟來除 掉。這種嗅味的原因很可能是無法量化的雜質，這些雜質在複雜的製造過 程中產生。直鏈高級烯烴的製造過程大多為低級烴的低聚，例如乙烯在化 學合成反應中低聚成所謂的齊格勒烯烴，或者為使用有機金屬混合型催化 劑的過程，例如Shell公司的SHOP過程。支鏈高級烯烴優選藉助低級烯烴 如丙烯、異丁烯和正丁烯的低聚或者共低聚來製備，其中主要使用酸性催化劑，例如在對於異丁烯的拜耳法(Bayer-Verfahren)中，或者使用有機金 屬催化劑。現在意外發現，用 一種簡單方法可從烴類化合物中除去有礙的嗅味。 因此，本專利申請的第一主題涉及一種液態烴除臭方法，其中使pH值 >7的含水液體與液態烴類化合物接觸並予攪拌，其中條件是，如果該方法 作為非連續方法進行，則輸入到液態烴和含水液體所組成體系中的比功率 介於2W/kg和200W/kg之間，或者如果該方法作為連續的方法進4亍，則輸 入到液態烴和含水液體所組成體系中的能量至少為1 kJ/kg,而最大為100 kJ/kg。本方法不僅適用於以液態存在的、優選在室溫下也即2rC下已呈液 態的烴類化合物，但該方法也可以在較高溫度下使用，譬如當純化高熔點 烴類化合物時。烴類化合物是指下列烷烴和烯烴，特別是不僅指直鏈以及支鏈異構體， 而且指閉環的烴類化合物及其任意的相互間混合物。使烴類化合物與鹼液接觸，這樣就有可能純化，這本身是已知的。US 1,553,141中記載了一種方法，其中通過與鹼性含水溶液混合，可從天然或 合成的油中除去雜質。但是，該文件既未暗示改進油的氣味的可能方法， 又未給出任何有關能量輸入的信息。此外，US 1,553,141也不涉及烴類混合 物用於化妝品製劑。US 1,951,324記敘了一種烴類化合物除臭方法，其中4吏烴類化合物與氧 化鉛水溶液接觸，並隨後添加硫將鉛以」琉化物形式沉澱出來。但是，實施本發明方法時具有決定性意義的是，使烴相或油相與含水 鹼相劇烈混合，也即在這兩個互不溶相之間形成足夠的相界面。為了獲得 這種相界面，必須向該液體/液體體系中引入足夠大的能量，優選^/L械能。不連續方法的特徵在於，對整個反應混合物進行所述能量輸入。為此 通常可以在不連續方法的情況下，在攪拌釜反應器中使用專用分散攪拌器。 攪拌體系所需的功率(單位為W)例如可以按下式計算p = Ne*p* n3* d5式中，Ne是依賴於攪拌器幾何形狀和雷諾數的牛頓數，p是被攪拌物質體 系的平均密度(單位為kg/m3), n是攪拌器轉速(單位為1/s )，而d是攪拌 器直徑(單位為m)。為了能將使用不同分散體系的連續運行方法或者不連續運行方法的能量輸入進行比較，定義了比能量輸入Q (單位為J/kg),其描述每單位質量的能量輸入。就本發明不連續運行方法而言，比功率輸入至少需要2 W/kg,特別是 至少需要5 W/kg,優選至少需要10 W/kg。優選地是比功率輸入在2 W/kg 至200 W/kg範圍內，特別優選在5 W/kg至100W/kg範圍內。就非連續方 法而言，這種比功率輸入Ps可以通過單位攪拌時間的能量輸入來計算Ps [W/kg]=比能量輸入Q [J/kg]/攪拌時間[s]因此，由上式得到的不連續攪拌體系的能量輸入為Q = (P * t)/m式中t是攪拌時間，單位為[s]， m是被攪拌物質體系的質量，單位為[kg]。 為獲得本發明不連續方法的比功率輸入，可以改變能量輸入及攪拌時間。 在此情況下，能量輸入通常可以在1 kJ/kg至100kJ/kg之間選擇。然後，專 業人員依據所要求的比功率輸入，選擇兩個相互相接觸的時間。這些時間 可以相應變化，優選時間為1至300分鐘，更優選1至60分鐘，或者優選 為1至30分鐘。相反，專業人員可以在預規定了攪拌時間的情況下，選擇 為獲得所需比功率輸入所需的能量輸入。在慣用的非本發明的攪拌方法的情況下，就低粘度體系而言，比功率 輸入通常在0.1 W/kg至1 W/kg之間。連續方法的特徵在於，能量連續輸入到總反應混合物的一部分中。在 連續方法中通常可以使用齒環式分散機、膠體磨或者高壓均質器。就連續 體系而言，能量輸入Q可類似於下式計算出來Q = P/ms式中，ms是兩相體系的質量流量，單位為[kg/s]。如果本發明方法以連續方 法形式進行，則對兩相體系來說，能量輸入至少需要為1 kJ/kg，優選至少 需要為2 kJ/kg，特別優選至少需要為5 1d/kg。能量輸入優選在1 kJ/kg至 100 kJ/kg範圍內，優選在2 kJ/kg至70 kJ/kg範圍內，特別在5 kJ/kg至60 kJ/kg範圍內，而且特別在5 kJ/kg至45 kJ/kg範圍內。與此相反，在慣常的、非本發明的不連續的方法中，具有小得多的能 量輸入，典型的值小於lkJ/kg。由於待淨化的烴在這些工藝條件下基本上是化學惰性的，雖然，在上 述溫度極限和濃度極限的情況下，大得多的比功率輸入(不連續方法)或 者大得多的能量輸入(連續方法)是可能的，但是，會導致不經濟的高能 量費用或者設備費用。因此，在不連續方法中，最大比功率輸入優選限制在200W/kg,而在連續方法中最大能量輸入限制在100kJ/kg。在進行了鹼處理之後，再進行相分離，而且不論該方法是以非連續方 法形式進行還是以連續方法形式進行，烴相可以接著從殘留量鹼溶液分離， 例如通過添加去離子水並緊接著相分離。優選的是，在本發明方法中，經 分離水相後，烴相經蒸餾予以純化。本發明方法優選使用稀石鹹液來進行。在此情況下，原則上可以Y吏用至 少含有一種選自鹼金屬陽離子和鹼土金屬陽離子的任何鹼液，其中優選使用碳酸鈉溶液或碳酸鉀溶液。氧化鉛或者其它水溶性鉛化合物排除在保護 之外。這些鹼液可以使用的濃度範圍為0.1%直至相應鹼金屬氬氧化物或鹼土 金屬氫氧化物在水中的溶解度極限。優選的濃度範圍在2%重量至60%重 量之間，更優選在3%重量至50%重量之間，特別是在5%重量至20%重 量的範圍。代替單純鹼溶液，也可以^:用金屬氫化物溶液，例如硼氫化鈉 或者氫化鋁鋰。特別是技術上常用的12%重量氫化鋁鋰和40%重量氫氧化 鈉在48 %重量去離子水中所成的溶液，該溶液以商品名稱Venpure⑧Solution 已知，可以按上述使用濃度用於本發明方法。原則上可以在0。C至250。C的溫度範圍內用稀^ 鹹溶液進行處理，優選為 15。C至150。C,特別優選為20。C至100。C,其中在工業反應器中特別有利的 是使用20。C至10(TC的範圍。最為優選的溫度範圍在40。C和8(TC之間。這些烴類化合物可涉及不飽和烴，或者優選涉及由相應不飽和化合物 經氫化製得的飽和烴。這些烴類化合物可具直鏈、支鏈或者環狀結構，其 也可為直鏈烴、支鏈烴或者環經的物理混合物。在上述飽和爛或不飽和烴 的分子結構中，也可存在直鏈、支鏈和環狀結構的任意組合，即例如具有 不飽和直鏈取代基的飽和烴環。在本發明所記敘的方法中，可涉及碳原子 數為6至30的烴類化合物，其中碳原子數的優選範圍為8至20。對本發明 方法來"i兌，特別優選所有在室溫下呈液態的烴。在另外一種優選實施方案中，烴和鹼性含水液體間的量的比在100:1至 10:1的範圍內。本發明具有下列優點 可使用烴作為價廉的原料來源來製備用於化妝品的易揮髮油組分。
本發明所述的處理方法以很小的工業額外花費得以實現。
與易揮發產品除臭相比，產物損失少。 產品的長時間穩定性，其氣味比除臭產品要好得多，這是因為未知 的或者不可量化的嗅味載體可被有效地除去。本發明的另外一個主題涉及在2rc下呈液態、含有飽和或不飽和、支鏈、直鏈或者環狀烴的混合烴，並按上述方法處理該混合烴，而不使之含 有除臭化合物。除臭化合物僅作為例子可提及的有蓖麻酸鋅、硬脂酸鋅、 氯化羥基鋁、香精油、香料。按本發明清除了氣味的烴可用於化妝配製品，並優選用於製造穩定的 化妝用乳狀液。在此情況下，優選涉及用於身體護理的配製品，例如乳膏、乳液、洗 劑、可噴乳狀液形式的配製品、用於清除體味的產品等。換本發明純化後 的烴也可用於含表面活性劑的配製品，例如泡沫浴液和淋浴液、洗髮液以 及護理洗液。這些化妝配製品能以同時含有水和油相的乳狀液或分散體形式存在。優選的化妝用組合物是w/o乳液或o/w乳液形式、含有技術人員熟悉的通常濃度的油/脂肪/蠟、乳化劑、水和化妝品中常用的其他助劑和添 加劑的組合物。通常，這種化妝用組合物含有1%重量至50%重量，優選5%重量至 40%重量，特別優選5%重量至25%重量的油組分，這些油組分與譬如油 溶性表面活性劑/乳化劑以及油溶性活性物質(Wirkstoffen)組分一起構成所 謂油相或脂肪相部分。屬於油組分的有脂肪、蠟，以及液態油如烴，但乳 化劑/表面活性劑不屬此列。烴可作為唯一的油組分，或者也可以與其他油/ 脂肪/蠟組合。相對油組分總量而言，至少一種烴的百分含量為0.1%重量至 100%重量之間，優選在1%重量至50%重量之間。優選1%重量至20%重 量以及特別優選3 %重量至20 %重量。視應用目的而定，這種化妝配製品含有一系列其他助劑和添加劑，例 如表面活性物質(表面活性劑、乳化劑)、其他油組分、珠光蠟、增稠因子(Konsistenzgeber)、稠化劑(Verdickungsmittel )、富脂劑、穩定劑、聚合 物、矽氧烷化合物、脂肪、蠟、卵磷脂、磷脂、生物活性物質(biogene Wirkstoffe)、防紫外線因子(UV-Lichtschutzfaktoren )、抗氧化劑、除臭劑、 止汗劑、止皮屑劑、成膜劑、膨脹劑、驅蟲劑、自曬黑劑、酪氨酸酶抑制 劑(脫色劑)、助水溶劑、增溶劑、防腐劑、香料油、染料等。各添加劑的 量視打算的應用而定。典型的化妝用組合物含有0.1%重量至20%重量、優 選1%重量至15%重量以及特別優選1%重量至10%重量的表面活性物質 或表面活性物質混合物。實施例1) 十二烷的高能量輸入純化試驗-非連續方法將由十二烯氫化製得的、碘值(JZ)為0.04的、lkg反應產物十二烷， 過濾掉氫化催化劑後置於實驗型攪拌釜反應器中並加熱到60°C。接著，添 加10%碳酸鈉溶液0.5 kg,並在攪拌下將整個兩相體系加熱到60°C。在此 之後，用配有分散板作為攪拌器的Ultra-Turrax (型號T50, IKA公司產； 最大功效10,000轉/分鐘時1.1 kw)，以6,000轉/分鐘轉速攪拌5分鐘。 這相當於比功率輸入約160 W/kg，能量輸入約47 kJ/kg。相分離後，將該上 層相用0.5kg去離子水洗滌，並在真空中乾燥。這樣製得的烴，可以不受令 人反感的氣味的限制，用於化妝用配製品。2) 十二烷的低能量輸入純化試驗-非連續方法將和實施例1相同量的烴和相同用量的鹼，在60。C下用常規的實驗室 型攪拌器(IKA公司產，型號RW20DZM;在500轉/分鐘下最大功率70 W)在100轉/分鐘轉速下攪拌30分鐘。這相當於比功率輸入0.4 W/kg，能 量輸入約0.7 kJ/kg。如果用5 kW功率攪拌器同樣將該體系攪拌30分鐘，則在工業型反應 器中，以例如10，000kg的烴用量，也實現類似的能量輸入。相分離後，將 上層相用0.5kg去離子水洗滌，並在真空中乾燥之。這樣製得的烴，就有礙 的嗅味而言，沒能得到改進，不適用於化妝配製品。3) 十二烷的除臭純化試驗將lkg於實施例中1用的烴，置於備有惰性氣體分配器的實驗型攪拌 釜反應器中，並加熱到80°C 。接著，為了除臭，在100 mbar真空下，使1 NmVh的氮氣流通過烴lh。而後中斷真空，切斷氮氣並冷卻產物。這樣製得的烴， 就有礙的嗅味而言，僅只稍有改進，因而不適用於化妝配製品。
權利要求
1.液態烴除臭方法，其中使液態烴與pH值＞7的含水液體接觸，並予攪拌，其特徵在於，如果該方法作為不連續方法進行，則輸入到液態烴和含水液體所組成體系中的比功率至少為2W/kg，或者如果該方法作為連續方法進行，則輸入到液態烴和含水液體所組成體系中的能量至少為1kJ/kg，並接著使水相同油相分離。
2. 權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述比功率輸入在2 W/kg至 200 W/kg範圍內，優選為5 W/kg至100 W/kg。
3. 權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述能量輸入在1 kJ/kg至100 kJ/kg範圍內，優選在2 kJ/kg至70 kJ/kg範圍內，更優選在5 kJ/kg至60 kJ/kg 範圍內，特別優選在5 kJ/kg至45 kJ/kg範圍內。
4. 權利要求1至3所述的方法，其特徵在於，該方法在0。C至250。C溫 度下進行，優選在15。C至150。C下進行，而特別優選在20。C至100。C下進 行。
5. 權利要求1至4所述的方法，其特徵在於，所述含水液體含有選自 鹼金屬及/或鹼土金屬的陽離子。
6. 權利要求1至5所述的方法，其特徵在於，將鹼金屬及/或鹼土金屬 的水溶性鹽的溶液用作含水液體。
7. 權利要求1至6所述的方法，其特徵在於，將氫氧化鉀及/或氫氧化 鈉的溶液用作含水液體。
8. 權利要求1至7所述的方法，其特徵在於，使用金屬氫化物的水溶 液，優選使用硼氫化鈉或者氫化鋁鋰的水溶液。
9. 權利要求1至8所述的方法，其特徵在於，所述含水液體基於含水 液體的重量含有至少0.1 。/。重量的鹼性化合物。
10. 權利要求1至9所述的方法，其特徵在於，所述含水液體含有2% 重量至60%重量的鹼性化合物，優選含有3%重量至50%重量、特別優選 含有5 %重量至20 %重量的鹼性化合物。
11. 權利要求1至IO所述的方法，其特徵在於，所述烴選自碳原子數 為6至30的飽和、不飽和、直鏈、支鏈或者環狀烴或其混合物。
12. 權利要求1至11所述的方法，其特徵在於，所述烴選自碳原子數為6至30、優選10至20、特別優選12至18的飽和烴或其混合物。
13. 權利要求1至12所述的方法，其特徵在於，混合物中烴和含水液 體之間的量的比(m/m)為100:1至10:1。
14. 權利要求1至13所述的方法，其特徵在於，混合時間在1分鐘至 300分鐘，優選在1分鐘至60分鐘，特別優選在1分鐘至30分鐘。
15. 權利要求1至14所述的方法，其特徵在於，在用含水液體處理烴 之後，再予以蒸餾。
16. 按權利要求1所述方法處理過的烴在化妝品製劑中的應用。
17. 在2rc下為液態、含有按權利要求1所述方法處理過的飽和或者 不飽和、支鏈、直鏈、或者環狀烴的烴混合物，其特徵在於，該烴混合物 不含除臭化合物。
全文摘要
使烴類化合物與含水鹼金屬鹼液接觸可以除去臭味。根據本發明所述，將烴類化合物與含水鹼液混合，混合的方式是，使輸入到液烴化合物和含水液體所組成體系中的比功率在2W/kg和200W/kg之間範圍內變化(該方法以不連續方式進行)或者在至少1kJ/kg和最大100kJ/kg之間範圍內變化(該方法以連續方式進行)，混合後使水相與油相分離。這樣處理過的烴類化合物適用於化裝品製劑。
文檔編號C10G19/02GK101309998SQ200680042840
公開日2008年11月19日 申請日期2006年11月15日 優先權日2005年11月16日
發明者于爾根·福爾科斯基, 馬庫斯·德克 申請人:考格尼斯智慧財產權管理有限責任公司