液體脂肪胺羧酸鹽組合物的製作方法

2023-04-29 00:11:11 2

專利名稱：液體脂肪胺羧酸鹽組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及包含脂肪胺羧酸鹽、與所述羧酸鹽對應的羧酸和水的組合物，所述組合物具有至多30°c的傾點。本發明也涉及羧酸和水用於製備本發明脂肪胺羧酸鹽組合物的用途，以及涉及製備本發明組合物的方法。
背景技術：
脂肪胺羧酸鹽，例如脂肪胺乙酸鹽，是在許多應用中使用的公知表面活性化合物。但是，這類化合物的一個問題是它們在室溫和通常高達約45°C或更高的溫度下是固體的不能傾倒的產品，這導致處理問題。脂肪胺羧酸鹽必須熔融和從轉鼓倒出，或手工從轉鼓挖出。另外，由於健康方面，固體脂肪胺羧酸鹽的處理需要使用防護面具和防護服，從而保護免受顆粒、粉塵和蒸汽的影響。如果脂肪胺羧酸鹽能以液體形式存在、能傾倒或泵送此化合物，則可以避免在處理期間暴露於脂肪胺羧酸鹽。液體牛油二胺二乙酸鹽目前可以作為商品名Duomac T36(從Akzo Nobel SurfaceChemistry AB獲得，瑞典)獲得，其含有40%的溶解於丁二醇和水中的牛油二胺二乙酸鹽。US 6 569 822涉及脂肪二胺二乙酸鹽的濃縮液體組合物，其中使用醇、水和至少一種溶劑，其中脂肪二胺二乙酸鹽溶劑的比率是小於或等於4 I。但是，這些醇和溶劑都是高度可燃性的化合物。所以在本技術領域中，需要高度濃縮的脂肪胺羧酸鹽組合物，其不含或僅僅含有少量的可燃性溶劑。

發明內容
本發明的一個目的是至少部分地克服現有技術的缺陷，並且提供另一種具有高的胺穩定性的高度濃縮液體脂肪胺羧酸鹽組合物。本發明的另一個目的是提供具有降低含量的可燃性溶劑的高度濃縮液體脂肪胺羧酸鹽組合物。現在，發明人驚奇地發現這些目的可以通過使用水和與羧酸鹽對應的羧酸作為在低溫下液體脂肪胺羧酸鹽的介質來實現。驚奇地發現，溶解在特定範圍內的水和羧酸中的脂肪胺羧酸鹽在室溫和更低的溫度下是液體，即使脂肪胺羧酸鹽具有高濃度時也是如此。因此在第一方面，本發明涉及一種組合物，此組合物含有40-90重量％的至少一種脂肪胺羧酸鹽、水和與所述羧酸鹽對應的羧酸。在此組合物中，羧酸水的重量比率是在20 : I至I : I的範圍內。另外，此組合物具有在30°C以下的傾點。雖然脂肪胺羧酸鹽具有高的熔融溫度，通常在45°C以上，它們也可以以高的羧酸鹽含量包含在室溫可傾倒的組合物中，這是因為使用了水和與所述羧酸鹽對應的羧酸作為溶劑。另外，在本發明組合物中的水含量減少了醯胺的形成，醯胺的形成通常出現在脂肪胺羧酸鹽和羧酸的混合物中。在第二方面，本發明涉及羧酸和水按照20 : I至I : I的重量比率作為添加劑加入所述羧酸的脂肪胺羧酸鹽中以獲得本發明組合物的用途，所述組合物例如含有40-90重量％的所述脂肪胺羧酸鹽，此組合物具有在< 30°C溫度下的傾點。在第三方面，本發明涉及一種製備具有<30°C的傾點的脂肪胺羧酸鹽組合物的方法，包括提供脂肪胺或其羧酸鹽；並將所述脂肪胺或其羧酸鹽和與所述羧酸鹽對應的羧酸以及水混合，得到本發明的組合物。應當注意的是，本發明涉及所附權利要求的所有可能的組合。下面在說明書中更詳細地說明上述各方面。本發明的詳細描述本發明是基於這樣的發現在特定範圍內，脂肪胺羧酸鹽和水以及與所述羧酸鹽對應的羧酸混合，形成在約室溫下的液體組合物，此組合物即使在脂肪胺羧酸鹽在組合物中具有高濃度時也是液體。因此，本發明的組合物含有脂肪胺羧酸鹽、水以及與所述羧酸鹽對應的羧酸，並且具有彡30°C的傾點，例如彡20°C，例如彡IO0C0在這裡使用的術語「與羧酸鹽對應的羧酸」、「與羧酸對應的羧酸鹽」以及相關術語表示羧酸是質子化的羧酸鹽。作為說明如果在本發明中使用的脂肪胺羧酸鹽是脂肪胺乙酸鹽，則對應的羧酸是乙酸。如果脂肪胺羧酸鹽是脂肪胺丙酸鹽，則對應的羧酸是丙酸。這是使用的術語「傾點」定義了固體組合物轉變成可傾倒的組合物時的溫度。在本文中，當粘度在20s—1的剪切速率下是在500mPa * s (cP)以下時，組合物尤其被認為是可傾倒的，粘度是在配備有C14檢測系統的Bohlin VOR流變儀上檢測的。對於檢測，使用20g* cm—1的扭矩棒和使用浮子/杯子。為了達到所需的溫度，在開始檢測之前使配料在杯子中放置10分鐘。剪切速率掃描是1-119S'且樣品沒有預先剪切。從粘度檢測，可以得到結論如果組合物在20s—1的剪切速率下具有在500mPa s (cP)以下的粘度，則此組合物被認為是可傾倒的。脂肪胺羧酸鹽組合物中的濃度應當在從約40重量％、例如從約50重量％、例如從約60重量％到約90重量％、例如到約85重量％、例如到約70重量％的範圍內。除非另有說明，本文中提到的百分比都表示重量％，基於組合物的總重量計。除了脂肪胺羧酸鹽之外，對應的羧酸和水通常佔組合物的大部分。在組合物中，羧酸水的比率通常是約20 I至約1:1。在本發明的實施方案中，羧酸水的比率是約19 I至約6 4，例如約6 : I至2 : I。羧酸和水按照上述比率作為添加劑加入所述羧酸的脂肪胺羧酸鹽中以獲得本發明組合物的用途是本發明的另一個方面。在具體實施方案中，按照上述比率的羧酸和水用作脂肪胺羧酸鹽的溶劑。脂肪胺羧酸鹽在羧酸和水中的溶液通常基本上是透明的液體。除非另有說明，在這兩種化合物之間的所有比率都表示重量比率。在具體實施方案中，本發明的組合物可以在所述傾點以下的溫度時是液體溶液。在這些情況下，在30°C和可能更低的溫度下，組合物是溶液的形式，其中脂肪胺羧酸鹽溶解在基於對應羧酸和水的溶劑中，形成基本上透明的液體。透明液體通常比不透明液體更優選，這是因為減少了沉澱或相分離的風險。如果在組合物中的水含量過高，則脂肪胺羧酸鹽組合物表現為形成凝膠。以凝膠的形式，此組合物是不可傾倒的。因此，選擇水含量足夠低以避免這種凝膠。水含量通常是約20%以下，例如在約10%以下，例如在約5%以下。如果存在水，則組合物的熔融溫度顯示為不明顯低於脂肪胺羧酸鹽本身的熔融溫度。因此，水含量通常是至少1%，例如至少2%。另外，已經顯示，在羧酸的存在下，脂肪胺和脂肪胺羧酸鹽進行醯胺的形成反應。已經顯示，向組合物中引入水能減少這種醯胺形成反 應。除了水和羧酸之外，此組合物可以任選地含有額外的溶劑。這些額外的溶劑的含量通常是按照額外溶劑脂肪胺乙酸鹽的比率為0 : I至2 : 9，例如在I : 10以下。但是，應當注意的是，本發明組合物不是必須包含任何這些額外溶劑。這些額外溶劑的例子包括常規的有機溶劑，包括但不限於醇，例如異丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇和二甘醇，醚和酮。額外溶劑的含量通常保持足夠低，從而避免獲得在室溫下可燃的組合物。這樣的脂肪胺羧酸鹽通常具有在30°C以上的熔點/傾點。因此，在本發明的具體實施方案中，考慮使用的脂肪酸羧酸鹽是具有在30°C以上的熔點/傾點的脂肪酸羧酸鹽，例如在45°C以上，例如在60°C以上。關於商購脂肪胺羧酸鹽的傾點或熔點的數據，可以尤其參見與這些產品相關公布的MSDS頁。在本發明中使用的術語「脂肪胺」通常涉及式I的單胺、二胺和多胺R1-NH- (R2-NH)nH(I)，其中R1選自直鏈和支化的、飽和和不飽和的C6,烴基；R2是(CH2)x，其中X是2-6 ；n是0-4的整數。在本發明的具體實施方案中，R1是直鏈或支化的、飽和或不飽和的C8_22烴基。R1的例子包括、但不限於挪油燒基、油基和牛油燒基、菜杆油燒基、大燒基、十燒基、十四燒基以及它們的混合物，以及植物或動物來源的其它脂肪烴基。R2的例子包括、但不限於亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞戊基和亞己基。通常，R2是亞丙基，即X是3。通常，n是0 (單胺)或I ( 二胺)。在本發明中使用的術語「脂肪胺羧酸鹽」涉及脂肪胺的羧酸鹽。脂肪二胺的羧酸鹽通常是二羧酸鹽。考慮用於本發明中的羧酸包括、但不限於具有式R3-COOH的羧酸，其中R3是直鏈、支化或環狀的Cu烴基，尤其是直鏈或支化的Cu烷基。尤其考慮使用乙酸和丙酸，以及它們的相應羧酸鹽，即分別是乙酸鹽和丙酸鹽。以下脂肪胺用於下述實驗中Duomeen T:N-牛油-l，3-二氨基丙烷；Armeen c :椰油胺；和 Armeen HT :氫化牛油胺，都來自 Akzo Nobel SurfaceChemistry AB (瑞典)。Duomeen T用357mg/g乙酸(HAc) (99. 8% )中和以獲得二乙酸鹽形式,在這裡表示為Duomac T。Duomac T具有82°C的熔點。Armeen C用294mg/g HAc中和以獲得乙酸鹽形式,在這裡表示為Armac C。Armac C具有45_60°C的熔程。Armeen HT用221mg/g HAc中和以獲得乙酸鹽形式,在這裡表示為Armac HT。Armac HT具有60°C的熔點。Duomeen T用441mg/g丙酸(99. 7% )中和以獲得二丙酸鹽形式,在這裡表示為 Duoprop T0 Duoprop T 在 30 °C 下是固體。實驗I :脂肪胺羧酸鹽的物理形式將脂肪胺加熱到液體形式，並加入羧酸中，從而形成脂肪胺羧酸鹽和羧酸的組合物。按照所示量加入水，獲得所需的組合物。將最終的組合物加入IOml玻璃燒瓶中，並用螺絲帽關閉燒瓶。配料用磁力攪拌器攪拌約15分鐘，並且如果需要獲得透明配料的話，則加熱到30-40°C。每個樣品的總重量是10g。在混合之後將樣品儲存在冷凍器中過夜，然後分別於10°C、20°C和30°C儲存。樣品的物理形式是按照下表中所示的時間通過目測並通過翻轉燒瓶測定。
權利要求
1.一種組合物，其含有 -40-90重量％的至少一種脂肪胺羧酸鹽； -水；以及 -與所述羧酸鹽對應的羧酸， 其中，羧酸水的重量比率是在20 : I至I : I的範圍內；並且所述組合物具有(30°C的傾點。
2.根據權利要求I的組合物，其中所述羧酸選自乙酸和丙酸。
3.根據權利要求I或2的組合物，其中所述組合物在所述傾點和在20s—1的剪切速率下具有至多500mPa ~k s的粘度，粘度是在配備有C14檢測系統的Bohlin VOR流變儀上檢測的。
4.根據上述權利要求中任一項的組合物，其中羧酸水的重量比率是約19 I至約6 4。
5.根據上述權利要求中任一項的組合物,其中所述組合物包含約1-20重量％的水。
6.根據上述權利要求中任一項的組合物，其中所述組合物包含約8-56重量％的羧酸。
7.根據上述權利要求中任一項的組合物，其中所述組合物還包含額外溶劑，額外溶劑是按照額外溶劑脂肪胺羧酸鹽的重量比率為0:I至2:9存在的。
8.根據上述權利要求中任一項的組合物，其中所述組合物在<30°C的溫度下是透明液體溶液。
9.根據上述權利要求中任一項的組合物，其中所述脂肪胺羧酸鹽組分具有至少45°C的溶融溫度。
10.根據上述權利要求中任一項的組合物，其中所述脂肪胺具有式(I)R1-NH- (R2-NH)nH (I) 其中 R1選自直鏈和支化的、飽和和不飽和的C6,烴基； R2是基團(CH2)x，其中X是2-6的整數；和 n是0-4的整數。
11.根據權利要求10的組合物，其中X是3.
12.根據權利要求10或11的組合物，其中n是0或I。
13.羧酸和水按照20: I至I : I的重量比率作為添加劑加入所述羧酸的脂肪胺羧酸鹽中以獲得組合物的用途，所述組合物含有40-90重量％的所述脂肪胺羧酸鹽，此組合物具有彡30°C的傾點。
14.一種製備具有< 30°C的傾點的脂肪胺羧酸鹽組合物的方法，包括 -提供脂肪胺或其羧酸鹽；和 -將所述脂肪胺或其羧酸鹽和與所述羧酸鹽對應的羧酸以及水混合，得到包含以下組分的組合物 -40-90重量％的脂肪胺羧酸鹽； -水；以及 -與所述羧酸鹽對應的羧酸， 其中，羧酸水的重量比率是在20 : I至I : I的範圍內；並且所述組合物具有(30°C的傾點。
15.根據權利要求14的方法，其中將所述脂肪胺或脂肪胺羧酸鹽與所述羧酸混合，然後與水混合。
全文摘要
本發明涉及一種組合物，此組合物含有40-90重量％的至少一種脂肪胺羧酸鹽、水以及與所述羧酸鹽對應的羧酸。在此組合物中，羧酸∶水的重量比率是在20∶1至1∶1的範圍內。本發明的組合物具有在30℃以下的溫度的傾點。
文檔編號C11D1/40GK102803453SQ201080025532
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月15日 優先權日2009年6月18日
發明者A·克林貝格, M·斯文松 申請人:阿克佐諾貝爾化學國際公司