专利名称：仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂的纯化法的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂的纯化方法，特别是除去不需要的无机硫酸盐杂质的方法。优选将所得到的纯化仲(2，3)烷基硫酸盐用于均质液体洗涤剂和稳定凝胶洗涤剂的配制。
本发明的背景大部分常规洗涤剂组合物含有各种有去污力的表面活性剂的混合物，以便从表面除去各种污垢和锈蚀。例如，阴离子表面活性剂，特别是烷基苯磺酸盐，可用于除去尘垢；非离子表面活性剂，诸如烷基乙氧基化物和烷基苯乙氧基化物，可用于除去油垢。
现已发现，仲烷基硫酸盐类的一个特殊亚类，我们在此称其为仲(2，3)烷基硫酸盐，给洗涤剂组合物的配方设计师和用户提供了许多便利。例如，与它们类似链长的对应物伯烷基硫酸盐相比，仲(2，3)烷基硫酸盐在水介质中的溶解性更好。因此，可将它们配制成稳定、均质的液体洗涤剂。仲(2，3)烷基硫酸盐的改善了的溶解性也允许将它们以浓缩的形式配制成现已开始流行的颗粒和液体的洗衣用洗涤剂。另外，现已查明，仲(2，3)烷基硫酸盐既能被需氧菌分解，也能被厌氧菌分解，这将有助于它们的环境处理。
当然，完整配制的洗涤剂组合物的生产厂家不仅关心这些组合物的安全性、操作的方便性以及各单独成分的性能，而且还关心它的被配制成便于用户使用且美观合意的稳定组合物的能力。与配制均质液体洗涤剂组合物有关的一个问题是，在储存过程中它们有分离成两相或多相的倾向。同样，凝胶洗涤剂在储存过程中有“破坏”的强烈倾向，这种情况下凝胶结构的部分或全部发生液化。在新型的浓缩洗衣用洗涤剂的情况下，特别是在那些含有倾向于促进相分离和凝胶破坏的多种离子成分的洗涤剂的情况下，这些问题变得尖锐起来。
与离子杂质特别是如硫酸盐等的多价阴离子有关的另一个问题是，它们倾向于从液体组合物中沉淀出来。如果组合物中含有增强性能的大量诸如镁或钙等的二价阳离子，则使这些问题加剧。
在这方面，常规的仲(2，3)烷基硫酸盐会出现困难。仲(2，3)烷基硫酸盐所使用的生产工艺一般包括硫酸与一种烯烃进行反应、然后用碱进行中和的两个步骤。在中和步骤中，过量的硫酸被转化成无机硫酸盐，如硫酸钠。水溶性的硫酸盐倾向于残留在中和了的也是水溶性的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂之中。由于表面活性剂和无机硫酸盐都是水溶性的，不能用水溶液洗涤的方法将它们简单地分离开来，因为这样做会导致表面活性剂不可接受的损失。因此，在商业惯例中，仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂一般含有多达10％的硫酸钠杂质。
现已查明，可溶性硫酸盐杂质存在于市售的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂中，倾向于加大均质液体及凝胶洗涤剂组合物的相分离和凝胶破坏的问题，这样很可能限制了这些其它所需种类的表面活性剂的应用。
本发明发现可用水洗涤仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，从而减少或除去无机硫酸盐杂质，但没有表面活性剂不可接受的损失。这种希望得到的结果是通过在表面活性剂的Krafft温度下或低于该温度时实施洗涤操作来实现的。因此基本上不含无机硫酸盐的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂被安全地用于均质液体和凝胶洗涤剂以及不希望有硫酸盐杂质的其它应用中。
背景工艺许多专利都公开了具有各种“仲”烷基硫酸盐和支化的烷基硫酸盐的洗涤剂组合物，这些专利参见U.S.2,900,346(Fowkes等，1959，8，18)；U.S.3,468,805(Grifo等，1969，9，23)；U.S.3,480,556(Dewitt等，1969，11，25)；U.S.3,681,424(Bloch等，1972，8，1)；U.S.4,052,342(Fernley等，1977，10，4)；U.S.4,079,020(Mills等，1978，3，14)；U.S.4,235,752(Rossall等，1980，11，25)；U.S.4,529,541(Wilms等，1985，7，16)；U.S.4,614,612(Reilly等，1986，9，30)；U.S.4,880,569(Leng等，1989，11，14)；U.S.5,075,041(Lutz，1991，12，24)；U.K.818,367(Bataafsche Petroleum，1959，8，12)；U.K.1,585,030(Shell，1981，2，18)；GB2,179,054A(Leng等，1987，2，25)(参看GB 2,1 55,031)。U.S.3,234,258(Morris，1966，2，8)涉及采用H2SO4、一种烯烃反应物以及一种低沸点、非离子、用于结晶的有机介质，进行α-烯烃硫酸化。
本发明概述本发明涉及将基本上不含水溶性无机硫酸盐杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，用于制备均质液体或凝胶的洗涤剂组合物，该组合物包括以所说仲(2，3)烷基硫酸盐作为有去污力的表面活性剂、一种或多种常规的有去污力的添加剂和一种水基载体物质。
本发明提供了一种从仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂中除去水溶性无机硫酸盐杂质的方法，包括使所说表面活性剂与所说杂质所形成的大体上为固体或膏体的混合物与洗涤水直接接触一段足够长的时间，以便溶解全部或部分的所说无机硫酸盐杂质，以及除去含有从与表面活性剂的接触中产生的溶解了的硫酸盐杂质的洗涤水，所说接触是在不高于所说表面活性剂的Krafft温度，并且较好是在低于其Krafft温度的某一温度下进行。在一个优选方式中，水溶液洗涤工序实施一段足够长的时间，以便除去至少50％，较好是至少90％的所说无机杂质。
当表面活性剂为C10-C20的仲(2，3)烷基硫酸盐以及它们的混合物时，本发明的方法是特别有用的。在这种情况下，在水和含杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂之间实施接触的温度最好是，对于C16-C18的化合物来说，不高于约22℃，较好是不高于约20℃，对于C14的化合物来说，不高于约10℃。
本发明的另一个优点是，它附带地降低了可与所说的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂共存的任何仲(4)烷基硫酸盐、仲(5)烷基硫酸盐、仲(6)烷基硫酸盐等表面活性剂杂质的含量。
此处所有的百分比、比例和份皆以重量为基准，除非另外说明。本文所有列出的文献在此引入作为参考。
本发明的详细表述仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂为了方便配方设计师起见，下面对本发明所用的硫酸化表面活性剂和其它的常规烷基硫酸盐表面活性剂之间的区别进行表征和解释。
常规的伯烷基硫酸盐表面活性剂所具有的通式为ROSO3-M 式中，R一般为C10-C20的线型烃基基团，M为水溶解阳离子。具有10～20个碳原子的支链伯烷基硫酸盐表面活性剂(即，支链“PAS”)也是已知的，可参看例如欧洲专利申请439,316(Smith等，91年1月21日提交)，常规的仲烷基硫酸盐表面活性剂是那些沿着分子烃基“骨架”具有无规则分布的硫酸盐部分的物质。可将这些物质表述为这样一种结构CH3(CH2)n(CHOSO3-M )(CH2)mCH3式中，m和n为2或更大的整数，并且m＋n之和一般约为9～17，M为水溶解阳离子。
与上述相反，用于本发明的经选择的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂具有与2-硫酸盐和3-硫酸盐相对应的通式A和通式B的结构(A)CH3(CH2)x(CHOSO3-M )CH3，和(B)CH3(CH2)y(CHOSO3-M )CH2CH3本发明中可以使用2-硫酸盐和3-硫酸盐的混合物。在通式A和B中，X和(Y＋1)分别为至少是6的整数，并且约在7～20的范围内，较好在10～16的范围内。M为一种阳离子，如碱金属、铵、链烷醇铵、碱土金属等的离子。一般用钠作为M来制备水溶性(2，3)烷基硫酸盐，但也可以使用乙醇铵、二乙醇铵、三乙醇铵、钾、铵等。应当指出，阳离子的变化将改变仲(2，3)烷基硫酸盐的优选洗涤温度，这是因为Krafft温度发生改变。
本发明已经查明，在对配方设计师很重要的各类洗涤剂组合物的一些方面上，上述类型的烷基硫酸盐表面活性剂的物理/化学性质出乎意外的互不相同。例如伯烷基硫酸盐会与钙和镁等的金属阳离子发生不利反应，并且甚至被这类金属阳离子所沉淀。因此水的硬度对伯烷基硫酸盐产生的负作用比对本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐产生的负作用更大。由此发现在钙离子的存在和水硬度高的条件下，或在使用低含量助剂或非磷酸盐助洗剂时，会出现所谓“助剂欠缺”的局面时，应优先使用仲(2，3)烷基硫酸盐。
重要的是现已发现，当配制含有钙离子或镁离子的浓缩液体洗涤剂来增强油脂脱除性或起泡性或向酶提供稳定性时，由于伯烷基硫酸盐与钙或镁阳离子的这些反应而出现问题。况且，伯烷基硫酸盐的溶解性不如仲(2，3)烷基硫酸盐的溶解性大。由此发现，高活性表面活性剂颗粒洗涤剂和高浓度液体洗涤剂的配制，采用仲(2，3)烷基硫酸盐比采用伯烷基硫酸盐更简单且更有效。
就无规仲烷基硫酸盐(即在4，5，6，7等的仲碳原子位置上具有硫酸盐基团的仲烷基硫酸盐)而言，这些物质倾向于成为发粘的固体或更普遍地倾向于膏体。因此，当配制粒状、条状或片状的洗涤剂时，无规烷基硫酸盐不能提供与固体仲(2，3)烷基硫酸盐相关的加工优势。此外，与相应的无规混合物相比，本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐提供出更好的起泡性。仲(2，3)烷基硫酸盐最好是基本上不含(即，含有低于约20％，较好低于约10％，最好低于约5％)无规的仲烷基硫酸盐。
本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂胜过其它位置的或“无规”的烷基硫酸盐同分异构体的另一个优点是，在进行织物洗涤操作的情况下，所说的仲(2，3)烷基硫酸盐在污垢再沉积方面提供了改进的性能。为用户所熟知的是，洗衣用洗涤剂使污垢脱离被洗涤的织物，并且使这些污垢悬浮在洗涤水溶液中。然而，为洗涤剂配方设计师所熟知的是，一部分悬浮的污垢会再沉积到织物上。因此，会出现污垢的部分再分布和再沉积到所有的一同被洗涤的织物上。这当然是不希望的，会导致被称为织物“变灰”的现象。(作为任何已知洗衣用洗涤剂配方的再沉积特性的一个简单测试，可将未弄脏的白色“示踪”织物与被洗涤的脏织物放在一起。在洗衣操作结束时，可用光度测定法测定或由熟练的观察员以目视法评定白色示踪物偏离其初始白度的程度。示踪物的自度保持得越高，污垢再沉积发生得越少。)现已查明，当采用上述的织物示踪物方法时，仲(2，3)烷基硫酸盐在污垢再沉积特性上给出了胜过洗衣用洗涤剂中其它位置的仲烷基硫酸盐同分异构体的实质性优点。因此，根据本发明，优选基本上不含不需要的其它位置的仲同分异构体的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，有助于以一种至今尚未认同的方式解决污垢再沉积的问题。
应当注意，本发明所用的仲(2，3)烷基硫酸盐在一些重要性质上完全不同于仲烯烃磺酸盐(例如，美国专利4,064,076，Klisch等，77，12，20)，因此，仲磺酸盐不是本发明所关注的焦点。
本发明所用的这类仲(2，3)烷基硫酸盐的制备，可通过向烯烃中加入H2SO4来实施。美国专利3,234,258(Morris)或美国专利5,075,041(Lutz，1991年12月24日授权)中公开了采用α-烯烃和硫酸的典型合成。该合成是在冷却的状态下在溶剂中实施的，制备出仲(2，3)烷基硫酸盐，在经过纯化而除去未反应的原料、无规的硫酸盐物料、未硫酸化的副产物(如C10和更高碳数的醇、仲烯烃磺酸盐等)之后，得到的产物一般为纯度大于90％的2-硫酸盐和3-硫酸盐的混合物(一般存在高达10％的硫酸钠)，该产物是非粘稠的、有明显结晶的白色固体。也可能存在一些2，3-二硫酸盐，但通常包含不超过5％的仲(2，3)烷基单硫酸盐类的混合物。由商品名＂DAN＂的产品中可获得这种原料。例如，可从Shell OilCompany(壳牌石油公司)购买到“DAN200”。
在配制液体组合物时，特别是在配制透明液体组合物时，发现仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂含有的硫酸钠约低于3％较好，约低于1％最佳。在仲烷基硫酸盐中且就其本身而言，硫酸钠是一种无害物质。但是，它在水介质中溶解并增加离子“负荷”，这会促进液体组合物中的相分离或是促进晶体形成，或者促进凝胶组合物的凝胶破坏。硫酸盐的除去是由本发明按下文中公开的那样来实施的。
水洗工艺各种方法都可用来降低仲(2，3)烷基硫酸盐中的硫酸钠含量。例如，当完成向烯烃中加入H2SO4之后，在中和酸形式的仲(2，3)烷基硫酸盐之前，务必除去未反应的H2SO4。在本发明的方法中，在仲(2，3)烷基硫酸钠的Krafft温度附近的某一温度下，可用水漂洗含有硫酸钠的仲(2，3)烷基硫酸盐的钠盐形式。这将除去Na2SO4，而想要的纯化仲(2，3)烷基硫酸钠的损失仅为最小。当然，两种工艺皆可以使用，第一种是在中和步骤之前除硫酸钠，第二种是在中和步骤之后除硫酸钠。
此处所使用的术语“Krafft温度”是一个技术术语，对于表面活性剂科学领域的技术人员都是熟知的。K.Shinoda在教科书“溶液和溶解度原理”(与Paul Becher共同翻译，Marcel Dekker Inc.公司出版，1978年，第160～161页)中描述了Krafft温度。简单地表述为，在温度低于该点(即Krafft温度)的情况下，表面活性剂在水中的溶解度增大得非常慢，在该点温度时，溶解度数据极快地上升。在高于Krafft温度约4℃的温度下，几乎任何组合物的溶液都变成均相。一般地，任何已知类型的表面活性剂，如本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐，包括一个阴离子亲水性硫酸盐基团和一个疏水性烃基基团，它的Krafft温度将随着烃基基团的链长而变化。这是由于表面活性剂的水溶性是随着其分子的疏水性部分的变化而变化。
在本发明的实施中，对于将要洗涤的特定仲(2，3)烷基硫酸盐，配方设计师将在不高于Krafft温度，并且最好在低于Krafft温度的某一温度下，用水洗涤含有硫酸钠杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂。这种情况允许硫酸钠溶解到洗涤水中，并被洗涤水除去，同时将仲(2，3)烷基硫酸盐在洗涤水中的损失保持在最低量。
在本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂包括不同长度烷基链的混合物的情况下，应当指出Krafft温度不会是一个单一的点，而意味着是一个“Krafft温度范围”。这种情况对表面活性剂/溶液的测量科学领域的那些技术人员是熟知的。无论如何，对于仲(2，3)烷基硫酸盐的这些混合物，最好是在低于Krafft温度范围，并且较好在低于混合物中存在的最短链长表面活性剂的Krafft温度的一个温度下实施硫酸钠除去操作，因为这样避免了仲(2，3)烷基硫酸盐在洗涤溶液中的过量损失。例如，对于C16仲(2，3)烷基硫酸钠表面活性剂来说，最好是在约低于30℃，较好约低于20℃的温度下实施洗涤操作。
洗涤工艺可按下列步骤分批实施，首先将湿润或干燥的仲(2，3)烷基硫酸盐悬浮于足量水中，使其形成含10-50％的固体，在约22℃(对于C16仲(2，3)烷基硫酸盐来说)下的混合时间一般至少10分钟，接着进行压滤。在一个优选方式中，浆液应含有略低于35％的固体，因为这种浆液可自由流动，并且适于洗涤工序中的搅拌。
作为另外一个好处，洗涤工艺也降低了包括上述无规仲烷基硫酸盐在内的有机杂质的含量。
添加剂成分本发明纯化了的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，特别是它的钠盐形式，一般与其它常规添加的有去污力的成分组合使用，来完整地配制可用于洗衣、硬表面清洁(包括餐具)、个人卫生等的洗涤剂组合物。这些组合物最好是以包含约5％-50％(重量)的纯化仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂的均质液体形式出现。最好也提供含有约5％-50％(重量)的纯化仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂的稳定均质的凝胶组合物。如果需要，也可以使用纯化仲(2，3)烷基硫酸盐来制备粒状、粉状、片状、条状等的洗涤剂。在制备这类组合物时，配方设计师一般加入各种的表面活性剂、助洗剂、有去污力的酶、增白剂、漂白剂和漂白活化剂、去污剂等，它们用来增强组合物综合的清洁性能和/或审美利益。的确，特别是在高浓度下，当把这些成分加入液体和凝胶组合物中对，由于这些组合物中的离子“负荷”增大，很可能会出现与分离和/或凝胶破坏有关的问题。然而，使用本发明提供的纯化仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，有助于配方设计师的设计，因为不存在无去污力的硫酸钠杂质，而不会进一步增加这些配方中的综合离子负荷。
洗涤剂领域的配方设计师明自，各种方式的添加剂成分均可与纯化仲(2，3)烷基硫酸盐一起使用。下面所列举的只是将这些成分作为例证方式提出，但不受此限制。
可将蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、过氧化物酶等酶以及它们的混合物，以约0.001％-5％的含量用于本发明的组合物。这些有去污力的酶原料可从许多商业来源获得。
硼酸和硼酸盐、取代的硼酸等酶稳定剂，也可以以一般约为0.25％-10％的含量存在于含酶的组合物中。
水溶性洗涤剂助剂可以以约5％-50％的含量存在于液体和凝胶组合物中。可将多羧酸盐，特别是柠檬酸盐、氧联二琥珀酸盐、酒石酸盐等的水溶性助剂用于这类组合物。
如果需要，可将过硼酸盐、过硫酸盐、过碳酸盐等漂白剂，以及它们与四乙酰乙二胺(TAED)和羟苯酚磺酸壬酰酯(NOBS)等熟知的漂白活化剂组合起来，以一般约为5％-20％的含量用于这些组合物中。
也可以将洗涤剂技术中熟知的、包括纤维素基材料以及非离子和阴离子的酯材料在内的常规的齐聚物去污剂，以一般约为0.1％～10％的含量用于本发明的组合物中。
粘土脱除剂及抗再沉积剂，如乙氧基化的聚氨基物质、羧甲基纤维素等，可以以约为0.01％～10％的含量，被任选地用于本发明组合物中。
可将氨基磷酸盐等螯合剂和可生物降解的螯合剂乙二胺二琥珀酸(EDDS)，任选地用于本发明的组合物中。如果使用，螯合剂的一般以约为0.1％～3％的含量存在。
聚合的分散剂，如聚合的聚羧酸酯和聚乙二醇，可以以约0.1％～7％的含量被用于本发明的组合物。聚天门冬氨酸酯和聚谷氨酸酯分散剂可被生物降解，用于这类应用是最佳的。
可以将该工艺中熟知的任何荧光增自剂或其它增艳剂或增自剂，以一般约0.05％～1.2％的含量混合到本发明的组合物中。商业的荧光增自剂包括芪、吡唑啉、香豆素等的衍生物，都是商业文献中熟知的。
也可以将洗涤用织物柔软剂以约0.5％～10％的含量用于本发明的组合物。正如美国专利4,375,416和4,291,071中所公开的那样，这些物质包括粘土柔软剂和各种胺和阳离子柔软剂。
附加的表面活性剂本发明的组合物可任选地含有各种阴离子、非离子、两性离子等的表面活性剂。如果使用，这类附加的表面活性剂一般以约占组合物1％～35％的含量存在。但应明白，附加阴离子表面活性剂的掺入到本发明中完全是任选的，因为仲(2，3)烷基硫酸盐的清洁性能非常好，可用这些物质来完全取代完整配制的洗涤剂组合物中烷基苯磺酸盐等的表面活性剂。然而，一些附加表面活性剂，例如，内胺盐、硫代内胺盐和氧化胺，在希望高泡沫时，即，特别是在手工进行餐具的洗涤操作时，是特别有用的。
对本发明有用的任选表面活性剂的非限制实施例，包括常规的C11～C18的烷基苯磺酸盐和伯烷基硫酸盐及无规烷基硫酸盐、C10～C18的烷基烷氧基硫酸盐(特别是EO1～5的乙氧基硫酸盐)、C10～C18的烷基烷氧基羧酸盐(特别是EO1～5的乙氧基羧酸盐)、C10～C18的烷基聚糖苷以及它们对应的硫酸化的聚糖苷、C12～C18的α-磺酸化脂肪酸酯、C12～C18的烷基烷氧基化物和烷基苯酚烷氧基化物(特别是乙氧基化物和混合的乙氧基化物/丙氧基化物)、C12～C18的内胺盐和硫代内胺盐(sultaines)、C10～C18的氧化胺等等。标准教科书中列出其它常规有用的表面活性剂。
本发明中特别有用的附加非离子表面活性剂的一个特殊类型，包括通式如下的多羟基脂肪酸酰胺 式中，R1为H、C1-C8的烃基、2-羟乙基、2-羟丙基或它们的混合物，较好是C1～C4的烷基，更好是C1或C2的烷基，最好是C1烷基(即甲基)；R2为C5～C32的烃基部分，较好为C7～C19的直链的烷基或链烯基，更好为C9～C17的直链的烷基或链烯基，最好是C11～C19的直链的烷基或链烯基，或是它们的混合物；Z为直接与链相连接的具有至少2个羟基的线型烃基链(在甘油醛的情况下)或至少3个羟基的线型烃基链(在其它的还原糖的情况下)的多羟基部分，或是一种烷氧基化衍生物(较好是乙氧基化或丙氧基化的衍生物)。Z较好为还原氨化反应中由还原糖衍生的，更好地，Z为糖醇基部分。合适的还原糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖、甘露糖和木糖，以及甘油醛。作为原料，可以使用高葡萄糖玉米糖浆、高果糖玉米糖浆和高麦芽糖玉米糖浆，以及上面列出的单糖。这些玉米糖浆可以生成用于Z的糖成分混合物。应理解，这决不是打算排除其它合适的原料。Z较好是选自由—CH2—(CHOH)n—CH2OH、—CH(CH2OH)—(CHOH)n-1—CH2OH、—CH2—(CHOH)2(CHOR′)(CHOH)—CH2OH所构成的物组，其中n为1～5的整数(含1和5)，R′为H或环状的单糖类或多糖类，以及它们的烷氧基化的衍生物。最佳的是n为4的糖醇基，特别是—CH2—(CHOH)4—CH2OH。
式(I)中，R1可以是，例如N-甲基、N-乙基、N-丙基、N-异丙基、N-丁基、N-异丁基、N-2-羟乙基或N-2-羟丙基。为了得到高泡沫，R1较好为甲基或羟烷基。如果希望低泡沫，R1较好为C2～C8的烷基，特别是正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、戊基、己基和2-乙基己基。
R2-CO-N＜可以是，例如，椰子酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、月桂酰胺、肉豆蔻酰胺、癸酰胺、棕榈酰胺、牛脂酰胺等。
尽管可以采用Schwartz在美国专利2,707,798中公开的工艺来制备多羟基脂肪酸酰胺，但存在着被环化的副产物和其它有色物质污染的问题。作为一个综合建议，WO-9,206,154和WO-9,206,984中所描述的初步方法将提供高质量的多羟基脂肪酸酰胺。这些方法包括，在约85℃的温度下的溶剂中，利用一种醇盐催化剂，使N-烷基氨基多元醇与较好是脂肪酸甲酯反应，以高产率(90-98％)获得多羟基脂肪酸酰胺。这些产物具有所希望的低含量(一般低于约1.0％)的亚优的可降解环化副产物，同时还具有改善的色度和改善的色度稳定性，例如加纳尔颜色(Gardner)约低于4，较好是介于0和2之间。(对于含诸如丁基、异丁基和正己基等化合物，通过催化剂导入的或在反应过程中产生的甲醇，提供了足够的流态化，使得使用额外的反应溶剂成为任选)。如果需要，保留在产物中的任何未反应的N-烷基氨基多元醇可被例如醋酸酐、马来酸酐等的酸酐酰化，以便将这些产物中的残余胺的总含量降到最低。可通过与例如三乙醇胺反应而消耗那些可抑制泡沫的经典的脂肪酸残余源。
此处“环化的副产物”指的是初级反应中不希望的副产物，其中，多羟基脂肪酸酰胺中的多个羟基基团可形成环状结构，这种环状结构基本上不容易被生物降解。化学领域的技术人员将明白本发明采用二糖或多糖(如麦芽糖)制备多羟基脂肪酸酰胺，该反应导致形成多羟基脂肪酸酰胺，其中线型取代基Z(它含有多个羟基取代基)自然地被多羟基环状结构“封闭”。正如此处所定义的那样，这些物质不是环化的副产物。
上述的多羟基脂肪酸酰胺也可以被硫酸盐化，例如，通过与SO3/吡啶反应得到硫酸盐物质，它被用作为本发明的一种附加的阴离子表面活性剂。
其它成分本发明组合物中可含有用于洗涤剂组合物的各种其它成分，包括另外的活性成分、载体、水溶增溶剂、处理助剂、染料或颜料、用于液体配方的溶剂等。如果需要高泡沫，可将如C10～C16的链烷醇酰胺等增泡剂，以一般为1％～10％的含量混合到组合物中。C10～C14的单乙醇酰胺和二乙醇酰胺是这类增泡剂的典型类型。这类增泡剂与高起泡的附加表面活性剂(如上述的氧化胺、内胺盐和硫代内胺盐)一起使用也是很有利的。
另一方面，如果需要，可以将起泡控制剂如C10～C18仲醇类、烃类、脂肪酸类和硅氧烷类以0.1％-3％(重量)的含量用于组合物中。
液体洗涤剂组合物可含有作为载体的水和其它溶剂。低分子量的伯醇或仲醇，例如甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇是适合的。对于溶液化表面活性剂来说，一元醇是最佳的，但也可以使用多元醇，如那些含有2～6个碳原子且2～6个羟基基团的多元醇(例如1，3-丙二醇、乙二醇、甘油和1，2-丙二醇)。该组合物可含有5％～90％，一般10％～50％的这类载体。
凝胶组合物可包含一种含水载体，并可含有0.5％～10％或更多的各种合成及天然的胶凝剂，如藻朊酸盐和天然树胶，以及尿素和尿素衍生物。
本发明的洗涤剂组合物优选在水溶液清洗操作的应用过程中配制，用于织物洗涤的组合物，洗涤水的PH应在约6.5～11之间，较好在约7.5～10.5之间。液体餐具洗涤产品的配方较好具有介于6.8～9.5之间的PH值。将PH值控制在推荐的使用范围的技术包括使用缓冲液、碱液、酸液等，这对该领域的技术人员是熟知的。本发明通常使用C10～C20的仲(2，3)烷基硫酸盐。C14～C18化合物较好用于洗衣清洁操作。C12～C16化合物较好用于餐具洗涤组合物。
以下是典型的非限制性的实施例，它说明了洗涤剂组合物和按照本发明纯化的仲(2，3)烷基硫酸盐的应用。对于大多数目的，本发明的较好组合物是不含磷酸盐助洗剂的。
实施例1一种液体洗衣用洗涤剂组合物包括以下成分成分 ％(wt)仲(2，3)烷基硫酸盐*15.0C14N-甲基葡糖酰胺5.0柠檬酸钠 3.0
C10醇乙氧基化物(3) 13.0单乙醇胺 2.5MAXATASE(酶) 0.5LIPOLASE(酶) 0.5水/丙二醇/乙醇(100∶1∶1) 余量*平均链长为C14～C16；钠盐形式；Na2SO4低于1％。
实施例2具有高油脂脱除性能的一种液体餐具洗涤剂组合物的配方如下成分 ％(wt)C12N-甲基葡糖酰胺 9.0C12乙氧基(1)硫酸盐5.0C14仲(2，3)烷基硫酸盐(Na)*6.5C12乙氧基(2)羧酸盐4.5C12脂肪醇乙氧基化物(4)3.0C12氧化胺 3.0异丙基苯磺酸钠 2.0乙醇 4.0Mg (以MgCl2的形式) 0.2Ca (以甲酸钙的形式) 0.4水余量*纯化至含有低于1％的Na2SO4以下实施例使用以本发明方式纯化的仲(2，3)烷基硫酸盐来制备凝胶餐具洗涤剂组合物。
实施例3凝胶组合物如下。
将0.8克硫酸镁、0.8克甲酸钙及6.7克椰子氨基丙基内胺盐(30％活性，Albright-Wilson，英国)溶解于25克水中，向其中加入8克C91-8T Dobanol(100％活性，Shell，美国)、1.00克硼酸和20克尿素(99％活性，Fisher Scientific，美国)，并于71～74℃下搅拌。一旦得到均匀混合物，就加入8克97.6％活性的椰子N-甲基葡糖酰胺和28克C16仲(2，3)烷基硫酸钠，并继续进行搅拌。(当液体温度达到约35～40℃时，可加入诸如有去污力的酶等成分)。最后的液体产品在冷却后形成凝胶。
在另一种方式中，不使用尿素来获得凝胶。将0.002克兰色染料溶解于42克62℃的水中，形成溶液，搅拌下向其中加入0.25克MgSO4、0.25克CaCl2、0.50克香料和35％～50％椰子烷基C12～C14N-甲基葡糖酰胺糊。一旦所有的材料都溶解后，加入21克的一种80％的C12～14的仲(2，3)烷基硫酸钠糊。于77℃下再搅拌溶液30分钟。在约40℃继续搅拌下，加入0.5克有去污力的商品蛋白酶组分。一旦停止搅拌，粘性液体冷却后迅速固化成凝胶。
尽管此处提供的较好的组合物形态是稳定均质液体和凝胶形态，但是此处也可以提供如条状、粉状等其它形态。
权利要求
1.一种基本上不含水溶性无机硫酸盐杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂在制备均质液体或凝胶的洗涤剂组合物中的应用，该组合物包括以所说仲(2，3)烷基硫酸盐作为有去污力的表面活性剂、一种或多种常规的有去污力的添加剂和一种水基载体物质。
2.一种从仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂中除去水溶性无机硫酸盐杂质的工艺，包括使所说表面活性剂与所说杂质所形成的大体上为固体或膏体的混合物与洗涤水直接接触一段足够长的时间，以便溶解全部或部分的所说无机硫酸盐杂质，以及从与表面活性剂的接触中除去含有所说溶解了的硫酸盐杂质的所说洗涤水，所说接触是在不高于所说表面活性剂的Krafft温度的某一温度下进行。
3.权利要求2中所述的工艺，它是在低于所说表面活性剂的Krafft温度下实施的。
4.权利要求2或3中所述的工艺，其中表面活性剂为C10～C18的仲(2，3)烷基硫酸盐以及它们的混合物。
5.权利要求2～4的任一项中所述的工艺，其中介于水和含杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂之间的接触，是在不高于20℃的温度下实施的。
6.权利要求2～5任一项中所述的工艺，其中洗涤操作除去至少50％(重量)的无机硫酸盐杂质。
7.权利要求2～6任一项中所述的工艺，该工艺从所说仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂中附带地减少了仲(4)烷基硫酸盐、仲(5)烷基硫酸盐、仲(6)烷基硫酸盐等任何表面活性剂杂质的含量。
全文摘要
在所说表面活性剂的Krafft温度时或低于该温度的温度下，用水洗涤含有无机硫酸盐杂质(如硫酸钠)的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，其结果，纯化的仲烷基硫酸盐表面活性剂被特别地用于制备均质液体或凝胶洗涤剂组合物。
文档编号C07C303/44GK1124497SQ94192200
公开日1996年6月12日 申请日期1994年4月5日 优先权日1993年4月8日
发明者B·R·默希 申请人:普罗格特-甘布尔公司
技术领域：
本发明的领域本发明涉及仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂的纯化方法，特别是除去不需要的无机硫酸盐杂质的方法。优选将所得到的纯化仲(2，3)烷基硫酸盐用于均质液体洗涤剂和稳定凝胶洗涤剂的配制。
本发明的背景大部分常规洗涤剂组合物含有各种有去污力的表面活性剂的混合物，以便从表面除去各种污垢和锈蚀。例如，阴离子表面活性剂，特别是烷基苯磺酸盐，可用于除去尘垢；非离子表面活性剂，诸如烷基乙氧基化物和烷基苯乙氧基化物，可用于除去油垢。
现已发现，仲烷基硫酸盐类的一个特殊亚类，我们在此称其为仲(2，3)烷基硫酸盐，给洗涤剂组合物的配方设计师和用户提供了许多便利。例如，与它们类似链长的对应物伯烷基硫酸盐相比，仲(2，3)烷基硫酸盐在水介质中的溶解性更好。因此，可将它们配制成稳定、均质的液体洗涤剂。仲(2，3)烷基硫酸盐的改善了的溶解性也允许将它们以浓缩的形式配制成现已开始流行的颗粒和液体的洗衣用洗涤剂。另外，现已查明，仲(2，3)烷基硫酸盐既能被需氧菌分解，也能被厌氧菌分解，这将有助于它们的环境处理。
当然，完整配制的洗涤剂组合物的生产厂家不仅关心这些组合物的安全性、操作的方便性以及各单独成分的性能，而且还关心它的被配制成便于用户使用且美观合意的稳定组合物的能力。与配制均质液体洗涤剂组合物有关的一个问题是，在储存过程中它们有分离成两相或多相的倾向。同样，凝胶洗涤剂在储存过程中有“破坏”的强烈倾向，这种情况下凝胶结构的部分或全部发生液化。在新型的浓缩洗衣用洗涤剂的情况下，特别是在那些含有倾向于促进相分离和凝胶破坏的多种离子成分的洗涤剂的情况下，这些问题变得尖锐起来。
与离子杂质特别是如硫酸盐等的多价阴离子有关的另一个问题是，它们倾向于从液体组合物中沉淀出来。如果组合物中含有增强性能的大量诸如镁或钙等的二价阳离子，则使这些问题加剧。
在这方面，常规的仲(2，3)烷基硫酸盐会出现困难。仲(2，3)烷基硫酸盐所使用的生产工艺一般包括硫酸与一种烯烃进行反应、然后用碱进行中和的两个步骤。在中和步骤中，过量的硫酸被转化成无机硫酸盐，如硫酸钠。水溶性的硫酸盐倾向于残留在中和了的也是水溶性的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂之中。由于表面活性剂和无机硫酸盐都是水溶性的，不能用水溶液洗涤的方法将它们简单地分离开来，因为这样做会导致表面活性剂不可接受的损失。因此，在商业惯例中，仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂一般含有多达10％的硫酸钠杂质。
现已查明，可溶性硫酸盐杂质存在于市售的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂中，倾向于加大均质液体及凝胶洗涤剂组合物的相分离和凝胶破坏的问题，这样很可能限制了这些其它所需种类的表面活性剂的应用。
本发明发现可用水洗涤仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，从而减少或除去无机硫酸盐杂质，但没有表面活性剂不可接受的损失。这种希望得到的结果是通过在表面活性剂的Krafft温度下或低于该温度时实施洗涤操作来实现的。因此基本上不含无机硫酸盐的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂被安全地用于均质液体和凝胶洗涤剂以及不希望有硫酸盐杂质的其它应用中。
背景工艺许多专利都公开了具有各种“仲”烷基硫酸盐和支化的烷基硫酸盐的洗涤剂组合物，这些专利参见U.S.2,900,346(Fowkes等，1959，8，18)；U.S.3,468,805(Grifo等，1969，9，23)；U.S.3,480,556(Dewitt等，1969，11，25)；U.S.3,681,424(Bloch等，1972，8，1)；U.S.4,052,342(Fernley等，1977，10，4)；U.S.4,079,020(Mills等，1978，3，14)；U.S.4,235,752(Rossall等，1980，11，25)；U.S.4,529,541(Wilms等，1985，7，16)；U.S.4,614,612(Reilly等，1986，9，30)；U.S.4,880,569(Leng等，1989，11，14)；U.S.5,075,041(Lutz，1991，12，24)；U.K.818,367(Bataafsche Petroleum，1959，8，12)；U.K.1,585,030(Shell，1981，2，18)；GB2,179,054A(Leng等，1987，2，25)(参看GB 2,1 55,031)。U.S.3,234,258(Morris，1966，2，8)涉及采用H2SO4、一种烯烃反应物以及一种低沸点、非离子、用于结晶的有机介质，进行α-烯烃硫酸化。
本发明概述本发明涉及将基本上不含水溶性无机硫酸盐杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，用于制备均质液体或凝胶的洗涤剂组合物，该组合物包括以所说仲(2，3)烷基硫酸盐作为有去污力的表面活性剂、一种或多种常规的有去污力的添加剂和一种水基载体物质。
本发明提供了一种从仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂中除去水溶性无机硫酸盐杂质的方法，包括使所说表面活性剂与所说杂质所形成的大体上为固体或膏体的混合物与洗涤水直接接触一段足够长的时间，以便溶解全部或部分的所说无机硫酸盐杂质，以及除去含有从与表面活性剂的接触中产生的溶解了的硫酸盐杂质的洗涤水，所说接触是在不高于所说表面活性剂的Krafft温度，并且较好是在低于其Krafft温度的某一温度下进行。在一个优选方式中，水溶液洗涤工序实施一段足够长的时间，以便除去至少50％，较好是至少90％的所说无机杂质。
当表面活性剂为C10-C20的仲(2，3)烷基硫酸盐以及它们的混合物时，本发明的方法是特别有用的。在这种情况下，在水和含杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂之间实施接触的温度最好是，对于C16-C18的化合物来说，不高于约22℃，较好是不高于约20℃，对于C14的化合物来说，不高于约10℃。
本发明的另一个优点是，它附带地降低了可与所说的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂共存的任何仲(4)烷基硫酸盐、仲(5)烷基硫酸盐、仲(6)烷基硫酸盐等表面活性剂杂质的含量。
此处所有的百分比、比例和份皆以重量为基准，除非另外说明。本文所有列出的文献在此引入作为参考。
本发明的详细表述仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂为了方便配方设计师起见，下面对本发明所用的硫酸化表面活性剂和其它的常规烷基硫酸盐表面活性剂之间的区别进行表征和解释。
常规的伯烷基硫酸盐表面活性剂所具有的通式为ROSO3-M 式中，R一般为C10-C20的线型烃基基团，M为水溶解阳离子。具有10～20个碳原子的支链伯烷基硫酸盐表面活性剂(即，支链“PAS”)也是已知的，可参看例如欧洲专利申请439,316(Smith等，91年1月21日提交)，常规的仲烷基硫酸盐表面活性剂是那些沿着分子烃基“骨架”具有无规则分布的硫酸盐部分的物质。可将这些物质表述为这样一种结构CH3(CH2)n(CHOSO3-M )(CH2)mCH3式中，m和n为2或更大的整数，并且m＋n之和一般约为9～17，M为水溶解阳离子。
与上述相反，用于本发明的经选择的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂具有与2-硫酸盐和3-硫酸盐相对应的通式A和通式B的结构(A)CH3(CH2)x(CHOSO3-M )CH3，和(B)CH3(CH2)y(CHOSO3-M )CH2CH3本发明中可以使用2-硫酸盐和3-硫酸盐的混合物。在通式A和B中，X和(Y＋1)分别为至少是6的整数，并且约在7～20的范围内，较好在10～16的范围内。M为一种阳离子，如碱金属、铵、链烷醇铵、碱土金属等的离子。一般用钠作为M来制备水溶性(2，3)烷基硫酸盐，但也可以使用乙醇铵、二乙醇铵、三乙醇铵、钾、铵等。应当指出，阳离子的变化将改变仲(2，3)烷基硫酸盐的优选洗涤温度，这是因为Krafft温度发生改变。
本发明已经查明，在对配方设计师很重要的各类洗涤剂组合物的一些方面上，上述类型的烷基硫酸盐表面活性剂的物理/化学性质出乎意外的互不相同。例如伯烷基硫酸盐会与钙和镁等的金属阳离子发生不利反应，并且甚至被这类金属阳离子所沉淀。因此水的硬度对伯烷基硫酸盐产生的负作用比对本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐产生的负作用更大。由此发现在钙离子的存在和水硬度高的条件下，或在使用低含量助剂或非磷酸盐助洗剂时，会出现所谓“助剂欠缺”的局面时，应优先使用仲(2，3)烷基硫酸盐。
重要的是现已发现，当配制含有钙离子或镁离子的浓缩液体洗涤剂来增强油脂脱除性或起泡性或向酶提供稳定性时，由于伯烷基硫酸盐与钙或镁阳离子的这些反应而出现问题。况且，伯烷基硫酸盐的溶解性不如仲(2，3)烷基硫酸盐的溶解性大。由此发现，高活性表面活性剂颗粒洗涤剂和高浓度液体洗涤剂的配制，采用仲(2，3)烷基硫酸盐比采用伯烷基硫酸盐更简单且更有效。
就无规仲烷基硫酸盐(即在4，5，6，7等的仲碳原子位置上具有硫酸盐基团的仲烷基硫酸盐)而言，这些物质倾向于成为发粘的固体或更普遍地倾向于膏体。因此，当配制粒状、条状或片状的洗涤剂时，无规烷基硫酸盐不能提供与固体仲(2，3)烷基硫酸盐相关的加工优势。此外，与相应的无规混合物相比，本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐提供出更好的起泡性。仲(2，3)烷基硫酸盐最好是基本上不含(即，含有低于约20％，较好低于约10％，最好低于约5％)无规的仲烷基硫酸盐。
本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂胜过其它位置的或“无规”的烷基硫酸盐同分异构体的另一个优点是，在进行织物洗涤操作的情况下，所说的仲(2，3)烷基硫酸盐在污垢再沉积方面提供了改进的性能。为用户所熟知的是，洗衣用洗涤剂使污垢脱离被洗涤的织物，并且使这些污垢悬浮在洗涤水溶液中。然而，为洗涤剂配方设计师所熟知的是，一部分悬浮的污垢会再沉积到织物上。因此，会出现污垢的部分再分布和再沉积到所有的一同被洗涤的织物上。这当然是不希望的，会导致被称为织物“变灰”的现象。(作为任何已知洗衣用洗涤剂配方的再沉积特性的一个简单测试，可将未弄脏的白色“示踪”织物与被洗涤的脏织物放在一起。在洗衣操作结束时，可用光度测定法测定或由熟练的观察员以目视法评定白色示踪物偏离其初始白度的程度。示踪物的自度保持得越高，污垢再沉积发生得越少。)现已查明，当采用上述的织物示踪物方法时，仲(2，3)烷基硫酸盐在污垢再沉积特性上给出了胜过洗衣用洗涤剂中其它位置的仲烷基硫酸盐同分异构体的实质性优点。因此，根据本发明，优选基本上不含不需要的其它位置的仲同分异构体的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，有助于以一种至今尚未认同的方式解决污垢再沉积的问题。
应当注意，本发明所用的仲(2，3)烷基硫酸盐在一些重要性质上完全不同于仲烯烃磺酸盐(例如，美国专利4,064,076，Klisch等，77，12，20)，因此，仲磺酸盐不是本发明所关注的焦点。
本发明所用的这类仲(2，3)烷基硫酸盐的制备，可通过向烯烃中加入H2SO4来实施。美国专利3,234,258(Morris)或美国专利5,075,041(Lutz，1991年12月24日授权)中公开了采用α-烯烃和硫酸的典型合成。该合成是在冷却的状态下在溶剂中实施的，制备出仲(2，3)烷基硫酸盐，在经过纯化而除去未反应的原料、无规的硫酸盐物料、未硫酸化的副产物(如C10和更高碳数的醇、仲烯烃磺酸盐等)之后，得到的产物一般为纯度大于90％的2-硫酸盐和3-硫酸盐的混合物(一般存在高达10％的硫酸钠)，该产物是非粘稠的、有明显结晶的白色固体。也可能存在一些2，3-二硫酸盐，但通常包含不超过5％的仲(2，3)烷基单硫酸盐类的混合物。由商品名＂DAN＂的产品中可获得这种原料。例如，可从Shell OilCompany(壳牌石油公司)购买到“DAN200”。
在配制液体组合物时，特别是在配制透明液体组合物时，发现仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂含有的硫酸钠约低于3％较好，约低于1％最佳。在仲烷基硫酸盐中且就其本身而言，硫酸钠是一种无害物质。但是，它在水介质中溶解并增加离子“负荷”，这会促进液体组合物中的相分离或是促进晶体形成，或者促进凝胶组合物的凝胶破坏。硫酸盐的除去是由本发明按下文中公开的那样来实施的。
水洗工艺各种方法都可用来降低仲(2，3)烷基硫酸盐中的硫酸钠含量。例如，当完成向烯烃中加入H2SO4之后，在中和酸形式的仲(2，3)烷基硫酸盐之前，务必除去未反应的H2SO4。在本发明的方法中，在仲(2，3)烷基硫酸钠的Krafft温度附近的某一温度下，可用水漂洗含有硫酸钠的仲(2，3)烷基硫酸盐的钠盐形式。这将除去Na2SO4，而想要的纯化仲(2，3)烷基硫酸钠的损失仅为最小。当然，两种工艺皆可以使用，第一种是在中和步骤之前除硫酸钠，第二种是在中和步骤之后除硫酸钠。
此处所使用的术语“Krafft温度”是一个技术术语，对于表面活性剂科学领域的技术人员都是熟知的。K.Shinoda在教科书“溶液和溶解度原理”(与Paul Becher共同翻译，Marcel Dekker Inc.公司出版，1978年，第160～161页)中描述了Krafft温度。简单地表述为，在温度低于该点(即Krafft温度)的情况下，表面活性剂在水中的溶解度增大得非常慢，在该点温度时，溶解度数据极快地上升。在高于Krafft温度约4℃的温度下，几乎任何组合物的溶液都变成均相。一般地，任何已知类型的表面活性剂，如本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐，包括一个阴离子亲水性硫酸盐基团和一个疏水性烃基基团，它的Krafft温度将随着烃基基团的链长而变化。这是由于表面活性剂的水溶性是随着其分子的疏水性部分的变化而变化。
在本发明的实施中，对于将要洗涤的特定仲(2，3)烷基硫酸盐，配方设计师将在不高于Krafft温度，并且最好在低于Krafft温度的某一温度下，用水洗涤含有硫酸钠杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂。这种情况允许硫酸钠溶解到洗涤水中，并被洗涤水除去，同时将仲(2，3)烷基硫酸盐在洗涤水中的损失保持在最低量。
在本发明的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂包括不同长度烷基链的混合物的情况下，应当指出Krafft温度不会是一个单一的点，而意味着是一个“Krafft温度范围”。这种情况对表面活性剂/溶液的测量科学领域的那些技术人员是熟知的。无论如何，对于仲(2，3)烷基硫酸盐的这些混合物，最好是在低于Krafft温度范围，并且较好在低于混合物中存在的最短链长表面活性剂的Krafft温度的一个温度下实施硫酸钠除去操作，因为这样避免了仲(2，3)烷基硫酸盐在洗涤溶液中的过量损失。例如，对于C16仲(2，3)烷基硫酸钠表面活性剂来说，最好是在约低于30℃，较好约低于20℃的温度下实施洗涤操作。
洗涤工艺可按下列步骤分批实施，首先将湿润或干燥的仲(2，3)烷基硫酸盐悬浮于足量水中，使其形成含10-50％的固体，在约22℃(对于C16仲(2，3)烷基硫酸盐来说)下的混合时间一般至少10分钟，接着进行压滤。在一个优选方式中，浆液应含有略低于35％的固体，因为这种浆液可自由流动，并且适于洗涤工序中的搅拌。
作为另外一个好处，洗涤工艺也降低了包括上述无规仲烷基硫酸盐在内的有机杂质的含量。
添加剂成分本发明纯化了的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，特别是它的钠盐形式，一般与其它常规添加的有去污力的成分组合使用，来完整地配制可用于洗衣、硬表面清洁(包括餐具)、个人卫生等的洗涤剂组合物。这些组合物最好是以包含约5％-50％(重量)的纯化仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂的均质液体形式出现。最好也提供含有约5％-50％(重量)的纯化仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂的稳定均质的凝胶组合物。如果需要，也可以使用纯化仲(2，3)烷基硫酸盐来制备粒状、粉状、片状、条状等的洗涤剂。在制备这类组合物时，配方设计师一般加入各种的表面活性剂、助洗剂、有去污力的酶、增白剂、漂白剂和漂白活化剂、去污剂等，它们用来增强组合物综合的清洁性能和/或审美利益。的确，特别是在高浓度下，当把这些成分加入液体和凝胶组合物中对，由于这些组合物中的离子“负荷”增大，很可能会出现与分离和/或凝胶破坏有关的问题。然而，使用本发明提供的纯化仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，有助于配方设计师的设计，因为不存在无去污力的硫酸钠杂质，而不会进一步增加这些配方中的综合离子负荷。
洗涤剂领域的配方设计师明自，各种方式的添加剂成分均可与纯化仲(2，3)烷基硫酸盐一起使用。下面所列举的只是将这些成分作为例证方式提出，但不受此限制。
可将蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、过氧化物酶等酶以及它们的混合物，以约0.001％-5％的含量用于本发明的组合物。这些有去污力的酶原料可从许多商业来源获得。
硼酸和硼酸盐、取代的硼酸等酶稳定剂，也可以以一般约为0.25％-10％的含量存在于含酶的组合物中。
水溶性洗涤剂助剂可以以约5％-50％的含量存在于液体和凝胶组合物中。可将多羧酸盐，特别是柠檬酸盐、氧联二琥珀酸盐、酒石酸盐等的水溶性助剂用于这类组合物。
如果需要，可将过硼酸盐、过硫酸盐、过碳酸盐等漂白剂，以及它们与四乙酰乙二胺(TAED)和羟苯酚磺酸壬酰酯(NOBS)等熟知的漂白活化剂组合起来，以一般约为5％-20％的含量用于这些组合物中。
也可以将洗涤剂技术中熟知的、包括纤维素基材料以及非离子和阴离子的酯材料在内的常规的齐聚物去污剂，以一般约为0.1％～10％的含量用于本发明的组合物中。
粘土脱除剂及抗再沉积剂，如乙氧基化的聚氨基物质、羧甲基纤维素等，可以以约为0.01％～10％的含量，被任选地用于本发明组合物中。
可将氨基磷酸盐等螯合剂和可生物降解的螯合剂乙二胺二琥珀酸(EDDS)，任选地用于本发明的组合物中。如果使用，螯合剂的一般以约为0.1％～3％的含量存在。
聚合的分散剂，如聚合的聚羧酸酯和聚乙二醇，可以以约0.1％～7％的含量被用于本发明的组合物。聚天门冬氨酸酯和聚谷氨酸酯分散剂可被生物降解，用于这类应用是最佳的。
可以将该工艺中熟知的任何荧光增自剂或其它增艳剂或增自剂，以一般约0.05％～1.2％的含量混合到本发明的组合物中。商业的荧光增自剂包括芪、吡唑啉、香豆素等的衍生物，都是商业文献中熟知的。
也可以将洗涤用织物柔软剂以约0.5％～10％的含量用于本发明的组合物。正如美国专利4,375,416和4,291,071中所公开的那样，这些物质包括粘土柔软剂和各种胺和阳离子柔软剂。
附加的表面活性剂本发明的组合物可任选地含有各种阴离子、非离子、两性离子等的表面活性剂。如果使用，这类附加的表面活性剂一般以约占组合物1％～35％的含量存在。但应明白，附加阴离子表面活性剂的掺入到本发明中完全是任选的，因为仲(2，3)烷基硫酸盐的清洁性能非常好，可用这些物质来完全取代完整配制的洗涤剂组合物中烷基苯磺酸盐等的表面活性剂。然而，一些附加表面活性剂，例如，内胺盐、硫代内胺盐和氧化胺，在希望高泡沫时，即，特别是在手工进行餐具的洗涤操作时，是特别有用的。
对本发明有用的任选表面活性剂的非限制实施例，包括常规的C11～C18的烷基苯磺酸盐和伯烷基硫酸盐及无规烷基硫酸盐、C10～C18的烷基烷氧基硫酸盐(特别是EO1～5的乙氧基硫酸盐)、C10～C18的烷基烷氧基羧酸盐(特别是EO1～5的乙氧基羧酸盐)、C10～C18的烷基聚糖苷以及它们对应的硫酸化的聚糖苷、C12～C18的α-磺酸化脂肪酸酯、C12～C18的烷基烷氧基化物和烷基苯酚烷氧基化物(特别是乙氧基化物和混合的乙氧基化物/丙氧基化物)、C12～C18的内胺盐和硫代内胺盐(sultaines)、C10～C18的氧化胺等等。标准教科书中列出其它常规有用的表面活性剂。
本发明中特别有用的附加非离子表面活性剂的一个特殊类型，包括通式如下的多羟基脂肪酸酰胺 式中，R1为H、C1-C8的烃基、2-羟乙基、2-羟丙基或它们的混合物，较好是C1～C4的烷基，更好是C1或C2的烷基，最好是C1烷基(即甲基)；R2为C5～C32的烃基部分，较好为C7～C19的直链的烷基或链烯基，更好为C9～C17的直链的烷基或链烯基，最好是C11～C19的直链的烷基或链烯基，或是它们的混合物；Z为直接与链相连接的具有至少2个羟基的线型烃基链(在甘油醛的情况下)或至少3个羟基的线型烃基链(在其它的还原糖的情况下)的多羟基部分，或是一种烷氧基化衍生物(较好是乙氧基化或丙氧基化的衍生物)。Z较好为还原氨化反应中由还原糖衍生的，更好地，Z为糖醇基部分。合适的还原糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖、甘露糖和木糖，以及甘油醛。作为原料，可以使用高葡萄糖玉米糖浆、高果糖玉米糖浆和高麦芽糖玉米糖浆，以及上面列出的单糖。这些玉米糖浆可以生成用于Z的糖成分混合物。应理解，这决不是打算排除其它合适的原料。Z较好是选自由—CH2—(CHOH)n—CH2OH、—CH(CH2OH)—(CHOH)n-1—CH2OH、—CH2—(CHOH)2(CHOR′)(CHOH)—CH2OH所构成的物组，其中n为1～5的整数(含1和5)，R′为H或环状的单糖类或多糖类，以及它们的烷氧基化的衍生物。最佳的是n为4的糖醇基，特别是—CH2—(CHOH)4—CH2OH。
式(I)中，R1可以是，例如N-甲基、N-乙基、N-丙基、N-异丙基、N-丁基、N-异丁基、N-2-羟乙基或N-2-羟丙基。为了得到高泡沫，R1较好为甲基或羟烷基。如果希望低泡沫，R1较好为C2～C8的烷基，特别是正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、戊基、己基和2-乙基己基。
R2-CO-N＜可以是，例如，椰子酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、月桂酰胺、肉豆蔻酰胺、癸酰胺、棕榈酰胺、牛脂酰胺等。
尽管可以采用Schwartz在美国专利2,707,798中公开的工艺来制备多羟基脂肪酸酰胺，但存在着被环化的副产物和其它有色物质污染的问题。作为一个综合建议，WO-9,206,154和WO-9,206,984中所描述的初步方法将提供高质量的多羟基脂肪酸酰胺。这些方法包括，在约85℃的温度下的溶剂中，利用一种醇盐催化剂，使N-烷基氨基多元醇与较好是脂肪酸甲酯反应，以高产率(90-98％)获得多羟基脂肪酸酰胺。这些产物具有所希望的低含量(一般低于约1.0％)的亚优的可降解环化副产物，同时还具有改善的色度和改善的色度稳定性，例如加纳尔颜色(Gardner)约低于4，较好是介于0和2之间。(对于含诸如丁基、异丁基和正己基等化合物，通过催化剂导入的或在反应过程中产生的甲醇，提供了足够的流态化，使得使用额外的反应溶剂成为任选)。如果需要，保留在产物中的任何未反应的N-烷基氨基多元醇可被例如醋酸酐、马来酸酐等的酸酐酰化，以便将这些产物中的残余胺的总含量降到最低。可通过与例如三乙醇胺反应而消耗那些可抑制泡沫的经典的脂肪酸残余源。
此处“环化的副产物”指的是初级反应中不希望的副产物，其中，多羟基脂肪酸酰胺中的多个羟基基团可形成环状结构，这种环状结构基本上不容易被生物降解。化学领域的技术人员将明白本发明采用二糖或多糖(如麦芽糖)制备多羟基脂肪酸酰胺，该反应导致形成多羟基脂肪酸酰胺，其中线型取代基Z(它含有多个羟基取代基)自然地被多羟基环状结构“封闭”。正如此处所定义的那样，这些物质不是环化的副产物。
上述的多羟基脂肪酸酰胺也可以被硫酸盐化，例如，通过与SO3/吡啶反应得到硫酸盐物质，它被用作为本发明的一种附加的阴离子表面活性剂。
其它成分本发明组合物中可含有用于洗涤剂组合物的各种其它成分，包括另外的活性成分、载体、水溶增溶剂、处理助剂、染料或颜料、用于液体配方的溶剂等。如果需要高泡沫，可将如C10～C16的链烷醇酰胺等增泡剂，以一般为1％～10％的含量混合到组合物中。C10～C14的单乙醇酰胺和二乙醇酰胺是这类增泡剂的典型类型。这类增泡剂与高起泡的附加表面活性剂(如上述的氧化胺、内胺盐和硫代内胺盐)一起使用也是很有利的。
另一方面，如果需要，可以将起泡控制剂如C10～C18仲醇类、烃类、脂肪酸类和硅氧烷类以0.1％-3％(重量)的含量用于组合物中。
液体洗涤剂组合物可含有作为载体的水和其它溶剂。低分子量的伯醇或仲醇，例如甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇是适合的。对于溶液化表面活性剂来说，一元醇是最佳的，但也可以使用多元醇，如那些含有2～6个碳原子且2～6个羟基基团的多元醇(例如1，3-丙二醇、乙二醇、甘油和1，2-丙二醇)。该组合物可含有5％～90％，一般10％～50％的这类载体。
凝胶组合物可包含一种含水载体，并可含有0.5％～10％或更多的各种合成及天然的胶凝剂，如藻朊酸盐和天然树胶，以及尿素和尿素衍生物。
本发明的洗涤剂组合物优选在水溶液清洗操作的应用过程中配制，用于织物洗涤的组合物，洗涤水的PH应在约6.5～11之间，较好在约7.5～10.5之间。液体餐具洗涤产品的配方较好具有介于6.8～9.5之间的PH值。将PH值控制在推荐的使用范围的技术包括使用缓冲液、碱液、酸液等，这对该领域的技术人员是熟知的。本发明通常使用C10～C20的仲(2，3)烷基硫酸盐。C14～C18化合物较好用于洗衣清洁操作。C12～C16化合物较好用于餐具洗涤组合物。
以下是典型的非限制性的实施例，它说明了洗涤剂组合物和按照本发明纯化的仲(2，3)烷基硫酸盐的应用。对于大多数目的，本发明的较好组合物是不含磷酸盐助洗剂的。
实施例1一种液体洗衣用洗涤剂组合物包括以下成分成分 ％(wt)仲(2，3)烷基硫酸盐*15.0C14N-甲基葡糖酰胺5.0柠檬酸钠 3.0
C10醇乙氧基化物(3) 13.0单乙醇胺 2.5MAXATASE(酶) 0.5LIPOLASE(酶) 0.5水/丙二醇/乙醇(100∶1∶1) 余量*平均链长为C14～C16；钠盐形式；Na2SO4低于1％。
实施例2具有高油脂脱除性能的一种液体餐具洗涤剂组合物的配方如下成分 ％(wt)C12N-甲基葡糖酰胺 9.0C12乙氧基(1)硫酸盐5.0C14仲(2，3)烷基硫酸盐(Na)*6.5C12乙氧基(2)羧酸盐4.5C12脂肪醇乙氧基化物(4)3.0C12氧化胺 3.0异丙基苯磺酸钠 2.0乙醇 4.0Mg (以MgCl2的形式) 0.2Ca (以甲酸钙的形式) 0.4水余量*纯化至含有低于1％的Na2SO4以下实施例使用以本发明方式纯化的仲(2，3)烷基硫酸盐来制备凝胶餐具洗涤剂组合物。
实施例3凝胶组合物如下。
将0.8克硫酸镁、0.8克甲酸钙及6.7克椰子氨基丙基内胺盐(30％活性，Albright-Wilson，英国)溶解于25克水中，向其中加入8克C91-8T Dobanol(100％活性，Shell，美国)、1.00克硼酸和20克尿素(99％活性，Fisher Scientific，美国)，并于71～74℃下搅拌。一旦得到均匀混合物，就加入8克97.6％活性的椰子N-甲基葡糖酰胺和28克C16仲(2，3)烷基硫酸钠，并继续进行搅拌。(当液体温度达到约35～40℃时，可加入诸如有去污力的酶等成分)。最后的液体产品在冷却后形成凝胶。
在另一种方式中，不使用尿素来获得凝胶。将0.002克兰色染料溶解于42克62℃的水中，形成溶液，搅拌下向其中加入0.25克MgSO4、0.25克CaCl2、0.50克香料和35％～50％椰子烷基C12～C14N-甲基葡糖酰胺糊。一旦所有的材料都溶解后，加入21克的一种80％的C12～14的仲(2，3)烷基硫酸钠糊。于77℃下再搅拌溶液30分钟。在约40℃继续搅拌下，加入0.5克有去污力的商品蛋白酶组分。一旦停止搅拌，粘性液体冷却后迅速固化成凝胶。
尽管此处提供的较好的组合物形态是稳定均质液体和凝胶形态，但是此处也可以提供如条状、粉状等其它形态。
权利要求
1.一种基本上不含水溶性无机硫酸盐杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂在制备均质液体或凝胶的洗涤剂组合物中的应用，该组合物包括以所说仲(2，3)烷基硫酸盐作为有去污力的表面活性剂、一种或多种常规的有去污力的添加剂和一种水基载体物质。
2.一种从仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂中除去水溶性无机硫酸盐杂质的工艺，包括使所说表面活性剂与所说杂质所形成的大体上为固体或膏体的混合物与洗涤水直接接触一段足够长的时间，以便溶解全部或部分的所说无机硫酸盐杂质，以及从与表面活性剂的接触中除去含有所说溶解了的硫酸盐杂质的所说洗涤水，所说接触是在不高于所说表面活性剂的Krafft温度的某一温度下进行。
3.权利要求2中所述的工艺，它是在低于所说表面活性剂的Krafft温度下实施的。
4.权利要求2或3中所述的工艺，其中表面活性剂为C10～C18的仲(2，3)烷基硫酸盐以及它们的混合物。
5.权利要求2～4的任一项中所述的工艺，其中介于水和含杂质的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂之间的接触，是在不高于20℃的温度下实施的。
6.权利要求2～5任一项中所述的工艺，其中洗涤操作除去至少50％(重量)的无机硫酸盐杂质。
7.权利要求2～6任一项中所述的工艺，该工艺从所说仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂中附带地减少了仲(4)烷基硫酸盐、仲(5)烷基硫酸盐、仲(6)烷基硫酸盐等任何表面活性剂杂质的含量。
全文摘要
在所说表面活性剂的Krafft温度时或低于该温度的温度下，用水洗涤含有无机硫酸盐杂质(如硫酸钠)的仲(2，3)烷基硫酸盐表面活性剂，其结果，纯化的仲烷基硫酸盐表面活性剂被特别地用于制备均质液体或凝胶洗涤剂组合物。
文档编号C07C303/44GK1124497SQ94192200
公开日1996年6月12日 申请日期1994年4月5日 优先权日1993年4月8日
发明者B·R·默希 申请人:普罗格特-甘布尔公司
再多了解一些
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