專利名稱：可被穩(wěn)定儲(chǔ)存的透明易燃物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可自我支撐且穩(wěn)定保存的可燃物品，尤其是蠟燭。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)制造蠟燭的成份都具有一個(gè)或多個(gè)不良的特點(diǎn)。大多數(shù)的半透明蠟燭剛硬度都不足，因而無(wú)法形成自我支撐的蠟燭，并需要加上外殼作為支撐容器，或需要其他種類的外在支撐。這些典型的半透明蠟燭也缺乏硬度，因而可能使其摸起來(lái)柔軟有膠。半透明蠟燭的大多數(shù)普通缺陷中包括滲出液體和脫水收縮現(xiàn)象。滲出液體現(xiàn)象是蠟燭本身的油游移到其表面，而產(chǎn)生油油的質(zhì)地，此過(guò)程通常是導(dǎo)因于脫水收縮。因過(guò)度的化學(xué)交叉聯(lián)結(jié)，致使油從燭身擠出，就發(fā)生了脫水收縮。滲出液體和脫水收縮現(xiàn)象也促使許多半透明蠟燭具有油膩感。對(duì)蠟燭而言，滲出液體和脫水收縮是高度不良的品質(zhì)，除了其它原因之外，還有以下的理由1)消費(fèi)者不喜碰觸潮濕油膩的蠟燭；2)油喪失之后，蠟燭變得較易碎；3)一旦蠟燭點(diǎn)著，液體溶劑或添加劑的液滴會(huì)快速燃燒，石蠟燭變得像火炬般。
許多半透明蠟燭成份的不良特點(diǎn)也可能在燃燒過(guò)程中顯現(xiàn)出來(lái)。有些成份燃燒的形式不是依美學(xué)上原想要的形式；這些成份燃燒時(shí)可能變得晦暗或產(chǎn)生黑煙；此外，其他成份或許無(wú)法維持其結(jié)構(gòu)整體性；燃燒時(shí)可能呈現(xiàn)外部龜裂或內(nèi)部裂縫。還有其他半透明成份可能在制造過(guò)程中顯現(xiàn)裂痕或斷裂等不良特色。缺乏結(jié)構(gòu)整體性的半透明蠟燭成份通常無(wú)法穩(wěn)定儲(chǔ)存，亦即在不含顯現(xiàn)結(jié)構(gòu)退化的成份時(shí)也無(wú)法長(zhǎng)期間保存。最普通的結(jié)構(gòu)退化是呈現(xiàn)出滲出液體或脫水收縮的現(xiàn)象。
美國(guó)專利第6,111,055號(hào)描述一種可作為半透明蠟燭基材的堅(jiān)固成份。該成份包含一以酯終止的二聚物酸類聚酰胺，可與某種溶劑混合形成膠。該專利所揭露的膠會(huì)留下指紋印但一碰到就容易損壞。該專利的蠟燭成份也呈現(xiàn)脫水收縮和滲出液體的現(xiàn)象；堅(jiān)固的外涂層有助于降低脫水收縮但無(wú)法徹底免除。
此外，該專利所說(shuō)明的半透明蠟燭成份也無(wú)法穩(wěn)定儲(chǔ)存，換句話說(shuō)，在長(zhǎng)時(shí)保存期間無(wú)法維持結(jié)構(gòu)上和美感上的整體性，會(huì)呈現(xiàn)滲出液體和脫水收縮的現(xiàn)象。
美國(guó)專利第6,054,517號(hào)描述一種透明的堅(jiān)固成份，可采用作為半透明蠟燭的基材。該成份含有一種或多種聚酰胺樹(shù)脂(其含量約占成份重量的60～80％)，還有一種或多種溶解劑以及一種或多種乳化劑。該專利所描述的成份具有自我支撐性質(zhì)，而且沒(méi)有膠凍的感覺(jué)，同時(shí)依所述，燃燒時(shí)不會(huì)有裂痕；然而卻無(wú)法穩(wěn)定儲(chǔ)存，亦即，在長(zhǎng)期存放后未能顯現(xiàn)穩(wěn)定性，也無(wú)法維持整體的結(jié)構(gòu)和美觀；尤其是，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期存放后，該成份也呈現(xiàn)滲出液體和脫水收縮的現(xiàn)象。
因此，值得開(kāi)發(fā)一種半透明蠟燭成份，具備自我支撐特性，燃燒時(shí)能保持其結(jié)構(gòu)上的整體性，燃燒時(shí)清潔利落，表面摸起來(lái)無(wú)油膩感也不會(huì)輕易留下指紋印，并能穩(wěn)定儲(chǔ)存。

發(fā)明內(nèi)容
依本文所述的用途，“成份”是指本發(fā)明的可燃物品的基本材料。本成份包括一種膠化劑、一種溶劑和一種溶解劑，全混合一起。膠化劑形成結(jié)構(gòu)，但該結(jié)構(gòu)的特性可能受許多因素影響，例如所用的溶劑以及含有油與可塑劑的其他添加劑的種類和含量。溶劑與膠化劑相結(jié)合且溶解劑輔助了這項(xiàng)結(jié)合。膠化劑、溶劑與溶解劑的結(jié)合使得本可燃物品具備許多令人滿意的特性，包括清澈、儲(chǔ)存穩(wěn)定性及自我支撐的能力。這種結(jié)合也在蠟燭的形體上提供了燃燒時(shí)所顯現(xiàn)的有利特性，例如火焰清潔、均勻而有形，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的黑煙或使蠟燭本身失去光芒。但其他要素，如成份所含的燈芯的尺寸種類和其他組成物等，也可能對(duì)蠟燭的燃燒特征造成沖擊。
本文中所用的“烴基”一詞，說(shuō)明了只含碳和氫元素的有機(jī)化合物基素。這些要素包括烴基(烷基、鏈烯基、鏈炔基)與芳基等要素，并且包含由脂質(zhì)或環(huán)狀烷芳基所取代的其他烴基(烷基、鏈烯基、鏈炔基)與芳基等要素。除非另有指明，否則這些要素由1到20個(gè)碳原子所組成。
“被取代的烴”基要素屬于至少由碳以外的一種原子所取代的烴基要素，包括的要素之中碳鏈原子被一種原子(如氮、氧、硅、磷、硼、硫或鹵素原子)所取代。這些取代物包括鹵素、雜環(huán)物、烷氧基、鏈烯氧基、鏈炔氧基、芳氧基、羥基、受保護(hù)的羥基、銅基、酰基、酰氧基、硝基、氨基(amino，amido)、硝基、氫基、醇基、縮酮基、乙酸醛基和醚基等。
除非另有指出，否則，本文所提的烴基為低烴基，含有主碳鏈中的1～8個(gè)碳原子到高達(dá)20個(gè)碳原子。這些碳原子可能是直鏈或分支鏈或環(huán)狀鏈，并包含乙烯基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、異丁烯基、己烯基等。
除非另有指明，否則本文所提的鏈炔基最好是低鏈炔基，含有從主鏈中的2～8個(gè)碳原子到高達(dá)20個(gè)碳原子，它們可能是直鏈或分支鏈并包含乙烯基、丙烯基、丁烯基、異丁烯基、己烯基等等。
本文中單獨(dú)使用或作為另一基組的一部份的“芳基(aryl或ar)”一詞，象征著被取代的同素環(huán)狀芳香基，最好是單環(huán)或雙環(huán)基，其含有6～12個(gè)碳(例如苯基、聯(lián)苯、奈基或被取代的苯基、聯(lián)苯、奈基等)。苯基和被取代的苯基是較理想的芳基。
本文中單獨(dú)使用或作為另一基組的一部分的“鹵素(helogen或halo)”一詞，是指氯、溴、氟和碘。
本文中單獨(dú)使用或作為另一基組的一部分“雜環(huán)族化合物(heterocyclo或heterocyclic)”一詞，象征著被取代或完全飽和或不飽和、單環(huán)或雙環(huán)、芳香或非芳香基等，其具有至少一環(huán)中的至少一種異原子，且最好每一環(huán)中5或6個(gè)原子。雜環(huán)(heterocyclo)基最好具有環(huán)中的1或2個(gè)氧原子、1或2個(gè)硫原子及(或)1或4個(gè)氮原子，并可通過(guò)一個(gè)碳或異原子與分子的殘余物相聯(lián)結(jié)。典型的雜環(huán)族化合物包括烴基、被取代的烴基、酮基、烷氧基、受保護(hù)的羥基、?；ⅤＱ趸?、烷氧基、鏈炔氧基、鏈烯氧基、芳香基、鹵素、氨基(amido，amino)、硝基、氫基、硫醇基、縮酮基、乙酸醛基、酯基和醚基。
脂肪酸含有一由烴基群所組成的鏈，包含1～24個(gè)碳原子，并由末端羧基-COOH形成特色。脂肪酸是源于或含有動(dòng)物脂肪或植物油的羧基酸。脂肪酸可以是飽和或不飽和。飽和脂肪酸的烴基鏈的碳原子由各個(gè)單鍵連接起來(lái)。飽和脂肪酸的實(shí)例包括(但不限于)酪酸(C4)、肉桂酸(C12)、棕櫚酸(C16)和硬脂酸(C18)。不飽和脂肪酸，其烴基鏈的碳原子之間具有一個(gè)或多個(gè)雙鍵。不飽和脂肪酸的實(shí)例包括(但不限于)油酸(C18)、亞油酸(C18)、與亞麻酸(C18)。這些酸類通常來(lái)自植物并含有包括18個(gè)以上碳原子的烴基鏈，以末端-COOH基為特點(diǎn)。
除非另有指明，否則，該脂肪酸酯是指具有-COOH基的活性氫的之脂肪酸，為羧基酸，由一元醇的烴基所取代。脂肪酸ROOH被乙醇R’CH所酯化而產(chǎn)生脂肪酸酯RCOOR’。因此，脂肪酸酯的“脂肪”部分R是由含有4～22個(gè)碳原子的烴基鏈構(gòu)成，可為飽和或不飽和。飽和脂肪酸酯的R碳原子是由各個(gè)單鍵所連結(jié)，飽和脂肪酸酯的實(shí)例包括(但不限于)丁酸(C4)、月桂酸(C12)、棕櫚酸(C16)和硬脂酸(C18)。不飽和脂肪酸酯是一種脂肪酸，其R碳原子之間有一個(gè)或多個(gè)單鍵；其實(shí)例包括(但不限于)油酸(C18)、亞油酸(C18)與亞麻酸(C18)。
除非另有指明，否則，脂肪族醇為具有直接或成支鏈的烴基鏈的伯醇(從C1到C24)。碳鏈可為飽和或不飽和。飽和脂肪族醇的烴基鏈碳原子是由單鍵所連結(jié)。飽和脂肪族醇包括(但不限于)辛基、癸基、月桂基、肉豆蔻基、鯨蠟基和硬酯?；?。不飽和脂肪族醇的烴基鏈的碳原子之間有一個(gè)或多個(gè)雙鍵；其實(shí)例包括(但不限于)油基(Oleyl)、亞油基(Linoleyl)和亞麻油基(Linolenyl)。
根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)用，除非另有定義，否則R是指低烴基。
意外發(fā)現(xiàn)通過(guò)具有聚酰胺膠化劑的特殊溶劑與特殊可塑劑的結(jié)合運(yùn)用，可達(dá)到儲(chǔ)存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)完整，燃燒清潔均勻，自我支撐與具有彈性保持美感的表面等品質(zhì)，并可克服已知的半透明可燃物(尤其是透明蠟燭)所具有的各項(xiàng)限制。因此，可能采用具有約9至30個(gè)碳的烴類脂肪酸酯作為溶劑，并與聚酰胺膠化劑和屬于脂肪酸類或脂肪族醇類的一種或多種溶解劑相結(jié)合，因而制成可穩(wěn)定儲(chǔ)存的透明蠟燭。如此，本發(fā)明的成份包括一種或多種聚酰胺膠化劑、一種或多種溶劑、一種或多種溶劑以及一種或多種溶解劑。聚酰胺膠化劑最好是脂肪族聚酰胺、以酯終止之聚酰胺或其混合物等。溶解劑最好是具有1到22個(gè)碳的碳鏈所組成的脂肪酸，或具有1到24個(gè)碳的碳鏈的脂肪族醇。該成份也可能包含烴油、可塑劑、香料和色劑等添加成份。
如果采用脂肪族聚酰胺作為聚酰胺膠化劑，則成份中就包含了約占10-70％重量比率的脂肪族聚酰胺，最好是占10-50％重量比率，更好的情況是占20-50％重量比率。
如果使用了兩種聚酰胺膠化劑的混合物做原料，則成份中所含的全部聚酰胺膠化劑約占10-90％重量比率，最好是約占20-70％的重量比率，更好的情況是約占30-60％重量比率。
成份中也含有一種或多種溶劑，那是一種脂肪酸酯或烴油或兩者的混合物。如只采用一種溶劑，則最好是具有9到30個(gè)碳的碳鏈所組成之脂肪酸酯溶劑。如使用一種以上溶劑，則該等溶劑之一最好是C9到C30的脂肪酸酯。
無(wú)論使用那一種溶劑，成份中該溶劑總含量最好約占全部溶劑重量的5-70％比率。更好的是，成份中含有約占10-50％重量比率的脂肪酸酯溶劑。還要理想的是成份中含有約占10-20％重量比率的脂肪酸酯溶劑。
如果本發(fā)明只使用一種脂肪酸酯溶劑，則成份中脂肪酸酯溶劑的含量基本上約占全部溶劑重量的5-70％比率；最好是約占全部溶劑重量的10-50％比率。更好的是，成份中含有約占10-20％重量比率的脂肪酸酯溶劑。
成份中也可以含有烴油做溶劑。如果烴油被采用作為本發(fā)明的溶劑，則其最好達(dá)到成份重量的50％；更好的是約占成份重量的10-40％；還要好的是約占成份重量的15-30％。
成份也含有溶解劑，最好是脂肪酸或脂肪族醇或兩者的結(jié)合物。成份中的溶解劑最好至少占1％重量比率。溶解劑的作用是改善溶劑中的聚酰胺膠化劑的溶解性，強(qiáng)化聚酰胺膠化劑與溶劑的聯(lián)結(jié)。以此聯(lián)結(jié)作用的輔助使以本發(fā)明的成份所制成的可燃物品和蠟燭達(dá)到結(jié)構(gòu)完整性、清澈感、儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及不再顯現(xiàn)滲出液體與脫水收縮的特性。成份中所含的溶解劑，典型的約占1-75％的重量比率，最好約占2-30％的重量比率，更好的是約占3-10％的重量比率；還要好的情形是，約占5-7％的重量比率。
成份中也可含有可塑劑。當(dāng)成份中使用了可塑劑時(shí)，其含量最好約占成份重量的0-15％；更好的是占成份重量的7-12％。
成份中也可含有一種或多種芳香劑。此類芳香劑在成份中的總含量最好占0-5％的重量比率；更好的是占1-4％；還更好的是占2-3％。
成份中也可含有一種或多種著色劑。此類著色劑在成份中的總含量典型為約占0-5％的重量比率；最好的是約占1-4％；更好的是占2-3％。
較受到喜愛(ài)的可燃物品是半透明蠟燭。半透明蠟燭的特色是可以穩(wěn)定儲(chǔ)存，換句話說(shuō)，蠟燭經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期儲(chǔ)存仍維持其結(jié)構(gòu)和美感的完整性。此外，半透明蠟燭可自我支撐，無(wú)需借助容器或外部支撐物，并可在無(wú)支撐物的情況下燃燒；在燃燒過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的黑煙或暗淡無(wú)光；此外，易于處理，無(wú)需涂上包覆層；表面摸起來(lái)有彈性。因此，本發(fā)明之蠟燭無(wú)需象以前的半透明蠟燭那樣涂上包覆表層以支撐結(jié)構(gòu)使不失美感。
舉例來(lái)說(shuō)，可運(yùn)用C1-C22脂肪酸溶劑與一種聚酰胺膠化劑和一種溶劑結(jié)合的方式來(lái)制作半透明、不需依靠支撐物并可穩(wěn)定收存的可燃物品。一般而言，溶解劑促成了聚酰胺膠化劑與溶劑之間的特別聯(lián)結(jié)。以此聯(lián)結(jié)作用的輔助，使以本發(fā)明所制成的可燃物品和蠟燭具備了結(jié)構(gòu)完整性、清澈感、儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及沒(méi)有滲出液體與脫水收縮現(xiàn)象的種種特性。再不受限于任何特殊理論的情況下，目前確信溶劑與聚酰胺膠化劑之間的聯(lián)結(jié)，是因這些組成要素的各個(gè)部分之間的物理聯(lián)結(jié)，呈現(xiàn)出氫結(jié)合、偶極之間的交互作用、范德華力交互作用與相關(guān)力的形式。
本發(fā)明的成份含有一種或多種溶解劑。溶解是使變成溶液的一種現(xiàn)象，與溶液中出現(xiàn)兩親物(具有極性和非極的兩性分子)有關(guān)，能提高在正常情況下無(wú)法溶解或只稍微溶解的材料的溶解性。溶解劑往往具有表面活性劑特性，可能具有促進(jìn)溶解物在溶液中溶解的功能，而不是作為一種溶劑。雖處于特別的環(huán)境，單一化合物可能同時(shí)具有溶解劑和溶劑兩種特性。本發(fā)明所用的溶解劑增進(jìn)了聚酰胺膠化劑在溶劑中的溶解度，同時(shí)增加了膠化劑與溶劑混合的清析度。確信溶解劑也具有聯(lián)結(jié)催化劑的作用，使溶液中的成份聯(lián)結(jié)并使溶液通過(guò)物理交互作用而具有秩序性和溶解性；這些物理交互作用可能是氫結(jié)合、偶極之間的交互作用、范德華力相互作用與相關(guān)力的形式。
本發(fā)明使用了脂肪酸與脂肪族醇兩種溶解劑。脂肪酸與脂肪族醇的烴鏈可能是線性的分支鏈或環(huán)狀的以及飽和的或不飽和等性質(zhì)。本發(fā)明最喜使用具有支碳鏈的溶解劑。脂肪酸與脂肪族醇的碳鏈最好是支化成在羧基酸或醇的功能相對(duì)立的一端形成異丙基組形式。此種碳鏈的其中一例是異二辛基。脂肪酸酯與脂肪族醇兩者最好是單一功能的(亦即具有單一酯部分，和具有單一醇部份)。
本發(fā)明所使用的溶解劑，既是脂肪酸或脂肪族醇，則最好在室溫下呈液態(tài)。脂肪酸或脂肪族醇的碳鏈最好不長(zhǎng)；如果碳鏈所含的碳數(shù)目過(guò)高，溶解劑就變的堅(jiān)硬并會(huì)因產(chǎn)生渾濁而負(fù)面地對(duì)成份的清晰度造成沖擊。因此，脂肪族醇碳鏈最好約1-24個(gè)碳，更好的是約10-20個(gè)碳，再好的是14-18個(gè)碳原子；異硬脂醇就是較好的一例。
脂肪酸的碳鏈最好約1-22個(gè)碳，例子包括己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻醚酸、棕櫚酸、棕櫚油酸(palmitoleic acid)、硬脂酸和異硬脂酸；更好的是約10-20個(gè)碳；再好的是約14-18個(gè)碳原子。異硬酸就是較好的脂肪酸，也是本發(fā)明所用的較好溶解劑，因其與本成份的其他組成要素具有相溶性。當(dāng)成份中只使用異硬脂酸作為唯一溶解劑時(shí)，其在成份中的總含量典型為約占1-75％的重量比率，最好約占2-30％的重量比率，更好的是約占3-10％的重量比率，甚至再好的是約占5-7％的重量比率。
溶解劑混合物也可用于本發(fā)明，其中最好有異硬脂酸；因此可能使用異硬脂酸與另一種溶解劑(不是另一種脂肪族醇就是脂肪酸)的混合物；較佳的是異硬脂酸與異硬脂醇的混合物。當(dāng)使用溶解劑混合物時(shí)，溶解劑在成份中的總含量，典型上約占1-75％的重量比率；最好約占2-30％的重量比率，更好的是約占3-10％的重量比率；甚至再好是約占5-7％的重量比率。
混合溶劑中，異硬脂酸所占的重量比最好約6.5∶10到10∶10之間，亦即，異硬脂酸與全部溶劑的比是約6.5∶10到10∶10；更好的重量比是約9.5∶10到10∶10。
本發(fā)明的成份所采用的膠化劑最好是聚酰胺膠化劑。聚酰胺是含有作為整體主聚合物鏈的一部分的循環(huán)酰胺基的聚合物。如果聚合物是因二胺與二元酸的凝結(jié)而成，則被成為AABB類，且其一般代表公式為H2NRNH(COR’CONHRNH)nCOR’COOR”，其中R與R’是C1-C18；R”則不是H就是C1-C18；如果使用了次二氨，則上述公式可能是N-由R基取代的形式。用來(lái)定義脂族聚酰胺的普通速記符號(hào)是使用象征個(gè)別單體中的碳原子數(shù)的數(shù)字。針對(duì)AABB單體，則使用了兩個(gè)數(shù)字，第一個(gè)顯示碳原子的數(shù)目，區(qū)別二胺的氮原子；第二個(gè)顯示二元酸中的直鏈碳原子數(shù)目。例如nylon-6，其中6是由己二胺與己二酸所形成。
由胺酸的自我凝結(jié)所形成的聚酰胺被成為AB類，其一般公式是N2NRCO(NHRCO)nHRCOOR’，其中R是由任何數(shù)目的碳原子所組成的脂族碳鏈；R’則可能是R或H。此種聚酰胺也使用了用以界定成份的數(shù)字系統(tǒng)，但只使用了象征胺酸單體中碳原子數(shù)目的一個(gè)單一數(shù)字；例如nylon-6是聚己內(nèi)酰胺，nylon-12是聚12內(nèi)酰胺。
本發(fā)明較喜采用兩類聚酰胺膠化劑。第一類是一植物性脂肪酸或聚酰胺為基礎(chǔ)，例如Henkel公司的Versamid系列，或Arizona Chemical公司的UniRez系列。此類聚酰胺是以下列兩項(xiàng)的凝結(jié)為基礎(chǔ)(1)二胺與(2)相關(guān)的高分子多元酸或酯，包括二元酸或酯，是從二烯酸或酯(例如亞油酸)的熱聚合作用獲得。二元酸或多元酸通常是原料的混合物。典型的，最大的組成要素是其所含的每個(gè)羧基均具有18個(gè)碳原子的二元二聚脂肪酸，但可能出現(xiàn)其他的單元或多元片斷。這些單元或多元酸可能是不飽和植物油酸或酯的聚合作用的產(chǎn)物，或可能被故意加入二聚物中，以便改變所得聚合物的性質(zhì)。此種聚酰胺的物理特性由其產(chǎn)生過(guò)程所使用的二聚酸的特性來(lái)決定。這些聚酰胺也成為脂族聚酰胺，或來(lái)自長(zhǎng)鏈脂肪酸(與酯)的聚酰胺。這些聚酰胺在所選用的溶劑中，比起較簡(jiǎn)單的nylon(尼龍)類(例如nylon-6，6或nylon-6)有著較大的溶解性和較低的結(jié)晶性。
可作為本發(fā)明的成份的聚酰胺膠化催化劑用途的商業(yè)用聚酰胺是Versamid1655(Henkel公司出品，CAS#68915-56-0)。其他同用途的商業(yè)用聚酰胺包括Uni-Rez2620，Uni-Rez 2606與Uni-Rez 2970等，是UnionCamp Corporation公司出品。
Versamid 1655的組成要素是下列各種二聚物有部分被氫化的C18不飽和脂肪酸、壬二酸(壬二酰酸)、己撐二胺、環(huán)己烷聯(lián)胺和脂肪酸。Versamid744的組成要素是下列各種二聚物C18不飽和脂肪酸、己撐二胺、環(huán)己烷聯(lián)氨和丙酸。Uni-Rez 2931是由下列各種二聚物配方而成C18不飽和脂肪酸、己撐二胺和妥爾油脂肪酸。Versamid 930是由己二酸和己烯二胺所配方而成。
第二類聚酰胺膠化劑是以由酯基為終止之復(fù)合脂肪酸為基材，例如亞利桑那化學(xué)公司所出品的UniClear系列。此種膠化劑被成為是一種以酯基終止的聚酰胺(ETPA)，并具有分子式(1)
其中n代表許多重復(fù)的單位，使得酯基在全部酯與酰胺基群總數(shù)中占10％到50％，每一作用中的R1是獨(dú)立選自至少含有1個(gè)碳原子(最好至少4個(gè)碳原子)的烷基(alkyl或alkenyl)族。每一作用發(fā)生時(shí)的R2是獨(dú)立選自C4-C2烴族，條件是R2基中至少50％具有30-42和碳原子。每一作用發(fā)生時(shí)的R3是獨(dú)立選自含有至少2個(gè)碳原子(除了氫原子以外)并可選擇包含一種或多個(gè)氧或氮原子的有機(jī)群。每一作用發(fā)生時(shí)的R3a是獨(dú)立選自氫、C1-10烷基和使聯(lián)結(jié)于R3或另一個(gè)R3a的直接鍵，如此，與R3和R3a兩者聯(lián)結(jié)在一起的N原子便是以R3a-N-R3界定的雜環(huán)結(jié)構(gòu)了，如此，至少R3a基的50％是氫。為方便起見(jiàn)，R1、R2、R3等在本文中將被成為基群(group)，但它們均同等可被成為基(R1)和二價(jià)基(R2+R3)。
正如公式(1)所示，較好的ETPA膠化劑在成串酰胺群(亦即-N(R3a)C(＝O)-)兩端具有酯基(亦即-C(＝O)O-基)。字母N代表在ETPA分子中所出現(xiàn)的大量重復(fù)單位并且大于0的整數(shù)。N可以是1，在此情況下，ETPA含有等量酯群和酰胺基，亦即在ETPA分子中各占50％。較好的ETPA膠化劑是相對(duì)屬于低分子量，以便N最好約為1-10，更好約為1-5。由于ETPA的低分子量，這些分子也可稱為以酯基終止的寡酰胺。
酯基在全部酯基與酰胺基總含量中最好約占10％-50％，更好的是占15％-40％，再更好的是占20％-35％。本發(fā)明的ETPA膠化劑也含有上述不同ETPA分子的混合物。的確，較好的ETPA膠化劑含有公式(1)中具備各種N值的ETPA分子混合物。
公式(1)中的R1基是至少含有一個(gè)(最好至少4個(gè))碳原子的烷基(alkyl或alkenyl)。Alkyl基較好，但具有1-3(且最好是處于不飽和)的alkenyl基也適合。
最好R1基中的碳原子數(shù)目大于4，且最好含有至少約10個(gè)碳原子，更好的是至少約12個(gè)碳原子，那么ETPA就是脂族烴的優(yōu)良膠化劑。R1基上部范圍的碳原子數(shù)并不特別具有決定性，，但R1基的碳原子含量最好少于或等于24個(gè)，更好是少于或等于22個(gè)。16-22個(gè)是高度理想的。R1在任何作用發(fā)生時(shí)的地位與其在其他任何作用發(fā)生時(shí)的地位不相干。
公式(1)的R2基是含有4-42個(gè)碳原子的烴。較好的R2基含有30-42個(gè)碳原子(亦即一個(gè)C30-42基)，且至少ETPA膠化劑的50％R2基具有30-42個(gè)碳原子。當(dāng)膠化劑由受過(guò)聚合作用的脂肪酸(亦稱為二聚酸)配方而成時(shí)，此等R2基即可引用到ETPA中了。受過(guò)聚合作用的脂肪酸典型的是各個(gè)結(jié)構(gòu)的混合物，其中各個(gè)二聚酸可以是飽和的、不飽和的、環(huán)狀的、非環(huán)狀的等等。因此，R2基并無(wú)詳細(xì)的特征資料。但象美國(guó)專利第3,157,681號(hào)中就有討論脂肪酸的聚合作用。
用以形成聚合化的酸的典型不飽和脂肪酸包括油酸、亞油酸、亞麻酸等。妥爾油脂肪酸是木材制成紙漿過(guò)程中的副產(chǎn)物，為含有長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸的混合物，是制成適用于ETPA配方的聚合化脂肪酸的理想元素。雖然如此，聚合化脂肪酸也可以另選其他來(lái)源(例如大豆或菜籽油)來(lái)促成不飽和脂肪酸的聚合作用。在除去羧酸基之后(其中二聚酸的羧酸基可能起反應(yīng)而形成ETPA膠化劑的酰胺與(或)酯基，含有30-42個(gè)碳原子的R2基可因此被描述為具有二聚物或三聚酸結(jié)構(gòu)。
較好的ETPA膠化劑至少含有50％的C30-42基作為R2基，更好的是至少含有75％的C30-40基，還要好的是90％的C30-42基。公式(1)的ETPA膠化劑(其中的R2全是C30-42)是本發(fā)明較理想的膠化劑。
然而，ETPA膠化劑也可含有碳原子數(shù)目少于30個(gè)的R2基。例如，可含有一種或多個(gè)R2基，其碳原子含量約4-19個(gè)，較好是約4-12個(gè)，更好是約4-8個(gè)。碳原子的形式可設(shè)為直線形、分支形或環(huán)狀；且任何兩個(gè)碳原子之間可能呈現(xiàn)不飽和狀態(tài)。因此R2可為脂肪或芳香結(jié)構(gòu)。當(dāng)呈現(xiàn)出來(lái)時(shí)，這些碳數(shù)量較低的R2基最好完全由碳和氫(即烴基)所形成。這類R2基在全部R2基中所占比例最好低于50％；但呈現(xiàn)出來(lái)時(shí)約占1％-5％，最好約占5％-35％。每一作用發(fā)生時(shí)R2的地位與其他任何作用發(fā)生時(shí)的R2地位不相干。
公式(1)中-N(R3a)-R3-N(R3a)-基聯(lián)結(jié)了兩個(gè)羧(C＝O)基。在本發(fā)明較理想的構(gòu)造中，ETPA膠化劑中的全部R3a基都是氫，如此使得R3單獨(dú)與-N(R3a)-R3-N(R3a)-式中顯現(xiàn)的二個(gè)氮原子結(jié)合。在此情況下除了任何氫原子之外(氫原子為必需，以填補(bǔ)碳氧氮原子未填滿的空位)R3基至少含有二個(gè)碳原子和所選擇的氧和(或)氮原子。在較理想的構(gòu)造中，R3屬于烴基，具有約2-36個(gè)碳原子，最好具有約2-12個(gè)且更好的是2-8個(gè)碳原子。這些碳原子的形式可設(shè)為線形、分支形或環(huán)狀；且任何二個(gè)碳原子之間呈現(xiàn)不飽和狀態(tài)。因此，R3a可含有脂肪或芳香結(jié)構(gòu)。在每一作用發(fā)生時(shí)的R3和R3a地位與其在其他任何作用發(fā)生時(shí)的地位不相干。
除了含有碳和氫原子之外，R3基可含有氧和(或)氮。典型的含有氧原子的R3基屬于聚氧化乙炔，即一種具有交替的亞烷基和氧原子的基。R3的氧化作用最好是呈現(xiàn)為醚基。代表性的聚氧化乙炔包括聚氧化乙烯、聚氧化丙二醇酯和乙烯化氧和1，2-環(huán)氧丙烯的共聚物。這類氧化過(guò)的R3基可通過(guò)Jeffamine二氨的使用而引用于本發(fā)明的ETPA分子中。這些材料在廣泛的分子量中可得到。有些R3基可含有氧(至少1％)，最好是較少量(少于50％)，更好的是約少于20％。含氧的R3基有降低ETPA的軟化點(diǎn)的傾向。R3基的氮原子最好是呈現(xiàn)為仲胺或三胺。具有仲胺基的典型含氮原子的R3基是聚亞烴胺，即含有交替的亞烷基和胺基的一種基，有時(shí)稱為聚丙炔聚酰胺。亞烷基最好是低的亞烷基，例如次甲基、乙烯(即-CH2CH2-)、丙烯等。典型的聚丙炔胺可由公式-NH-(CH2CH2NH)mCH2-NH-代表，其中m是從1到約5的整數(shù)。
然而，含氮的R3基的氮原子可改以三氮原子呈現(xiàn)，例如，它們可以公式的雜環(huán)物來(lái)呈現(xiàn) 其中Rc是C1-3烴基。
上述含氮原子的R3基中的R3a是氫。但R3a并不局限于氫。事實(shí)上，R3a可以C1-10烴基，較好的是C1-5烴基，更好的是C1-3烴基。此外，R3與R3a或兩個(gè)R3a基可以共同形成一個(gè)雜環(huán)結(jié)構(gòu)，例如，一個(gè)對(duì)二氮己環(huán)，象 在此例中，可看到二個(gè)R3a結(jié)合在一起形成兩個(gè)氮原子之間的乙烯橋，R3a也是乙烯橋。
典型的ETPA膠化劑，除了含有在形成ETPA的反應(yīng)過(guò)程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物之外，也含有公式(1)的ETPA分子混合物。公式(1)的ETPA分子混合物可利用象色層分離或蒸餾等方式由副產(chǎn)物中凈化產(chǎn)生。
這種聚酰胺膠化劑可經(jīng)由商業(yè)途徑向亞利桑那化學(xué)公司取得。稱為UniClear。這種可用于本發(fā)明成份的聚酰胺膠化催化劑的商業(yè)用ETPA膠化劑實(shí)例是UniClear 80、UniClear 80V(為以植物為主的UniClear 80)、UniClear 100及UniClear 100V(為以植物為主的UniClear 100)，都是亞利桑那化學(xué)公司出品。
當(dāng)UniClear 80被采用作為唯一的聚酰胺膠化劑時(shí)，其總含量典型為約占總成份的10-90％重量比率；最好是約占10-70％重量比率；更好的是約占20-50％重量比率。
脂族聚酰胺與以酯終止的脂肪酸等的混合物也可使用于本發(fā)明。在聚酰胺膠化劑混合物中，脂族聚酰胺膠化劑所占的重量比率典型上約介于1∶11到1∶3之間，即在重量上1等份的脂族聚酰胺對(duì)11等份的全部膠化劑至1等份對(duì)3等份的比率。最好是1∶10到1∶5的比率，即在重量上1等份脂族聚酰胺對(duì)10等份的全部膠化劑至1等份對(duì)5等份的比率。
在聚酰胺膠化劑混合物中，ETPA膠化劑所占的重量比率典型為約介于2∶3到10∶11之間，即2等份的ETPA膠化劑對(duì)3等份的全部膠化劑至10等份的ETPA膠化劑對(duì)11等份的全部膠化劑。最好是重量比率約在7∶10到5∶6之間。
本發(fā)明的成份中，聚酰胺膠化劑與一種溶劑結(jié)合以形成膠。溶劑最好是在與膠化劑結(jié)合時(shí)會(huì)形成膠的低極性液體。本發(fā)明的成份中適用的溶劑一般而言屬于兩類，第一類是脂肪酸酯，第二類是烴油。
脂肪酸酯是一種其終端羧基酸已被酯取代的脂肪酸，因此，脂肪酸酯主要是一種含有酯功能的烴類。脂肪酸酯最好是一種具有低極性的液體。這一類的酯可以是單功能酯(即具有單一酯部分)，或是多功能酯(即具有一個(gè)以上的酯基)。
本發(fā)明所用較理想的脂肪酸酯溶劑也可再分類成四組，包括二價(jià)碳?xì)渲舅狨ァ⒁辉贾舅狨?、多元醇脂肪酸酯、脂肪酸酯烷氧基和山梨糖醇脂肪酸酯?br> 二價(jià)碳?xì)渲舅狨ナ呛袩N鏈的脂肪酸。這些二價(jià)碳?xì)渲舅狨ナ蔷哂蠧1-C22一元醇的C1-C22一元羧酸的反應(yīng)物；其碳鏈長(zhǎng)度至少約9個(gè)碳，且最好是約9-30個(gè)碳之間。該碳鏈可以是直線的或支鏈，也可以是飽和的或不飽和的。更好的碳鏈長(zhǎng)約10-28個(gè)碳。實(shí)例包括象下列的脂肪酸酯異丙基異硬酯酸鹽、2-乙基己基硬脂酸、2-乙基己基異硬脂酸、2-乙基己基棕櫚酸、硬脂酸、異丙基硬脂酸、異丙基肉豆蔻醚酸鹽、異丙基棕櫚酸鹽和異丙基苯酸鹽。這種脂肪酸酯之中，較理想的是那些其碳鏈長(zhǎng)度約介于10-24個(gè)碳原子之間。較理想脂肪酸酯溶劑的實(shí)例包括2-乙基己基硬脂酸、異丙基硬脂酸鹽、異丁基硬脂酸鹽、異丙基棕櫚酸鹽、異丁基棕櫚酸鹽、2-乙基己基棕櫚酸。更好的脂肪酸酯是具有長(zhǎng)度在16-22個(gè)碳原子之間的碳鏈；更好的脂肪酸酯溶劑包括肉豆蔻醚酸、棕櫚酸和硬酯酸。
這種脂肪酸酯溶劑的混合物也可使用。該脂肪酸酯可和另一同類或不同類的脂肪酸酯混合。這種溶劑混合物的實(shí)例包括2-乙基己基硬脂酸和乙基己基棕櫚酸的混合物以及2-乙基己基異硬脂酸和2-乙基己基棕櫚酸的混合物。
一元醇脂肪酸酯是一元醇與脂肪酸起反應(yīng)的產(chǎn)物。其在本發(fā)明中所使用較理想的一例是丙二醇脂肪酸酯。實(shí)例包括丙二醇肉豆蔻醚酸鹽、丙二醇辛酸鹽、丙二醇二辛酸酯、丙二醇月桂酸鹽、丙二醇二月桂酸鹽、丙二醇異硬脂酸鹽、丙二醇蓖麻油酸和丙二醇十四烷酸酯。本發(fā)明所使用的更理想的丙二醇脂肪酸酯是其所含脂肪酸的碳原子在10-22個(gè)范圍的那種，丙二醇肉豆蔻醚和丙二醇十四酰便是理想的。
多元醇脂肪酸是一種多元醇與脂肪酸起反應(yīng)的產(chǎn)物。其在本發(fā)明中所使用較理想的一例是多元醇脂肪酸酯。實(shí)例包括甘油二月桂酸鹽、甘油脂肪酸酯、甘油一元月桂酸鹽、甘油硬脂酸鹽、甘油異硬脂酸鹽和甘油棕櫚鹽。本發(fā)明所使用更理想的多元醇脂肪酸酯是其所含脂肪酸的碳原子數(shù)在10-22個(gè)范圍的那種。
較理想的母體脂肪酸是飽和與不飽和C10-C22脂肪酸。較理想的多元醇脂肪酸酯包括甘油脂肪酸酯。甘油脂肪酸酯的實(shí)例包括甘油二月桂酸鹽、甘油脂肪酸酯、甘油硬脂酸鹽、甘油異硬脂酸鹽、甘油棕櫚酸鹽和甘油一元月桂酸鹽。較好的甘油脂肪酸酯包括甘油二月桂酸鹽、甘油一元月桂酸鹽。
脂肪酸酯烷氧基是烯化氧和脂肪酸起反應(yīng)所產(chǎn)生的。較理想的母體脂肪酸上飽和與不飽和C12-C18脂肪酸。實(shí)例包括脂肪酸酯乙氧基鹽、脂肪酸酯丙氧基鹽和脂肪酸酯丁氧基鹽。
山梨糖醇脂肪酸酯衍生自山梨糖醇酐。實(shí)例包括山梨糖醇酐月桂酸鹽、山梨糖醇酐三油酸鹽、山梨糖醇酐棕櫚酸鹽、山梨糖醇酐硬脂酸鹽、山梨糖醇三硬脂酸鹽、山梨糖醇酐油酸鹽、山梨糖醇酐倍半油酸鹽。較好的山梨糖醇脂肪酸酯包括山梨糖醇酐月桂酸鹽和山梨糖醇酐油酸鹽。這些山梨糖醇衍生物可經(jīng)由商業(yè)途徑向ICI Americas公司取得，并可以SPAN與ARLACEL商標(biāo)行銷；不同的衍生物指定了各種不同的字母與數(shù)字的組合形式。山梨糖醇酐具有乳化特性的附加效益。乳化劑可增進(jìn)成份中各種添加劑(如芳香劑或著色劑)的溶解力，因而增加成份的清晰度。
烴油也可作為溶劑用。烴可以是飽和的或不飽和的、脂質(zhì)的或芳香族的以及是直線或分支狀或環(huán)狀。當(dāng)溶劑是采用烴油時(shí)，也具有燃料的功能，能使可燃物品產(chǎn)生具體的火焰。如果可燃物品是半透明蠟燭，則烴油使蠟燭產(chǎn)生強(qiáng)而均勻的火焰。因此，烴油在燃燒過(guò)程中具輔助作用。本發(fā)明可使用的不同種類的烴油包括植物油、動(dòng)物油或礦油。
較理想的烴油是礦物油，有時(shí)也稱為藥用油。礦物油是一種高度精煉、無(wú)味、無(wú)臭的原油。此類礦物油經(jīng)過(guò)高度精煉除去所有的揮發(fā)性烴并且氫化，以便消除不飽和狀態(tài)，例如，芳香基已被減少到類似完全飽和。用來(lái)制作本發(fā)明的凝膠的較理想礦物油是所謂的石臘油(White mineral oil)，呈水白色，一般公認(rèn)與皮膚接觸安全無(wú)害。礦物油也以粘性來(lái)區(qū)分，輕礦物油比重礦物油黏度低。這些名稱在美國(guó)藥典第22版修訂本第89頁(yè)(1990)有更明確的定義。
任何礦物油均可使用于本發(fā)明?？梢允禽p礦物油或重礦物油。本發(fā)明則采用輕礦物油較理想。可通過(guò)商業(yè)途徑取得USP與NF二種等級(jí)的輕礦物油。USP油的黏度范圍從35CST到100CST，傾點(diǎn)范圍從-40℃到-12℃。NF油的黏度更低，典型的是3-30CST，，傾點(diǎn)-45℃。也可使用工業(yè)等級(jí)礦物油，黏度范圍4-90CST，傾點(diǎn)范圍從-12℃到2℃。合適的商業(yè)性礦物油實(shí)例包括Witco.公司出品的Sonmeborn與Camation石臘油，Exxon出品的Isopar K與Isopar H，以及Penreco出品的Peneteck石臘油。
本發(fā)明所使用的較理想植物油是甘油三酸酯油，其實(shí)例包括玉米油、大豆油、花生油、芝麻油、葵花油、核桃油、棉子油、棕櫚油、油菜籽子油和蓖麻油。蓖麻油是較理想的植物油。
可做為本發(fā)明溶劑用途的其他烴油包括低分子量烴，其中包括線形飽和烴，例如辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷和十八烷。其他的低分子量烴包括環(huán)狀烴(例如十氫化奈即DECALIN)、燃料級(jí)的烴以及支鏈烴(例如Permethyl公司出品的PERMETHYL和Exxon公司出品的ISOPAR系列，包括Isopar G、Isopar H、Isopar K、Isopar L與Isopar M等)。本發(fā)明也可使用芳香不飽和烴油，例如Ashland的Hi-Sol 10與Hi-Sol 15。也可能采用烴油混合物為溶劑，例如Witco的產(chǎn)品PD-23。
成份中烴油的含量需考慮可燃物品的燃燒與物理完整性與穩(wěn)定性。成份中所含的烴油含量將影響可燃物品在燃燒過(guò)程中的火焰大小與強(qiáng)度。如果是蠟燭，則蠟燭中所使用的燈芯種類也是考慮因素。烴油含量與燈芯的選擇可視所制蠟燭的特殊種類而定。過(guò)多的烴油可能導(dǎo)致脫水收縮與滲出液體的現(xiàn)象，基本上油會(huì)從成份中流出。此外，烴油過(guò)少可能導(dǎo)致渾濁現(xiàn)象并降低成份的清晰度。因此，過(guò)量烴油會(huì)破壞因結(jié)合溶劑，聚酰胺膠化劑與溶解劑所產(chǎn)生的物理穩(wěn)定性。
為使用聚酰胺膠化劑與脂肪酸酯溶劑制成膠，二種成份混合一起并加熱直到組成一種成份為止。約80-150℃的溫度可使膠化劑在溶劑中完全溶解。一旦冷卻，混合物就形成凝膠。
一般而言，凝膠比液體或糊狀物更有黏性，且在不受擾亂的情況下能保持其形狀，即能自我支撐。但凝膠并不象蠟?zāi)敲从?，比象蠟般的固體更易刺破，而硬膠比軟膠更能抵抗刺破。本文所定義的堅(jiān)硬凝膠可抗外來(lái)施力而不變形。
Almdale et al.(聚合凝膠與網(wǎng)第一卷第5項(xiàng)(1993)列出了定義膠凝的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(1)膠凝含有二或多種成份，其中一種是液體，具有實(shí)質(zhì)的含量；(2)凝膠是一種固體或像固體的軟材料。因此，用來(lái)制成可燃物品的本發(fā)明的成份，除了含有聚酰胺膠化劑和脂肪酸酯之外也含有所有成份，符合定義，可視為一種膠。
本發(fā)明的成份可加入一種或多種可塑劑。其中可塑劑總含量約占成份的10-15％重量比率，最好是約7-12％。可塑劑是一種有機(jī)化合物，被加到聚合物中以促進(jìn)加工過(guò)程的反應(yīng)，并通過(guò)聚合體分子的內(nèi)部改變(溶解)而提高成品的柔韌度與耐用性。聚和體分子是被次原子價(jià)鍵固著在一起，例如氫黏合、偶極與偶極相互作用以及Van Der Waals相互作用等。可塑劑取代了這些由可塑劑黏合到聚合鍵的相互作用之中的某項(xiàng)，因而輔助了聚合鏈各部分的活動(dòng)。普通可塑劑的實(shí)例包括不揮發(fā)的有機(jī)液體與低溶化固體(如酞酸鹽、己二酸酯與癸二酸酯)、多元醇(如乙二醇)及其衍生物、三甲苯酯、磷、蓖麻油等。
因此，可塑劑在本發(fā)明中的功能是提高成份的結(jié)構(gòu)伸縮性，使成份在燃燒過(guò)程中承受熱應(yīng)力時(shí)可改變其形狀而不會(huì)產(chǎn)生裂痕或裂開(kāi)。酞酸酯是本發(fā)明理想的可塑劑。實(shí)例包括磷苯二甲酸二辛酯、磷苯二甲酸二丁酯、二(2-乙基己基)對(duì)苯二酸酯、二(2-乙基己基)己二酸酯及三(2-乙基己基)-1，2，4-苯三酸酯。適用的可塑劑也包含這些可塑劑的混合物。二辛基酞酸鹽與酞酸二丁酯的混合物是理想的可塑劑混合物。
本發(fā)明的成份也可含有一種或多種芳香劑。芳香劑可能是適合蠟燭使用的。這類芳香劑的實(shí)例包括Citronella AN114351 Sweet Peach，AN114462 Lavender Meadows，AN 114463 Strawberries’N Cream and AN114215 Vanilla from Noville Corp.，South Hackensack，N.J.。成份中芳香劑的含量視芳香劑的濃烈度以及希望成份釋放出來(lái)的芳香度而定。
本發(fā)明的成份也可包含著色劑，使產(chǎn)生所要的外觀色澤。成份所含的著色劑最好是半透明，并提供清晰的色澤不會(huì)加重成份朦朧感或霧狀。著色劑可以是顏料或染料。但提供顏色以染料較理想，尤其是油溶性染料，可得自Tempe Ariz的Pylm產(chǎn)品。此類染料的實(shí)例包括D&C紫羅藍(lán)色2號(hào)，D&C黃色11號(hào)、D&C綠色6號(hào)、D&C紅色7號(hào)。
就較理想的蠟燭形體而言，由本成份所制成的半透明蠟燭，其燃燒率約每小時(shí)4-6克，與蠟制的燭相似，但不同于典型的苯二烯橡膠半透明或透明蠟燭(其燃燒慢，約每小時(shí)2克)。以本發(fā)明成份制成的蠟燭其直徑3.08cm高6.16cm以及直徑4.62cm高4.62cm或9.24cm。
理想的是，可燃物品燃燒時(shí)不產(chǎn)生暗淡或朦朧的黑煙。再者，以本發(fā)明成份制成的可燃物品燃燒或保存過(guò)程中均能維持其結(jié)構(gòu)的完整性。就蠟燭的形體而言，這種蠟燭蠟燭不會(huì)有裂痕或裂開(kāi)，也不會(huì)顯現(xiàn)滲出液體或脫水收縮現(xiàn)象，且在燃燒或保存過(guò)程中蠟燭側(cè)旁不會(huì)膨脹突出，也不會(huì)變色形成不透明區(qū)域。此外，令人滿意的是，可燃物品不過(guò)熱，燃燒時(shí)蠟燭的側(cè)旁摸起來(lái)仍是冷的，因此燃燒中仍可拿取處理，而且，該成份是可反熱的，即停止燃燒之后，成份的溶化池會(huì)凝固，成份的特性并無(wú)重大改變?？扇嘉锲烦尸F(xiàn)高度清晰，其朦朧度、霧狀情形或形成不透明情形減到最小。更令人滿意的是可燃物品就像水晶那般透明，即使加了芳香劑或著色劑等添加物仍維持水晶般透明度。
尤其是，在30℃環(huán)境保存六個(gè)月而無(wú)脫水收縮或滲出液體現(xiàn)象的蠟燭，其成份所占的重量百分比(wt％)如下50wt％的UniClear 80、10wt％的2-乙基己基硬脂酸、5wt％的異硬脂酸以及35wt％的礦物油。本發(fā)明的另一種理想構(gòu)造顯現(xiàn)了上述特性，那是一種具有下列重量比率的蠟燭約2-10％聚酰胺膠化劑、約15-30％礦物油、約10-20％脂肪酸酯(其具有約10-28個(gè)碳的支碳鏈)、約2-10％異硬脂酸、約0-10％異硬脂醇、約2-15％可塑劑、約1-4％芳香劑、約1-4％著色劑和一個(gè)燈芯。還有另一例也顯現(xiàn)了上述特性，其組成成份重量比率如下約10-30％聚酰胺膠化劑、約10-70％以酯終止的聚酰胺膠化劑、約10-30％礦物油、約15-50％脂肪酸酯(其具有約10-28個(gè)碳的支碳鏈)、約5-15％異硬脂酸、約0-10％異硬脂醇、約10-75％可塑劑、約0-5％芳香劑、約0-5％著色劑和一個(gè)燈芯。
本蠟燭所使用的燈芯是典型的半透明與透明蠟燭所采用的燈芯，可通過(guò)商業(yè)途徑取得，選用時(shí)已考慮到蠟燭的尺寸。較理想的燈芯是用均質(zhì)的抗撕扯的綿紗制成的，該種棉紗則是用當(dāng)季未受濕氣破壞具有中長(zhǎng)纖維的棉花制成。典型的燈芯有15-45縷(搓)，較好的是30-43搓。較理想燈芯包括具有將近40小時(shí)燃燒時(shí)間的31搓棉燈芯，具有將近60小時(shí)燃燒時(shí)間的43搓棉燈芯以及具有將近120小時(shí)燃燒時(shí)間的43搓棉燈芯?？刹捎猛该鳠粜臼沟谜灎T呈現(xiàn)透明。較理想的是，燈芯在燃燒時(shí)不會(huì)留下灰煙同時(shí)看不到煙。較理想的是，燈芯在蠟燭內(nèi)呈筆直狀，燃燒時(shí)燭峰尖端發(fā)出光芒。
一般而言，本可燃物品是將聚酰胺膠化劑與脂肪酸酯溶劑混合一起加熱直到成為均勻混合物而成。溶解劑在適當(dāng)溫度時(shí)加入以輔助促使達(dá)到均勻混合的狀態(tài)。依典型情況，80-150℃溫度范圍就可使膠化劑在溶劑中完全溶解。混合物一旦冷卻，就形成本發(fā)明的結(jié)構(gòu)物。也可運(yùn)用適當(dāng)模具將本成份制成可燃物品。例如，可利用具有鋼條(供換置燈芯用)的模具將固體成份制成蠟燭。本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是可燃物品一冷卻，即可從模具中拆下，絲毫無(wú)損物品的表面，拆下動(dòng)作一點(diǎn)不困難。
以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明的透明蠟燭代表性產(chǎn)品依以下步驟制成(1)2-乙基己基硬酯酸(2-EHS)被加到鋼制容器之中，經(jīng)攪拌并加熱達(dá)到110℃為止；(2)當(dāng)容器中原料加熱到94-96℃時(shí)，漸漸加入膠化劑Versamid 1655并攪拌；在加入膠化劑的過(guò)程中，加入異硬脂酸以做出均勻的溶液；(3)成份總重1kg，倒進(jìn)模具中，模具中央有一鋼條；成份可冷卻到室溫并凝固；將鋼條拆除，接著燈芯穿進(jìn)成份之中，穿過(guò)鋼條所留下的孔洞。實(shí)施例2本發(fā)明的進(jìn)一步透明蠟燭代表產(chǎn)物依以下步驟制成(1)2-乙基己基硬酯酸(2-EHS)被加到鋼制容器之中，經(jīng)攪拌并加熱達(dá)到110℃為止；(2)當(dāng)容器中原料加熱到95-100℃時(shí)，漸漸加入膠化劑UniClear 80并攪拌，在加入膠化劑的過(guò)程中，當(dāng)容器溫度達(dá)到90℃時(shí)，加入異硬脂酸以做出均勻的溶液；(3)成份總重1kg，倒進(jìn)模具中，模具中央有一鋼條；成份可冷卻到室溫并凝固，將鋼條拆除，接著，將燈芯穿進(jìn)成份之中，穿過(guò)鋼條所留下的孔洞。實(shí)施例3制作表1成份的一般步驟(1)將溶劑加到容器中，經(jīng)振動(dòng)加熱達(dá)到110℃；(2)當(dāng)容器中原料加熱到95-100℃時(shí)，漸漸加入膠化劑UniClear 80并攪拌；在加入膠化劑的過(guò)程中，當(dāng)容器溫度達(dá)到90℃時(shí)，加入異硬脂酸以做出均勻的溶液；(3)剩下的組成要素依其在成份中所占的量依序一一加入，占最大量者先加入；因此芳香劑和著色劑最后加入；(4)成份總重1kg，倒進(jìn)模具中，模具中央有一鋼條；成份可冷卻到室溫并凝固；將鋼條拆除，接著將燈芯穿進(jìn)成份之中，穿過(guò)鋼條所留下的孔洞。表1所列的成份依上述步驟制作，其單位是重量％。
表1

膠化劑1Versamid 1655 膠化劑2UniRez 2620膠化劑3UniRez 2626 膠化劑4UniClear 80實(shí)例4透明度的測(cè)定將1cm厚的樣品放置在12個(gè)點(diǎn)處的印刷字母上，查看是否能透過(guò)樣品辨明這些字母。
評(píng)估如下○清楚辨識(shí)；△幾乎無(wú)法辨識(shí)；×無(wú)法辨識(shí)。
實(shí)例3的成份的每一種組成要素1到10采用此方式評(píng)估

權(quán)利要求
1.一種可燃物品，其特征在于，由以下各項(xiàng)所構(gòu)成(i)選自含有脂族聚酰胺與以酯終止的聚酰胺基族的聚酰胺膠化劑；(ii)具有至少9個(gè)碳原子的碳鏈長(zhǎng)度的脂肪酸溶劑；(iii)脂肪酸溶解劑，至少占可燃物品的1％重量比率。
2.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，另含有一種脂肪酸溶解劑，具有1-22個(gè)碳的碳鏈。
3.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，另含有一種脂族醇溶解劑，具有約10-20個(gè)碳的支碳鏈。
4.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中溶解劑含有異硬脂酸，又另含有異硬脂醇。
5.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中溶解劑含有異硬脂酸。
6.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中上述聚酰胺膠化劑含有脂族聚酰胺與以酯終止的聚酰胺的混合物。
7.權(quán)利要求6所述的可燃物品，其特征在于，其中脂族聚酰胺重量與聚酰胺膠化劑重量之比介于1∶11到1∶3之間。
8.權(quán)利要求6所述的可燃物品，其特征在于，其中脂族聚酰胺重量與聚酰胺膠化劑的重量之比介于1∶10到1∶5之間。
9.權(quán)利要求6所述的可燃物品，其特征在于，其中以酯終止的聚酰胺重量與聚酰胺膠化劑的重量之比介于2∶3到10∶11之間。
10.權(quán)利要求6所述的可燃物品，其特征在于，其中以酯終止的聚酰胺重量與對(duì)聚酰胺膠化劑的重量之比介于7∶10到5∶6之間。
11.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中脂肪酸酯具有介于16到22個(gè)碳的支碳鏈。
12.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中脂肪酸酯為選自含有下列各項(xiàng)的基族2-乙基己基硬酸酯、肉豆蔻酸異丙酯、2-乙基己基棕櫚酸、2-乙基己基異硬酸酯與硬酯酸異丙酯。
13.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中脂肪酸酯由下列各項(xiàng)所組成山梨糖醇脂肪酸酯、一元醇、脂肪酸酯、二元醇脂肪酸酯、脂肪酸酯或烴基脂肪酸酯。
14.權(quán)利要求13所述的可燃物品，其特征在于，其中一元醇脂肪酸酯是丙二醇脂肪酸酯。
15.權(quán)利要求13所述的可燃物品，其特征在于，其中二元醇脂肪酸酯是甘油酰脂肪酸酯。
16.權(quán)利要求13所述的可燃物品，其特征在于，其中脂肪酸酯烷氧基物含有脂肪酸酯乙氧基、脂肪酸酯丙氧基或脂肪酸酯丁氧基。
17.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，另含有烴油。
18.權(quán)利要求17所述的可燃物品，其特征在于，其中烴油含有輕礦物油。
19.權(quán)利要求17所述的可燃物品，其特征在于，其中烴油含有植物油。
20.權(quán)利要求17所述的可燃物品，其特征在于，其中烴油含有篦麻油。
21.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中可燃物品是蠟燭。
22.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中上述聚酰胺膠化劑的重量約占本物品重量的10-90％；上述脂肪酸酯的重量約占本物品重量的5-70％；上述溶解劑的重量約占本物品重量的1-75％。
23.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中上述聚酰胺膠化劑的重量約占本物品重量的10-70％；上述脂肪酸酯的重量約占本物品重量的10-50％；上述溶解劑的重量約占本物品重量的2-30％。
24.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，其中上述聚酰胺膠化劑的重量約占本物品重量的40-60％；上述脂肪酸酯的重量約占本物品重量的10-20％；上述溶解劑的重量約占本物品重量的3-10％。
25.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，另含有一種或多種可塑劑。
26.權(quán)利要求24所述的可燃物品，其特征在于，其中可塑劑的重量約占本物品重量的0-15％比率。
27.權(quán)利要求24所述的可燃物品，其特征在于，其中可塑劑是選自含有下列各項(xiàng)的基族；鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、二(2-乙基己基)對(duì)苯二酸酯、二(2-乙基己基)己二酸酯、三(2-乙基己基)-1，2，4-苯三酸酯。
28.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，另含有一種或多種芳香劑。
29.權(quán)利要求1所述的可燃物品，其特征在于，另含有一種或多種著色劑。
30.權(quán)利要求28所述的可燃物品，其特征在于，另含有一種或多種著色劑。
31.一種半透明固體蠟燭，其特征在于，由下列各項(xiàng)所構(gòu)成10-30％重量比率的脂族聚酰胺；10-70％重量比率的以酯終止的聚酰胺；10-30％重量比率的礦物油；15-50％重量比率的脂肪酸酯，其含有約10-24個(gè)碳的支碳鏈；5-15％重量比率的異硬脂酸；0-10％重量比率的異硬脂醇；10-75％重量比率的可塑劑；0-5％重量比率的芳香劑；0-5％重量比率的著色劑；與一個(gè)燈芯。
32.權(quán)利要求31所述的蠟燭，其特征在于，其中脂肪酸酯選自含有2-乙基己基硬酯酸與乙基己基異硬酯酸的基族。
33.權(quán)利要求31所述的蠟燭，其特征在于，其中脂肪酸酯選自含有2-乙基己基硬酯酸與乙基己基異硬酯酸的混合物。
34.權(quán)利要求31所述的蠟燭，其特征在于，基中以酯終止的聚酰胺含有UniClear 80。
35.權(quán)利要求31所述的蠟燭，其特征在于，其中可塑劑選自含有鄰苯二甲酸二辛酯與鄰苯二甲酸二丁酯的基族。
36.權(quán)利要求31所述的蠟燭，其特征在于，其中可塑劑含有鄰苯二甲酸二辛酯與鄰苯二甲酸二丁酯的混合物。
37.一種半透明蠟燭，其特征在于，由以下各項(xiàng)所構(gòu)成；2-10％重量比率的脂族聚酰胺；20-50％重量比率的以酯終止的聚酰胺；15-30％重量比率的礦物油；10-20％重量比率的脂肪酸酯，其含有約10-24個(gè)碳的支碳鏈；2-10％重量比率的異硬脂酸；0-10％重量比率的異硬脂醇；2-15％重量比率的可塑劑；1-45％重量比率的芳香劑；1-4％重量比率的著色劑；與一個(gè)燈芯。
38.權(quán)利要求37所述的蠟燭，其特征在于，其中脂肪酸酯選自含有2-乙基己基硬酯酸與乙基己基棕櫚酸的基族。
39.權(quán)利要求37所述的蠟燭，其特征在于，其中脂肪酸酯選自含有2-乙基己基硬酯酸與乙基己基棕櫚酸的混合物。
40.權(quán)利要求37所述的蠟燭，其特征在于，其中可塑劑選自含有鄰苯二甲酸二辛酯與鄰苯二甲酸二丁酯的基族。
41.權(quán)利要求37所述的蠟燭，其特征在于，其中可塑劑含有鄰苯二甲酸二辛酯與鄰苯二甲酸二丁酯的混合物。
42.一種半透明蠟燭，其特征在于，由以下各項(xiàng)所構(gòu)成；40-60％重量比率的UniClear 80；5-20％重量比率的脂肪酸酯，其含有約16-22個(gè)碳的支碳鏈；30-40％重量比率的礦物油；2-10％重量比率的異硬脂酸；5-15％重量比率的2-乙基己基硬酯酸；與一個(gè)燈芯。
全文摘要
可被穩(wěn)定儲(chǔ)存的透明易燃物，本發(fā)明涉及可燃物品，其所含成份包括選自含有脂族聚酰胺和以酯終止的聚酰胺基族的一種或多種聚酰胺膠化劑、一種或多種溶劑(其中之一為含有約9－30個(gè)碳的碳鏈的脂肪酸酯)以及一種或多種溶解劑(其中之一為含有約1－22個(gè)碳的碳鏈的脂肪酸)。溶解劑至少占總重量的1％。本可燃物品可穩(wěn)定儲(chǔ)存，無(wú)需支撐容器或支撐構(gòu)造。更符合人意的是，本可燃物品也含有燈芯，是一種蠟燭，燃燒起來(lái)干凈均勻，半透明或透明。
文檔編號(hào)C11C5/00GK1441041SQ0210653
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2002年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月27日
發(fā)明者汪毓杰, 林正德 申請(qǐng)人:比歐化學(xué)有限公司