專利名稱：用于表面活性劑體系的液體增稠劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及烷氧基化的、親脂性多元醇化合物，每摩爾所述多元醇具有約三摩爾的親脂性取代基，更具體而言，本發(fā)明涉及這種化合物作為液體表面活性劑組合物中增稠劑的用途。
背景技術(shù)：
含有表面活性劑的液體組合物如洗發(fā)劑、餐具洗滌液和其它個(gè)人保鍵和工業(yè)產(chǎn)品通常含有增稠劑以使液體組合物充分稠化使得能夠方便地進(jìn)行操作。經(jīng)常，所述增稠劑包含含有親脂性取代基的烷氧基化的多元醇，如被脂肪酸酯化的乙氧基化甲基葡萄糖。這種增稠劑通常其烷氧基化的程度足以給所述液體表面活性劑組合物提供水溶性和提供稠化性。所述親脂性取代基如脂肪酸通常給所述增稠劑提供協(xié)同增稠特性。
經(jīng)常，所述增稠劑以固體形態(tài)引入到液體表面活性劑組合物中，并在使所述增稠劑有效溶于液體表面活性劑組合物中的條件下進(jìn)行混合，并使粘度顯著增加，如高達(dá)約2000至100000厘泊(“cP”)或更高。所述混合時(shí)常必須在提高的溫度下來(lái)進(jìn)行，如約50至80℃，以促進(jìn)增稠劑的溶解，并獲得所需的粘度強(qiáng)化(在本領(lǐng)域中稱為“熱加工”)。然而，包含增稠的、含表面活性劑液體的產(chǎn)品如洗發(fā)劑的配制者希望能夠在室溫下如約20至30℃來(lái)配制他們的產(chǎn)品(在本領(lǐng)域稱為“冷加工”)。另外，配制者還希望增稠劑可呈液體形態(tài)而不是固體形態(tài)來(lái)引入到液體表面活性劑組合物中。以液體形態(tài)引入增稠劑的能力可使得配制者以更大程度精確性將精確數(shù)量的增稠劑引入至液體表面活性劑體系中，并可更好地促進(jìn)自動(dòng)化的加工。
對(duì)應(yīng)的，需要在液體表面活性劑體系中適于用作增稠劑的改進(jìn)的組合物。優(yōu)選，所述增稠劑可通過(guò)冷加工并以液體狀態(tài)來(lái)引入。另外也需要使用所述組合物增稠包括表面活性劑的液體組合物的方法。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明提供了例如在液體含有表面活性劑的體系中可用作增稠劑的烷氧基化、親脂性多元醇化合物，如乙氧基化、酯化甲基葡萄糖苷。在本發(fā)明的組合物中，至少5wt％的多元醇化合物在每摩爾的多元醇中具有約三摩爾的親脂性取代基。相當(dāng)意外的是，已發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明，存在足夠比例的每摩爾多元醇具有約三摩爾的親脂性取代基的多元醇化合物可增強(qiáng)所述組合物增稠液體表面活性劑體系的能力，優(yōu)選在冷加工溫度下。
此外，本發(fā)明提供了制備所述組合物的方法，所述方法包括用適當(dāng)?shù)耐檠趸噭┤绛h(huán)氧乙烷對(duì)所述多元醇進(jìn)行烷氧基化、并通過(guò)例如與脂肪酸的酯化作用引入親脂性取代基的步驟。所述方法還提供了在烷氧基化步驟之前引入親脂性取代基、以及順序引入親脂性取代基和烷氧基化試劑的方案。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明適于用作本發(fā)明起始物質(zhì)的的多元醇包括任何可與下述的烷氧基化試劑和親脂性試劑進(jìn)行反應(yīng)的、每分子具有三個(gè)或更多羥基的化合物。一般性的實(shí)例包括甘油、聚甘油、糖醇、如山梨糖醇或山梨聚糖、和糖類如葡萄糖及其衍生物?？捎糜诒景l(fā)明的更具體的多元醇實(shí)例包括但非僅限于三羥甲基乙烷[2-甲基-2-(羥甲基)-1,3-丙二醇]、三羥甲基丙烷[2-乙基-2-(羥甲基)-1,3-丙二醇]、季戊四醇(2,2-二羥甲基-1,3-丙二醇)、雙甘油(甘油二聚物)、二季戊四醇(dipentaerythritol)、甘油等。
用于本發(fā)明的優(yōu)選多元醇起始物質(zhì)是葡萄糖衍生物，更優(yōu)選的是苷，如葡糖苷、半乳糖苷、單糖、每個(gè)分子具有高達(dá)約10個(gè)糖重復(fù)單元的低聚糖和蔗糖。特別優(yōu)選的葡糖苷包括烷基葡糖苷，如甲基葡糖苷、乙基葡糖苷、丙基葡糖苷、丁基葡糖苷和戊基葡糖苷。
這些多元醇在商業(yè)上是可得到的。
適于對(duì)多元醇進(jìn)行烷氧基化的試劑是烯化氧，例如，環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和它們的混合物。其它的烷氧基化試劑如更高級(jí)的烯化氧也可用于本發(fā)明中。適用于本發(fā)明的烯化氧在商業(yè)上是可得到的。在本發(fā)明中烷氧基化的數(shù)量是使得在液體表面活性劑組合物中提供水溶性和稠化的有效數(shù)量。通常，這一數(shù)量范圍為每摩爾多元醇約50至400、優(yōu)選約80至180、更優(yōu)選約100至160摩爾的烯化氧。多元醇進(jìn)行烷氧基化的方法如直接烷氧基化是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。另外，部分烷氧基化的甲基葡糖苷如由AmercholCorporation,Edison,NJ出售的GLUCAMTME-20(PEG-20甲基葡糖苷)可用作起始物質(zhì)，它可被進(jìn)一步烷氧基化以達(dá)到所需的烷氧基化程度。
適用于衍生本發(fā)明多元醇的親脂性試劑包括可與多元醇進(jìn)行反應(yīng)且當(dāng)引入到液體、含表面活性劑的體系中時(shí)具有促進(jìn)協(xié)同增稠作用的足夠的分子量的任何化合物。通常，親脂性試劑包括每個(gè)分子具有約8至30、優(yōu)選約12至26、更優(yōu)選約16至22個(gè)碳原子的烴或被取代的烴部分。在本發(fā)明中，親脂性試劑的具體結(jié)構(gòu)不是關(guān)鍵的，例如可為烷基、芳基、烷芳基、烯基，并可為環(huán)狀的、帶支鏈的、或直鏈的。通常，所述試劑是脂肪酸、脂肪酸酯、環(huán)氧化物、鹵化物、縮水甘油基醚、或植物油或動(dòng)物油。所述試劑通常對(duì)所述多元醇提供酯或醚鍵。換言之，在葡萄糖衍生物的情況下，例如，醚或酯通常經(jīng)聚氧化烯鏈與葡萄糖衍生物不直接連接。
適用的脂肪酸包括天然或合成的直鏈或支鏈的飽和或不飽和酸。所述脂肪酸可單獨(dú)或呈混合物形態(tài)使用。天然脂肪酸包括例如通常由植物油或動(dòng)物油如椰子油、棕櫚油、牛脂、亞麻籽油和豆油進(jìn)行水解所獲得的飽和或不飽和直鏈脂肪酸，如己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、油酸、發(fā)酸和十一烷酸。合成脂肪酸的實(shí)例包括由烯烴聚合物氧化所制備的直鏈或支鏈脂肪酸。還可使用由微生物衍生的脂肪酸如γ-亞麻酸。另外，作為脂肪酸的低級(jí)烷基酯，還可使用上述脂肪酸的具有1至8個(gè)碳原子的烷基酯如甲基酯、乙基酯或丙基酯?？墒褂酶鞣N公知方法合成己醣的脂肪酸酯或其烷基糖苷，包括使用脂肪酶等的酯合成例如(1)在起始油或脂肪與己糖或其烷基糖苷之間的酯交換反應(yīng)，(2)在脂肪酸的低級(jí)烷基酯和己糖或其烷基糖苷之間的酯交換反應(yīng)，或(3)脂肪酸和己糖或其烷基糖苷之間的酯合成。另外，也可采用使用脂肪?；?fatty acidchloride)和己糖或其烷基糖苷的合成方法。
其它適用的親脂性試劑的實(shí)例包括縮水甘油基醚，如壬基苯基縮水甘油基醚或十二烷基苯基縮水甘油基醚，α-烯烴環(huán)氧化物，如1,2-環(huán)氧十六烷和其對(duì)應(yīng)的氯乙醇，或烷基鹵化物，如十二烷基溴，和上述的植物油和動(dòng)物油。脂肪酸的鹵代產(chǎn)物也可用作親脂性試劑。
用來(lái)衍生本發(fā)明多元醇的親脂性試劑的數(shù)量為當(dāng)多元醇衍生物存在于液體表面活性劑組合物中時(shí)優(yōu)選能有效促進(jìn)多元醇衍生物的協(xié)同增稠行為的量。通常，親脂性取代基的平均取代程度為每摩爾多元醇約3摩爾，例如2.5至4摩爾，優(yōu)選為約2.5至3.9摩爾，更優(yōu)選約2.8至3.6摩爾。多元醇進(jìn)行衍生以包含親脂性取代基的詳細(xì)內(nèi)容對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是公知的。每摩爾多元醇的親脂性取代基的平均數(shù)量(在本領(lǐng)域稱為取代度“DS”)可通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的任何技術(shù)來(lái)確定，例如通過(guò)核磁共振光譜法(“NMR”)。適用于本發(fā)明中的親脂性試劑是商業(yè)上可得到的。
按照本發(fā)明，烷氧基化、親脂性多元醇化合物包括被親脂性取代基取代的化合物的混合物，所述親脂性取代基的數(shù)量根據(jù)在多元醇起始物質(zhì)上可作用的羥基而變化。在所述組合物中至少5％的多元醇化合物具有每摩爾多元醇約三摩爾的的親脂性取代基。例如，在乙氧基化、酯化甲基葡糖苷的情況下，至少5％的化合物被每摩爾甲基葡糖苷約三摩爾親脂性取代基所取代。通常，所述組合物中至少25％、優(yōu)選至少50％、更優(yōu)選至少75％的多元醇衍生物具有每摩爾多元醇約三摩爾的親脂性取代基。一般，所述組合物的余量包含具有每摩爾多元醇一、二或四摩爾的親脂性取代基的多元醇衍生物。一般，在所述組合物中低于約75％、優(yōu)選低于約50％、更優(yōu)選低于約25％的多元醇包含每摩爾多元醇有一、二、或四摩爾的親脂性取代基。
烯化氧和親脂性取代基與多元醇進(jìn)行反應(yīng)的次序?qū)Ρ景l(fā)明來(lái)說(shuō)不是關(guān)鍵的。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，烷氧基化反應(yīng)首先進(jìn)行，隨后對(duì)多元醇進(jìn)行親脂性取代基的取代。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，多元醇首先被親脂性取代基取代，隨后進(jìn)行烷氧基化。在本發(fā)明的再另一方面中，所述多元醇進(jìn)行部分酯化，例如以使之包含每摩爾多元醇有一或兩摩爾(平均)的親脂性取代基，然后乙氧基化，其后酯化，例如，以使之包含每摩爾多元醇有約三摩爾的親脂性取代基。另外，所述多元醇可被部分乙氧基化、酯化并然后再次進(jìn)行乙氧基化至所需的程度。再有，所述起始物質(zhì)可是多元醇、部分烷氧基化的多元醇或部分與親脂性試劑進(jìn)行反應(yīng)的多元醇，或兩種情況同時(shí)存在。
所述衍生通常在低于大氣壓的壓力、如約0.001至1.0大氣壓、和約110至約180℃范圍內(nèi)的溫度來(lái)進(jìn)行烷氧基化步驟，并在約120至200℃進(jìn)行親脂性取代步驟。所述衍生可使用或不使用催化劑。但通常采用催化劑來(lái)提高反應(yīng)速率。所述催化劑可是酸性的、堿性的、或中性的。烷氧基化步驟的優(yōu)選催化劑包括Na,NaOCH3,KOH,NaOH,K2CO3,Na2CO3。親脂性取代步驟的優(yōu)選催化劑包括Na2CO3、KOH、NaOH、包括對(duì)甲苯磺酸(“p-TSA”)、H2SO4、HCl的酸、和包括有機(jī)鈦酸酯的其它物質(zhì)，如可由DuPont Company,Wilmington,DE以TyzorTM催化劑得到的四異丙基鈦酸酯。有關(guān)烷氧基化、親脂性多元醇化合物的制備的其它詳細(xì)內(nèi)容對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的，例如敘述于US專利Nos.4687843、5109127、5501813和5502175中。
由所述衍生反應(yīng)所制備的產(chǎn)物通常是呈顆?；蚍勰┬螒B(tài)的固體形態(tài)。所述固體產(chǎn)物適于包裝并運(yùn)送給客戶。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，所述烷氧基化、親脂性多元醇衍生物溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲幸蕴峁┻m合于在增稠含有表面活性劑的液體組合物中使用的液體增稠劑。能夠溶解多元醇衍生物的任何適當(dāng)液體均適用于本發(fā)明。優(yōu)選，所述液體是含或不含其它與水混溶的液體的含水液體。例如，適當(dāng)?shù)娜軇┌總€(gè)分子具有約2至5個(gè)碳原子的烷撐二醇，如丙二醇(propylene glycol)、乙二醇、丁二醇(butyleneglycol)、丙二醇(propane diol)和丁二醇(butane diol)。也可采用其它溶劑，如聚亞烷基二醇，例如得自Union Carbide CorporationDanbury,CT的CARBOWAXTMPEG和UCONTM流體。當(dāng)所述產(chǎn)物以液體形態(tài)來(lái)提供時(shí)，它通常包含約20至60、優(yōu)選約30至50的多元醇衍生物，余量包含液體溶劑和任何所需的添加劑，如防腐劑、殺生物劑等，這些添加劑一般以微量存在，例如小于所述液體組合物總重量的約5wt％。另外，當(dāng)呈液體形態(tài)時(shí)，優(yōu)選含有增稠劑的所述液體的粘度足夠低以使所述液體可無(wú)困難地泵送或傾倒。一般，所述粘度低于約6000cP，優(yōu)選低于約4000cP。在這里使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)粘度是指用Brookfield粘度計(jì)(Viscometer)測(cè)量的粘度，所述粘度計(jì)具有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員確定的適當(dāng)?shù)男妮S旋轉(zhuǎn)速度，例如心軸轉(zhuǎn)速6至10rpm。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面中，當(dāng)所述多元醇是葡萄糖衍生物時(shí)，所述液體組合物包含約10至30wt％的水、約30至50wt％的丙二醇和約30至50wt％葡萄糖衍生物。一種特別優(yōu)選的組合物包含約20wt％的水、約40wt％的丙二醇和約40wt％的葡萄糖衍生物。
本發(fā)明的烷氧基化、親脂性多元醇衍生物具有各種各樣的最終應(yīng)用，如人體保健應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用。一般的人體保健應(yīng)用包括如藥物和化妝品組合物，如洗發(fā)劑、護(hù)發(fā)劑、軟膏、護(hù)膚霜、洗液、肥皂等。一般的工業(yè)應(yīng)用包括如作為粘度調(diào)節(jié)劑用于一般的流體處置以及用于表面活性劑應(yīng)用，如餐具洗滌液、衣物洗滌劑、懸浮助劑，作為粘合促進(jìn)劑和涂覆物質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，烷氧基化、親脂性多元醇衍生物用于增稠包含一種或多種表面活性劑的液體組合物。舉例來(lái)說(shuō)表面活性劑可包括“陰離子表面活性劑包括脂肪酸皂、烷基硫酸鹽、烷基醚硫酸鹽、烷基或芳基磺酸鹽、磺基琥珀酸鹽、肌氨酸鹽、烷基葡萄糖酯或其烷氧基化物，特別是十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、三乙醇胺十二烷基硫酸鹽、月桂基醚硫酸鈉(sodium laureth sulfate)、α-烯烴磺酸鹽、月桂基醚磺基丁二酸二鈉(disodium laurethsulfosuccinate)，三乙醇胺硬脂酸鹽；非離子表面活性劑包括甲基葡萄糖酯或其烷氧基化物、脂肪酸烷醇酰胺、聚乙二醇醚或它們的烷基或芳基衍生物、羥基化羊毛脂、羊毛脂醇，特別是oleth-20,ceteareth-20、甲基葡萄糖二油酸酯、甲基葡萄糖硬脂酸酯、丙三醇單硬脂酸酯、椰油基二乙醇酰胺、nonoxynal-7和辛苯聚糖-8(octoxynol-8)；陽(yáng)離子表面活性劑包括烷基三甲基銨鹽、乙二胺的季銨化酰胺、烷基吡啶鹽，特別是十六烷三甲基氯化銨、硬脂基二甲基芐基氯化銨(stearalkonium chloride)、和十六烷基氯化吡啶鎓；和兩性表面活性劑包括烷基β-氨基丙酸酯、甜菜堿、烷基咪唑啉，特別是椰油兩性羧基甘氨酸鹽(cocoamphocarboxy glycinate)、椰油酰胺丙基甜菜堿和己基兩性羧基丙酸鹽(caproamphocarboxypropionate)。
在本發(fā)明的這方面中，包括烷氧基化、親脂性多元醇化合物的第一液體與包括表面活性劑的第二液體在混合條件下進(jìn)行混合，以提供至少10％、優(yōu)選至少50％、更優(yōu)選至少100％、最優(yōu)選至少200％的粘度增量。在這里使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“粘度增量”是指在含有表面活性劑的液體組合物中、本發(fā)明的烷氧基化、親脂性多元醇化合物相對(duì)于其中大部分如至少90％的化合物具有每摩爾多元醇約兩摩爾、即1.5至2.5摩爾親脂性取代基的烷氧基化、親脂性多元醇化合物以百分比表示的粘度的增加值。為測(cè)量粘度增量，在足以溶解所述組分的溫度、如室溫至約80℃下、在適當(dāng)?shù)幕旌蠗l件下(優(yōu)選不產(chǎn)生泡沫)對(duì)所述表面活性劑體系進(jìn)行約2至3小時(shí)的混合。為測(cè)定粘度增量，在所述液體表面活性劑組合物中采用的烷氧基化、親脂性多元醇的有效濃度為約0.1至5wt％，優(yōu)選為約0.1至1wt％，以所述液體表面活性劑組合物的總重量計(jì)。為進(jìn)行對(duì)比，所述有效濃度應(yīng)基本上相同。對(duì)于這一測(cè)量，在10rpm下具有6號(hào)軸的Brookfield RVT粘度計(jì)一般是適用的。所述粘度測(cè)量應(yīng)在固定溫度下進(jìn)行，例22.5℃。另外，所述對(duì)比應(yīng)使用具有相似烯化氧取代量和相似親脂性取代基的多元醇衍生物來(lái)進(jìn)行，所述烯化氧取代量例如在±30個(gè)烯化氧單元內(nèi)，所述親脂性取代基例如為每分子±2碳原子。
確定粘度增量的優(yōu)選表面活性劑組合物包括按如下組合的如下組分。組分wt％去離子水適量至100月桂基醚硫酸鈉-2(26wt％有效)40.00椰油酰胺丙基甜菜堿(35wt％有效) 11.50DMDM乙內(nèi)酰脲 0.4增稠劑(40wt％多元醇化合物，40wt％丙二醇，20wt％水) 1.25步驟按次序向水中添加月桂基醚硫酸鈉-2和椰油酰胺丙基甜菜堿，一次只添加一種，直到完全均一后再添加下一種組分。在均一后，在攪拌條件下添加增稠劑并加熱至70℃。一旦增稠劑完全溶解即開(kāi)始將體系冷卻至40℃。在40℃下，添加DMDM內(nèi)酰脲，并持續(xù)冷卻至室溫。在24小時(shí)后記錄粘度。
相當(dāng)有利的是，已發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明，個(gè)人保護(hù)用品如洗發(fā)劑、潤(rùn)膚霜等可提供如下所需的特性。在洗發(fā)劑和其它護(hù)發(fā)用品的情況下，可獲得改進(jìn)的可漂洗性、手感、起泡性、可梳理能力(combingpotential)、與其它組分的協(xié)同作用、清晰度和耐鹽性。在護(hù)膚用品的情況下，可獲得改進(jìn)的抗刺激性、加脂劑、潤(rùn)濕和皮膚相容性。
包含本發(fā)明烷氧基化、親脂性多元醇化合物的用于皮膚或頭發(fā)的一般洗滌制品可含有如下組分并按下述進(jìn)行制備。組分 wt％去離子水 適量Polyquaternium-10 0.20月桂基醚硫酸鈉(26wt％有效)40.00椰油酰胺丙基甜菜堿(35wt％有效)11.50月桂基醚磺基丁二酸二鈉(40wt％有效)5.00增稠劑(40wt％多元醇化合物，40wt％丙二醇，20wt％水)0.50DMDM乙內(nèi)酰脲 0.40步驟在適當(dāng)攪拌條件下向室溫去離子水中添加Polyquaternium-10。當(dāng)均一后，加熱至70℃并混合直到完全水合。一旦完全水合后，添加在DMDM內(nèi)酰脲之前的其余的組分，按次序一次只添加一種，等待直到一種組分溶解后再添加下一種。使之冷卻至40℃。在40℃，添加DMDM內(nèi)酰脲。待續(xù)冷卻之室溫。
實(shí)施例提供如下實(shí)施例用于進(jìn)行例舉性說(shuō)明，而非對(duì)所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍進(jìn)行限制。在所述實(shí)施例中，除非另外指明，所提到的數(shù)量以重量百分比計(jì)。
實(shí)施例1(對(duì)比)制備PEG-120甲基葡萄糖二油酸酯-PG-水混合物將1000克PEG-120甲基葡萄糖二油酸酯試樣(得自AmercholCorporation,Edison,NJ，商品名GlucamateTMDOE-120)置于裝有攪拌和加熱裝置的燒瓶中。向其中添加1000克丙二醇和500克水。將所述混合物在攪拌條件下加熱至60℃。隨著熔化和持續(xù)攪拌，所述固體溶解，且所述溶液變?yōu)榱黧w并呈透明態(tài)。
然后使最終的液體產(chǎn)物冷卻至室溫。所述產(chǎn)物在室溫下的粘度＜2000cP。
實(shí)施例2制備PEG-100甲基葡糖苷三油酸酯-PG-水混合物向1升加壓反應(yīng)器中，傾入192克PEG-20甲基葡糖苷(GlucamTME-20，得自Amerchol Corporation,Edison,NJ)。向其中添加1克的KOH薄片。封閉該容器，并隨著溫度升高至140℃而增加真空度。所述物質(zhì)攪拌并在140℃和約10mmHg下干燥0.5小時(shí)。
用氮對(duì)所述體系吹掃三次并加壓至25psig。所述液體用630克環(huán)氧乙烷在140-145℃和65psig下進(jìn)行乙氧基化。在完成添加后，所述反應(yīng)混合物老化一小時(shí)并用氮吹掃以除去任何殘余的氧化物。由此得到聚氧乙烯-100甲基葡糖苷在室溫下的硬白色臘狀物質(zhì)。
將上述PEG-100甲基葡糖苷的試樣(467克)置于燒瓶中并加熱至約50℃直到全部物質(zhì)熔化。將草酸(4.4克)添加至少量的水中。將所述混合物攪拌約0.5小時(shí)，然后在110℃真空即約10毫米汞柱(“mmHg”)下干燥。
用氮破壞真空。然后加入甲基油酸酯(101克)。然后用氮吹掃所述體系。產(chǎn)生低程度的真空度(～600mmHg)。使用注射器，引入6.3克的催化劑(四異丙基鈦酸酯，得自Dupont的TyzorTM)，并使所述混合物攪拌10分鐘。然后將所述溫度增加至約150℃。
在隨后5小時(shí)內(nèi)，將真空度逐漸增加至200mmHg。在這一點(diǎn)，反應(yīng)完成，并將所述溫度降至約65℃。破壞真空并添加50克的水以分解催化劑。所述混合物在50℃下攪拌1小時(shí)。用草酸水溶液將pH調(diào)整至6-7，然后在高真空(＜5mmHg)和110℃下干燥0.5小時(shí)。所得產(chǎn)物為具有如下分析值的褐色臘狀固體參數(shù) 數(shù)值pH(在水中10％)6.9酸值 0.6皂化值37.0羥值 14.0所述混合物冷卻至80℃，同時(shí)在攪拌條件下添加566克丙二醇和283克水的溶液。在冷卻的同時(shí)這一混合物攪拌0.5小時(shí)。得到粘度為約2000cP的淺褐色溶液/混合物。
實(shí)施例3制備PEG-120葡萄糖三油酸酯-PG-水混合物在氮?dú)夥障?，在反?yīng)器中裝填42克甲基油酸酯和0.8克SAG-10(抗泡劑，得自Witco Corp.,Greenwich,CT)。然后添加1000克未中和的GlucamateTMDOE-120。設(shè)定頂部空間氮吹掃，并將所述混合物加熱至175℃。當(dāng)溫度達(dá)到約150℃時(shí)緩慢施加低真空，即約140mm Hg。
一旦反應(yīng)混合物達(dá)到175℃，即將溫度保持在該值。在約一小時(shí)后，將頂部空間吹掃變換為噴射。然后將真空度緩慢增加至約5mmHg。所述混合物再反應(yīng)5小時(shí)。
在接近烘干時(shí)間(cookout time)結(jié)束時(shí)，移出試樣通過(guò)氣相色譜法進(jìn)行甲基油酸酯分析。殘余甲基油酸酯降低到約0.4％(W/W)，并將所述反應(yīng)冷卻至約80℃，切斷氮噴射，用氮破壞真空，并用含有0.6克酒石酸的水溶液中和所得產(chǎn)物。所述混合物采樣測(cè)定pH、顏色、羥基數(shù)、酸值和粘度性能。所得產(chǎn)物，PEG-120甲基葡萄糖三油酸酯，其分析表明粘度性能*65000cP羥值 10GH顏色7pH(在水中10％)6.5酸值 0.8為制備混合物，將1033克丙二醇(PG)添加至升溫(70-80℃)的產(chǎn)物、以上制備的PEG-120甲基葡萄糖三油酸酯基物中。在PG在其中徹底混合后，中斷加熱，并添加517克去離子水。所述混合物攪拌約20分鐘以保證其為均一溶液，然后對(duì)其采樣分析pH、％PG和％水。然后將該產(chǎn)物溶液冷卻至約40℃并貯存。所述混合物具有如下分析值水20％丙二醇40％pH(10％固體) 6.5*粘度性能方法如實(shí)施例#4(粘度測(cè)量)實(shí)施例4粘度測(cè)量將與實(shí)施例C-1、2和3中制備的那些相似的液體產(chǎn)物在含表面活性劑的液體中測(cè)試以確定粘度增量。所使用的配方和步驟如下。組分 wt％去離子水 適量至100月桂基醚硫酸鈉-2(26wt％有效) 40.00椰油酰胺丙基甜菜堿(35wt％有效)11.50DMDM乙內(nèi)酰脲 0.4增稠劑(40wt％多元醇化合物，40wt％丙二醇，20wt％水)1.25步驟按次序向水中添加月桂基醚硫酸鈉-2和椰油酰胺丙基甜菜堿，一次只添加一種，直到完全均一后再添加下一種組分。在均一后，在攪拌條件下添加增稠劑并加熱至70℃。一旦增稠劑完全溶解即開(kāi)始將體系冷卻至40℃。在40℃下，添加DMDM乙內(nèi)酰脲，并持續(xù)冷卻至室溫。在24小時(shí)后記錄粘度。
以No.6心軸在10rpm下使用Brookfield RVT粘度計(jì)來(lái)測(cè)量粘度。
增稠劑實(shí)例粘度,cP增稠增量,％C-113500-2 560003153 65000381實(shí)施例5制備潔身配劑按照如下組分和步驟制備潔身配劑。
組分wt％去離子水適量Polyquaternium-10 0.20月桂基醚硫酸鈉-2(26wt％有效)40.00椰油酰胺丙基甜菜堿(35wt％有效) 11.50月桂基醚磺基丁二酸二鈉(40wt％有效) 5.00增稠劑(40wt％多元醇化合物，40wt％丙二醇，20wt％水) 0.50DMDM乙內(nèi)酰脲0.40步驟在適當(dāng)攪拌條件下向室溫去離子水中添加Polyquaternium-10。當(dāng)均一后，加熱至70℃并混合直到完全水合。一旦完全水合后，添加在DMDM內(nèi)酰脲之前的其余的組分，按次序一次只添加一種，等待直到一種組分溶解后再添加下一種。使之冷卻至40℃。在40℃，添加DMDM乙內(nèi)酰脲。繼續(xù)冷卻至室溫。
以No.6心軸在10rpm下使用Brookfield RVT粘度計(jì)測(cè)量的潔身配劑的粘度為40500cP。不含增稠劑的所述配劑的粘度為3400cP。
實(shí)施例6冷加工在室溫下在含表面活性劑的液體中測(cè)試與在實(shí)施例2中所制備的相似的液體產(chǎn)物，以評(píng)價(jià)冷加工性能。所使用的配方和步驟如下。組分 wt％去離子水 適量至100月桂基醚硫酸鈉-2(26wt％有效) 40.00椰油酰胺丙基甜菜堿(35wt％有效)11.50DMDM內(nèi)酰脲0.4增稠劑(40wt％多元醇化合物，40wt％丙二醇，20wt％水)1.25步驟按次序向水中添加月桂基醚硫酸鈉-2和椰油酰胺丙基甜菜堿和DMDM內(nèi)酰脲，一次只添加一種，直到完全均一后再添加下一種組分。在均一后，在攪拌條件下在室溫下添加增稠劑，并持續(xù)直到在視覺(jué)上可觀察到增稠效果(粘度增加)。持續(xù)混合直到完全均一。
雖然以上針對(duì)具體方面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了敘述，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解，其它的方面也應(yīng)包括在以下所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種包含烷氧基化、具有親脂性取代基的葡萄糖衍生物的組合物，其中至少5wt％的葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基。
2．如權(quán)利要求1的組合物，包含有效數(shù)量的具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基的葡萄糖衍生物以提供至少10％的粘度增量。
3．如權(quán)利要求1的組合物，包含有效數(shù)量的具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基的葡萄糖衍生物以提供至少50％的粘度增量。
4．如權(quán)利要求2的組合物，其中至少25wt％的葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基。
5．如權(quán)利要求1的組合物，其中一部分所述葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖一、二或四或更多摩爾的親脂性取代基。
6．如權(quán)利要求1的組合物，其中所述親脂性取代基通過(guò)酯鍵或醚鍵與葡萄糖衍生物相連。
7．如權(quán)利要求1的組合物，其中所述親脂性取代基具有每個(gè)分子約8至30個(gè)碳原子。
8．如權(quán)利要求1的組合物，其中所述萄糖衍生物被每摩爾葡萄糖約50至400摩爾的烯化氧所取代。
9．如權(quán)利要求8的組合物，其中所述烯化氧選自由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷及其混合物所組成的組。
10．如權(quán)利要求1的組合物，其中所述葡萄糖衍生物選自由甲基葡糖苷、乙基葡糖苷、丙基葡糖苷、丁基葡糖苷、戊基葡糖苷和它們的混合物所組成的組。
11．如權(quán)利要求1的組合物，其進(jìn)一步包含烷撐二醇。
12．如權(quán)利要求11的組合物，其呈液體形態(tài)。
13．一種制備烷氧基化、包含親脂性取代基的葡萄糖衍生物的方法，其中至少5wt％的所述葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基，所述方法包括(ⅰ)使葡萄糖衍生物與烯化氧在有效生成被烯化氧取代的烷氧基化葡萄糖中間產(chǎn)物的反應(yīng)條件下進(jìn)行接觸；和(ⅱ)使所述烷氧基化葡萄糖中間產(chǎn)物與親脂性試劑在有效生成包含親脂性取代基的烷氧基化葡萄糖衍生物的反應(yīng)條件下進(jìn)行接觸，其中至少5wt％的所生成的葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基。
14．如權(quán)利要求13的方法，其中所述葡萄糖衍生物是部分烷氧基化的。
15．如權(quán)利要求13的方法，其中步驟(ⅰ)或(ⅱ)中的至少一個(gè)是在存在催化劑的條件下進(jìn)行的，所述催化劑選自由酸催化劑、堿催化劑和中性催化劑所組成的組。
16．如權(quán)利要求13的方法，其中所述親脂性試劑選自由脂肪酸、脂肪酸酯、環(huán)氧化物、鹵化物、縮水甘油基醚、植物和動(dòng)物油和它們的混合物所組成的組。
17．一種制備烷氧基化、包含親脂性取代基的葡萄糖衍生物的方法，其中至少5wt％的所述葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基，所述方法包括(ⅰ)使葡萄糖衍生物與親脂性試劑在有效生成包含親脂性取代基的親脂性葡萄糖中間產(chǎn)物的反應(yīng)條件下進(jìn)行接觸，其中至少5wt％的所生成的葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基；(ⅱ)使所述親脂性葡萄糖中間產(chǎn)物與烯化氧在有效生成烷氧基化葡萄糖衍生物的反應(yīng)條件下進(jìn)行接觸。
18．一種制備烷氧基化、包含親脂性取代基的葡萄糖衍生物的方法，其中至少5wt％的所述葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基，所述方法包括(ⅰ)使葡萄糖衍生物與親脂性試劑在有效生成包含親脂性取代基的親脂性葡萄糖中間產(chǎn)物的反應(yīng)條件下進(jìn)行接觸，其中至少75wt％的所生成的葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖二摩爾的所述親脂性取代基；和(ⅱ)使所述親脂性葡萄糖中間產(chǎn)物與烯化氧在有效生成被烯化氧取代的烷氧基化、親脂性葡萄糖中間產(chǎn)物的反應(yīng)條件下進(jìn)行接觸；和(ⅲ)使所述烷氧基化、親脂性葡萄糖中間產(chǎn)物與親脂性試劑在有效生成包含親脂性取代基的烷氧基化葡萄糖衍生物的反應(yīng)條件下進(jìn)行接觸，其中至少5wt％的所生成的葡萄糖衍生物具有每摩爾葡萄糖約三摩爾的所述親脂性取代基。
20．一種增稠包含表面活性劑的液體組合物的方法，包括在混合條件下使一或多種烷氧基化、親脂性多元醇化合物與包含表面活性劑的第二種液體接觸；其特征在于(ⅰ)所述一或多種烷氧基化、親脂性多元醇化合物呈液體形態(tài)存在；和(ⅱ)足夠部分的所述一或多種烷氧基化、親脂性多元醇化合物被每摩爾多元醇約三摩爾的親脂性取代基所取代以提供至少10％的粘度增量。
21．如權(quán)利要求20的方法，其中所述烷氧基化、親脂性多元醇化合物由選自葡萄糖、山梨(糖)醇、丙三醇、聚甘油和它們的混合物組成的組中的多元醇所衍生。
22．如權(quán)利要求20的方法，其中所述粘度增量至少為100％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了包含烷氧基化親脂性多元醇化合物的組合物,所述化合物例如為乙氧基化、酯化甲基葡糖苷,其中至少5wt%的所述多元醇衍生物具有每摩爾多元醇約三摩爾的親脂性取代基。相當(dāng)有利的是,所述公開(kāi)的多元醇衍生物可溶解于水溶液中以提供適合于在冷加工溫度下增稠含有表面活性劑的組合物的液體增稠劑,所述組合物例如為洗發(fā)劑。
文檔編號(hào)C07H15/00GK1313785SQ99809944
公開(kāi)日2001年9月19日 申請(qǐng)日期1999年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月23日
發(fā)明者S·B·波洛夫斯基, C·巴貝托, W·K·李, E·F·蒂安托尼奧, R·L·克雷格爾 申請(qǐng)人:聯(lián)合碳化化學(xué)品及塑料技術(shù)公司