具有增强的水硬度耐受性的固体烷基苯磺酸盐和清洁组合物制造技术

本发明专利技术涉及使用磺化线性烷基苯作为表面活性剂的洗涤剂组合物，其中磺化线性烷基苯具有高于现有技术的磺化苯基烷基苯以前可达到的２－苯基异构体含量。本发明专利技术的清洗组合物与包括具有低含量的２－苯基烷基苯异构体的磺化线性烷基苯的先有组合物相比，因其对通常与活性洗涤剂沉淀相关的水硬矿物质耐受性意想不到的增加，作为清洗剂更有效。还提供烷基苯固体磺酸盐，包括含其的干燥配方。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及具有增强的去垢和清洗性能的洗涤剂和清洗组合物。本专利技术更特别涉及含高于现有技术能够达到的浓度的线性烷基苯磺酸盐的2-苯基异构体的洗涤剂和清洗组合物，原因在于发现了革命性的催化剂和高浓度地生产这些异构体的方法(如本申请详细描述的)。
技术介绍
用于从各种表面和物体除去油脂、油、污垢和其它异物的化学配混料已经知道一些时间了，这些配混料包括通过皂化油(包括动物脂肪和植物油)制造的简单肥皂。皂化基本上为这样一种方法将含水碱金属氢氧化物与酯(如动物脂肪或植物油)混合，由此使酯脱酯化形成羧酸的碱金属盐，该盐一般极易溶于含水介质中。重要的是，羧酸的这些碱金属盐的阴离子部分包括亲水性部分作为其分子结构，即与特别与水分子吸引的羧酸盐官能团。这些盐还包括疏水性部分作为其分子结构，它通常为每分子含约12至22个碳原子的基于烃的部分。这些盐通常被本领域普通技术人员称为“脂肪酸盐”，但通常被外行称为“肥皂”。脂肪酸盐的水溶液在使油脂、油和其它一般水不溶性材料变得可溶，并且能够被漂洗掉由此留下清洁的底物中非常有效，这些底物一般可包括桌面、柜台面、玻璃器皿或餐具、扁平餐具、服装、家具、汽车、皮肤、头发等。尽管工业上由脂肪和油生产这些肥皂目前已非常完善，但皂化化学家和其它工作者仍然在化学上继续寻求使通常不溶于水介质的材料可溶于水。为此，本领域熟练技术人员已提出了各种材料，这些材料的一个共同特性是它们在其分子结构中都含有疏水性部分和亲水性部分。已确认作为合适的肥皂替代物的一类材料是线性烷基苯磺酸盐(“LAB磺酸盐”)。可列举的LAB磺酸盐一般包括具有烃基取代基(或“烷基取代基”)的苯环结构和与该苯环在相互相对的位置键合的磺酸盐基团。选取环上的烷基取代基的烃链的长度以提供高水平的去垢特性，同时烃链的线性增强LAB磺酸盐的可生物降解特性。烃基取代基一般在基本上线性排列部分可包含6、7、8、9、10、11、12、13、14或15个碳原子(“去垢范围”)，可使用相应的烯烃并采用路易斯酸催化剂如氯化铝和本领域熟练技术人员已知的用于这些烷基化的条件通过常规Friedel-Crafts烷基化法与苯环连接。可用于生产烷基苯的各种烷基化方法描述于US3,342,888、3,478,118、3,631,123、4,072,730、4,301,316、4,301,317、4,467,128、4,503,277、4,783,567、4,891,466、4,962,256、5,012,021、5,196,574、5,302,732、5,344,997和5,574,198中，以及EP353813和Ru739,046中，其全部内容这里作为参考引入。一旦烃基按照如上所述与苯环连接，随后必须将所得线性烷基苯磺化以生产能够溶剂化来自各种底物如餐具、汽车、硬表面、家具和织物等的油脂、油、污垢的最终洗涤剂材料。磺化是已知的化学工艺，其反应剂和条件是化学领域熟练技术人员已知的。通过磺化工艺，将磺酸盐基团变为与线性烷基苯的苯环结构中的碳原子化学键合，如此提供整体上除了疏水性烃基部分外还具有亲水性磺酸盐基团的分子。已知在苯环单烷基化以在分子结构中引入烃尾期间，其中苯环与沿使用的烃链的各个点连接。据信通常使用的单烯烃的立体效益，除了催化剂特性和反应条件外，起到将异构体分布于单烷基化产品中的作用。因此，对于单个苯环可变为连接于例如10个碳原子的线性单烯烃的2、3、4或5位，其中在各情况下产生不同的烷基苯异构体。这些不同物质磺化形成尽可能多的不同烷基苯磺酸盐，各自对各种油、油脂和污垢等具有不同的溶剂化性能。本领域熟练技术人员2-苯基烷基异构体的磺酸盐是非常适宜的物质，因为由磺化2-苯基烷基物质制备的磺化线性烷基苯洗涤剂，相对于在烷基化期间生产的其它异构体的磺化产品，具有优异的清洗和去垢性能。最适宜的2-苯基烷基异构体产品的一般结构可定义如下 其在优选的实施方案中，具有n等于选自5、6、7、8、9、10、11和12的任何整数。由于用于生产本专利技术2-苯基烷基异构体的Friedel-Crafts型烷基化通常使用烯烃在洗涤剂范围(C8至C15)的混合物，因此由该烷基化获得各种烷基苯的分布。因此，本专利技术在一个广泛方面涉及优选将磺化的2-苯基烷基苯用于洗涤剂配方中，该2-苯基烷基苯衍生自用具有碳原子数分布于洗涤剂范围内的α-单烯烃烷基化苯。如上所述，2-苯基烷基苯仅为通过用烯烃烷基化苯获得的一种可能的结构异构体，2-苯基烷基苯的混合物通过使用包括在洗涤剂范围内的烯烃的混合物获得。这可能是因为共振稳定化导致的，该共振稳定化使活化烯烃/路易斯配合物中的双键有效运动。一般而言，本领域普通技术人员将用洗涤剂范围内的烯烃的混合物烷基化苯乙烯而生产的所有烯烃产品的累积物称为“线性烷基苯”或“LAB′s”。通常，本领域熟练技术人员将“线性烷基苯”或“LAB”与其磺酸盐交替使用。当人们实际上指用作洗涤剂的磺化LAB时，他们通常将其说成“LAB”。通常，在工业上用经典的Friedal-Crafts化学，采用催化剂如氯化铝，或用强酸催化剂如氟化氢，例如对苯进行烷基化，生产LAB。尽管这些方法以高转化率生产，但正如本领域熟练技术人员已知的，在此类反应中对2-苯基异构体的选择性低，通常为约30％或更低。具有高百分比2-苯基异构体的LAB是特别适宜的，因为此类化合物磺化时具有长“尾”，该尾提供增强的溶解度和洗涤性能。
技术实现思路
本专利技术一方面提供具有高基物烯烃转化率、对2-苯基异构体LAB生产的高选择性和采用具有长寿命和容易操作的催化剂的LAB的生产方法和催化剂。通过采用本专利技术此方面，可以超过80.0％的收率(基于催化剂选择性)生产2-苯基烷基苯。更重要的是，本专利技术提供由包括磺化烷基苯的混合物的组分制得的洗涤剂组合物和清洗组合物，其中与苯环键合的烃基可包括在洗涤剂范围内的任何碳原子数，并且其中存在的至少80％(重量)的磺化烷基苯异构体具有在烃基的2位与烃基连接的苯基。本专利技术提供由烷基苯磺酸盐组分形成的洗涤剂组合物和配方，所述烷基苯磺酸盐组分包括如组分的混合物1)包括2-苯基烷基苯磺酸盐的第一种烷基苯磺酸盐组分，其中2-苯基烷基苯磺酸盐异构体包括存在的所有烷基苯磺酸盐的至少80％；和第二种烷基苯磺酸盐组分，该组分包括a)这样一种烷基苯磺酸盐，即其中具有在除烷基的2位外的位置与线性烷基连接的苯环的异构体包括存在的所有烷基苯磺酸盐的至少70％；或b)支化烷基苯磺酸盐，或其混合物。支化烷基苯磺酸盐可按照如下两种方式之一引入本专利技术的配制产品中。第一，用于苯烷基化反应中的部分线性烯烃原料可被支化烯烃取代，以提供用于磺化的烷基苯混合物，其中烷基苯含有选取量的支化烷基化物。在本专利技术最终配方中提供支化烷基苯磺酸盐的方法是，当将在公开市场上购买的支化烷基苯磺酸盐用作生产本专利技术的最终产品中的掺混组分时采用的方法。因此，通过在烷基苯磺酸盐中掺混或提供支化，可以在本专利技术的最终配方中提供宽范围量的支化烷基苯磺酸盐；然而，支化异构体包括低于本专利技术给定配料中存在的总烷基苯磺酸盐的50.0％，在本专利技术另一优选形式中，支化异构体包括低于本专利技术给定配料中存在的总烷基苯磺酸盐的15.00％的任何量；在本专利技术的另一优选形式中，支化异构体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用作清洗衣物、餐具、硬表面和其它基物的洗涤剂的组合物，该组合物由如下组分形成，所述组分包括：ａ）以０．２５至９９．５０ｗｔ％（按组合物总重量计）之间的任何量存在的烷基苯磺酸盐组分，所述组分的特征在于包括按所述组分总重量计３０．００ 至８２．００ｗｔ％之间的任何量（包括其间的每个百分比）的如下通式描述的烷基苯的２－苯基异构体的水溶性磺酸盐：＊＊＊其中ｎ等于４至１６之间的任何整数；和ｂ）９９．７５至０．５０ｗｔ％之间任何量的第二种组分，该组分包括已知用于配制肥 皂、洗涤剂等的至少一种其它组分，其中所述至少一种其它组分选自：脂肪酸、烷基硫酸盐、乙醇胺、氧化胺、碱金属碳酸盐、水、乙醇、异丙醇、松树油、氯化钠、硅酸钠、聚合物、醇烷氧化物、沸石、过硼酸盐、碱金属硫酸盐、酶、水溶助剂、染料、香味剂、防腐剂、增亮剂、助洗剂（ｂｕｉｌｄｅｒ）、聚丙烯酸盐、挥发油、碱金属氢氧化物、水溶性支化烷基苯磺酸盐、醚硫酸盐、烷基苯酚乙氧基化物、脂肪酸酰胺、α－烯烃磺酸盐、石蜡烃磺酸盐、甜菜碱、螯合剂、牛脂胺乙氧基化物、聚醚胺乙氧基化物、环氧乙烷／环氧丙烷嵌段共聚物、醇环氧乙烷／环氧丙烷低泡沫表面活性剂、甲基酯表面活性剂、烷基聚糖、Ｎ－甲基甘油酰胺、烷基化磺化二苯基氧化物、聚乙二醇和具有２－苯基异构体含量低于３０．００％的水溶性烷基苯。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA史密斯，SS阿什拉维，RM斯马蒂，PR安南坦尼，
申请(专利权)人：胡茨曼石油化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]