CN101845754A - 一种衣物柔顺剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种衣物柔顺剂及其制备方法。本发明衣物柔顺剂包含如下按质量百分数计的组分：高阳离子度交联型两性聚合物0.001～5.0％，阳离子表面活性剂0.5～50％，添加剂0～10％，香精0～2％，余量为水；其中，所述高阳离子交联型两性聚合物由阴离子单体A、阳离子单体B和交联剂C共聚而成，其结构通式为BxCyAz。本发明衣物柔顺剂赋予衣物柔顺剂理想的流变特性和良好的增稠效果。
Description
技术领域
本发明涉及衣物柔顺剂领域，具体涉及一种具有优异的流变特性以及柔软性能良好的衣物柔顺剂。
背景技术
出于使用的方便性和改善产品某些性能的需要，在家庭洗护产品中加入增粘聚合物以达到最佳流变特性，是一种流行的标准做法。目前，已有各种类型的聚合物被建议用于提高组合物粘度的目的。家庭洗护产品的流变性能，一般使用天然或合成的聚合物来控制。常用于增稠的聚合物有聚丙烯酸酯、碱溶胀型胶乳、改性纤维素、瓜尔胶和黄原胶等。上述这些都已经在洗衣液和餐具洗涤液，以及一些硬表面清洁剂中得到了广泛应用。
然而，对于配方为阳离子表面活性剂的产品，如衣物柔顺剂，通常用于增稠的聚合物几乎没有有效的增稠效果。这是因为，大多数多糖在酸性情况下会发生降解，而聚丙烯酸酯和碱溶胀型胶乳在酸性情况下也会由于羧基官能团被中和而不能有效的增稠，甚至可能会引起沉淀。同时，大多数增稠剂还会受到配方中阳离子表面活性剂存在的限制。因此，配方专家一直在努力寻找和试验能与阳离子表面活性剂良好相容、能在酸性溶液中具有增稠功能的聚合物。
目前，一类由含阳离子单体与其他单体组成，且具有增稠能力的共聚物已被广泛研究和应用。常见的这类共聚物增稠剂多由含阳离子单元单体丙烯酸酯类季铵盐或丙烯酰胺类季铵盐，与非离子单体或阴离子单体组成。其中，水溶性的含阳离子单元单体：丙烯酸酯类季铵盐的单体(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，由于能通过自由基聚合机理制得具有一定阳离子性、较高分子量、较好的线性结构和较好的分子链柔顺性，并且在水溶液具有良好分散性的水溶性聚合物而被高度关注。
例如，US11888436报道了一种可用于头发护理产品、餐具洗涤液及织物洗涤液中增稠的粉末状交联型两性聚合物，这种聚合物以阴离子单体丙烯酸为主要反应单体，与阳离子单体(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚。该发明中阴离子单体与阳离子单体的投料摩尔比约为1/1，并根据NMR测定表明聚合物中含有大于68％摩尔的阴离子丙烯酸结构部分。另外，该发明的权利要求中表明该两性聚合物在pH值为2～6范围内会使溶液增稠，并形成静电荷为零的连续相。实施例表明，4wt％的该聚合物在pH值为4～14的轻垢餐具洗涤剂中，12rpm的剪切力下粘度为0.5～1.1Pa/s，在氧化剂环境中可稳定储藏80天以上。
US11832402报道了一种由阴离子单体(甲基)丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和阳离子单体(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵制成的两性聚合物。该聚合物聚合前需加碱调节反应体系pH＝4～7，制得产品活性物含量为40～70％。2wt％的该聚合物水溶液在5rpm的剪切力下粘度约为2.9～5.2Pa/s。该增稠剂与头发、皮肤具有很好的相容性，并且在水溶液和水包油的乳液中都具有优异的增稠效果和良好的稳定性，可被应用于个人护理产品中。
又如，CN1201798报道，含阳离子单元丙烯酸酯类季铵盐的单体和丙烯酰胺单体组成的阳离子型聚合物，该聚合物以增稠剂的形式掺入到化妆品中，表现出令人非常满意的触感。WO-A-90/12862描述一种衣物柔顺剂组合物，它包括具有5～45ppm交联剂的阳离子聚合物。CN1717471A描述一种衣物柔顺剂组合物，它包括具有0～5ppm交联剂的阳离子或非离子均聚物或共聚物。
总之，从上可知，由含阳离子单体(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与阴离子单体或非离子单体组成的聚合物增稠剂在个人护理产品和家庭洗涤产品中可被广泛使用，也是目前研究的热门课题。
尽管现有的技术中描述的含水阳离子组合物所使用的聚合物能够起到组合物增稠作用，但在流变特性方面仍有待进一步改进。另一方面，现有的大多数阳离子型增稠剂使用具有毒性的非离子丙烯酰胺作为单体，难免微量残留，其使用也将受到限制。
发明内容
本发明的目的在于根据现有的衣物柔顺剂中添加的增稠剂通常都达不到有效的增稠效果，或者虽然能够起到增稠作用但流变特性方面仍有缺陷的问题，提供一种含有新型水溶性高阳离子度交联型两性聚合物的衣物柔顺剂，该衣物柔顺剂可赋予衣物柔顺剂产品良好的增稠和流变特性。
本发明另一目的在于提供上述衣物柔顺剂的制备方法。
本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：
一种衣物柔顺剂，由如下按质量百分数计的组分组成：高阳离子度交联型两性聚合物0.001～5.0％，阳离子表面活性剂0.5～50％，添加剂0～10％，香精0～2％，余量为水；其中，所述高阳离子交联型两性聚合物由阴离子单体A、阳离子单体B和交联剂C共聚而成，其结构通式为BxCyAz，x、y、z分别为B、C、A的摩尔数，且x＞z＞y。
作为一种优选方案，本发明衣物柔顺剂由如下按质量百分数计的组分组成：高阳离子度交联型两性聚合物0.001～3.0％，阳离子表面活性剂2～50％，常用添加剂0～10％，香精0～2％，余量为水。
上述组分中，所述阳离子表面活性剂选自如下阳离子季铵化合物：二烷基二甲基季铵化合物、二酰胺乙基烷氧基季铵化合物、酰胺乙基烷基咪唑啉季铵化合物、酯类季铵化合物；其中所述酯类季铵化合物为三乙醇胺脂肪酸酯铵盐、二甲基二乙醇胺脂肪酸酯季铵盐、丙二醇胺脂肪酸酯季铵盐或酯酰胺季铵盐。
上述组分中，所述常用添加剂如分散剂、防腐剂等。
本发明衣物柔顺剂仍然以阳离子表面活性剂为主要成分，添加了一种高阳离子度交联型两性聚合物作为增稠剂，该高阳离子度交联型两性聚合物由单体A、单体B和交联剂C共聚而成。
所述单体A为阴离子性的水溶性丙烯酸盐类，其结构式如式(I)所示：
其中，R1为H、CH3或COOH；R2为H、CH3或CH2COOH；X为Na+、K+、
或
离子型官能团。
所述单体B的结构式如式(II)所示：
其中，R1为H或CH3；X为(CH2)n，n＝1～6；R2和R3为C1～C6的烷基、R4为C1～C6的烷基或苄基。
所述交联剂C选自四烯丙基氯化铵、烯丙基-丙烯酰胺、烯丙基-甲基丙烯酰胺、双丙烯酰氨基乙酸、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯或丙烯酸烯丙酯。
所述高阳离子度交联型两性聚合物中，单体A占聚合物分子质量的1～29.9％，单体B占聚合物分子质量的70～89.9％，交联剂C占聚合物分子质量的0.005～0.1％。
在制备所述高阳离子度交联型两性聚合物时，采用常规乳液聚合方法，还包含常用的助剂，如：自由基引发剂、水、油性溶剂、乳化剂。可以直接获得高阳离子度交联型两性聚合物乳胶，其中聚合物质量含量为20～60％；该乳胶在水中形成2wt％的白浆时的粘度为1.8～6.8Pa·s(20℃，3#12rpm，NDJ-1)，印花粘度指数PVI为0.20～0.30。
本发明所述高阳离子度交联型两性聚合物的特性粘度为9.6731～14.7823dL/g；阳离子度＞60％。
本发明衣物柔顺剂的制备方法包括如下步骤：
将高阳离子度交联型两性聚合物制备成乳胶产品直接添加到按常规工艺乳化好的阳离子表面活性剂及其它组分的混合物中；或者预先将高阳离子度交联型两性聚合物制备成乳胶，在水中形成白浆后，加到按常规工艺乳化好的阳离子表面活性剂及其它组分的混合物中。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过将高阳离子度交联型两性聚合物制备成乳胶与阳离子表面活性剂及添加剂、香精等制备得到衣物柔顺剂，由于高阳离子度交联型两性聚合物乳胶可以迅速在水溶液中分散溶胀，可直接添加到柔顺剂组合物中，使所得的衣物柔顺剂达到理想的流变特性，柔软性能良好。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例
1.高阳离子度交联型两性聚合物的制备：
表1高阳离子度交联型两性聚合物乳胶的组分
| 实验编号 | 聚合物乳胶1 | 聚合物乳胶2 | 聚合物乳胶3 |
| 水相： | |||
| 丙烯酸盐 | 1.10克 | 0 | 0 |
| 甲基丙烯酸盐 | 0 | 0.57克 | 0 |
| 2，3-二甲基丙烯酸盐 | 0 | 0 | 1.10克 |
| 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 | 9.88克 | 0 | 0 |
| 甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 | 0 | 10.45克 | 0 |
| 丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵 | 0 | 0 | 9.81 |
| N，N-亚甲基双丙烯酰胺 | 0.0016克 | 0 | 0 |
| 烯丙基-丙烯酰胺 | 0 | 0.0011克 | 0 |
| 四烯丙基氯化铵 | 0 | 0 | 0.0013克 |
| 自由基引发剂 | 0.0134克 | 0.0167克 | 0.0164克 |
| 去离子水 | 加至26.00克 | 加至26.00克 | 加至26.00克 |
| 实验编号 | 聚合物乳胶1 | 聚合物乳胶2 | 聚合物乳胶3 |
| 油相： | |||
| 油性溶剂 | 15.00克 | 15.00克 | 15.00克 |
| 乳化剂 | 2.00克 | 2.00克 | 2.00克 |
按照上表1的用量，将水相中各组分混合，配成“水相”。
在250mL的反应器中，按照表1比例分别加入油性溶剂(液体石蜡6克、环己烷9克)和乳化剂2克，乳化剂HLB值控制在8.0～9.0，搅拌速度1000rpm，搅拌0.5h，制成均匀的“油相”。
在800rpm的搅拌速度下，通入N2排出反应容器中的O2，缓慢滴入“水相”，控制反应温度在40～42℃之间，连续反应6h，得到微黄的乳白色胶乳。
上述胶乳通过极性溶剂处理和分离提纯，可得到淡黄色的聚合物固体粉末。测定其特性数据如下表2：
表2聚合物粉末的特性数据
| 特征性能 | 聚合物1粉末 | 聚合物2粉末 | 聚合物3粉末 |
| 特性粘度 | 10.2846dL/g | 10.2453dL/g | 10.2846dL/g |
| 阳离子度 | 4.13mmol/g | 4.09mmol/g | 4.12mmol/g |
| 阳离子单元的含量 | 79.9wt％ | 79.2wt％ | 79.8wt％ |
2.衣物柔顺剂的制备
表3衣物柔顺剂的组分及性能测试
| 编号 | 对比例1 | 实施例1 | 对比例2 | 实施例2 | 对比例3 | 实施例3 |
| D1821-75*(wt％) | 3.0 | 3.0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| SUNQAT-TE90**(wt％) | 0 | 0 | 5.0 | 5.0 | 0 | 0 |
| 编号 | 对比例1 | 实施例1 | 对比例2 | 实施例2 | 对比例3 | 实施例3 |
| Varisoft 222LM***(wt％) | 0 | 0 | 0 | 0 | 5.0 | 5.0 |
| 聚合物乳胶1 | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 聚合物乳胶2 | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 0 | 0 |
| 聚合物乳胶3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.5 |
| 香精(wt％) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 防腐剂(wt％) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 色素(wt％) | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
| 去离子水(wt％) | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 |
| 产品外观 | 均匀乳液 | 均匀乳液 | 均匀乳液 | 均匀乳液 | 均匀乳液 | 均匀乳液 |
| 产品粘度(mPa.s，20℃，2#30rpm，NDJ-1) | 319.9 | 1544(表明有优异的增稠性能) | 13 | 577.9(表明有优异的增稠性能) | 10 | 392.9(表明有优异的增稠性能) |
| 产品柔软性能 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 产品抗静电性能 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 |
上表3中所有阳离子表面活性剂及其他试剂均为市售商品，未经过进一步处理。按上表3比例，在搅拌下，将阳离子表面活性剂加到55～60℃去离子热水中，保温搅拌15min，然后搅拌下冷却到室温，然后搅拌下慢慢加入其他各组分(香精、防腐剂、色素和聚合物乳胶)，再继续搅拌25min，直至制剂均匀。
制备1天后，测定产品的粘度、柔软性能和抗静电性能的结果如表3。
备注：
*D1821-75E为飞翔化学公司的阳离子表面活性剂产品，化学名称：二氢化牛油酯基氯化铵；
**SUNQAT-TE90为天津先光公司的阳离子表面活性剂产品，化学名称：二烷基酯羟乙基甲基硫酸甲酯铵；
***Varisoft 222LM为Degussa公司的阳离子表面活性剂产品，化学名称：甲基-双(牛油酰胺乙基)-2-羟乙基硫酸甲铵。
Claims (10)
1.一种衣物柔顺剂，其特征在于由如下按质量百分数计的组分组成：高阳离子度交联型两性聚合物0.001～5.0％，阳离子表面活性剂0.5～50％，添加剂0～10％，香精0～2％，余量为水；其中，所述高阳离子交联型两性聚合物由阴离子单体A、阳离子单体B和交联剂C共聚而成，其结构通式为BxCyAz，x、y、z分别为B、C、A的摩尔数，且x＞z＞y。
2.根据权利要求1所述的衣物柔顺剂，其特征在于由如下按质量百分数计的组分组成：高阳离子度交联型两性聚合物0.001～3.0％，阳离子表面活性剂2～50％，添加剂0～10％，香精0～2％，余量为水。
3.根据权利要求1所述的衣物柔顺剂，其特征在于所述阴离子单体A为阴离子性的水溶性丙烯酸盐类，其结构式如式(I)所示：
其中，R1为H、CH3或COOH；R2为H、CH3或CH2COOH；X为Na+、K+、
或
离子型官能团。
4.根据权利要求1所述的衣物柔顺剂，其特征在于所述阳离子单体B的结构式如式(II)所示：
其中，R1为H或CH3；X为(CH2)n，n＝1～6；R2和R3为C1～C6的烷基、R4为C1～C6的烷基或苄基。
5.根据权利要求1所述的衣物柔顺剂，其特征在于所述交联剂C选自四烯丙基氯化铵、烯丙基-丙烯酰胺、烯丙基-甲基丙烯酰胺、双丙烯酰氨基乙酸、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯或丙烯酸烯丙酯。
6.根据权利要求1所述的衣物柔顺剂，其特征在于所述高阳离子度交联型两性聚合物中，单体A占聚合物分子质量的1～29.9％，单体B占聚合物分子质量的70～89.9％，交联剂C占聚合物分子质量的0.005～0.1％。
7.根据权利要求1所述的衣物柔顺剂，其特征在于所述高阳离子度交联型两性聚合物的特性粘度为9.6731～14.7823dL/g；阳离子度＞60％。
8.根据权利要求1所述的衣物柔顺剂，其特征在于所述高阳离子度交联型两性聚合物在制备过程中，乳化形成聚合物含量为20～60％的粘稠稳定的胶乳产物，所述乳胶在水中形成2wt％的白浆时的粘度为1.8～6.8Pa·s，印花粘度指数PVI为0.20～0.30。
9.根据权利要求1所述的衣物柔顺剂，其特征在于所述阳离子表面活性剂选自如下阳离子季铵化合物：二烷基二甲基季铵化合物、二酰胺乙基烷氧基季铵化合物、酰胺乙基烷基咪唑啉季铵化合物、酯类季铵化合物；其中所述酯类季铵化合物为三乙醇胺脂肪酸酯铵盐、二甲基二乙醇胺脂肪酸酯季铵盐、丙二醇胺脂肪酸酯季铵盐或酯酰胺季铵盐。
10.权利要求1～9中任意一条权利要求所述的衣物柔顺剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将高阳离子度交联型两性聚合物制备成乳胶产品直接添加到乳化好的阳离子表面活性剂及其它组分的混合物中；或者预先将高阳离子度交联型两性聚合物制备成乳胶，在水中形成白浆后，加到乳化好的阳离子表面活性剂及其它组分的混合物中。
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Inventor after: Li Jingning Inventor after: Yang Lichuan Inventor after: Lin Shangpeng Inventor after: Wang Chaoyang Inventor before: Li Jingning Inventor before: Yang Lichuan Inventor before: Lin Shangpeng Inventor before: Wang Chaoyang |