CN107164110A - 可生物再生溶剂和清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可生物再生溶剂和清洁方法。本发明描述了可生物再生的非VOC溶剂及在清洁应用中使用所述溶剂的方法。特别地，本发明涉及清洁组合物，其包含：基于所述组合物总重量的1至5重量％的清洁溶剂，其中所述清洁溶剂是式R1C(＝O)OR2的酯，其中：R1是是C11‑17烷基，和R2是乙基；表面活性剂；至少一种螯合剂或水溶助长剂；和水；其中所述酯在20℃时蒸气压小于0.1mm Hg，并且其中所述清洁组合物是非VOC组合物并且不含在20℃时蒸气压大于0.1mm Hg的碳化合物。
Description
本申请是申请号为201280040210.2、申请日为2012年8月28日、名称为“可生物再生溶剂和清洁方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及可生物再生的非VOC(挥发性有机化合物)溶剂及其在清洁应用中使用所述溶剂的方法。
背景技术
清洁组合物必须有效清洁、即除去油性或蜡质污物。同时，在去污有效性、对下面待清洁基材的惰性、以及使用者的方便和安全之间要达到平衡。最近，对开发环境友好的清洁制剂也有相当的兴趣。
虽然不存在对“环境友好”的单独定义，但普遍接受的是来源于可生物再生资源的材料对于环境是可持续的。此外，在一些国家，正在规定挥发性有机物含量(VOC)的重量百分比限制。例如，加里福尼亚州大气资源局(California Air Resources Board，CARB)已经提议到2012年12月31日，将通用型清洁剂中的VOC从4重量％进一步降低到0.5重量％。对本申请来说，VOC是在20℃时蒸气压大于0.1mm Hg的那些碳化合物。
因此，对于安全、有效、无害、环境友好的清洁组合物存在着需求。
发明内容
在一种实施方式中，本发明提供了清洁组合物，其包含：
式R1(＝O)OR2的酯，其中：
R1是C7-10烷基，和
R2是C2-6烷基，更优选C2-4烷基；
表面活性剂；
至少一种螯合剂或水溶助长剂；和
水。
“清洁组合物”是指用于去污的组合物。清洁组合物本质上不是被摄食的(ingested)，清洁领域的技术人员也不能指望可摄食的组合物来解决清洁问题。
在一种实施方式中，R1是辛基。
在一种实施方式中，R1是癸基。
在一种实施方式中，R2是乙基。
在一种实施方式中，R2是丙基。
在一种实施方式中，R2是丁基或异丁基。
在优选实施方式中，所述酯是辛酸乙酯、癸酸乙酯、辛酸丙酯、辛酸丁酯、辛酸异丁酯、或癸酸丁酯的至少一种，或其混合物。在这样的实施方式中，这些酯的R1部分来源于椰子油和棕榈仁油，所述油根据信息据信是可生物再生的。所述脂肪酸可以通过许多方法，例如蒸馏，从其它脂肪酸中分馏出来。这些脂肪酸、它们的酯、或可通过还原它们而制备的相应的醇，是可生物再生的。
在一种实施方式中，所述酯不是挥发性有机物(所述酯在20℃时的蒸气压小于0.1mm Hg)。在一种实施方式中，当R1是C7时，R2不是乙基。
在一种实施方式中，所述组合物还包含用于偶联的助表面活性剂或共溶剂，以使所述组合物澄清。在又一种实施方式中，所述组合物是澄清的微乳液。
本申请还包括以下项目。
1.清洁组合物，其包含：
式R1(＝O)OR2的酯，其中：
R1是C7-10烷基，和
R2是C2-6烷基；
表面活性剂；
至少一种螯合剂或水溶助长剂；和
水；
其中在20℃时蒸气压小于0.1mm Hg，并且所述清洁组合物不含二醇醚。
2.项目1的清洁组合物，其还包含助洗剂。
3.项目1的清洁组合物，其还包含另外的表面活性剂。
4.项目1的清洁组合物，其中R1是辛基。
5.项目1的清洁组合物，R1是癸基。
6.项目1的清洁组合物，其中R2是乙基。
7.项目4的清洁组合物，其中R2是乙基。
8.项目5的清洁组合物，其中R2是乙基。
9.项目1的清洁组合物，其中R2是丁基或异丁基。
10.项目4的清洁组合物，其中R2是丁基或异丁基。
11.项目5的清洁组合物，其中R2是丁基或异丁基。
12.项目1的清洁组合物，其中所述酯是辛酸乙酯、癸酸乙酯、辛酸丙酯、辛酸丁酯、辛酸异丁酯、或癸酸丁酯的至少一种，或其混合物。
13.项目1的清洁组合物，其中所述清洁组合物的pH是至少8。
14.项目1的清洁组合物，其中所述清洁组合物的pH是>10。
15.去除油脂污物的方法，所述方法包括将项目1的清洁组合物施加于所述污物。
16.用于制备具有降低的VOC的去脂表面清洁剂的方法，所述方法包括：
在所述清洁剂中使用式R1(＝O)OR2的酯作为清洁溶剂，其中：
R1是C7-10烷基，和
R2是C2-6烷基，其中所述酯在20℃时蒸气压小于0.1mm Hg。
所述表面活性剂可以是非离子、阴离子、阳离子或两性型的，或其混合物。在一种实施方式中，所述组合物包含用于偶联的助表面活性剂。
考虑的非离子型表面活性剂包括，例如，聚氧乙烯表面活性剂；作为羧酸的酯的表面活性剂；作为乙氧基化的天然油、脂肪或蜡的表面活性剂；羧酰胺表面活性剂；和聚氧化烯嵌段共聚物表面活性剂。考虑的聚氧乙烯表面活性剂包括，例如，醇乙氧基化物表面活性剂和烷基酚乙氧基化物。考虑的羧酸酯表面活性剂包括，例如，甘油酯表面活性剂、作为二醇(例如乙二醇、二乙二醇和1,2-丙二醇)的酯的表面活性剂、聚乙二醇酯表面活性剂、脱水山梨醇酯表面活性剂、和乙氧基化脱水山梨醇酯表面活性剂。考虑的羧酰胺表面活性剂包括，例如，二乙醇酰胺表面活性剂、单烷醇酰胺表面活性剂和聚氧乙烯酰胺表面活性剂。考虑的聚氧化烯嵌段共聚物表面活性剂包括，例如，聚(氧乙烯-共-氧丙烯)表面活性剂。考虑的非离子型表面活性剂的混合物也在考虑之内。
考虑的阴离子型表面活性剂包括，例如，羧酸盐表面活性剂、N-酰基肌氨酸盐表面活性剂、酰化蛋白质水解物表面活性剂、磺酸盐表面活性剂、硫酸盐表面活性剂和磷酸酯表面活性剂。考虑的羧酸盐表面活性剂包括，例如烷基羧酸盐、烯基羧酸盐和聚烷氧基羧酸盐。考虑的磺酸盐表面活性剂包括，例如，烷基磺酸盐、芳基磺酸盐和烷芳基磺酸盐。考虑的磺酸盐表面活性剂的一些例子是烷基苯磺酸盐、萘磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、和其中疏水基包括选自酯键、酰胺键、醚键的至少一种键的磺酸盐(例如二烷基磺基琥珀酸盐、酰胺磺酸盐、脂肪酸的磺基烷基酯和脂肪酸酯磺酸盐)，及其组合。一些考虑的硫酸盐表面活性剂包括，例如，醇硫酸盐表面活性剂、乙氧基化和硫酸化烷基醇表面活性剂、乙氧基化和硫酸化烷基酚表面活性剂、硫酸化羧酸、硫酸化胺、硫酸化酯、和硫酸化天然油或脂肪。一些考虑的磷酸酯表面活性剂是，例如磷酸单酯和磷酸二酯。考虑的阴离子型表面活性剂具有相应的阳离子。考虑的相应阳离子包括，例如，钠、钾、铵、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、镁阳离子、及其混合物。
考虑的阳离子型表面活性剂包括，例如，胺表面活性剂和季铵盐表面活性剂。考虑的胺表面活性剂包括，例如，伯、仲和叔烷基胺表面活性剂；伯、仲和叔烯基胺表面活性剂；咪唑啉表面活性剂；氧化胺表面活性剂；乙氧基化烷基胺表面活性剂；作为乙二胺的烷氧基化物的表面活性剂；和其中疏水基含有至少一个酰胺键的胺表面活性剂。考虑的季铵盐表面活性剂包括，例如，二烷基二甲基铵盐表面活性剂、烷基苯甲基二甲基铵盐表面活性剂、烷基三甲基铵盐表面活性剂、烷基卤化吡啶鎓表面活性剂、通过叔胺化合物季铵化制备的表面活性剂、和酯季铵盐(即，具有至少一个含酯键的疏水基的季铵盐的表面活性剂)。考虑的季铵盐表面活性剂具有相应的阴离子。考虑的相应阴离子包括，例如，卤素离子(例如氯离子)、甲基硫酸根离子、其它阴离子、及其混合物。
考虑的两性表面活性剂包括，例如，烷基甜菜碱表面活性剂、酰胺基丙基甜菜碱表面活性剂、和作为咪唑啉鎓的衍生物的表面活性剂。考虑的两性表面活性剂的混合物也在考虑之内。
在一种实施方式中，使用一种或多种水溶助长剂。考虑的水溶助长剂包括，例如，醇、二醇、烷醇胺、芳基磺酸盐、二醇醚及其混合物。考虑的醇包括，例如，乙醇、异丙醇及其混合物。考虑的二醇包括例如丙二醇。考虑的烷醇胺包括，例如，单乙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺及其混合物。考虑的芳基磺酸盐包括，例如，二甲苯磺酸铵、二甲苯磺酸钠、二甲苯磺酸钾、甲基萘磺酸钠、异丙苯磺酸钠、甲苯磺酸钠、及其混合物。考虑的二醇醚包括The DowChemical Company的E-系列和P-系列二醇醚，例如，二丙二醇正丁醚、二乙二醇正己醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇正丙醚、二乙二醇正丁醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、和三乙二醇正丁醚。
考虑的螯合剂包括，例如，次氮基三乙酸、乙二胺四乙酸、有机磷酸盐、酒石酸单琥珀酸钠、酒石酸二琥珀酸钠、及其混合物。例子包括甲基甘氨酸N,N-二乙酸(MGDA)、谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)、2-羟乙基亚氨基二乙酸(HEIDA)，或它们的盐，或柠檬酸盐、葡糖二酸和葡糖酸盐。
考虑的中性可溶盐包括例如硫酸钠。
在一种实施方式中，所述清洁组合物还包含助洗剂。考虑的助洗剂包括，例如，磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐、沸石、多价螯合剂、中性可溶盐、及其混合物。考虑的磷酸盐包括，例如，三聚磷酸钠、焦磷酸四钠、正磷酸三钠、焦磷酸四钾、其它磷酸盐、及其混合物。考虑的碳酸盐包括，例如，碳酸钠、碳酸氢钠、倍半碳酸钠、及其混合物。考虑的硅酸盐包括，例如，硅酸钠，例如SiO2与Na2O的比率高于1:1的硅酸钠，例如具有2.0:1至2.4:1的这样的比率的硅酸钠。A型沸石是考虑的沸石的例子。
在本发明范围内的修改是考虑内的，例如，在一种实施方式中，所述清洁组合物不含二醇醚。
PH范围从2至12是考虑的。在一种实施方式中，所述清洁组合物的pH为至少8，优选至少8，优选至少9，优选至少10，并更优选大于(>)10。或者，在一种实施方式中，pH是8并且所述清洁组合物仍然是适当有效的(参见表5)。
在一种实施方式中，本发明提供了去除油脂污物的方法，所述方法包含将权利要求中所限定的清洁组合物施加到所述污物上。在一种实施方式中，所述污物是夹带有颜料的蜡质污物。
在一种实施方式中，本发明提供了制备去脂表面清洁剂的方法，包括在所述清洁剂中掺入如上所述的式R1(＝O)OR2的酯。
在一种实施方式中，所述清洁组合物不含二醇醚。
在一种实施方式中，所述组合物是澄清的均质液体或凝胶。在一种实施方式中，所述组合物用于家庭清洁。在一种实施方式中，所述组合物用于工业或机构清洁(Institutional cleaning)。
在本发明的一种可替代实施方式中，R1可以不是C7-10烷基，而是C11-17烷基或烯基，即具有一个或多个双键。在这样的实施方式中，所述酯必须加以选择，使得所述酯不是挥发性有机物(所述酯在20℃时的蒸气压大于0.1mm Hg)。
实施例
以下实施例仅出于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。除非另作说明，所有百分比都以重量计。
实施例1
本发明的清洁组合物的实施例在表1中以wt％列出：
表1
成分以常规方式合并。划分每批，各部分用柠檬酸调节pH到8或12。
实施例2-比较
比较清洁组合物的实施例在表2中以wt％列出：
表2
成分以常规方式合并。划分每批，各部分用柠檬酸调节pH到8或12。
实施例3
为了测试实施例1和2的清洁组合物的清洁效力，每批稀释八倍(有效清洁活性从5wt％稀释到0.625wt％)。所述批如上所述制备，并在表3中列出。
通过手工砂磨制备毛玻璃基材，在其上每种污物(可得自DOLLAR TREE的蜡笔，可得自Crayola LLC的CRAYOLATM蜡笔，和Maybelline深红色400口红)画出直线。将金属样板机械密封在所述玻璃上，将所述玻璃分成二十四个15mm2阵列。吸取每批500μl的量放在每个阵列上，所述玻璃基材然后以每分钟约60次运动的相对低速下振摇32min。其后，用自来水温和冲洗所述玻璃基材并使其干燥。一旦干燥，就将玻璃基材通过光学扫描(EPSONPerfection 4490扫描仪，常规设置)成像。扫描数据分成四组："0"-完全没有清洁，"1"-部分清洁，"2"-大部分清洁，"3"-留有痕迹，"4"-污物完全清除，表3中显示为取多次测量的平均值。
表3
总的说来，在污物与污物的比较上，本发明的溶液在大多数时间与常规溶剂相当或更好。虽然在一些污物中pH对效力明显是重要的，但表4中报告的是根据表3的平均清洁效力(“清洁能力”)：
表4
在pH 8时，清洁能力甚至更加分化，如表5中所示：
表5
根据上文，本发明的组合物是预期的水性清洁组合物中的脱脂剂，具有来源于可生物再生资源的附加优势，并且在一些实施方式中，是非VOC。
实施例4
本发明的清洁组合物的实施例在表6A和6B中以wt％列出：
表6A
表6B
所述制剂在室温下如下制备：在去离子水中溶解缓冲电解质(碳酸钠和碳酸氢钠)，然后溶解线性十二烷基苯磺酸钠(NACCONOL 90G)，然后相继添加ECOSURF表面活性剂(如果有的话)、乙二醇己醚(如果有的话)和酸酯溶剂(癸酸乙酯或辛酸乙酯)以形成稳定均匀的微乳液。所述制剂的pH为9.2。
实施例5
为了测试实施例4的清洁组合物的清洁效力，每批如上所述制备并在表7中列出。
通过手工或机器砂磨制备毛玻璃基材，在其上每种污物(可得自DOLLAR TREE的通用蜡笔，可得自Crayola LLC的CRAYOLATM蜡笔，金属银记号笔和黑色耐久性记号笔)画出直线。将金属样板机械密封在所述玻璃上，将所述玻璃分成二十四个15mm×15mm阵列。吸取每批500μl的量到每个阵列上，所述玻璃基材然后以每分钟约60次运动的相对低速下振摇10min(对于金属银记号笔的情况)或32min(对于蜡笔、crayolaTM、和黑色耐久性记号笔的情况)。其后，用自来水温和冲洗所述玻璃基材并使其干燥。一旦干燥，就将玻璃基材通过光学扫描(EPSON Perfection 4490扫描仪，常规设置)成像。扫描数据通过目视观察分成四组："0"-完全没有清洁，"1"-稍有清洁，"2"-部分清洁，"3"-大部分清洁，和"4"-完全清洁。运行一个至多个玻璃基材，并且平均清洁分数归纳在下表中。
表7
表7可以看出，所有本发明的批，除了批M之外，对蜡笔都表现得超过可商购的常规多用途清洁剂。所有本发明的批都非常有效地清洁银金属耐久性记号笔，而比较性多用途清洁剂则无效。
本发明的批G、I和J清洁黑色耐久性记号笔好于比较性多用途清洁剂。
应理解，本发明不限于在此具体公开和示例的实施方式。本发明的各种修改对本领域技术人员将是显而易见的。这样的改变和修改可以在不背离所附权利要求的范围下做出。
此外，每个列举的范围包括范围的所有组合和子组合，以及在其中包含的具体数字。另外，在本文件中引用或描述的每个专利、专利申请和出版物的公开内容在此以其全文通过引用并入本文。
Claims (5)
1.清洁组合物，其包含：
基于所述组合物总重量的1至5重量％的清洁溶剂，其中所述清洁溶剂是式R1C(＝O)OR2的酯，
其中：R1是是C11-17烷基，和
R2是乙基；
表面活性剂；
至少一种螯合剂或水溶助长剂；和
水；
其中所述酯在20℃时蒸气压小于0.1mm Hg，并且其中所述清洁组合物是非VOC组合物并且不含在20℃时蒸气压大于0.1mm Hg的碳化合物。
2.权利要求1的清洁组合物，其还包含助洗剂。
3.权利要求1的清洁组合物，其还包含另外的表面活性剂。
4.权利要求1的清洁组合物，其中所述清洁组合物的pH是至少8。
5.去除油脂污物的方法，所述方法包括将权利要求1的清洁组合物施加于所述污物。
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