專利名稱：可生物降解的清潔組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般性 涉及可生物降解的清潔組合物。該組合物包括包含烷氧基化2-丙基庚醇的表面活性劑組分，螯合組分和乳化劑組分。
背景技術：
清潔組合物是本領域中公知的，尤其是用于清潔硬表面的那些。這些清潔組合物可以是堿性或酸性的并通常用于溶解銹、石灰皂和由硬水中存在的鈣和鎂離子與各種皂的反應產生的脂肪酸鈣鹽和鎂鹽。除污垢、油和脂外，銹、石灰皂和鹽還常與礦物沉積物結合，由此使得難以從硬表面上除去。許多這些清潔組合物包括有機清潔溶劑、洗滌劑表面活性劑和磨料，因此傾向于排出揮發(fā)性有機化合物(VOC)并在使用和棄置時構成污染和環(huán)境危害。另外，許多這些清潔組合物在硬表面，如玻璃、金屬、乙烯基樹脂(Vinyl)和玻璃纖維上使用時無效。此外，這些清潔組合物傾向于使硬表面變暗，由此降低消費者滿意度和降低適銷性。授予Sherry等人的美國專利No. 6，627，590中公開的一種特定的清潔組合物包括烷基硫酸鹽表面活性劑、疏水清潔溶劑、羧酸、非離子洗滌劑表面活性劑、親水聚合物和含水溶劑，還具有2至5的pH。疏水清潔溶劑造成VOC排放并降低該組合物的生物降解能力。另外，該非離子洗滌劑表面活性劑包括具有6至16個碳原子的烷氧基化醇的混合物，其經歷化學降解，即該烷氧基化醇具有分解成其它較低效化合物的傾向。這降低該組合物的效率。此外，親水聚合物包括苯乙烯、吡咯烷酮和吡啶，它們是已知的毒素并可能是環(huán)境危害性的。盡管已知的清潔組合物，如'590專利的組合物被廣泛使用，但仍有機會改進硬表面的清潔效和減少使用這些已知清潔組合物時實現(xiàn)的環(huán)境影響。也仍有機會形成包括沒有分解成其它較低效化合物的傾向的化學穩(wěn)定組分的清潔組合物。還仍有機會形成在同時可生物降解和基本不含溶劑以便降低VOC排放的同時有效除去銹、石灰皂和脂肪酸金屬鹽的清潔組合物。
發(fā)明內容
發(fā)明概述和優(yōu)點本發(fā)明提供清潔組合物。該組合物包括包含烷氧基化2-丙基庚醇的表面活性劑組分。烷氧基化2-丙基庚醇具有式C5H11CH (C3H7) CH2O (Bh (C2H4O)pH，其中B是具有3至4個碳原子的亞烷基氧基，r是0至6的數且p是I至10的數。該組合物還包括包含至少兩個羧基結構部分的螯合組分。另外，該組合物包括包含乙氧基化己醇的乳化劑組分。該乙氧基化己醇具有式C6H13O (CH2CH2O)nH，其中n是I至9的數。在本發(fā)明的一個實施方案中，該清潔組合物的pH小于I且烷氧基化2-丙基庚醇具有式C5H11CH (C3H7) CH2O (C2H4O)pH，其中p是I至10的數。在另一實施方案中，該清潔組合物也具有小于I的PH且烷氧基化2-丙基庚醇包括第一和第二烷氧基化2-丙基庚醇。第一烷氧基化2-丙基庚醇具有式C5H11CH(C3H7)CH2O(C2H4O)3H且第二烷氧基化2-丙基庚醇具有式 C5H11CH (C3H7) CH2O (C2H4O) 6H。該組合物在從硬表面上除去銹、石灰皂和脂肪酸金屬鹽方面是有效的。該組合物也可生物降解，因此是環(huán)境友好的并在使用和棄置時具有降低的環(huán)境污染危險。螯合組分的所述至少兩個羧基結合，即螯合硬表面上的金屬離子并除去石灰皂和其它礦物沉積物，抑制晶體生長以使晶體結殼最小化以及分散石灰皂和微粒污垢。通過螯合組分螯合金屬離子使水軟化并提高該清潔組合物的清潔效力。螯合也將鹽的沉淀減至最低，由此進一步提高清潔效力。乳化劑組分是表面活性的并促進疏水污垢和殘留物懸浮在該組合物中，由此提高該組合物的清潔效率。發(fā)明詳述本發(fā)明提供清潔組合物，下文簡稱為“組合物”。該組合物優(yōu)選可生物降解并可有 效用于從表面上除去污潰和殘留物，如銹、石灰皂和脂肪酸金屬鹽。該組合物可用于從商業(yè)和住宅設施兩者中的硬表面上除去污潰和殘留物。硬表面的非限制性實例是廚房和浴室中、墻壁和地板上、淋浴房和浴缸中、臺面和櫥柜上以及大理石、玻璃、金屬、乙烯基樹脂、玻璃纖維、陶瓷、花崗巖、混凝土、丙烯酸系樹脂、F O rm i e aK'、S i I e s t O n e C O r i a n'和層壓表面上發(fā)現(xiàn)的那些。也考慮可以在室外環(huán)境中在外表面，如車道、天井、墻板、面板等上施用該組合物。本文所用的術語“可生物降解”是指該組合物通過天然效應物，如土壤細菌、氣候、植物和/或動物被化學降解的傾向。該組合物的可生物降解性降低污染和形成環(huán)境危害的可能性并取決于該組合物的組分。該組合物包括三種組分一包括表面活性劑組分、螯合組分和乳化劑組分。表面活性劑組分包括具有下式的烷氧基化2-丙基庚醇C5H11CH (C3H7) CH2O (B) r (C2H4O) pH其中B是具有3至4個碳原子的亞烷基氧基，r是0至6的數且p是I至10的數。該亞烷基氧基可包括，但不限于，亞乙基氧基、亞丙基氧基、亞丁基氧基和它們的組合。亞丁基氧基可包括任何或所有的1，2_環(huán)氧丁烷基團、2，3-環(huán)氧丁烷基團和1，I-二甲基環(huán)氧乙烷基團。亞烷基氧基可以是如本領域技術人員選擇的本領域中的任何已知的。在一個實施方案中，r是0且p是3至6的數。在另一實施方案中，烷氧基化2-丙基庚醇具有式C5H11CH (C3H7) CH2O (C2H4O)pH，其中 p 是 I 至 10 的數。該表面活性劑組分可基本由烷氧基化2-丙基庚醇構成。或者，該表面活性劑組分可以由烷氧基化2-丙基庚醇構成。烷氧基化2-丙基庚醇可包括烷氧基化2-丙基庚醇的共混物，包括本領域中任何已知的那些。在一個實施方案中，烷氧基化2-丙基庚醇包括其中r為0且p為3的第一烷氧基化2-丙基庚醇和其中r為0且p為6的第二烷氧基化2-丙基庚醇。或者，烷氧基化2-丙基庚醇可基本由其中！■為0且p為3的第一烷氧基化2-丙基庚醇和其中r為0且p為6的第二烷氧基化2-丙基庚醇組成。此外，烷氧基化2-丙基庚醇可由其中r為0且p為3的第一烷氧基化2-丙基庚醇和其中！■為0且p為6的第二烷氧基化2-丙基庚醇組成。在一個實施方案中，第一烷氧基化2-丙基庚醇與第二烷氧基化2-丙基庚醇以1:2的比率存在?？紤]到的是，烷氧基化2-丙基庚醇的亞烷基氧基可分別包括兩個或三個單獨的以二嵌段和/或三嵌段構型的環(huán)氧烷嵌段。亞烷基氧基的二嵌段和/或三嵌段構型可包括亞乙基氧基、亞丙基氧基、亞丁基氧基和它們的組合。在一個實施方案中，二嵌段構型僅包括環(huán)氧乙烷。在另一實施方案中，二嵌段構型僅包括環(huán)氧丙烷。類似地，三嵌段構型可以僅包括環(huán)氧乙烷或僅包括環(huán)氧丙烷。該表面活性劑組分優(yōu)選包括7至16，更優(yōu)選7至13，最優(yōu)選7至12的親水-親脂平衡(HLB)。該表面活性劑組分優(yōu)選以0. 3至10，更優(yōu)選I至5，最優(yōu)選I至4重量份/100重量份該組合物的量存在于該組合物中。但是，該表面活性劑組分可以取決于該組合物的所需用途以本領域技術人員確定的任何量存在。表面活性劑組分的合適的非限制性實例可購自BASF Corporation?？梢酝ㄟ^本領域中已知的任何方法制備燒氧基化2-丙基庚醇。 通常，通過使用醇(即2-丙基庚醇)作為引發(fā)劑和使環(huán)氧烷或環(huán)氧烷混合物聚合到該引發(fā)劑上以形成烷氧基化2-丙基庚醇來制備烷氧基化2-丙基庚醇。在一個實施方案中，根據經此引用并入本文的美國專利No. 5，661，121中所述的方法制備烷氧基化2-丙基庚醇?，F(xiàn)在提到上文最先介紹的螯合組分，該螯合組分具有至少兩個羧基結構部分(c=o)。這兩個羧基結構部分據信螯合金屬離子如鈣和鎂離子(即氧原子同時通過多于一個給電子原子鍵合到金屬離子上)，由此提高該組合物的清潔能力。具體而言，據信，包括羧基結構部分的螯合組分充當路易斯堿，以在該羧基結構部分的氧原子和充當路易斯酸的金屬離子之間形成配位鍵。通過形成配位鍵，羧基結構部分據信螯合硬表面上的金屬離子并除去石灰皂和其它礦物沉積物，抑制晶體生長以使晶體結殼最小化以及分散石灰皂和微粒污垢。通過螯合組分螯合金屬離子據信使水軟化并提高該組合物的清潔效力。螯合也據信將鹽的沉淀減至最低，由此進一步提高清潔效力。該螯合組分可包括乙酸。更具體地，乙酸可包括甲基甘氨酸二乙酸。或者，螯合組分可包括乙酸鹽或可基本由該乙酸鹽組成。也考慮的是，螯合組分可以由乙酸鹽組成。在一個實施方案中，螯合組分包括第一乙酸鹽和與第一鹽不同的第二乙酸鹽。乙酸鹽可包括可以以商品名Tr i Ion M購自BASF Corporation的甲基甘氨酸二乙酸的二 -和/或三-鈉
鹽。僅為描述性目的，下面顯示甲基甘氨酸二乙酸的化學結構
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on oh甲基甘氨酸二乙酸優(yōu)選，該螯合組分具有100至600，更優(yōu)選190至505，最優(yōu)選270至275g/mol的重均分子量。此外，該螯合組分優(yōu)選以I至10，更優(yōu)選I至5，最優(yōu)選2至4重量份/100重量份該組合物的量存在。該組合物還包括如上文最先介紹的乳化劑組分。該乳化劑組分包括具有下式的乙氧基化己醇C6H13O (CH2CH2O)nH其中n是I至9的數。在一個實施方案中，n是I。在另一實施方案中，n是4至5。該乳化劑組分可基本由乙氧基化己醇組成或可由乙氧基化己醇組成。或者，乙氧基化己醇可包括第一乙氧基化己醇和與第一乙氧基化己醇不同的第二乙氧基化己醇。該乳化劑組分優(yōu)選以I至10，更優(yōu)選2至4，最優(yōu)選2至3重量份/100重量份該組合物的量存在。考慮到的是，乙氧基化己醇可以以與烷氧基化2-丙基庚醇類似的方式制備，只是己醇會充當引發(fā)劑。乙氧基化己醇的合適的非限制性實例可購自BASF Corporation。除包括上述組分外，該組合物還優(yōu)選具有小于2的pH。在一個實施方案中，該組合物的pH小于I?？紤]到的是,該組合物可具有0的pH或可具有負pH。但是,該組合物不受PH限制，并且，如果需要，可具有大于2的pH，如本領域技術人員所確定的那樣。該組合物中酸和水的存在直接影響該組合物的pH。因此，該組合物可包括酸組分。該酸組分可包括選自硝酸、鹽酸、硫酸、高氯酸、氫溴酸、氫碘酸、甲磺酸、羥基乙酸、脲、磷酸及其組合的酸。但是，該酸可以是本領域中已知的任何酸。該酸組分優(yōu)選以實現(xiàn)該組合物的所需PH的量存在于該組合物中。
如上文最先介紹的那樣，該組合物還可包括水。水優(yōu)選以80至90，更優(yōu)選80至86重量份/100重量份該組合物的量存在。在一個實施方案中，該組合物是濃縮的并包括小于80重量份/100重量份該組合物的量的水。在另一實施方案中，該組合物是稀釋的并包括大于90重量份/100重量份該組合物的量的水。本領域技術人員可根據該組合物的所需用途調節(jié)水量。該組合物優(yōu)選基本不含溶劑，如有機溶劑，包括但不限于，丙酮、苯、甲苯、醚、乙酸酯、揮發(fā)性有機溶劑和它們的組合。該組合物優(yōu)選基本不含溶劑以降低揮發(fā)性有機化合物的蒸發(fā)和降低潛在環(huán)境污染。術語“基本不含”是指該組合物中存在的溶劑量小于I重量份/100重量份該組合物。在一個實施方案中，該組合物完全不含溶劑。
具體實施例方式實施例根據本發(fā)明形成一系列組合物(組合物1-4)。具體而言，將一定量的表面活性劑組分、螯合組分和乳化劑組分添加到容器中并混合。另外，也將一定量的酸組分和水添加到該容器中并混合以形成各自具有可變PH的組合物1-4。在混合后，將組合物1-4中每種的樣品施加到污染的瓷磚上以根據ASTM D-4488測定石灰皂清除程度，其以0-5的標度測量，其中5代表最有效的石灰皂清除程度。另外，也通過相同方法測量對比組合物I的石灰皂清除程度。對比組合物I不是根據本發(fā)明形成的，而是可購得的酸性清潔化合物。各組分和水的量列在下表I中，其中除非另行指明，所有量按重量百分比計。表I
權利要求
1.清潔組合物，其包含 A.表面活性劑組分，其包含具有下式的烷氧基化2-丙基庚醇 C5H11CH (C3H7) CH2O (B) r (C2H4O) PH 其中B是具有3至4個碳原子的亞烷基氧基，r是O至6的數且p是I至10的數； B.包含至少兩個羧基結構部分的螯合組分；和 C.乳化劑組分，其包含具有下式的乙氧基化己醇C6H13O(CH2CH2O)nH 其中η是I至9的數。
2.如權利要求I所述的組合物，其中r為O且P為3至6的數。
3.如權利要求I所述的組合物，其中所述烷氧基化2-丙基庚醇包含其中!■為O且P為3的第一烷氧基化2-丙基庚醇和其中r為O且P為6的第二烷氧基化2-丙基庚醇。
4.如權利要求3所述的組合物，其中所述烷氧基化2-丙基庚醇基本由所述第一烷氧基化2-丙基庚醇和所述第二烷氧基化2-丙基庚醇組成。
5.如權利要求I所述的組合物，其中所述表面活性劑組分以O.3至10重量份/100重量份所述組合物的量存在。
6.如權利要求I所述的組合物，其中η是I。
7.如權利要求I所述的組合物，其中η是4至5的數。
8.如權利要求I所述的組合物，其中所述乳化劑組分以2至4重量份/100重量份所述組合物的量存在。
9.如權利要求I所述的組合物，其中所述螯合組分包含乙酸鹽。
10.如權利要求9所述的組合物，其中所述鹽包含甲基甘氨酸二乙酸鈉鹽。
11.如權利要求I所述的組合物，其中所述螯合組分基本由乙酸鹽組成。
12.如權利要求I所述的組合物，其中所述螯合組分以I至5重量份/100重量份所述組合物的量存在。
13.如權利要求I所述的組合物，進一步包含酸組分。
14.如權利要求I所述的組合物，進一步包含以80至86重量份/100重量份所述組合物的量存在的水。
15.如權利要求I所述的組合物，具有小于2的pH。
16.如權利要求I所述的組合物，具有小于I的pH。
17.如權利要求I所述的組合物，其基本不含溶劑。
18.如權利要求I所述的組合物，具有小于2的pH，且其中所述烷氧基化2-丙基庚醇包含其中r為O且P為3的第一烷氧基化2-丙基庚醇和其中r為O且P為6的第二烷氧基化2-丙基庚醇。
19.如權利要求I所述的組合物，具有小于I的pH并基本不含溶劑，其中所述烷氧基化2-丙基庚醇基本由其中r為O且P為3的第一烷氧基化2-丙基庚醇和其中r為O且P為6的第二烷氧基化2-丙基庚醇組成，并以I至4重量份/100重量份所述組合物的量存在，其中所述螯合劑包含甲基甘氨酸二乙酸三鈉鹽并以2至4重量份/100重量份所述組合物的量存在，且其中所述乳化劑組分基本由所述乙氧基化己醇組成并以2至3重量份/100重量份所述組合物的量存在。
20.清潔組合物，其具有小于I的pH并包含 A.表面活性劑組分，其包含具有下式的烷氧基化2-丙基庚醇 C5H11CH (C3H7) CH2O (C2H4O) PH 其中P是I至10的數； B.包含至少兩個羧基結構部分的螯合組分；和 C.乳化劑組分，其包含具有下式的乙氧基化己醇C6H13O(CH2CH2O)nH 其中n是I至9的數。
21.如權利要求20所述的組合物，其中所述烷氧基化2-丙基庚醇基本由其中!■為0且P為3的第一烷氧基化2-丙基庚醇和其中r為0且p為6的第二烷氧基化2-丙基庚醇組成。
22.如權利要求20所述的組合物，其中所述螯合組分包含乙酸鹽。
23.如權利要求22所述的組合物，其中所述鹽包含甲基甘氨酸二乙酸鈉鹽。
24.如權利要求20所述的組合物，其中n是4至5的數。
25.如權利要求20所述的組合物，其中所述表面活性劑組分以0.3至10重量份/100重量份所述組合物的量存在。
26.如權利要求25所述的組合物，其中所述乳化劑組分以2至4重量份/100重量份所述組合物的量存在。
27.如權利要求26所述的組合物，其中所述螯合組分以I至5重量份/100重量份所述組合物的量存在。
28.如權利要求20所述的組合物，其基本不含溶劑。
29.清潔組合物，其基本不含溶劑并具有小于I的pH，所述組合物包含 A.表面活性劑組分，其包含烷氧基化2-丙基庚醇，包含 (i)具有下式的第一烷氧基化2-丙基庚醇 C5H11CH (C3H7) CH2O (C2H4O) 3H 和 (ii)具有下式的第二烷氧基化2-丙基庚醇 C5H11CH (C3H7) CH2O (C2H4O) 6H B.包含至少兩個羧基結構部分的螯合組分；和 C.乳化劑組分，其包含具有下式的乙氧基化己醇C6H13O(CH2CH2O)nH 其中n是4至5的數。
30.如權利要求29所述的組合物，其中所述烷氧基化2-丙基庚醇基本由所述第一和第二烷氧基化2-丙基庚醇組成。
31.如權利要求29所述的組合物，其中所述螯合組分包含乙酸鹽。
32.如權利要求31所述的組合物，其中所述鹽包含甲基甘氨酸二乙酸鈉鹽。
33.如權利要求29所述的組合物，其中所述表面活性劑組分以0.3至10重量份/100重量份所述組合物的量存在。
34.如權利要求33所述的組合物，其中所述乳化劑組分以2至4重量份/100重量份所述組合物的量存在。
35.如權利要求34所述的組合物，其中所述螯合組分以I至5重量份/100重量份所述組合物的量存在。
全文摘要
本發(fā)明提供可生物降解的清潔組合物，其包括包含乙氧基化2-丙基庚醇的表面活性劑組分、包含甲基甘氨酸二乙酸三鈉鹽的螯合組分和包含具有式C6H13O(CH2CH2O)H的乙氧基化己醇的乳化劑組分。該乙氧基化2-丙基庚醇具有式C5H11CH(C3H7)CH2O(C2H4O)pH，其中p是3至6的數。該組合物還包括水和酸組分以建立小于2的該組合物的pH。該組合物基本不含溶劑，由此降低揮發(fā)性有機化合物的排放和降低潛在環(huán)境污染和健康危害。該組合物也在從硬表面，包括金屬，乙烯基樹脂和玻璃纖維上除去銹、石灰皂和脂肪酸金屬鹽中是有效的。
文檔編號C11D1/825GK102686714SQ201080059518
公開日2012年9月19日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權日2009年11月25日
發(fā)明者C·O·克羅伯, S·J·帕特森, S·M·格斯納 申請人:巴斯夫歐洲公司