專利名稱：無水和無塵糖表面活性劑顆粒的制備方法
技術領域：
本發明涉及使用薄膜蒸發器同時干燥和粒化含水糖表面活性劑糊料的方法。
背景技術：
糖表面活性劑例如烷基低聚葡糖苷或者脂肪酸-N-烷基葡糖酰胺的特點是具有良好的去污性質和高的生態毒理學的可容性。基于這一原因，這類非離子表面活性劑越來越重要。由于它們通常以液態劑型例如洗碗劑或洗發香波形式使用，現在市場上也需求固體的無水劑型，例如粉末狀洗滌劑或者合成洗滌用皂。
液態表面活性劑制品的干燥在工業上通常通過傳統的噴霧干燥來完成，其中使含水的表面活性劑糊料在一個塔的頂部噴霧成細小的液滴，而熱的干燥氣體逆流通過。但該工藝不能直接用于糖表面活性劑糊料，原因是干燥所需的溫度高于焦糖化溫度，也即糖表面活性劑的分解溫度。簡短地說，在糖表面活性劑糊料的傳統干燥中將得到碳化的產物，它們會粘附在塔壁上，隔不久就必須進行一次很費力的清洗。
過去，人們曾經試圖解決這一難題。例如德國專利申請DE-A1 4102745(Henkel)就公開了一種方法，其中向脂肪醇糊料中摻入1-5％(重量)的少量烷基葡糖苷，并進行傳統的噴霧干燥。然而，該方法僅在大量無機鹽存在下才能進行。在德國專利申請DE-A1 4139551(Henkel)中，有人提出在碳酸鈉和沸石混合物存在下噴霧干燥硫酸烷基酯和烷基葡糖苷糊，它們最多可以含有50％(重量)的糖表面活性劑。但是，這里得到的化合物的表面活性劑濃度很低，且堆積比重不夠。最后，在國際專利申請WO95/14519(Henkel)中有人報道，用過熱水蒸汽對糖表面活性劑糊料進行干燥；但這在技術上非常昂貴。實際上，迄今為止還沒有可靠的方法可以制備高質量的基本無水的糖表面活性劑粉末或顆粒并且在干燥過程中可以不用載體。另一個問題在于，現有技術的方法得不到堆積比重大于500g/l且同時灰塵含量大幅度降低的優選的重粉末。恰恰這兩個參數是從經濟、應用技術和安全技術角度考慮都非常重要的。
因此，本發明的任務在于，用盡可能低的技術費用且不用無機或有機載體而將含水的糖表面活性劑糊料轉化成實際上無水和無塵的顆粒，其特點是色質可接受、堆積比重高、流動性好、儲藏穩定性令人滿意，而且與現有技術的產物相比具有至少有類似的工業應用性質。
發明概述本發明的主題是高堆積比重的無水和無塵糖表面活性劑顆粒的制備方法，其中，由a)烷基和/或鏈烯基低聚糖苷和/或b)脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺組成的含水糊料，其固含量至少為20且優選25-75％(重量)，在一個水平放置的帶有旋轉配件的薄層蒸發器中進行干燥到剩余水含量低于2％，優選低于1.5％，特別是低于1％(重量)，并同時成為粒狀，其中在薄層蒸發器中從產物進口到產物出口具有溫度梯度，并逆流吹入空氣。
出人意料地發現，水平放置的薄層蒸發器卓越地適用于將含水糖表面活性劑糊料轉化成干燥、淺色、可流動且不粘結的顆粒，而且產物不變色、不粘壁。產物的堆積比重范圍為550-650/l，平均顆粒直徑為2.0-2.8mm，降低了不希望有的吸水和顆粒之間的燒結。以此方式也可以達到高的儲藏穩定性。同時，它們是無塵的，也就是說，直徑小于200μm的微粒含量低于5％(重量)。這是非常出乎預料的，因為所述種類的裝置雖然對于陰離子表面活性劑糊料的干燥是公知的，但得到的粉末在堆積比重和灰塵含量及水含量方面都達不到所述的要求。烷基和/或鏈烯基低聚糖苷烷基和/或鏈烯基低聚糖苷是已知的非離子表面活性劑，其通式如下式(I)R1O-[G]p(I)式中R1表示含有4-22個碳原子的烷基和/或鏈烯基，G表示含有5或6個碳原子的糖基，p為數值1-10。它們可以用制備有機化學的有關方法得到。作為許多文獻的代表，這里僅提及EP-A1-0301298和WO90/03977。
烷基和/或鏈烯基低聚糖苷可以由5或6個碳原子的醛糖或酮糖優選葡萄糖得到。因此，優選的烷基和/或鏈烯基低聚糖苷是烷基和/或鏈烯基低聚葡糖苷。通式(I)中的指數p表示低聚度(DP-度)，也就是說單和低聚糖苷的分布，其數值為1-10。p在給定的化合物中必須總是整數，首先可以假定p＝1-6，而該數值p對于特定的烷基低聚糖苷是由分析測得的計算值，它通常是一個分數。優選使用平均低聚度p為1.1-3.0的烷基和/或鏈烯基低聚糖苷。從應用角度看，優選使用的烷基和/或鏈烯基低聚糖苷的低聚度小于1.7，尤其是在1.2和1.4之間。
烷基或鏈烯基R1可以由4-11，優選8-10個碳原子的伯醇得到。典型的實例是丁醇、己醇、辛醇、癸醇和十一碳烷醇及其工業所得的混合物，例如在工業脂肪酸甲酯加氫或由Reolen羰基合成的醛加氫時所得到的混合物。優選的是鏈長為C8-C10(DP＝1-3)的烷基低聚糖苷，它們在蒸餾分離工業級C8-C18-椰子油脂肪醇時作為初餾物而形成，可以含有小于6％(重量)的C12-醇作為雜質，也優選的是基于工業C9/11-羰基醇(DP＝1-3)的烷基低聚糖苷。烷基或鏈烯基R1也可以由12-22，優選12-14個碳原子的伯醇得到。典型的實例是月桂醇、肉豆蔻醇、鯨蠟醇、棕櫚油醇、硬脂醇、異硬脂醇、油醇、反油醇、巖芹醇、花生醇、順9-二十碳烯醇、山崳醇、瓢兒菜醇、巴西烯醇及其工業混合物，它們可以如上所述得到。優選的是基于DP為1至3的氫化C12/14-椰子醇的烷基低聚糖苷。脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺是非離子表面活性劑，由式(II)表示，
式中R2CO表示6-22個碳原子的脂族酰基，R3表示氫、1-4個碳原子的烷基或羥基烷基，[Z]表示含有3-12個碳原子和3-10個羥基的直鏈或支鏈的多羥基烷基。
該脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺為公知物質，通常可以通過用氨、烷基胺或鏈烷醇胺進行還原性胺化一種還原性糖并且接著用一種脂肪酸、脂肪酸烷基酯或者一種脂肪酸氯化物酰化而得到。其制備方法可參見US專利文獻US1985424、US2016962和US2703798以及國際專利申請WO92/06984。該主題的一篇綜述由H.Kelkenberg發表在Tens.Surf.Det.25，8(1988)中。該脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺優選是由5或6個碳原子的還原性糖而得到，特別是由葡萄糖得到。優選的脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺是式(III)所述的脂肪酸-N-烷基葡糖酰胺
優選使用式(III)的葡糖酰胺作為脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺，其中R3為氫或者烷基，R2CO為己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、反油酸、巖芹酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、順9-二十碳烯酸、山崳酸、瓢兒菜酸的酰基部分或其工業混合物。特別優選的式(III)的脂肪酸-N-烷基-葡糖酰胺是通過用甲基胺胺化葡萄糖并接著用月桂酸或C12/14-椰子油脂肪酸或其相應的衍生物進行酰化而得到。另外，也可以由麥芽糖和苯二甲酸糖(Palatinose)得到多羥基烷基酰胺。在急驟干燥器中的干燥和造粒干燥和造粒同時在一個市售的帶有旋轉配件的水平薄層蒸發器中完成，例如VRV公司的市售商品“Flash Dryer”。簡短地說，這里涉及一根穿過多個區域且具有不同溫度的管。由一臺泵計量加入的糊狀原料經一個或多個帶有葉片或犁鏵作為旋轉配件的軸投入到加熱的壁上，在壁上干燥成為通常厚度為1-10mm的薄層。本發明業已證明，薄層蒸發器的溫度梯度為170(產物進口)到20℃(產物出口)是適合的。為此可以將蒸發器的兩個區，例如第一區加熱到160℃，而將最后的區冷卻到20℃。考慮到原料的熱穩定性，更高的干燥溫度已證明是不利的。薄層蒸發器在大氣壓下操作，逆流通入空氣(流通量50-150m3/h)。氣體的入口溫度通常為2-30，出口溫度為90-110℃。
可以用作原料的含水糖表面活性劑糊料的固含量范圍可以大于20％(重量)，優選為25-75％(重量)；典型的為30-50％(重量)。流通量當然與干燥器的大小有關，但通常為5-15kg/h。建議將糊料在加入時加熱到40-60℃。
干燥后，業已證明有利的是，將約50-70℃的熱顆粒轉移到一個輸送帶，優選一個振動軸上，在那里迅速也即在20-60秒的停留時間內用環境空氣冷卻到30-40℃的溫度。為了進一步改進其對不希望有的吸水性的抗性，接著也可以將0.5-2％(重量)的硅酸粉末撒在顆粒上。
工業實用性用本發明方法得到的顆粒可以接著與粉末狀表面活性劑的其它成分例如氧烷二醇
式中R＝C1-C8烷基；R1＝乙酸酯或羥基；x＝1-1000；y＝1-50；m＝1-30；和n＝1-30。</claim><claim>8.權利要求1的方法，其中起皺凹槽角約為70-78度。</claim><claim>9.權利要求1的方法，其中薄頁紙幅是層狀的，并且其中咪唑啉季銨化合物處于與起皺烘缸接觸的層中。</claim><claim>10.權利要求1的方法，其中對薄頁紙幅進行濕壓榨。</claim><claim>11.權利要求1的方法，其中對薄頁紙幅進行穿透干燥。</claim><claim>12.一種由權利要求1的方法制得的薄頁紙。</claim><p>重復實施例1，但使用椰子脂肪酸-N-甲基葡糖酰胺代替葡糖苷。在急驟干燥器的兩個加熱區的溫度提高到170℃。同樣得到一種純白色可流動且不粘結的顆粒，其堆積比重為600g/l，剩余水含量為0.8％(重量)。
權利要求
1.高堆積比重的無水和無塵糖表面活性劑顆粒的制備方法，其中，使a)烷基和/或鏈烯基低聚糖苷和/或b)脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺組成的固含量至少為20的含水糊料在一個水平放置的帶有旋轉配件的薄層蒸發器中進行干燥到剩余水含量低于2％重量，同時轉化成為粒狀，其中在薄層蒸發器中從產物進口到產物出口具有溫度梯度，并逆流吹入空氣。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征是，使用下式(I)的烷基和/或鏈烯基低聚糖苷，R1O-[G]p(I)式中R1表示含有4-22個碳原子的烷基和/或鏈烯基，G表示含有5或6個碳原子的糖基，p為數值1-10。
3.按照權利要求1和2所述的方法，其特征是，使用式(II)的脂肪酸-N-烷基多羥基烷基酰胺，
式中R2CO表示6-22個碳原子的脂族酰基，R3表示氫、1-4個碳原子的烷基或羥基烷基，[Z]表示含有3-12個碳原子和3-10個羥基的直鏈或支鏈的多羥基烷基。
4.按照權利要求1-3所述的方法，其特征是，從產物進口至產物出口的溫度梯度為170至20℃。
5.按照權利要求1-4所述的方法，其特征是，來自薄層蒸發器出口的仍然熱的顆粒在一個振動槽中用環境空氣進一步冷卻。
6.按照權利要求1-5所述的方法，其特征是，顆粒冷卻后用硅酸粉末撒粉。
全文摘要
提出了一種高堆積比重的無水和無塵糖表面活性劑顆粒的制備方法,其中,使a)烷基和/或鏈烯基低聚糖苷和/或b)脂肪酸－N－烷基多羥基烷基酰胺組成的固含量至少為20的含水糊料在一個水平放置的帶有旋轉配件的薄層蒸發器中干燥到剩余水含量低于2%,并同時轉化成為粒狀,其中在薄層蒸發器中從產物進口到產物出口具有溫度梯度,并逆流吹入空氣。
文檔編號C11D1/68GK1196083SQ96196929
公開日1998年10月14日 申請日期1996年9月6日 優先權日1995年9月15日
發明者托馬斯·利德, 康斯坦蒂諾斯·斯科里納基斯, 赫爾曼·亨森, 沃納·塞佩爾, 米里拉·羅特曼 申請人:漢克爾股份兩合公司