Способ получения агломератов моющего компонента

 

Способ получения агломератов моющего компонента путем смешивания кристаллического алюмосиликата или слоистого силикатного моющего компонента с выбранным связующим в высокомощном смесителе для образования свободно текучих агломератов. Связующее-анионная синтетическая поверхностно-активная паста или водорастворимый полимер, содержащий, по крайней мере, 50 мас.% оксида этилена, и желательно может содержать незначительное количество этоксилированного неионного поверхностно-активного вещества. Агломераты также по существу свободны от аморфных силикатов щелочного металла, если присутствует свободная вода. 7з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к способу агломерации кристаллического алюмосиликата и/или слоистых силикатных моющих компонентов (добавок) путем смешивания таких материалов с выбранными связующими в высокомощном смесителе, таком как смеситель Эриха.

Способ приводит к образованию свободно текучих агломераторов, имеющих хорошую диспергируемость в воде. Агломераты используют в качестве моющих добавок, особенно в гранулированных составах для стирки, используемых в прачечных.

Смешивание алюмосиликатных добавок с другими ингредиентами, обычно используемыми в составах для стирки, дает несколько преимуществ над распылительной сушкой, производимой в мешалке для вертикального перемешивания, содержащей алюмосиликаты. Прежде всего путем удаления алюмосиликатов из мешалки для вертикального перемешивания и добавления их в смесь может быть получен продукт с более высокой плотностью, и при этом уменьшена нагрузка при сушке.

Алюмосиликаты также взаимодействуют с карбонатами и аморфными силикатами, типично присутствующими в мешалке для вертикального перемешивания, что приводит к образованию гранул с ухудшенной обменной емкостью иона кальция и растворимостью соответственно.

Агломераты или частицы, содержащие алюмосиликатные добавки, также описаны в данной области. Например, патент США 4528276, Cambell et al., опубл. 9 июля 1985 г. раскрывает агломераты, образованные смешиванием гидратированных силикатов щелочного металла с цеолитами при нагреве и увлажнении.

Патент США 4096081, Phenicie et al., опубл. 20 июня 1978 г., раскрывает моющие вещества, содержащие твердые частицы смеси алюмосиликата, соли и агломерирующего агента, включая полимеры, содержащие элементарные звенья оксида этилена. Частицы обычно получают распылительной сушкой или охлаждением распыляемого материала. Агломерирующий агент составляет 0,36 - 3 от состава твердых частиц. Патент США 4414130, cheng, опубл. 8 ноября 1983 г., раскрывает агломераты цеолита (предпочтительно аморфные), полученные с использованием водорастворимого связующего. Пример 8 раскрывает агломерат, полученный смешиванием 50 ч. аморфного цеолита и 50 шлама линейного алкилбензолсульфоната (60% активности). Замечено, что когда вместо аморфного цеолита используют кристаллический цеолит A, получающиеся продукты "пастообразны и никогда не станут удовлетворительно текучими".

В [1] раскрыты гранулированные моющие вещества, содержащие 17 - 35% поверхностно-активного вещества (ПАВ), по крайней мере часть которого является анионным, и 28 - 45% цеолита (безводная основа). Состав приготовляют гранулированием и уплотнением в высокоскоростном смесителе-грануляторе в присутствии связующего, предпочтительно воды. В примерах 11 - 12 порошок, приготовленный сухим смешиванием линейного алкилбензолсульфоната, неионного поверхностно-активного цеолита и других ингредиентов, уплотняют и гранулируют после добавления 1% воды в качестве связующего.

В [2] в примере 7 раскрыты "свободно-текучие грануляты", полученные гранулированием 12% неионного ПАВ, 20% суспензии (31% активности), ПАВ α -сульфометиловый эфир жирной кислоты и 68% цеолита.

Европейская заявка на патент 22024, опубл. 7 января 1981 г., раскрывает агломераты, содержащие цеолит, линейный алкилбензолсульфонат и полиэтиленгликоль. Единственный пример показывает сушку суспензии этих ингредиентов для получения частиц, не агломератов.

Патент США 4664839, Rieck, опубл. 12 мая 1987 г., раскрывает кристаллические слоистые силикатные добавки и составы для стирки, содержащие их.

Несмотря на раскрытия в области алюмосиликатных агломератов, все еще существует необходимость в развитии способа получения свободно-текучих агломератов, содержащих алюмосиликат и/или слоистые силикатные добавки, имеющих хорошую диспергируемость в воде.

Изобретение заключается в следующем.

Изобретение относится к способу получения агломератов моющего компонента (добавки), вышеуказанный процесс включает смешивание: (a) 50 - 75 мас. кристаллической моющей добавки, выбранной из группы, состоящей из (I) алюмосиликатного ионообменного материала формулы Na_z(AlO₂)₂ (SiO₂)_y/xH₂O, где z и y равны по крайней мере 6, молярное отношение z к y находится в диапазоне 1,0 ^oC 0,5, а x находится в интервале 10 ^oC 264, указанный материал имеет размер диаметра частицы 0,1 - 10 мкм, обменную емкость иона кальция по крайней мере 200 мг CaCO₃ экв/г и обменную скорость иона кальция по крайней мере 2 грана Ca⁺⁺ /галлон/мин/г/галлон; (II) слоистого силикатного материала формулы NaMSi_xO_2x+1 y·H₂O, где M представляет собой натрий или водород, x - число от 1,9 до 4, а y - число от 0 до 20, указанный материал имеет размер частиц 0,1 - 10 мкм; и (III) их смеси; и (b) 20 - 35 мас.ч. связующего, состоящего по существу из (1) анионной синтетической поверхностно-активной пасты, имеющей вязкость по крайней мере 1500 сП, или ее смесей с этоксилированными неионными поверхностно-активными веществами, при весовом отношении указанной анионной поверхностно-активной пасты к этоксилированному неионному поверхностно-активному веществу по крайней мере 3:1; или (2) водорастворимого полимера, содержащего по крайней мере 50% по весу оксида этилена, и имеющего вязкость 325 - 20000 сП, или его смеси с этоксилированным неионным поверхностно-активным веществом при весовом отношении указанного полимера к этоксилированному веществу по крайней мере 1:1, где весовое отношение кристаллической моющей добавки к связующему находится от 1,75 : 1 до 3 : 51, а указанная смесь по существу свободна от аморфных силикатов щелочного металла, когда они содержат свободную воду; - в мощном интенсивном смесителе, сообщающем от 1 · 10¹¹ до 2 · 10¹² эрг/кг энергия указанной смеси при скорости от 1 · 10⁹ до 3 · 10⁹ эрг/кг·с для образования свободно текучих агломератов, имеющих средний размер частицы 200 - 800 мкм.

Изобретение относится к способу агломерации кристаллического алюмосиликата и/или слоистых силикатных моющих добавок путем смешивания таких материалов с выбранными связующими в высокомощном смесителе. Образующиеся агломераты свободно текучи и имеют хорошую диспергируемость. Агломераты могут также быть получены с высоким выходом (т.е. имеющими желаемые средний размер частиц и размерное распределение).

Кристаллический моющий компонент (добавка).

Агломераты изобретения получают смешиванием 50 - 75 мас.ч., предпочтительно 60 - 75 мас.ч., более предпочтительно 65 - 75 мас.ч. материала кристаллической моющей добавки, выбранной из группы, состоящей из алюмосиликатного ионообменного материала, слоистого силикатного материала и их смеси, с подходящим связующим.

Кристаллический алюмосиликатный ионообменный материал, используемый здесь, формулы Na₂/(AlO₂)_z · (AlO₂)_y/xH₂O, где
z и y по крайней мере 6, молярное отношение z к y 1,0 - 0,5, а x 10 - 264.

Алюмосиликатные ионообменные добавки здесь находятся в гидратной форме и содержат 10 - 28 мас.% воды. Высокопредпочтительные кристаллические алюмосиликатные ионообменные материалы содержат 18 - 22 мас.% воды в их кристаллической матрице.

Кристаллические алюмосиликатные ионообменные материалы далее характеризуются размером частицы в диаметре 0,1 - 10 мкм. Предпочтительные ионообменные материалы имеют размер частиц в диаметре 0,2 - 4 мкм. Термин "размер диаметра частицы" представляет здесь средний размер диаметра частицы данного ионообменного материала, как определено стандартными аналитическими методиками, такими как, например, микроскопический анализ с использованием растворого электронного микроскопа. Кристаллические алюмосиликатные ионообменные материалы обычно далее характеризуются обменной емкостью иона кальция, которая составляет по крайней мере 200 мг-экв жесткости воды по CaCO₃/г алюмосиликата, вычисленной на безводной основе, и которая обычно находится в области от 300 до 352 мг-экв/г. Алюмосиликатные ионообменные материалы далее еще характеризуются обменной скоростью иона кальция, которая составляет по крайней мере 2 гграна Ca⁺ /галлон/мин/г/галлон алюмосиликата (безводная основа), и обычно лежит в пределах области 2 гграна /галлон/мин/г/галлон до 6 гран/галлон/мин/г/галлон, если взять за основу жесткость по иону кальция. Оптимальный алюмосиликат при использовании в качестве добавки показывает обменную скорость иона кальция по крайней мере 4 грана/галлон/мин/г/галлон.

Алюмосиликатные ионообменные материалы, используемые в практике изобретения, коммерчески доступны. Алюмосиликаты могут быть натурального происхождения или синтетическими производными. Способ производства алюмосиликатных ионообменных материалов обсуждался в патенте США N 3985669, Krummel et al., опубл. 12 октября 1976 г., на который здесь приводится ссылка.

Предпочтительные синтетические кристаллические алюмосиликатные ионообменные материалы, используемые здесь, доступны под обозначениями цеолит A, цеолит B и цеолит X. В особо предпочтительном варианте кристаллический алюмосиликатный ионообенный материал имеет формулу
Na₁₂/(AlO₂)₁₂(SiO₂)₁₂/xH₂O,
где
x до 20 - 30, особенно 27.

Кристаллические слоистые силикаты натрия имеют состав NaMSi_xO_2x+1·yH₂O, в котором M означает Na или водород, x 1,9 - 4, а y 0 - 20. Эти материалы описаны в патенте США 4664830, Rieck, опубл. 12 мая 1987, на который приводится ссылка. В вышеуказанной формуле M предпочтительно представляет натрий. Предпочтительные значения X - 2, 3 или 4. Соединения, имеющие состав NaMSi₂O₅ · yH₂O, особенно предпочтительны.

Кристаллические слоистые силикаты, предпочтительно имеют средний размер частиц 0,1 - 10 мк. Примеры предпочтительных слоистых силикатов включают Na - SKS - 6 и Na - SKS - 7, обе коммерчески доступны от Hoechst.

Агломераты изобретения приготовляют смешиванием вышеуказанной кристаллической добавки с выбранным связующим в количестве 25 - 35 мас., предпочтительно 25 - 32 мас.ч. Для образования агломератов связующее должно быть в жидком состоянии во время смешивания. Если оно при комнатной температуре в твердом состоянии, оно должно быть нагрето до расплавленного состояния, чтобы произошла агломерация.

Подходящие связующие включают любые анионные синтетические поверхностно-активные пасты, имеющие вязкость по крайней мере 15001 сП, и предпочтительно 1500 - 17000 сП. Вязкость здесь измеряют с использованием вискозиметра Брукфельда, при этом измерения проводятся при следующих условиях: температура 70^oF (21,0^oC) для материалов в нетвердом или негелеобразном состоянии при комнатной температуре; 140 - 160^oF (60 - 71,7^oC) для материалов в твердом или гелеобразном состоянии при комнатной температуре.

Номер валка
Валок N 1 для вязкости < 100 сП
Валок N 2 для вязкости 100 - 700 сП
Валок N 3 для вязкости 800 - 3000 сП
Валок N 4 для вязкости 3000 - 7000 сП
Валок N 5 для вязкости > 10000 сП
Скорость валка: 20 оборотов в минуту.

Анионные поверхностно-активные вещества используются здесь в виде пасты или концентрированных смесей с водой. Эти анионные пасты содержат 0 - 90% воды, предпочтительно от 2 - 75% воды, и наиболее предпочтительно 4 - 60 мас.% воды.

Такие высоковязкие связующие распространяются более равномерно на поверхности кристаллических добавок в высокомощном смесителе. Кристаллические добавки поглощают воду в анионной поверхностно-активной пасте, оставляя воскоподобное связующее, которое легко образует более крупные частицы желательного размера в смесителе. Система воскоподобного связующего недостаточно крепкая, чтобы сохранять размеры частицы больше, чем описано здесь. Это предотвращает сверхагломерацию и приводит к образованию однородных частиц, имеющих узкое распределение по размеру.

Используемые анионные ПАВ включают водорастворимые соли, предпочтительно щелочного металла, аммония и алкиламмониевые соли, продукты органической сернокислотной реакции, имеющие в своей молекулярной структуре алкильную группу, содержащую 10 - 20 атомов углерода и эфирную группу серной кислоты или сульфокислоты. (Включенный термин "алкил" означает алкильную часть ацильных групп). Примерами этой группы синтетических поверхностно-активных веществ являются алкилсульфаты натрия и калия, особенно такие, которые получают сульфатированием высших спиртов (содержание C₈ - C₁₈ углеродные атомы), такие как те, которые получают восстановлением глицеридов твердого жира или кокосового масла; и натрий-, калий-алкилбензолсульфонаты, в которых алкильная группа содержит 9 - 15 атомов углерода, в прямой или разветвленной цепи, например, такого типа, как описано в патентах США NN 2220099 и 2477383. Особенно ценными являются линейные прямоцепочные алкилбензолсульфонаты, в которых среднее число атомов углерода в алкильной группе составляет 11 - 13, сокращенно C₁₁ - C₁₃ αAS .

Другими анионными поверхностно-активными веществами являются сульфонаты натрийалкилового эфира глицерина, особенно эфиры высших спиртов, производимые от твердого жира и кокосового масла; сульфаты и сульфонаты моноглицерида натриевых солей жирной кислоты и кокосового масла; натриевые или калиевые сульфаты эфиров алкилфенола и этиленоксида, содержащие 1 - 10 звеньев оксида этилена на молекулу и где алкильные группы содержат 8 - 12 атомов углерода; и натрий - калиевые сульфаты алкиловых эфиров этиленоксида, содержащие 1 - 10 звеньев оксида этилена на молекулу, и где алкильная группа содержит 10 - 20 атомов углерода.

Другие используемые здесь анионные ПАВ включают водорастворимые соли эфиров α -сульфированных жирных кислот, содержащих 6 - 20 атомов углерода в жирнокислотной группе и 1 - 10 атомов углерода в эфирной группе; водорастворимые соли 2 - анилоксиалкан-1-сульфокислот, содержащих 2 - 9 атомов углерода в ацильной группе и 9 - 23 атомов углерода в ацильной группе и 9 - 23 атомов углерода в алифатическом углеводорода водорастворимые соли олефин и парафинсульфонаты, содержащие примерно 12 - 20 атомов углерода; и бета-алкилоксиалкансульфонаты, содержащие примерно 1 - 3 атомов углерода в алкильной группе и примерно 8 0 20 атомов углерода в алифатическом углеводороде.

Другие анионные ПАВ, используемые в изобретении, включают алкилэтоксикарбоксилатные поверхностно-активные вещества формулы
RO(CH₂CH₂O)_xCH₂COO-M⁺
где
R представляет собой C₈ - C₁₈ - алкильная группа, x в среднем составляет 1 - 15, а M - катион щелочного или щелочноземельного металла. Алкильная цепь, имеющая 8 0 18 атомов углерода, может быть производной от жирных спиртов, олефинов и т.д. Алкильная цепь - желательно прямая насыщенная, но она может также быть разветвленной и/или ненасыщенной алкильной цепью.

Предпочтительные анионные ПАВ выбирают из группы, состоящей из C₁₁ - C₁₈ линейных алкилбензолсульфонатов, C₁₀ - C₁₈ алкилсульфатов и C₁₀ - C₁₈ алкилсульфатов, этоксилированных в среднем 1 - 6 моль оксида этилена на 1 моль алкилсульфата и их смесей.

Анионная поверхностно-активная паста может также содержать незначительные количества этоксилированного неионного ПАВ. В таких случаях весовое отношение анионного ПАВ к этоксилированному неионному ПАВ должно быть по крайней мере 3:1, предпочтительно по крайней мере 4:1, более предпочтительно по крайне мере 5:1.

Такие неионные ПАВ включают соединения, полученные конденсацией этиленоксидных групп (гидрофильных по природе) с органическим гидрофобным соединением, которое может быть по своей природе алифатическими или алкилароматическим. Длина полиоксиэтиленовой группы, которая конденсируется с определенной гидрофобной группой, может быть легко отрегулирована для получения водорастворимого соединения, имеющего желаемую степень равновесия между гидрофильными и гидрофобными элементами.

Подходящие неионные ПАВ включают полиэтиленоксидные конденсаты алкилфенолов, например, конденсационные продукты алкилфенов, имеющих алкильную группу, содержащую 6 - 15, предпочтительно 8 - 13 атомов в углерода, либо в прямой, либо в разветвленной цепи с оксидом этилена в количестве 3 - 20, предпочтительно 4 - 14, более предпочтительно 4 - 8 моль на 1 моль алкилфенола.

Предпочтительные неионные ПАВ - водорастворимые и вододиспергируемые конденсационные продукты алифатических спиртов или карбоксильных кислот, имеющих 8 - 22 атомов углерода, в прямой или разветвленной цепи, с оксидом этилена в количестве 3 - 20, предпочтительно, 3 - 60 моль на 1 моль спирта или кислоты. Особенно предпочтительными являются конденсационные продукты спиртов, имеющих алкильную группу, содержащую 9 - 16 атомов углерода, с оксидом этилена в количестве 4 - 14, предпочтительно 4 - 8 моль на 1 моль спирта.

Связующее изобретения может также быть любым водорастворимым полимером, содержащим по крайней мере 50 мас.% оксида этилена, и имеющим вязкость 325 - 20000 сП, предпочтительно 375 - 17000 сП.

Такие полимеры (или их смеси) обычно имеют точку плавления не менее чем 35^oC. Предпочтительно полимерный материал будет иметь точку плавления не менее 45^oC, более предпочтительно не менее 50^oC и наиболее предпочтительно не менее 55^oC. Поскольку полимерные материалы, используемые в практике изобретения, обычно смеси, представляющие область молекулярных весов, материалы имеют склонность к размягчению и становятся жидкими в диапазоне температур 3 - 7^oC выше их точки плавления.

Смеси двух или более полимерных материалов могут иметь даже более широкий температурный интервал. Предпочтительный полимеры содержат по крайней мере 70 мас.% оксида этилена, а более предпочтительные полимеры содержат по крайней мере, 80 мас.% оксида этилена. Предпочтительные полимерные материалы имеют значения HαB по крайней мере 15 и более предпочтительно по крайней мере 17. Особо предпочтительным является полиэтиленгликоль, который содержит по существу 100% оксида этилена.

Предпочтительные полиэтиленгликоли имеют средний по крайней мере 1000 мол. м. и более предпочтительно 2500 - 20000 и наиболее предпочтительно 3000 - 10000 мол.м.

Другими подходящими полимерными материалами являются конденсационные продукты C₁₀-C₂₀ спиртов или C₈-C₁₈ алкилфенолов с достаточным количеством оксида этилена, не менее чем 50 мас.% от массы полимера, при этом образующийся продукт имеет точку плавления не ниже 35^oC.

Блок и гетеро-полимеры, основанные на добавлении оксида этилена и оксида пропилена к низкомолекулярному органическому соединению, содержащему один или более активных атомов водорода, являются подходящими в практике изобретения. Полимеры, основанные на добавлении оксида этилена и оксида пропилена к пропиленгликолю, этилендиамину и триметилпропану, коммерчески доступны под названиями Pluronics Pluronics®, Pluronics Pluronics® F, Ttronies Jetronics® и Pluradots Pluradots® Wyandotte, Mururah.

Полимерные связующие могут также содержать этоксилированные неионные ПАВ, описанные выше, обеспечивающие весовое отношение полимера к этоксилированному неионному ПАВ по крайней мере 1:1. Предпочтительно это отношение по крайней мере 2:1, более предпочтительно по крайней мере 3:1. Такие смеси полимерного связующего и неионного ПАВ могут также содержать воду без неблагоприятного влияния на агломераты. Однако полимерные связующие без этоксилированных неионных ПАВ могут быть по существу свободны от воды, чтобы избежать нежелательного снижения вязкости.

Особо предпочтительная система связующего содержит смесь полиэтиленгликоля, имеющего среднюю мол. м. 3000 - 10000 с этоксилированным неионным ПАВ, которое является конденсационным продуктом C₉-C₁₆ спиртов с оксидом этилена в количестве 4 - 8 моль на 1 моль спирта. Такие смеси приводят к улучшенной чистящей способности по сравнению с другими используемыми связующими системами. Системы связующего полиэтиленгликоль/неионные ПАВ лишаются кристаллической добавки быстрее, чем другие связующие. Это позволяет добавочному материалу начать быстрее осуществлять свои функции в растворе для стирки, снижать быстро и эффективно жесткость воды, сто приводит к улучшенной чистящей способности.

В добавление к вышеприведенному, количество кристаллической моющей добавки к связующему должно быть выбрано таким образом, чтобы весовое отношение такой добавки к связующему составляло от 1075:1 до 3,5:1, предпочтительно от 1,9:1 до 3:1.

Более того, чтобы уменьшить взаимодействие между кристаллической добавкой и аморфными силикатами щелочного металла, которые могут подвергать опасности растворимость продукта, агломераты изобретения будут по существу свободны от аморфных силикатов щелочного металла, обычно используемых в гранулированных моющих веществах (т.е. таких, которые имеют молярные отношение Si O₂ к оксиду щелочного металла 1,0 - 3,2), когда они содержат свободную воду. Предпочтительно агломераты содержат менее чем 1% по весу таких силикатов и более предпочтительно они совершенно свободны от таких силикатов, когда они содержат свободную воду.

Агломераты изобретения могут также содержать незначительное количество (например, до 30 мас.%) других ингредиентов, которые не снижают существенным образом характеристику и физические свойства. Например, агломераты могут содержать неорганические соли, такие, как раскрыто в вышеупомянутом патенте США 4096081, Phenicil eb cll, в особенности от колонки 14,строка 53 до колонки 15, строка 8, на который здесь приводится ссылка. Такие соли уменьшают количество связующего, необходимого для получения качественных агломератов согласно изобретению. Гидротропы, такие, как толуол, ксилол- и кумолсульфонаты, могут также быть использованы, чтобы обеспечить подобные эффекты.

Агломераты могут также содержать другие поверхностно-активные вещества или ингредиенты, включая ингредиенты, которые являются чувствительными к нагреву или же разлагаются материалами в мешалке для вертикального перемешивания шлама, который подвергается распылительной сушке для получения равновесия в конечном моющем веществе. Например, агломераты могут содержать ПАВ алкилполисахариды, такие, как раскрыто в патенте США N 4536317 Leenado et. al, опубл. 20 августа 1985 г., на который приводится ссылка.

Агломераты могут также содержать ПАВ полиоксиамид жирной кислоты структурной формулы (1)

где
R' представляет водород; C₁-C₄ гидрокарбил, 2 - оксиэтил, 2 - оксипропил или их смесь, предпочтительно C₁-C₄ алкил, более предпочтительно C₁ или C₂ - алкил, наиболее предпочтительно C₁ алкил, (т.е. метил);
а R² представляет C₅-C₃₁, гидрокарбил, предпочтительно прямоцепочный C₉-C₁₇ алкил или алкенил, наиболее предпочтительно прямоцепочный C₁₁-C₁₇алкил или алкенил, или их смесь; Z- полиоксигидрокарбил, имеющий линейную гидрокарбильную цепь с по крайней мере тремя гидроксилами, прямо присоединенными к цепи, или их алкоксилированная производная; Z - предпочтительно производная от редуцирующего сахара в восстановительной реакции аминирования; более предпочтительно; Z- глицитил. Подходящие редуцирующие сахара включают глюкозу, фруктозу, мальтозу, лактозу, галактозу, маннозу и ксилозу. В качестве сырья могут быть использованы высокодестрозный кукурузный сироп, высокофруктозный кукурузный сироп, и высокомальтозный кукурузный сироп, также, как и отдельные сахара, перечисленные выше. Эти зерновые сиропы могут давать смесь сахарных компонентов для Z. Понятно, что ни в коем случае нет намерения исключить другое подходящее сырье. Z предпочтительно выбирают из группы, состоящей из - CH₂-(CHOH)_n - CH₂OH, - CH(CH₂OH) - (CHOH)_n-1 -CH₂OH, - CH₂ - (CHOH)₂ (CHOR¹) (CHOH)-CH₂OH и их алкоксилированных производных, где n - целое число 3 - 5 включительно, а R¹ - водород или циклический или алифатический моносахарид. Наиболее предпочтительными являются глицитилы, где n = 4, в особенности - CH₂ - (CHOH)₄ - CH₂OH.

В формуле (I) R¹ может быть, например, N-метил, N-этил, N-пропил, N-изопропил, N-бутил, N-2-оксиэтил, или N-2- оксипропил.

R²-CO-N< может быть, например, кокамид, стеарамид, олеамид, лаурамид, миристамид, каприкамид, палмитамид, талловамид и т.д. Z может быть 1 - деоксиглицитил 2 - деоксифруктитил, 1 - деоксимальтитил, 1 - деоксилактил, N-1- деоксигалактилил, N-1- деоксиманнитил, 1-деоксималтотриотитил и т.д.

Способы получения полиоксиамидов жирной кислоты известны в данной области. Они могут быть получены путем взаимодействия алкиламина с редуцирующим сахаром в восстановительной реакции аминирования, что приводит к получению соответствующего N- алкил- полиоксиамина и затем взаимодействием N - алкилполиоксиамина с жирным алифатическим эфиром или триглицеридом на стадии конденсации амидирования с получением N - алкил, N- полиоксиамида жирной кислоты. Способы получения составов, содержащих полиоксиамиды жирной кислоты, раскрыты, например, в описании патента Великобритании, опубл. 18 февраля 1959 г. , Thomas Hedley & Co., Ltd., патенте США 2965576, опубл. 20 декабря 1960 г. , E, R. Wilson, и патенте США 2703798, dntony M. Schwartz опубл. 8 марта 1955, и патенте США 1985424, опубл. 25 декабря 1934 г. Piggott, на каждый из которых здесь приводится ссылка.

В предпочтительном способе производства N - алкил или N -оксиалкил, N - деоксиглицитиламидов жирной кислоты, где глицитильный компонент - производное от глюкозы, а N-алкил или N-оксиалкил функциональные группы есть N- метил, N- этил, N- пропил, N- бутил, N- оксиэтил, или N- оксипропил, продукт получают путем взаимодействия N- алкил- или N- оксиалкил-глюкамина с жирным эфиром, выбранным из жирных метилэфиров, жирных этилэфиров и жирных триглицеридов в присутствии катализатора, выбранного из группы, состоящей из трилитий фосфата, тринатрий фосфата, трикалий фосфата, тетранатрий пирофосфата, пентакалийтриполифосфата, гидроксида лития, гидроксида натрия, гидроксида кальция, карбоната лития, карбоната натрия, карбоната калия, динатрий тартрата, дикалийтартрата, натрий-калий тертрата, тринатрий цитрата, трикалий цитрата, основных силикатов натрия, основных силикатов калия, основных алюмосиликатов натрия, основных алюмосиликатов калия и их смесей. Количество катализатора составляет предпочтительно 0,5 - 50 мол.%, более предпочтительно 2 - 10 мол.% на N- алкил или N- оксиалкил-глюкаминовую молярную основу. Реакцию предпочтительно проводят при 138 - 170^oC в течение 20 - 90 мин. Когда глицериды используют в реакционной смеси в качестве источника жирного эфира, реакцию предпочтительно проводить, используя 1 - 10 мас.% агента фазового переноса, рассчитанного на весовую процентную основу всей реакционной смеси, выбранной из полиэтоксилатов насыщенного жирного спирта, алкилполигликозидов, линейного гликамидного поверхностно-активного вещества и их смесей.

Предпочтительно этот процесс проводится следующим образом:
(a) предварительный нагрев жирного эфира до 138-170^oC;
(b) добавление N- алкил или N- оксиалкилглокамина к нагретому эфиру жирной кислоты и перемешивание до степени, необходимой для образования двухфазной смеси жидкость- жидкость;
(c) вмешивание катализатора в реакционную смесь;
(d) перемешивание в течение определенного времени реакции.

Также предпочтительно добавлять в реакционной смеси 2 - 20 мас.% предварительно полученного продукта линейного N- алкил / N- оксиалкил, N - линейного глюкозиламида жирной кислоты в качестве агента фазового перекоса, если жирным эфиром является триглицерид. Это также способствует реакции, и посредством этого увеличивается ее скорость. Подробное описание экспериментов приводится ниже в примере 1.

Используемые здесь материалы полиоксиамид "жирной кислоты" также дают преимущество производителю моющего вещества тем, что они могут быть приготовлены полностью или частично из натурального, возобновляемого, ненефтехимического сырья, идущего на переработку, и способны к разложению. Они также проявляют низкую токсичность в водной среде.

Обнаружено, что помимо полиоксиамидов жирной кислоты формулы (I) в способах, используемых для их производства, также обычно получают нелетучие подобные продукты, такие, как эфирамиды и циклические полиоксиамиды жирной кислоты. Количество этих побочных продуктов будет зависеть от особенностей реагентов и условий процесса. Предпочтительно полиоксиамид жирной кислоты, включаемый в составы для стирки, будет обеспечиваться в такой форме, что состав, содержащий полиоксиамид жирной кислоты, добавленный в моющее вещество, содержит менее чем 10%, предпочтительно менее чем 4% циклического полиаксиамида жирной кислоты.

Предпочтительные процессы, описанные выше, имеют преимущества в том, что они могут давать довольно низкие количества побочных продуктов, включая такие циклические амидные побочные продукты.

Агломераты изобретения приготавливают смешиванием определенных количеств вышеприведенных кристаллических добавок и связующих материалов в высокомощном смесителе, сообщающем от 1·10¹¹ до 2·10¹² эрг/кг энергии указанной смеси, при скорости от 1·10⁹ до 3·10⁹ эрг/кг ·с для образования свободно текучих агломератов, имеющих средний размер частицы 200 - 800 мк, предпочтительно 300 - 600 мк. Действительный размер агломератов предпочтительно выбирают, исходя из размера частиц моющего вещества, смешанных с агломератами, чтобы уменьшить сегрегацию продукта. Количество входящей энергии и скорость ее могут быть определены подсчетом значений мощности смесителя с продуктом и без него времени выдержки продукта в смесителе и массы продукта в смесителе.

Полная энергия, сообщенная смеси кристаллической добавки и связующего, составляет предпочтительно от 2·10¹¹ до 1,5·10¹² эрг/кг, более предпочтительно от 2,5·10¹¹ до 1,3·10¹² эрг/кг.

Скорость ввода энергии к смеси составляет предпочтительно от 1,2·10⁹ до 2,5·10⁹ эрг/кг·с, более предпочтительно от 1,4·10⁹ до 2,2·10⁹ эрг/кг·с. Более высокие уровни энергии и/или скорости ввода энергии, чем описанные выше, приводят к сверхагломерации смеси и образованию тестообразной массы. Более низкие уровни энергии и/или скорости ввода энергии приводят к образованию мелких порошков и легких мелкокристаллических агломератов, имеющих плохие физические свойства и/или нежелательно широкое распределение частиц по размеру.

Предпочтительным высокомощным смесителем, используемым здесь, является мощный смеситель Эриха типа R, хотя другие смесители, известные в этой области, такие, как Liotleford u Lodige КМ, могут быть также использованы. Однако смесители Schugi, и O' Brien и глиномялочные смесители, не обеспечивающие необходимой вводимой энергии и/или скорости ввода, являются неподходящими для использования в данном изобретении.

Агломераты изобретения могут быть использованы в качестве моющей добавки или аддитивного состава. Предпочтительно агломераты включают в полностью сформулированные гранулированные составы для стирки. В таком составе агломераты представляют 5 - 75 мас.% предпочтительно 10 - 60 мас.%, более предпочтительно 15 - 50 мас.% состава. Для равновесия состава могут быть другие поверхностно-активные вещества, добавки и ингредиенты, обычно употребляемые в таких составах. Агломераты обычно смешивают с другими моющими ингредиентами, некоторые из которых могут быть введены распылительной сушкой, как раскрыто а патенте США N 4963226, Chamberlain, опубл. 16 октября 1990 г., на который приводится ссылка. Материалы, которые являются чувствительными к нагреву или разлагаются другими материалами в мешалке для вертикального перемешивания шлама, обычно примешивают в конечные гранулированные составы для стирки.

Анионные, неионные, увиттерионные, амфолитные и катионные поверхностно-активные вещества, используемые в полностью приготовленных составах для стирки, раскрыты в патенте США 3919678, Laughlin et.al., опубл. 30 декабря 1975 г., на который приводится ссылка. Предпочтительные ПАВ включают анионные и этоксилированные неионные ПАВ, описанные выше как часть агломерата. Анионные ПАВ в особенности предпочтительны.

Гранулированные составы для стирки обычно включают 5 - 80 мас.%, предпочтительно 10 - 60 мас.%, более предпочтительно 15 - 50 мас.% моющего поверхностно-активного вещества.

Неограничивающие примеры подходящих водорастворимых, неорганических моющих добавок включают карбонаты щелочного металла, бораты, фосфаты, бикарбонаты и силикаты. Специфические примеры таких солей включают тетрабораты натрия и калия, бикарбонаты, карбонаты, ортофосфаты, пирофосфаты, триполифосфаты и метафосфаты.

Примерами подходящих органических щелочных моющих добавок являются (1) водорастворимые аминокарбоксилаты и аминополиацетаты, например нитрилотриацетаты, глицинаты, этилендиаминтетраацетаты, N- (2-оксиэтил) нитрилодиацетаты и диэтилентриаминцентаацетаты; (2) водорастворимые соли фитиновой кислоты, например фитаты натрия и калия; (3) водорастворимые полифосфаты, включая натрий, калий и литиевые соли этан-1-окси-1, 1-дифосфоновой кислоты; натрий, калий и литиевые соли этилендифосфоновой кислоты и т.п. (4) водорастворимые поликарбоксилаты, такие, как соли молочной кислоты, сукциновой кислоты, малоновой кислоты, малеиновой кислоты, лимонной кислоты, оксидисукциновой кислоты карбоксиметилоксисукциновой кислоты, 2-окса-1, 1,3 пропантрикарбоксильной кислоты, меллитовой кислоты и пиромеллитовой кислоты; (5) водорастворимые полиацетаты, как раскрыто в патентах США NN 4144266 и 4246495, на которые приводится ссылка; и (6) водорастворимые тартратмоносукцинаты и дисукционаты, и их смеси, раскрытые в патенте США 4663071, Bush et.al, опубл 5 мая 1987 г., на который приводится ссылка.

Другой тип моющих добавок, используемых в конечном гранулированном моющем продукте, включает водорастворимый материал, способный образовывать воднерастворимый реакционный продукт с катионами, придающими жесткость воде, особенно в сочетании с кристаллизационной затравкой, которая способна обеспечить увеличение мест для указанного реакционного продукта. Такие составы, содержащие "затравочные добавки", полностью раскрыты в патенте Великобритании N 1424406.

Алюмосиликатные моющие добавки как кристаллические, так и аморфные, такие, как раскрыты в патенте США N 4605509, CorRill et.al., опубл. 12 августа 1986, могут также быть включены в гранулированные моющие составы данного изобретения.

Моющая добавка в основном составляет 10 - 90 мас.%, предпочтительно 15 - 75 мас.%, более предпочтительно 20 - 60 мас.% состава для стирки, полученного распылительной сушкой. Оптимальными компонентами, которые могут быть включены в гранулированные составы для стирки, являются такие материалы, как расплавляющие агенты, энзимы (например, протеазы и амилазы), отбеливатели и отбеливающие активаторы, другие пятновыводящие агенты, пятносуспендирующие агенты, тканевые отбеливатели, энзимные стабилизаторы, реагенты, устраняющие цветные пятна, пеновспомогательные добавки или пеногастители, антикоррозионные агенты, красители, наполнители, гермициды, реагенты, устанавливающие PH, источники щелочности и т.п.

Все проценты, части, отношения являются весовыми, если не указано что-либо другое.

Следующие примеры иллюстрируют составы и процессы (способы) изобретения.

В примерах цеолит A относится к гидратированному кристаллическому цеолиту A, содержащему 20% воды и имеющему средний размер частиц 1 - 10 мкм, αAS относится к натрий - C_12.3 линейному алкилбензолсульфонату; AS относится к натрий - C₁₄ - C₁₅ - алкил-сульфату, AE₃S относится к натрийкокоалкил полиэтоксилат (3) сульфату и Cn AE_6,5 T относится к кокосовому спирту, конденсированному с 6,5 моль оксида этилена на 1 моль спирта и лишенному неэтоксилированного и моноэтоксилированного спирта.

Агломераты, имеющие состав, как в примере 1, получают смешиванием цеолита A c анионной поверхностно-активной пастой, содержащей 48% ПАВ αAS , 2% сульфата натрия и 50% воды и имеющей вязкость 5070 сП, в высокомощном смесителе Эриха R 08 непрерывного типа. Сначала делают пяту в смесителе Эриха путем взвешивания 34,1 кг порошкового Цеолита A на чаше смесителя, пускают в ход смеситель и затем закачивают в него приблизительно 13,2 кг поверхностно-активной пасты. Приблизительно 30 с составляет время выдержки для агломерации. После получения пяты начинают подачу цеолита, которая следует за подачей поверхностно-активной пасты. Скорости подачи и скорости разгрузки устанавливают такими, чтобы обеспечить время выдержки в смесителе 4 мин. Выгружаемый из смесителя продукт затем подвергают сушке в жидком слое при 240-270^oF (116-132^oC). Стадия сушки удаляет максимальное количество свободной воды и изменяет состав, как описано выше. Полное количество входящей энергии, переданной смесителем продукту на непрерывной основе, составляет приблизительно 1,31 10¹² эрг/кг при скорости приблизительно 2,18·10⁹ эрг/кг·с.

Агломераты, имеющие состав, как в примере 2, приготавливают смешиванием цеолита A и анионной поверхностно активной пасты из примера I с Cn АЕ_6,5 T неионным поверхностно-активным веществом в загрузке при проведении процесса с использованием высокомощного смесителя Эриха RV 02. Загрузки производят взвешиванием приблизительно 2,27 кг порошкового цеолита A на чаше смесителя. Приблизительно 1,0 кг предварительно смешанной системы связующего, содержащего анионную поверхностно-активную пасту и неионное поверхностно-активное вещество, вводят в смеситель через воронку и направляют на поверхность ротора в пределах одной минуты. Полное время дозирования составляет типично 3 мин, но время для производства приемлемых агломератов 10 мин. Роторная лопасть вращается против часовой стрелки при 3200 оборотах в минуту, в то время как чаша вращается по часовой стрелке при 58 оборотах в минуту (как измерено тахометром). Полное количество входящей энергии, переданной смесителем продукту, составляет 3,9·10¹¹ эрг/кг при скорости приблизительно 2,18·10⁹ эрг/кг·с. Примеры I и II дают свободно текучие агломераты, имеющие средний размер частиц 450-500 мкм.

Примеры 3-6. (см. табл. 2) В следующих примерах гранулы получают распылительной сушкой водной смеси перечисленных ингредиентов в мешалке для вертикального перемешивания. Агломераты получают смешиванием перечисленных ингредиентов в высокомощном смесителе до тех пор, пока не получают однородные агломераты в соответствии со способами по примеру 1. Образующиеся свободно текучие агломераты, которые имеют средний размер частиц 450-500 мкм, затем смешивают с основными гранулами в смесительном барабане вместе с ингредиентами, перечисленными в разделе "Смешиваемое".

Примеры 7-10. Основные гранулы получают распылительной сушкой водной смеси перечисленных ингредиентов в мешалке для вертикального перемешивания. Агломераты получают смешиванием перечисленных ингредиентов в высокомощном смесителе до тех пор, пока не получают однородные агломераты в соответствии со способом примера 1 за исключением того, что вязкость связующего в примере 8 составляет 400 сП, а вязкость связующего в примере 9 несколько выше. Образующиеся свободно текучие агломераты, которые имеют средний размер частиц 450-500 мкм, затем смешивают с основными гранулами в смесительном барабане вместе с ингредиентами, перечисленными в разделе "Смешиваемое".

Формула изобретения

1. Способ получения агломератов моющего компонента, включающий смешение тонкодисперсных твердых веществ, неионогенных и анионоактивных поверхностно-активных веществ, отличающийся тем, что смешивают (а) 50 - 75 мас.ч. кристаллического моющего компонента, выбранного из группы, содержащей (i) алюмосиликат формулы
Na_z [(AlO₂)_z (SiO₂)_y] · xH₂O,
где z и y ≥ 6, молярное отношение z : y = 1,0 - 0,5; x = 10 - 264,
указанный алюмосиликат имеет размер диаметра частицы 0,1 - 10,0 мкм, обменную емкость иона кальция не менее 200 мг CaCO₃ экв/г и обменную скорость иона кальция не менее 2 гранов Ca²⁺ /галлон/мин/г/галлон;
(ii) слоистый силикат формулы
NaMSi_xO_2x+1 · y H₂O,
где M - Na или H;
x = 1,9 - 4,0;
y = 0 - 20,
который имеет размер частицы 0,1 - 10,0 мкм/и (iii) их смесь,
и (b) 20 - 35 мас.ч. связующего, состоящего из 1) анионной поверхностно-активной пасты с вязкостью не менее 1500 сП, или ее смеси с этоксилированным неионным поверхностно-активным веществом при массовом соотношении указанной пасты и этоксилированного неионного поверхностно-активного вещества не менее 3 : 1 или 2) водорастворимого полимера, содержащего не менее 50 мас. %. оксида этилена и имеющего вязкость 325 - 20000 сП, или его смеси с этоксилированным неионным поверхностно-активным веществом при массовом соотношении указанного полимера и этоксилированного неионного поверхностно-активного вещества не мене 1 : 1, при массовом соотношении кристаллического моющего компонента и связующего 1,75 - 3,5 : 1 и указанная смесь, по существу, свободна от аморфных силикатов щелочного металла, содержащих свободную воду, причем смешение осуществляют в высокомощном смесителе, сообщающем 1 · 10¹¹ - 2 · 10¹² эрг/кг энергии указанной смеси при скорости (1 - 3) · 10⁹ эрг/(кг · с) для образования свободно текучих агломератов, имеющих средний размер частицы 200 - 800 мкм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кристаллического моющего компонента используют алюмосиликат формулы
Na₁₂ [(AlO₂)₁₂ (SiO₂)₁₂] · xH₂O,
где x = 20 - 30.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кристаллического моющего компонента используют слоистый силикат формулы
NaMSi₂O₅ · yH₂O.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве анионной поверхностно-активной пасты используют линейный (С₁₁ - С₁₃)-алкилбензолсульфонат, (С₁₀ - С₁₈)-алкилсульфат и (С₁₀ - С₁₈)-алкилсульфат, этоксилированный 1 - 6 моль оксида этилена на 1 моль алкилсульфата, или их смесь.

5. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве связующего используют полиэтиленгликоль со средней мол.м. 3000 - 10000.

6. Способ по пп.1 - 5, отличающийся тем, что в качестве связующего используют связующее, дополнительно содержащее продукт конденсации спиртов, имеющих алкильную группу С₉ - С₁₆ с 4 - 8 моль оксида этилена на 1 моль спирта.

7. Способ по пп.1 - 6, отличающийся тем, что в высокомощном смесителе смешивают 65 - 75 мас.ч. кристаллического моющего компонента с 25 - 35 мас. ч. связующего.

8. Способ по пп.1 - 7, отличающийся тем, что в качестве высокомощного смесителя используют смеситель, сообщающий 2,5 · 10¹¹ - 1,3 · 10¹² эрг/кг энергии при скорости (1,4 - 2,2) · 10⁹ эрг/(кг · с).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2