使用pH值调节呈溶液形式的碱金属硅酸盐的聚合度的方法技术

本发明专利技术涉及碱金属硅酸盐。提供使用ｐＨ值调节呈溶液形式的碱金属硅酸盐的聚合度的方法。可将聚合度调节到小于或等于约２．５。也提供通过使表面与具有ｐＨ值调节聚合度的碱金属硅酸盐溶液接触进行清洁的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
根据一个实施例，本专利技术涉及使用pH值调节呈溶液形式的碱金属硅酸盐的聚合度 的方法。本专利技术也涉及具有pH值调节聚合度的碱金属硅酸盐溶液。本专利技术也涉及使用 pH值来产生碱金属硅酸盐的低聚合度。本专利技术也涉及含有具有使用pH值调节的聚合度 的碱金属硅酸盐溶液的清洁产品的形成。
技术介绍
清洁产品可分为四种主要种类个人清洁、洗衣、餐具洗涤和家居清洁。各个种类 中包括用选定的成分调配以实施广泛清洁功能以及传递所述产品特有性质的不同产品类型。清洁产品通常包括表面活性剂和增效剂(builder)。表面活性剂为改变水性质的有机化学物质。通过降低水的表面张力，表面活性剂能 够使清洁溶液更迅速地润湿表面(例如衣服、盘子、工作台面)，因此污垢可易于疏松 并去除(通常借助于机械作用)。表面活性剂也可乳化油性污垢且保持其分散并悬浮， 因此其不沉降于表面上。存在不同类型的增效剂，且有时候包括一种以上类型的分子以形成"增效剂系统"。 增效剂以若干种方式起作用。其可增大洗漆溶液的碱度，此会改进表面活性剂活性且也 有助于乳化污染织物中的油脂。其也可有助于"破坏"来自织物中的粘土型污垢，且将 其组合以帮助防止再沉积于织物上。其也可用于与硬水矿物离子组合，因而"软化"水。软化水可防止水硬离子与其它洗涤剂成分反应，此会使其工作效率降低或从溶液中 沉淀出。水硬离子可形成不溶性盐，其可变得在织物中结垢且沉积于洗衣机内部的固体 表面上。以此方式，增效剂延长洗衣机的寿命。另外，污垢分子通常通过钙离子桥接与 织物表面结合；因此去除钙离子可促进污迹去除。增效剂的主要功能在于降低水硬度(例如Ca"和Mg2+)。此可通过多价螯合 (sequestration)或螯合，通过沉淀或通过离子交换来进行。因此，增效剂通常分为三种 主要种类(1)多价螯合/螯合增效剂，其为可溶性增效剂且与阳离子形成可溶性络合物； (2)离子交换增效剂，其为不溶性增效剂且与阳离子形成不溶性络合物；和(3)沉淀增效剂，其为可溶性增效剂且与阳离子形成不溶性络合物。复合磷酸盐和柠檬酸钠是常 见的多价螯合增效剂。碳酸钠和硅酸钠是沉淀增效剂。硅铝酸钠(沸石)是离子交换增 效剂。多价螯合增效剂将污垢分散并悬浮。在水溶液中，这些化合物与金属离子(如钙) 组合以实质上钝化所述离子。 一些多价螯合增效剂(如STPP)与矿物离子形成络合物， 其留在溶液中且可冲洗掉。随着时间流逝且在暴露于水中的情况下，STPP将分解为单 磷酸盐或"正磷酸盐"(称作磷酸三钠("TSP"))。 TSP通常用于清洁硬质表面，其中沉 淀物并非难题，但因为沉淀物通常在织物上形成白色薄膜，其沉淀物形成不利于洗衣用 途。此外，在美国许多州以及欧洲大部分地区，由于富营养化而限制或禁止使用磷酸盐 增效剂。在欧洲，且日益增加地在美国，例如沸石(硅酸铝)和膦酸盐(认为不促进富 营养化的磷酸盐形式)的化合物正用作衣用洗涤剂中复合磷酸盐的替代物。离子交换增效剂包括沸石。沸石为因其阳离子交换能力而用于洗漆剂(以及其它应 用)中的合成硅铝酸钠。不含磷酸盐的最新型衣用洗涤剂粉末和片剂含有沸石。沸石可 用Na+离子置换水硬离子(例如Ca"和Mg")。沸石(如粘土一样)不溶于水中并以精 细分散晶体(直径为约4微米)形式存在于洗涤剂中。沸石增效剂昂贵、不溶于水性液 体中，且性能较差。常见沉淀增效剂包括碳酸钠(苏打粉或Na2C03)和硅酸盐。沉淀增效剂通常具有 高碱度且有利于"破坏"来自织物中的污垢，但通常与硬水矿物离子以及从织物中释放 的污垢中的矿物离子形成不溶性化合物。所形成的不溶性化合物可再沉积于织物和洗衣 机零件上。在织物上，其可能看起来象白色棉绒或粉末。在洗衣机零件上，其可形成岩 石状污坭，此可危害洗衣机机构。
技术实现思路
本专利技术涉及碱金属硅酸盐。根据一个实施例，提供一种调节呈溶液形式的碱金属硅 酸盐的聚合度的方法。所述方法可包括形成碱金属硅酸盐溶液以及将所述溶液的pH值 调节为大致选定的pH值。所述选定的pH值可在所述溶液中产生碱金属硅酸盐的所需 聚合度。根据另一个实施例，提供一种制备碱金属硅酸盐溶液的方法。所述方法可包括提供 特征为聚合度大于约2.5的碱金属硅酸盐溶液，以及将所述溶液的pH值调节到足以至 少部分地将碱金属硅酸盐的聚合度变为小于或等于约2.5的量的程度。根据第三实施例，提供清洁方法。所述方法可包括使表面与包含聚合度小于或等于约2.5的碱金属硅酸盐的溶液接触。所述溶液可具有选定的pH值以调节碱金属硅酸盐 的聚合度。附图说明无具体实施例方式根据一个实施例，本专利技术提供一种使用pH值调节碱金属硅酸盐聚合度的方法。其 也提供具有pH值调节聚合度的碱金属硅酸盐溶液。根据一个更具体实施例，可使用pH 值将聚合度调节到小于或等于约2.5。溶液可为水溶液或其它液体溶液。溶液随后可包 括各种分布的硅酸盐阴离子。各种因素可影响硅酸盐溶液的性质。 一个此因素可为阴离 子物质分布(即硅酸盐物质形成)。另一个因素可为pH值。所形成溶液中存在的硅酸根离子可以单体物质和聚合物质的平衡形式存在。在溶液 中，已知聚合物硅酸盐物质形成多孔膜沉积物，其经干燥后呈白色且不透明，其通常不 是织物或金属上的所需沉积形式。相反，单体硅酸盐物质占优势的碱金属硅酸盐溶液可 形成无孔且透明的沉积物。因此，主要具有单体物质的溶液可更适于许多应用(例如不 需要可见膜的清洁应用)中。平衡状态中的单体和聚合物的浓度部分视二氧化硅含量和溶液的Si02:Na20比而 定。单体物质包括不与任何其它硅原子键结的氧化硅(例如Si044—)。结构上，单体氧化 硅可表现为在氧占据角的四面棱锥中心处具有硅原子的四面体阴离子形式。其它原子可 与这些氧原子连接，例如氢、钠或钾。氧化硅单体的氧原子可通过四面体配位与其它硅 原子键联。以此方式可形成其它"聚合"形式的氧化硅阴离子。在聚合形式的氧化硅中， 单体的硅原子可通过共用氧与一到四个其它硅原子键联，其最终可形成二维和三维结 构。表示硅酸盐溶液中单体和聚合物质的简写形式如下使用二氧化硅与碱金属氧化物 的比率xSi02:M20，其中"M"为碱金属(例如钠(Na)或钾(K))且"x"表示二氧 化硅与碱金属氧化物的重量比。在大于约2.0的比率下，聚合物物质开始在溶液中形成 固体。表1显示Si02:Na20比如何影响硅酸钠溶液的聚合度。参看Nauman和Debye，物 理化学杂志(/.尸咖.C/ em.) ， 55:1 (1951)。表l.Si02:Na20比聚合度0.481.012.02.2 2.63.1 4.02.5 315 27分子j60701501804209001600如上所述，单体和聚合物的浓度也部分视溶液的二氧化硅含量而定。因此，举例来 说，向高比率硅酸盐溶液中加入二氧化硅源(例如胶状硅酸盐)可增大Si02:Na20比， 进而形成更多聚合物质。 一般来说，随着碱金属硅酸盐浓溶液经稀释(到约330ppm的 下限)，pH值和OH—浓度降低，且硅酸根离子水解形成较大聚合物质和具有较低 Si02:Na20比的硅酸盐。参看R.K. Iler, 二氧化硅化学(The Chemistry of Silica)，约翰 威立出版公司(John Wiley and So本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节呈溶液形式的碱金属硅酸盐的聚合度的方法，其包含：　形成碱金属硅酸盐溶液；以及　将所述溶液的ｐＨ值调节到大致选定的ｐＨ值；　其中所述选定的ｐＨ值使于所述溶液中的所述碱金属硅酸盐产生所需聚合度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：昂里克埃尔南德斯，
申请(专利权)人：优尼士化学解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]