高浓度表面活性剂组合物制造技术

一种两性表面活性剂组合物，主要包含至少５％，但不超过４５％（重量）的水、至少３０％（重量）的两性表面活性剂和５－４５％水可混溶的非表面活性剂有机溶剂，其中所述组合物中表面活性剂浓度相当于该组合物能以“Ｇ”相存在，或“Ｇ”相至少占优势时的浓度。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新型高浓度含水表面活性剂组合物，特别涉及在高有效成分浓度下可流动或泵送的两性表面活性剂组合物。这类组合物是在相改性剂存在下制备的，因此允许这类组合物的制备在比迄今为止所可能的有效浓度更宽的范围内进行。更具体说，本专利技术涉及一种制备特别高浓度的两性表面活性剂组合物，尤其是甜菜碱和脂肪族咪唑啉衍生物，的新方法，其中这类表面活性剂或表面活性剂组合物的制备是用一种非表面活性剂有机溶剂作为相改性剂的。按照本专利技术优选的甜菜碱是具有至少一个脂族烷基链的叔胺中间体的N-羧甲基化衍生物，如可可酰氨基丙基甜菜碱(CAPB)、磺基甜菜碱、磷甜菜碱和羟基磺基甜菜碱，和例如由咪唑啉，尤其是含有烷基和羟烷基链的咪唑啉，水解产生的N—羧甲基化的酰氨基胺类衍生物，如N-羧甲基化月桂酸羟乙基咪唑啉(CLHI)。
技术介绍
两性表面活性剂在同一分子中包含有正电性和负电性元素，因此无论在酸性还是碱性条件下都能形成盐。两性表面活性剂对皮肤和眼睛通常是温和的，且其毒性低，因而作为温和的表面活性剂极为有效。此外，在洗涤剂和个人卫生用品方面的开发研究重点越来越侧重于天然存在原料，如天然脂肪和油类的衍生物上，因为这类衍生物在环境和毒物学方面优于普通的原料。表面活性剂组合物按各种工业和家庭用途制备和销售。通常要求这种组合物呈液体形式，因此通常希望这种组合物包含尽可能高的有效物质比例，而同时又能保持其流动性，以便降低贮存和运输成本。当表面活性剂组合物的熔点低于，或仅仅稍高于环境温度时，常常可以以无水组合物或最多只含约5％水的组合物形式提供表面活性剂。在后一种情况下，微量的水似乎可以用作熔点抑制剂。但是，当表面活性剂在约2 5℃以上温度下为固体时，通常不可能得到有效成分浓度高于约30-40％(重量)的液体组合物，这取决于组合物的性质。少量(不高于10％)的水不能有效地降低其熔点，而水量较大时，则足以促成相变，导致形成硬质凝胶，而不是液体溶液。常常可发现，当稀溶液中有效成分总浓度达到临界值(通常为约30％重量)时，或者当某些混合物可能稍高，例如达到约55％重量时，溶液的粘度就开始上升，组合物的制备和处置方面的困难。在或约临界浓度值时，溶液就会凝固成不能流动的凝胶，或发生相分离。通常可以通过加入粘度调节剂或助溶剂来提高稳定地包含在溶液中的有效成分的浓度。这些添加剂起着稀释剂的作用，既降低了溶液的粘度又抑制了凝胶的形成，因而可以得到较高的浓度。但是，这类助溶剂，如醇类，只在其用量大到会影响产品性能，对其所希望的多种最终用途不利和/或会增加产品的成本时才能有效地显著提高具有可接受粘度的表面活性剂组合物的可获得的浓度。已经知道(参见例如“Advances in Colloid Interface”1(1967)79-110 pp.82-83)许多表面活性剂化合物或混合物能形成高度粘稠的不能泵送的液晶相。某些这样的化合物或混合物与其它液晶相相比不同，能形成较低粘度的相，这通常称为“G”或“层状相”，而且仅在特定浓度范围内才会形成。“G”相是一种可泵送流体，它是在有效成分浓度通常为40-85％(重量)之间的窄范围内形成的，其特征为层状结构，在这种结构中表面活性剂分子互相连接形成大小不定的被水分子平面隔开的片状体。但是，在报导存在“G”相的一些两性表面活性剂的场合中，只在高温下，或者在浓度范围窄到无实际应用价值时才能形成“G”相。本技术中已经知道，某些具有商业价值的表面活性剂，例如某些烷基硫酸铵和某些烯属磺酸酯在环境温度下能形成“G”相，因而现在可以在比以前所能达到的浓度高得多的浓度下制成液体形式(参见例如GB专利1,488,352)。表面活性剂混合物易于在比典型的最低温度更低的温度下形成液体“G”相，所谓典型的最低温度是指大多数能形成“G”相的单一表面活性剂的水溶液能以这样的相存在的温度。通常混合物可在环境温度或略微加温下得到液体“G”相，而单一表面活性剂要得到“G”相则一般要困难得多。通常，当本专利技术的表面活性剂组合物制成较高浓度的水溶液时，首先发现分子连成球簇(胶束)，由于浓度较高这种球簇呈棒状。由于浓度较高，胶束越来越密集，导致溶液粘度升高，就大多数情况而言，所述胶束最终加长，在水中形成有规则的六方阵列的园柱形表面活性剂胶束，通常称之为硬质“M1”液晶相。如果“M1”相中表面活性剂浓度逐渐增加，则会发生相变，此时或者生成水合固相，或者在含有本专利技术的一种或多种表面活性剂的某些表面活性剂混合物的情况下，M1相逐渐转变成液体“G”相，直至达到最低粘度为止。进一步增加“G”相的浓度会导致粘度增加，并最终导致再一次相变，此时将生成水合固体或第二固定液晶相(M2相)，M2相在结构上类似于M1相，但其中的结构是相反的，即以水为内相，表面活性剂为连续相。上面的描述似乎过于简单。术语“水合固相”已经广泛地用来囊括含有由固体或固定的凝胶相分散在一种或多种粘稠相或凝胶相中形成一种在偏光显微镜下观察通常具有粒状外观的或多或少硬质材料而得到的悬浮体的一类体系。还没有发现能形成所有各种液晶相的表面活性剂。下面对一些与本说明书中所讨论的各种不同的相有关的术语加以解释和定义“光学各向同性”相不易使平面偏振光的偏振平面旋转。如果将一滴样品放在两片偏振平面成直角的光学平面偏振材料之间，并使光照射在其中一片材料上，则当通过另一片材料观察时，光学各向同性样品基本上不会显得比其周围亮些。但是，光学各向异性材料则实际上显得亮些。当通过显微镜在交叉的起偏振器之间观察时，光学各向异性中间相典型地显示出特征纹理，而光学各向同性相则一般显示出暗的基本上无特征的连续光谱。牛顿型流体的粘度与剪切无关。为便于说明本专利技术，如果在不超过1000秒-1的剪切速率下，液体的粘度基本上不变，则该液体就认为是牛顿型流体。L1相是可流动的、光学各向同性的典型牛型流体，在偏光显微镜下无纹理显示。电子显微镜只在极高放大倍数时才能分辨其结构纹理。L1相的粘度一般较低，但随着浓度达到上限相界时，粘度会显著增加。可以认为这是胶束从球形变成扁长形的反映。G相是可倾倒的具有触变作用的各向异性产品。它们是典型粘稠状的乳色物质，流动时具有特征性的“油污”外观，在偏光显微镜下会形成特征性结构纹理。M相是典型固定的各向异性的类似腊的产品，在偏光显微镜下会显示出特征性的结构纹理。利用标准实验室设备，将估计能产生“G”相或“L1”相的有效浓度的试验组合物样品放在加热过的台式显微镜装置的滑动片(载片)上，就可很快地、很容易地安放“G”相或“L1”相。在两交叉起偏振器之间进行检查就能揭示该样品存在于那一相。各种相各自都具有特征性的外观，很容易通过对比鉴定，例如用典型液晶相的标准纸照片进行对比，参见Rosevear，JAOCS Vol.31 628页(1954)或J.Colloid and Interfacial Science，Vol.30，No.4第500页。如果M1相中存在混合物，则可让水从盖盘下样品边缘蒸发，从而观察到任何导致变化的相。如果存在M2相或水合固体，则可沿盖盘边缘加水，并使其扩散进入组合物中，两者都能改变试验样品的有效浓度，其改变量足以产生“G”相。如果“G”不是按此方式安放，则样品可在该装置上逐渐加热，并重复操作。这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：N·C·贝德纳尔，M·布勒扎德，C·希利，A·马丁，
申请(专利权)人：阿尔布赖特威尔逊英国有限公司，
类型：发明
国别省市：