説明

界面活性剤として有用なアルキレンオキシドでキャップされた第2級アルコールアルコキシレート

式[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素又は炭素数1〜約18の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基であるが、R1及びR2の総炭素数は約8〜約18であり、また水素はR1又はR2の約10モル%未満であり;R3は水素又は炭素数1〜約6のアルキル基であり;R4及びR5は、それぞれ独立に、水素又は炭素数2〜約6のアルキル基であるが、R4及びR5の総炭素数は2〜約6であり;mは0〜約10の範囲の平均値であり且つnは約3〜約40の範囲の平均値であるが、mを含む基とnを含む基は位置を互いに交換することができ;zは約0.5〜約5の範囲の平均値である]の組成物を開示する。これらの組成物は、少なくとも2つの工程を含む方法によって簡便に製造され、界面活性剤として有用である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2008年1月11日に出願された米国仮特許出願第61/020,416号の利益を請求する。
本発明は、界面活性剤の分野に関する。更に詳しくは、本発明は、新規のアルキレンオキシドでキャップされたアルコキシレート組成物及び新規のアルキレンオキシドでキャップされたアルコキシレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
界面活性剤は、化学工業及び製造業において種々の目的で使用されている。例えば界面活性剤は、湿潤剤、乳化剤、すすぎ助剤、脱泡剤(defoam agent)/低起泡剤(low foam agent)、スプレー清浄剤、薬物送達剤、除草剤及び殺虫剤用の乳化剤、金属清浄剤、ペイント、コーティング、農業用展着剤及び作物育成剤、ラテックス、ペイント及び紙製品用の安定剤などを含む製品に、湿潤性及び洗浄力を与え又はそれらの製品の湿潤性及び洗浄力を向上させる。よく用いられる界面活性剤の1つの群は、ノニオン界面活性剤、特にアルキレンオキシドでキャップされたノニオン界面活性剤である。このようなキャップされたノニオン界面活性剤は、キャップされていないノニオン界面活性剤よりも発生する泡が少ない傾向があるので、それらを製造する多くの場合、機械洗浄プロセス並びにペイント又はコーティング製品のような、低起泡が重要な用途において有用である。
【0003】
残念ながら、アルキレンオキシドでキャップされたノニオン界面活性剤には、不良な又は許容され得ない生分解性を示すものがある。この問題を解決するための取り組みの例には、例えば特許文献1に開示されたものがある。特許文献1は、式:
1O[(CH2CHCH3)O]x(CH2CH2O)y[CH2CH(O)R2
[式中、R1は炭素数約4〜約18の直鎖脂肪族炭化水素基(その混合物を含む)であり、R2は炭素数約2〜約26の直鎖脂肪族炭化水素基(その混合物を含む)であり;xは1〜約3の値を有する整数であり;yは5〜約30の値を有する整数である]
で表されるエポキシキャップされたポリ(オキシアルキル化)アルコール組成物を記載している。この組成物は、自動食洗機用組成物又は清浄組成物に用いられる。
【0004】
エポキシキャップされたポリ(オキシアルキル化)アルコールの別の例は、特許文献2に記載され、その式は、
1O[(CH2CH(CH3))O]x(CH2CH2O)y[CH2CH(OH)R2z
[式中、R1、R2、x及びyは前の段落で定義した通りであり、zは1〜約3の値を有する整数である]
と示される。このエポキシキャップされたポリ(オキシアルキル化)アルコールも、自動食洗機用組成物として特に有用であることが示されている。
【0005】
エポキシキャップされたポリ(アルコキシレート)アルコールの更に別の例は、特許文献3に記載されており、その式は、
1−(CHOH)(CHR3)(OCH2CH2nOR2
[式中、R1は水素又は直鎖C1〜C16アルキル基であり;R2は直鎖又は分岐鎖C4〜C8アルキル基であり;R3は水素又はC1〜C16アルキル基であり;nは7〜30の数であるが、R1及びR3の総炭素数は6〜16である]
と示される。
【0006】
アルキレンオキシドキャップされたポリ(アルコキシレート)の別の例は、特許文献4に記載されており、その式は、
3O[CH2CH(CH3)O]x(CH2CHR4O)y[CH2CH(OH)R5z
[式中、R3は平均炭素数が約4〜約18の直鎖脂肪族炭化水素基(その混合物を含む)であり;R4は水素又は炭素数1〜6の低級アルキルであり;R5は平均炭素数約2〜14の直鎖脂肪族炭化水素基(その混合物を含む)であり;xはゼロ又は1〜約5の値を有する整数であり;yは1〜約30の値を有する整数であり;zは1〜約3の値を有する整数である]
と示される。
【0007】
アルキレンオキシドキャップされたポリ(アルコキシレート)の更に別の例は、特許文献5に記載されており、その式は、
1O−(CH2CH2O)n(CH2CH(C25)O)m−H
[式中、R1−Oは炭素数8〜20のアルカノールであり;nは4〜14の任意の値を有し;mは1.6〜2.4の範囲の値を有する実数である]
と示される。
【0008】
アルキレンオキシドキャップされたポリ(アルコキシレート)の更に別の例は、特許文献6に記載されており、その式は、
1O−(CH2CH2O)n(CH2CH(C25)O)m−H
[式中、R1−Oは炭素数8〜18のアルカノールであり;nは3.5〜10の任意の値を有し;mは0.5〜1.5の範囲の値を有する実数である]
と示される。
【0009】
アルキレンオキシドキャップされたポリ(アルコキシレート)の別の例は、特許文献7に記載されており、下記式:
1O−(CH2CH2O)n(CH2CH(R2)O)m−H
[式中、R1は炭素数8〜20のアルキル鎖であり;R2は炭素数1又は2のアルキル基であり;nは8〜15の任意の値を有し;mは1〜10の範囲の値を有する実数である]
の界面活性剤が洗剤組成物の成分である。
【0010】
アルキレンオキシドキャップされたポリ(アルコキシレート)の更に別の例は、特許文献8に記載されており、その式は、
RO(AO)m(BO)n
[式中、Rは、1個又はそれ以上の側鎖を有する炭素数8又は9の炭化水素基であり;AOは炭素数2〜3のオキシアルキレン基であり;BOはオクチ(octy)−ブチレン基を表し;mは6〜26であり;nは1〜3である]
と示される。
【0011】
前記組成物は、ある程度の生分解性を有する低起泡性界面活性剤であるが、前記組成物の性能からは、効果的な清浄に多くの場合重要である急速な動的表面張力低下のような、望ましい性能属性が欠如している。
【0012】
先行技術には、第2級アルコールをベースとするアルコールアルコキシレートの例もある。例えば第2級アルコールポリ(アルコキシレート)が特許文献9に記載されており、その式は、
【0013】
【化1】

【0014】
[式中、R1及びR2は独立に直鎖又は分岐鎖C2〜約C28アルキル、アリール又はアルキルアリール基であり、R1及びR2の総炭素数は約7〜約30であり;R3は水素であり;R4基は独立にC1〜C4アルキレン基であり;nは約3〜約30の平均数である]
と示される。
【0015】
第2級アルコールアルコキシレートの別の例は、特許文献10に示されており、その式は
【0016】
【化2】

【0017】
[式中、R1及びR2はアルキル基を表すが、R1及びR2の総炭素数は7〜29の範囲であり、R2の炭素数はR1の炭素数以上であり;Aは低級アルキレン基を表し;nは平均で1〜50の範囲の数字を表すが、nが2以上である場合には、AOで表されるオキシアルキレン基の種の数は1個若しくは2個又はそれ以上であることができ、オキシアルキル基が2又はそれ以上の種を有する場合には、オキシアルキレン基は全て平均n個で存在し;bは水素原子又はSO3M(式中、Mはアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基又は置換アンモニウム基を表す)を表す]
と示され、組成物は、R1としてメチル基を有する高級第2級アルコールアルコキシレート化合物(X)を30〜90モル%と、R1として炭素数2又はそれ以上のアルキル基を有するより高級の第2級アルコールアルコキシレート化合物(Y)を70〜10モル%含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0018】
【特許文献1】米国特許第5,576,281号(Bunchら)
【特許文献2】米国特許第5,766,371号(Bunchら)
【特許文献3】米国特許第4,898,621号(Pruehsら)
【特許文献4】WO9612001(Groomら)
【特許文献5】米国特許第4,340,766号(Klahrら)
【特許文献6】米国特許第3,539,519号(Weimer)
【特許文献7】米国特許第6,693,065号(Gentihommeら)
【特許文献8】特開平10−192685(内田達夫ら)
【特許文献9】米国特許第5,912,209号(Kassebaumら)
【特許文献10】ヨーロッパ特許第0 850 907号(Kadonoら)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
前記の及び当業界全体におけるノニオン界面活性剤の発明は多様であるが、生分解性、動的表面張力低下及び光学性能は、一部の用途ではこれまで分かりにくいままであった。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明は、一面において、特に低起泡性界面活性剤として使用できる、改善された性質のスペクトルを有するアルコールアルコキシレートを提供する。これらは、式:
【0021】
【化3】

【0022】
[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素又は炭素数1〜約18の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基であるが、R1及びR2の総炭素数は約8〜約18であり、また水素はR1又はR2の約10モル%未満であり;R3は水素又は炭素数1〜約6のアルキル基であり;R4及びR5は、それぞれ独立に、水素又は炭素数2〜約6のアルキル基であるが、R4及びR5の総炭素数は2〜約6であり;mは0〜約10の範囲の平均値であり且つnは約3〜約40の範囲の平均値であるが、mを含む基とnを含む基は位置を互いに交換することができ;zは約0.5〜約5の範囲の平均値である]
の第2級アルコールアルコキシレートである。
【0023】
別の面において、本発明は、直鎖又は分岐鎖第2級アルコールを少なくとも1種の第1のアルキレンオキシドと接触させることによってアルコキシル化直鎖第2級アルコールを形成し、次いで前記アルコキシル化直鎖第2級アルコールを第2のアルキレンオキシドでキャップして、式1の界面活性剤組成物を形成することを含んでなる界面活性剤組成物の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の組成物と比較した、PLURAFAC(登録商標)LF−221の表面張力(ST)対気泡発生頻度(bubble frequency)のプロットを示す。より高い気泡発生頻度において表面張力がより低いのは、表面張力の低下がより速やかであることを示している。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明の組成物は多くの場合、簡便且つ費用効率の高い方法で製造でき、種々の用途でノニオン界面活性剤として有用である。これらの界面活性剤は、このような用途において良好な生分解性ひいては環境受容性のような極めて望ましい性質を示すことができる。一部の態様では、これらの界面活性剤は、他のいくつかのノニオン界面活性剤と比較した場合に、起泡の減少及びより速い動的表面張力低下を示すこともできる。
【0026】
出発原料は第一に少なくとも1種の直鎖又は分岐鎖第2級アルコールである。このアルコールの炭素数は、一部の非限定的態様では合計約3〜約18であり、更に他の非限定的態様では約8〜約16である。特に好ましい態様において、アルキル基の炭素数は約11〜約15であることができる。これは直鎖又は分岐鎖アルキル基(R1及びR2は独立して)を特徴とし、この直鎖又は分岐鎖アルキル基は水素のみであることもできるし或いは1〜約18個、一部の非限定的態様では1〜約15個、更に他の非限定的態様では1〜約14個の炭素原子を有することもできる。一部の非限定的態様において、適当な選択は例えば以下:2−デカノール、3−デカノール、4−デカノール、5−デカノール、2−ウンデカノール、3−ウンデカノール、4−ウンデカノール、5−ウンデカノール、2−ドデカノール、3−ドデカノール、4−ドデカノール、5−ドデカノール、6−ドデカノール、2−トリデカノール、3−トリデカノール、4−トリデカノール、5−トリデカノール、6−トリデカノール、2−テトラデカノール、3−テトラデカノール、4−テトラデカノール、5−テトラデカノール、6−テトラデカノール、7−テトラデカノール、2−ペンタデカノール、3−ペンタデカノール、4−ペンタデカノール、5−ペンタデカノール、6−ペンタデカノール、7−ペンタデカノール、2−ヘキサデカノール、3−ヘキサデカノール、4−ヘキサデカノール、5−ヘキサデカノール、6−ヘキサデカノール、7−ヘキサデカノール及び8−ヘキサデカノール、並びにそれらの組合せの直鎖又は分岐鎖異性体である。他の非限定的態様において、適切な選択は、例えばトリメチルノナノール;メチル−、エチル−、プロピル−、ブチル−、ヘキシル−、ヘプチル−、オクチル−、ノニル−及びデシル−分岐鎖第2級アルコール;並びにそれらの組合せのような分岐鎖第2級アルコールである。他の非限定的態様としては、高度に分岐したトリプロピレン、テトラプロピレン、ジブチレン、トリブチレン及びジヘキセン並びにそれらの組合せの加水分解によって得られる第2級アルコールが挙げられる。他の非限定的態様において、アルコールは例えば米国特許第4,927,954号(引用することによってその全体を本明細書中に組み入れる)に記載されたような方法に従って製造される直鎖又は分岐鎖第2級アルコールであることができる。一部の態様においては、約C10〜約C16の範囲の炭素鎖長を有する1種又はそれ以上の第1級アルコール約10モル%以下を前に詳述した第2級アルコールと共に組み入れることもできるが、このような組み入れは必要ではない。適当な第1級アルコールの非限定的例としては、1−デカノール、1−ウンデカノール、1−ドデカノール、1−トリデカノール、1−テトラデカノール、1−ペンタデカノール及び1−ヘキサデカノールが挙げられる。
【0027】
一般に、これらのポリ(オキシアルキル化)アルコールは、最初に、平均炭素鎖長約3〜約18の直鎖若しくは分岐鎖第2級アルコール又はアルコール混合物をエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はより高級のアルキレンオキシドと、式1に記載したようにランダムフィード又はブロックフィードで反応させることによって、製造できる。この反応は、エチレンオキシド、プロピキレンオキシド、ブチレンオキシド又はヘキセンオキシドのようなアルキレンオキシドの付加によって、疎水性物質の有効分子量を増大させる役目をする。例えば一部の非限定的態様において、前記式1の下付き文字m及びnによって表される望ましいアルコキシル化度は、0〜約10の範囲のmの値及び約3〜約40の範囲のnの値を有する。好ましい態様においては、mの値は0〜約5の範囲であり、nの値は約3〜約20の範囲である。更に好ましい態様において、mの値は0〜約3の範囲であり、nの値は約3〜約12の範囲である。下付き文字m及びnを含む基として表される式1のアルコキシル化部分はランダム型又はブロック型であることができ、それらは位置を互いに交換することができる。
【0028】
この第1のアルコキシル化に使用する方法及び条件は、当業者に知られた任意のものであることができる。例えば1つの非限定的態様において、この反応は、高温又は約20〜約180℃の範囲の温度において実施できる。他の非限定的態様において、温度は約100〜約160℃の範囲であることができる。一部の非限定的態様においては、約14〜約60psigの圧力が特に有効であると考えられるが、他の圧力も効果的に使用できる。当業者は、せいぜいルーチン実験を用いれば、適切な条件を決定できるであろう。第2級アルコールアルコキシレートの製造に関する更なる解説は、例えばRakutani,et al.,”Secondary alcohol ethoxylates”,Annual Surfactants Review(1999)2,216-247に記載されており、これを引用することによってその全体を本明細書中に組み入れる。
【0029】
一部の非限定的態様において、第1工程の1つ又は複数のアルコキシル化(前記式1において下付き文字m及びnで表される)を、反応の速度及び/又は収率を増加させるために、有効量の適当な酸触媒、例えば三フッ素化ホウ素エーテラート溶液の存在下で実施することができる。或いは、金属シアン化物触媒も使用できる。このような態様において、触媒の量は、アルコールに基づき約0.005〜約1重量%の範囲であることができる。1〜約10モル当量のアルキレンオキシドの添加後に、生成物は水酸化ナトリウムのような塩基で中和し、次いで蒸留によって精製することによって、未反応のアルコール及び残留触媒を除去することができる。更なるアルコキシル化(前記式1において下付き文字m及びnで表される)を、”Nonionic Surfactans”,Martin,J.Schick,Editor,1967,Marcel Dekker,Inc.及び米国特許出願公開公報(USPAP)第2005/0170991A1号(これらを引用することによってその全体を本明細書中に組み入れる)に記載されたような酸又は塩基触媒の有効量の存在下で実施することもできる。当業者ならば、キャッピングの前に、満足のいく分子量を得るために行うことができるアルコキシル化の数は本発明には重要でないことがわかるであろう。一般に、一部の態様においては、満足のいく分子量は約300〜約1400の範囲であると考えられる。
【0030】
第2工程又は最終工程においては、前述のような1つ又は複数のアルコキシル化の生成物を、既知のアルコキシル化技術を用いて第2のアルコキシレンオキシドでキャップすることができる。前記式1で表される分子のキャップ部分は、下付き文字zを含む基として表される。この最終キャピングアルコキシル化には、第1工程のアルコキシル化に使用するのと同じ又は異なるアルキレンオキシドを使用できる。例えばブチレンオキシド、ペンテンオキシド、ヘキセンオキシド、ヘプテンオキシド若しくはオクテンオキシド又はそれらの組合せから選ばれたアルキレンオキシドを効果的に使用できる。キャッピングに使用するアルキレンオキシドの量は化学量論量の約0.5〜約5倍の範囲であることができ、一部の特定の態様では化学量論量の約0.5〜約3.5倍又は約1〜約3倍の範囲であることができる。この第2工程のアルコキシル化には種々のアルキレンオキシドの使用が適当であるが、一部の非限定的態様においてはブチレンオキシドが特に有効と考えられる。このキャッピングに、例えばプロピレンオキシドのような低級アルキレンオキシドではなく、ブチレンオキシドを用いる利点の1つは、ブチレンオキシドが少ないモル量で同程度に泡を抑制し且つ組成物の雲り点を低下させる働きをすることである。従って、最終生成物は低級アルキレンオキシドによるキャッピングに基づく界面活性剤よりも生分解性が高く且つ製造コストが低いと考えられる。別の利点は、キャッピング剤として低級アルキレンオキシドの代わりにブチレンオキシド、ペンテンオキシド、ヘキセンオキシド、ヘプテンオキシド、オクテンオキシド又はそれらの組合せを用いると、得られる界面活性剤の、ヒドロキシル基と反応するイソシアネートのような試薬に対する反応性が著しく低下することである。
【0031】
更に、直鎖又は分岐鎖第2級アルコールを出発原料として用いることにより、例えば直鎖第1級アルコールをベースとするアルコキシル化ノニオン界面活性剤に比較して、取扱いの改善、水へのより高い溶解度及びより狭いゲル範囲、より良好な湿潤力、起泡の低減(より不安定な泡を形成する)を提供するキャップされた最終生成物が得られる。
【0032】
アルキレンオキシド・キャッピングに使用する方法は、当業者に知られた任意の方法であることができる。例えば一態様において、この反応は高温又は約20〜約180℃の範囲の温度で実施できる。一部の特定の態様において、この温度は約60〜約160℃の範囲であることができる。一部の非限定的態様においては約14〜約60psigの圧力を使用できるが、他の圧力も適切な効果があると考えられる。当業者ならば、せいぜいルーチン実験によれば適切且つ/又は最適な条件及び方法を決定できるであろう。
【0033】
一部の非限定的態様において、キャッピング・アルコキシル化は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物のような適当なアルカリ触媒の有効量の存在下で実施できる。一部の非限定的態様において、特に簡便な触媒は水酸化カリウムである。このような態様において、アルカリ触媒の量は、アルコールに基づき約0.005〜約1重量%の範囲であることができる。
【0034】
本発明の最終ポリ(アルキレンオキシド)キャップドポリ(アルキレンオキシド)連鎖延長直鎖又は分岐鎖第2級アルコールは、配合物及び組成物中に任意の所望の量で使用できる。しかし、当業者には、界面活性剤のレベルが、多くの通常の用途においては総配合物に基づき約0.05〜約90重量%、より多くの場合には約0.1〜約30重量%、一部の用途では約0.5〜約20重量%の範囲であることが一般に知られている。当業者ならば、当該分野の一般知識を組み合わせることによって且つ必要ならばルーチン実験によって、使用量を決定できるであろう。
【0035】
本発明の用途には、多種多様な配合物及び製品がある。これらの例としては、清浄剤、洗剤、硬表面清浄用配合物、ポリウレタン、エポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、ペイント、コーティング、金属製品、除草剤及び殺虫剤を含む農業用製品、油田及び鉱業用製品、パルプ及び紙製品、織物、水処理製品、床用製品、インキ、着色剤、医薬品、清浄用品、パーソナルケア製品、潤滑剤、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定するものではない。これら及び他の型の配合物及び製品の製造において、ポリ(アルキレンオキシド)キャップド直鎖又は分岐鎖第2級アルコールアルコキシレートは、例えば界面活性力、洗浄力、湿潤、再湿潤、泡の減少、添加剤安定化、ラテックス安定化、薬物送達能、乳化、すすぎ、可塑化、反応性稀釈、レオロージー改質、懸濁、擬似可塑化、増粘、硬化、耐衝撃性改質、潤滑、乳化及びミクロ乳化並びにそれらの組合せなどの所望の性質に寄与するか又はそれらを向上させることができる。
【0036】
これらの用途の例としては、界面活性剤全般として;家庭用及び商業用清浄のための低起泡性界面活性剤として;機械清浄プロセスにおける低起泡性界面活性剤として;注型、カプセル封入、床仕上げ、注型封入、接着剤、積層品、強化プラスチック及びフィラメント巻き線における反応性希釈剤として;コーティングとして;湿潤剤として;すすぎ助剤として;脱泡/低起泡剤として;スプレー清浄剤として;除草剤及び殺虫剤用の乳化剤として;金属清浄剤として;ペイント及びコーティング用の懸濁助剤及び乳化剤として;農業用展着剤及び作物育成剤用の極性及び無極性キャリア流体中有機化合物のミクロ不均一混合物を調製する際の混合改良剤として;ラテックス用安定剤として;パルプ及び紙製品用ミクロ乳化剤としての利用などが挙げられる。1つの非限定的態様において、本明細書中に記載したアルコキシレートを使用する組成物には、有機合成、無機及び有機粒子の形成、重合並びに生物有機プロセシング及び合成、更にそれらの組合せに使用されるミクロ乳化剤などが挙げられる。他の非限定的態様において、本明細書中に記載したアルコキシレートは、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF及びノボラックを基材とするより高い粘度のエポキシ樹脂並びに他の熱可塑性及び熱硬化ポリマー(例えばポリウレタン及びアクリル樹脂)の稀釈に役立つことができる。それらは、使用により例えば生分解性、擬似可塑性又はチキソトロープ流れ特性を向上させることもできる場合には、インキ、乳化剤、ペイント及び顔料懸濁液のような液体系のレオロジー改質にも用途を見出すことができる。これら及び他の用途において、前記アルコキシレートは良好な、場合によっては優れた性能及び比較的低いコストを提供することができる。
【0037】
前記説明は、一般的なものであって、本発明の可能な態様を全て含んでいるわけではない。同様に、以下の実施例は、説明のみを目的として記載するのであって、本発明を限定又は制限するものではない。更に、当業者ならば、「特許請求の範囲」の範囲内の他の態様も、本明細書の検討及び/又は本明細書中に開示した本発明の実施により明らかになることを充分認識しているであろう。このような他の態様には、具体的なアルコール類、触媒及びこのような化合物の組合せの選択;このような化合物の割合;混合及び反応条件、容器並びにプロトコール;性能及び選択性;本明細書中では具体的に触れていない製品の更なる用途などが挙げられ、当業者ならば、これらが本明細書に添付した「特許請求の範囲」の範囲内で変動し得ることがわかるであろう。
【実施例】
【0038】
例1
アルコキシル化触媒として水酸化カリウム約7.17gを含むオートクレーブ中に、平均9モルのエチレンオキシドを有するエトキシル化C12〜C15直鎖第2級アルコール(TERGITOL(登録商標)15−S−9)約2,971gを装入する。(TERGITOLはThe Dow Chemical Companyの登録商標である。)125℃において水約267ppmまで脱水後、連続的に撹拌しながら、ブチレンオキシド約575g(約1.5モルに相当)を供給する。反応を同温度で約15時間、完了するまで実施する。約70℃に冷却後、反応生成物を次に酢酸約6.94gで中和して、ブチレンオキシドキャップド直鎖第2級アルコールアルコキシレート約3208gを得る。これを、「C12〜C15第2級アルコール+9EO+1.5BO」という。
【0039】
例2
アルコキシル化触媒として水酸化カリウム約9.03gを含むオートクレーブ中に、平均9モルのエチレンオキシドを有するエトキシル化C12〜C15直鎖第2級アルコール(TERGITOL(登録商標)15−S−9)約3,563gを装入する。125℃において水約129.6ppmまで脱水後、連続的に撹拌しながら、プロピレンオキシド約695g(約2モルに相当)を供給する。反応を同温度で約4時間、完了するまで実施する。反応生成物を次に酢酸約9.02gで中和して、プロピレンオキシドキャップド直鎖第2級アルコールアルコキシレート約3974gを得る。これを、「C12〜C15第2級アルコール+9EO+2PO」という。
【0040】
例3
Tergitol(登録商標)15−S−9を1,732g、水酸化カリウムを3.70g、ブチレンオキシドを420g及び酢酸を3.74g用いて生成物2,033gを生成する以外は、実施例1と同様にして、生成物(「C12〜C15第2級アルコール+9EO+2BO」という)を製造する。
【0041】
例4
Tergitol(登録商標)15−S−9を1,719g、水酸化カリウムを2.68g、ブチレンオキシドを520g及び酢酸を3.8g用いて生成物2,111gを生成する以外は、実施例1と同様にして、生成物(「C12〜C15第2級アルコール+9EO+2.5BO」という)を製造する。
【0042】
例5
Tergitol(登録商標)15−S−9を1,978g、水酸化カリウムを4.50g、プロピレンオキシドを960g及び酢酸を5.0g用いて生成物2,685gを生成する以外は、実施例1と同様にして、生成物(「C12〜C15第2級アルコール+9EO+5PO」という)を製造する。
【0043】
例6(比較例)
例1〜5の生成物を、TERGITOL(登録商標)15−S−9(エチレンオキシド9モルを有するC12〜15)と比較して評価する。最初の1つ又は複数のアルコキシル化反応のためのエチレンオキシド12モル及びキャッピングのためのブチレンオキシド1.5モルを有するC12〜15として記載する追加例の組成物も評価する。評価のために、曇り点、起泡性、表面活性力及び臨界ミセル濃度(CMC)、動的表面張力、湿潤性及び苛性アルカリに対する安定性について調べた。
【0044】
曇り点は、METTELR(登録商標)FP90/81C自動曇り点測定器で1重量%水溶液中において3℃/分の昇温速度を用いて測定する。
【0045】
Ross−Miles発色試験は、American Society for Testing Materials(ASTM)試験D1173に従って25℃において0.1重量%水溶液について実施する。この試験については、最初の泡高並びに1分、2分、3分、4分及び5分における泡高を記録する。
【0046】
表面張力及びCMCデータは、KRUSS(登録商標)張力計K100を用いて25℃において水中で得た。この試験については、脱イオン水に界面活性剤を徐々に追加しながら、界面活性剤−水溶液の表面張力を測定する。結果を、Wilhelmyプレートを用いてダイン/cmで測定する。結果を、界面活性剤濃度に対して記録する。臨界ミセル濃度は、界面活性剤濃度の増加によって表面張力がもはや変化しない点である。
【0047】
動的表面張力は、KRUSS(登録商標)BP2泡圧張力計を用いて25℃において0.1重量%水溶液に関して測定する。
【0048】
Draves湿潤(かせ湿潤)特性はASTM D2281の方法に従って試験する。
【0049】
生分解性は、標準OECD 301F法を用いて、好気的静的暴露条件下で都市下水処理プラントから得られた活性汚泥に由来する微生物に試験化合物を暴露することによって測定した。OECD 301Fは、the Organisation for Economic Cooperation and Development Guidelines for the Testing of Chemicals,”Ready Biodegradability: Manometric Respirometry Test”,Procedure 301F(1992年7月17日採択)を指し、これを引用することによってその全体を本明細書中に組み入れる。
【0050】
全試験の結果を表Iに要約する。本発明の実施例は、プロピレンオキシドでキャップされた第2級アルコールエトキシレート又はキャップされていない第2級アルコールエトキシレートに比較して、5分で泡を減少させていることがわかる。
【0051】
【表1】

【0052】
苛性アルカリに対するサンプルの安定性を評価するために、水酸化ナトリウムビーズ約1.0gを含む22mlサンプルバイアル中に界面活性剤サンプル約10gを装入する。サンプルバイアルに蓋をし、アルミ箔で覆って、サンプルを光から保護する。次いで、サンプルをオービタルシェーカー上で60℃において約150rpmで連続的に振盪する。5日後にサンプルの色を比較する。10日後、Ross−Miles泡立ち比較のためにサンプルを採取する(0.1重量%溶液,25℃)。結果を表IIに要約する。本発明の例は、プロピレンオキシドでキャップされた第2級アルコールエトキシレート又はキャップされていない第2級アルコールエトキシレートに比較して、5日後の色が薄いことによって示されるように、はるかに高い色安定性を有することがわかる。
【0053】
【表2】

【0054】
例7(比較例)
例1において製造した第2級アルコールをベースとするC12〜15+9EO+1.5BOを、直鎖アルコールをベースとするブチレンオキシドでキャップされた製品、PLURAFAC(登録商標)LF−221(PLURAFACはBASFの登録商標である)と比較する。PLURAFAC(登録商標)LF−221は直鎖アルコールをベースとするC13〜15+8.3EO+1.5BOである。この比較から、動的表面張力が、ブチレンオキシドキャップド第2級アルコールエトキシレートの存在下では、ブチレンオキシドキャプド直鎖第1級アルコールエトキシレートの存在下よりも大きく低下することがわかる。この比較を図1に図示する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式:
【化1】

(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素又は炭素数1〜約18の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基であるが、R1及びR2の総炭素数は約8〜約18であり、また水素はR1又はR2の約10モル%未満であり;R3は水素又は炭素数1〜約6のアルキル基であり;R4及びR5は、それぞれ独立に、水素又は炭素数2〜約6のアルキル基であるが、R4及びR5の総炭素数は2〜約6であり;mは0〜約10の範囲の平均値であり且つnは約3〜約40の範囲の平均値であるが、mを含む基とnを含む基は位置を互いに交換することができ;zは約0.5〜約5の範囲の平均値である)
の組成物。
【請求項2】
1及びR2が、それぞれ独立に、水素又は炭素数1〜約15の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基であり且つR1及びR2の総炭素数が約8〜約16である請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
1及びR2が、それぞれ独立に、水素又は炭素数1〜約14の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基であり且つR1及びR2の総炭素数が約11〜約15である請求項2に記載の組成物。
【請求項4】
mがゼロである請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
zが約0.5〜約3.5の範囲である請求項1に記載の組成物。
【請求項6】
4及びR4の総炭素数が2である請求項1に記載の組成物。
【請求項7】
前記組成物が配合物中に組み込まれ、それが、界面活性力、洗浄力、湿潤、再湿潤、泡の減少、添加剤安定化、ラテックス安定化、薬物送達能、乳化及びミクロ乳化、すすぎ、可塑化、反応性稀釈、動的表面張力低下レオロージー改質、ヒドロキシ反応性種を含む界面活性剤の反応速度低下、懸濁、擬似可塑化、増粘、硬化、耐衝撃性改質、潤滑並びにそれらの組合せからなる群から選ばれた配合物の性質を改善する請求項1に記載の組成物。
【請求項8】
前記配合物が、ポリウレタン配合物、エポキシ樹脂配合物、ペイント配合物、コーティング配合物、金属加工用配合物、農業用配合物、油田用配合物、鉱業用配合物、パルプ又は紙配合物、織物配合物、水処理用配合物、床用配合物、インキ配合物、着色剤配合物、医薬配合物、清浄用配合物、農作物用配合物、潤滑剤配合物、パーソナルケア製品用配合物、ラテックス配合物、乳化重合用配合物、懸濁重合用配合物、乳化プロセス用配合物、懸濁プロセス用配合物、分散プロセス用配合物、及びそれらの組合せからなる群から選ばれる請求項7に記載の組成物。
【請求項9】
アルコキシル化直鎖又は分岐鎖第2級アルコールを形成するのに充分な反応条件下で、直鎖又は分岐鎖第2級アルコールを少なくとも1種の第1のアルキレンオキシドと反応させ、そして
式:
【化2】

[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素又は炭素数1〜約18の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基であるが、R1及びR2の総炭素数は約8〜約18であり、また水素はR1又はR2の約10モル%未満であり;R3は水素又は炭素数1〜約6のアルキル基であり;R4及びR5は、それぞれ独立に、水素又は炭素数2〜約6のアルキル基であるが、R4及びR5の総炭素数は2〜約6であり;mは0〜約1の範囲の平均値であり且つnは約3〜約40の範囲の平均値であるが、mを含む基とnを含む基は位置を互いに交換することができ;zは約0.5〜約5の範囲の平均値である]
の組成物を形成するのに充分な反応条件下で、前記アルコキシル化直鎖又は分岐鎖第2級アルコールを第2のアルキレンオキシドでキャップする
ことを含んでなる界面活性剤組成物の製造方法。
【請求項10】
前記直鎖又は分岐鎖第2級アルコールが2−デカノール、3−デカノール、4−デカノール、5−デカノール、2−ウンデカノール、3−ウンデカノール、4−ウンデカノール、5−ウンデカノール、2−ドデカノール、3−ドデカノール、4−ドデカノール、5−ドデカノール、6−ドデカノール、2−トリデカノール、3−トリデカノール、4−トリデカノール、5−トリデカノール、6−トリデカノール、2−テトラデカノール、3−テトラデカノール、4−テトラデカノール、5−テトラデカノール、6−テトラデカノール、7−テトラデカノール、2−ペンタデカノール、3−ペンタデカノール、4−ペンタデカノール、5−ペンタデカノール、6−ペンタデカノール、7−ペンタデカノール、2−ヘキサデカノール、3−ヘキサデカノール、4−ヘキサデカノール、5−ヘキサデカノール、6−ヘキサデカノール、7−ヘキサデカノール及び8−ヘキサデカノール;トリメチルノナノール;メチル−、エチル−、プロピル−、ブチル−、ヘキシル−、ヘプチル−、オクチル−、ノニル−及びデシル−分岐鎖第2級アルコール;トリプロピレン、テトラプロピレン、ジブチレン、トリブチレン及びジヘキセンの加水分解によって得られる第2級アルコール;並びにそれらの組合せからなる群から選ばれる請求項9に記載の方法。
【請求項11】
mが0〜約5の範囲であり且つnが約3〜約30の範囲である請求項9に記載の方法。
【請求項12】
前記の少なくとも1種の第1のアルキレンオキシドが、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、ペンテンオキシド、ヘキセンオキシド、ヘプテンオキシド、オクテンオキシド及びそれらの組合せからなる群から選ばれる請求項9に記載の方法。
【請求項13】
前記アルコキシル化直鎖又は分岐鎖第2級アルコールが約300〜約1400の分子量を有する請求項9に記載の方法。
【請求項14】
前記第2のアルキレンオキシドがエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、ペンテンオキシド、ヘキセンオキシド、ヘプテンオキシド、オクテンオキシド及びそれらの組合せからなる群から選ばれる請求項9に記載の方法。
【請求項15】
4及びR5の総炭素数が2である請求項9に記載の方法。
【請求項16】
約20〜約180℃の範囲の温度及び約14〜約60psigの圧力を含む反応条件下で、少なくとも1種の前記第1のアルキレンオキシドを直鎖又は分岐鎖第2級アルコールと反応させ、そして前記アルコキシル化直鎖又は分岐鎖第2級アルコールを第2のアルキレンオキシドでキャップする請求項9に記載の方法。
【請求項17】
1及びR2が、それぞれ独立に、水素又は炭素数1〜約15の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基であり且つR1及びR2の総炭素数が約8〜約16である請求項9に記載の方法。
【請求項18】
mがゼロである請求項9に記載の方法。
【請求項19】
zが約0.5〜約3.5の範囲である請求項9に記載の方法。
【請求項20】
4及びR5の総炭素数が2である請求項9に記載の方法。
【請求項21】
約C10〜約C16の範囲の炭素鎖長を有する1種又はそれ以上の第1級アルコール約10モル%以下を、前記第2級アルコールと共に組み入れる請求項9に記載の方法。
【請求項22】
前記第1級アルコールが1−デカノール、1−ウンデカノール、1−ドデカノール、1−トリデカノール、1−テトラデカノール、1−ペンタデカノール、1−ヘキサデカノール及びそれらの2種又はそれ以上の混合物から選ばれる請求項21に記載の方法。

【図1】
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【公表番号】特表2011−509334(P2011−509334A)
【公表日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−542249(P2010−542249)
【出願日】平成20年12月23日(2008.12.23)
【国際出願番号】PCT/US2008/088188
【国際公開番号】WO2009/088778
【国際公開日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【出願人】(502141050)ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー (1,383)
【Fターム(参考)】