[发明专利]表面活性剂组合物

说明书

背景技术

本发明涉及改进的表面活性剂组合物。

烷基苯磺酸盐(烷基苯的磺化衍生物)是通常用于多种需要表面活性剂(洗涤剂、硬表面清洁剂、钻井液、切削液等)的应用中的已知表面活性剂。烷基苯分子包括无环脂肪族烷基链，其通常通过从基于石油的原料蒸馏烃的沸程馏分来产生。该沸程馏分通常主要包含每分子有10至13个碳原子的烃(C10-C13烃)。通常将该烷基链脱氢并用苯烷基化以形成烷基苯，即烷基苯磺酸盐分子的疏水部分。进一步将烷基苯分子衍生化，通常通过用三氧化硫磺化，以生产烷基苯硫酸盐，其中磺酸盐基团与烷基苯的苯部分相连，其是表面活性剂分子的亲水部分。

在历史上，在洗涤剂中使用高度支化的烷基苯磺酸盐(ABS)表面活性剂。然而，发现它们可生物降解性差，其被易于生物降解的直链烷基苯磺酸盐(LAS)所替代。LAS的进一步改进包括：生成“改性LAS”或“MLAS”(MLAS)，其由对LAS分子进行的2种改性组成：较高浓度的2-苯基异构体，其提高表面活性；和在烷基链中引入有限量的甲基支化，其提高溶解性。

虽然典型的烷基苯磺酸盐因其可用性和优异的成本/性能属性而受到欢迎，但是它们易于与硬水离子(钙离子和镁离子)相互作用，这有效降低其溶解性，因此降低其充当表面活性剂的能力。较冷的温度加剧该作用。虽然C10-13MLAS在表面活性和溶解性方面有所改进，但其也受到水硬离子和/或较冷水温的不利影响。

包含烷基芳基磺酸盐的表面活性剂组合物例如由EP2233461 A1、GB917432 A和GB 1068528 A已知，其中EP 2233461 A1更详细地公开了包含2-苯基异构体的高度直链的烷基苯磺酸盐。本发明与上述现有技术的不同之处至少在于，包含2-苯基的烷基苯磺酸盐的含量为大于40重量％，并且烷基链中存在高度的甲基-支化。

因此，为了评价表面活性剂或洗涤剂组合物的效力，重要的是测量多种性能参数，例如固有去污性能(清洁能力)、Ca²⁺(水硬度)耐受性、表面活性、耐盐(NaCI)性和冷水去污性能。

固有去污性测试给出表面活性剂的清洁能力的指示，因此其是去污性能的测试。Ca²⁺耐受性／浊度测量提供关于可溶性表面活性剂可用于界面活性(独立于水硬度)的水平的信息。随着提高水硬度(增加钙离子的量)，LAS型表面活性剂的溶解性通常降低；表面活性剂开始沉淀，溶液变得 浑浊。

为了评价表面活性剂组合物的界面活性，可以独立于水硬度确定表面活性剂组合物的表面张力。该测量确定对于给定表面活性剂而言的最佳溶解性条件以使界面活性最大化。

动态表面张力测量是独立于表面年龄(surface age)的表面张力(或界面活性)的确定。特别是对于动态过程例如洗涤和清洁而言，表面活性剂的动态特性甚至比静态特性更重要。

耐盐(NaCI)性通过测量表面活性剂在高离子强度的溶液中的溶解性来确定。溶液透明度的测量给出表面活性剂在特定盐浓度下的溶解性的指示。高耐盐性对于其中发现高盐载荷的技术应用将是重要的。实例包括强化采油(EOR)、乳液聚合或金属加工流体。

最后，还重要的是通过确定表面活性剂在冷水条件下除去固体污物的能力来评价其冷水去污性能。

本发明的一个目的是提供新的表面活性剂组合物，其除了易于生物降解以外，还可溶并且具有良好的表面活性、具有显著提高的硬水耐受性、在较高水硬度和低温条件下具有良好的物理应用(洗涤)特性、以及对离子强度具有优异的耐受性。

发明内容

根据本发明，提供了表面活性剂组合物，包含烷基芳基磺酸盐分子，其中所述表面活性剂组合物的烷基芳基磺酸盐分子的大于30重量％、优选大于40重量％、最优选大于50重量％彼此独立地为式[R-X-Ar(SO₃)^-]_a[Mⁿ⁺]_b的一种或更多种物质(优选为混合物)，

其中：

X是直链无环脂肪族烃基链；

R与X的非末端碳原子相连，并且选自H、C1、C2及C3烷基，或者选自C1、C2和C3；

X和R总共有10个碳原子；

Ar是苯基；