改性油脂乙氧基化物為基礎的濃縮液體洗滌劑

汪傳新，張威，王豐收

(上海發(fā)凱化工有限公司，上海 201505)

綠色化、濃縮化是液體洗滌產品的主要發(fā)展方向[1]。大部分表面活性劑與水混合會出現(xiàn)凝膠相，常需要加入有機溶劑來改善流動性能，不僅增加了成本，也阻礙了液體洗滌劑綠色化發(fā)展[2-3]。

改性油脂乙氧基化物SOE-N-60是以天然油脂為原料，通過乙氧基化制得的綠色表面活性劑，其性質溫和無刺激，低溫流動性好，適合于液體洗滌劑[4]。以SOE-N-60為主要表面活性劑，以脂肪醇醚硫酸鈉(AES)、烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇醇醚(AEO9、AEO7)和烷基糖苷(APG0810)為復配表面活性劑，配制了總活性物分數60%的濃縮液體洗滌劑，研究了復配表面活性劑的種類、比例、用量對產品穩(wěn)定性的影響。并考察了其泡沫、去污性能。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

改性油脂乙氧基化物SOE-N-60、脂肪醇醚AEO9、AEO7、脂肪醇醚硫酸鈉AES、十二烷基苯磺酸鈉LAS、烷基糖苷APG0810、APG1214(50%)，均為工業(yè)級；標準污布[JB-01(國標碳黑污布)；JB-02(國標蛋白污布)；JB-03(國標皮脂污布)]；標準洗衣液(中國日用化學工業(yè)研究院)；去離子水，自制。

RHLQ立式去污機；改進Rose-Miles泡沫儀；SPX-100B-Z型低溫恒溫箱；WSD-Ⅲ型白度儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 超濃縮液體洗滌劑的制備 在不添加有機溶劑的前提下，要得到透明、均一、流動性好的超濃縮體系，表面活性劑的選擇非常重要。SOE-N-60的凝點低(約為-12.5 ℃)，低溫流動性好，適合作為濃縮體系的主要表面活性劑[5]，但其單獨使用時，對皮脂污布的去污力稍弱(見表2)，因此需要復配一定量的其它類型表面活性劑，使得配方體系的去污力達到國標要求。在前期實驗的基礎上，我們選擇將SOE-N-60的用量定為40%(質量分數，下同)，復配兩種常用的表面活性劑(SA1和SA2，各10%)，包括：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉AES、烷基苯磺酸鈉LAS、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、AEO7和烷基糖苷APG0810。制備成總有效含量為60%的超濃縮液體洗滌劑基礎配方，配方見表1。

表1 含SOE-N-60的總活性物為60%的濃縮液體洗滌劑基礎配方設計

首先在室溫下，將一定量的SOE-N-60與去離子水混合攪拌均勻，然后升溫至約60 ℃，按照表1的配方，邊攪拌邊依次加入復配的表面活性劑，維持加熱和攪拌約2 h至所有表面活性劑完全溶解，混合體系呈均一透明流動的狀態(tài)。

1.2.2 泡沫性能 按照國標GB/T 7462—1994表面活性劑發(fā)泡力的測試方法-改進Ross-Miles法對表面活性劑及復配體系的泡沫性能進行測試，使用3 mmol/L的CaCl2硬水配制0.25%質量濃度的表面活性劑水溶液1 000 mL，在50 ℃下進行測試，測試完畢后記錄30 s，3 min和5 min時的泡沫體積(mL)。

1.2.3 去污性能 按照國標GB/T 13174—2008的方法，使用250 mg/L的標準硬水，配制質量分數為0.2%的表面活性劑溶液，使用立式去污機，在(30±2)℃下，對國標污布JB-01、JB-02和JB-03進行去污實驗，使用白度儀對所有污布的洗前和洗后白度進行測試，并計算差值。將測試樣品的白度差值結果除以標準洗衣液的結果，計算去污指數，若指數≥1即表明去污力達到國標要求。

1.2.4 低溫儲存穩(wěn)定性 將配制好的樣品密閉在透明的玻璃瓶中，在(5±2)℃的冰箱中儲存2周，觀察儲存后的樣品狀態(tài)，能保持透明、均一的狀態(tài)，且傾斜玻璃瓶能觀察到試樣具有明顯流動性的樣品即為低溫穩(wěn)定性合格的樣品。

2 結果與討論

2.1 SOE-N-60的泡沫性能和去污性能

根據我們之前的研究，改性油脂乙氧基化物SOE-N-60的水溶液無凝膠相區(qū)，凝點低，低溫流動性好，適合作為超濃縮的液體洗滌劑的主要表面活性劑。本文對其泡沫性能和去污力進行了進一步的研究，以市面上常見的AES、LAS、AEO9和APG1214作為對比，結果見表2。

表2 SOE-N-60與常見表面活性劑的泡沫性能和去污力對比

可以看出，相對于以上常見的表面活性劑，SOE-N-60的泡沫量明顯較低，且其5 min時的泡沫量只有30 mL，較低的泡沫性能方便漂洗，節(jié)能節(jié)水，是液體洗滌產品的發(fā)展方向之一[6]，因此，從泡沫性能上看，SOE-N-60適合于濃縮液體洗滌劑的配方。從去污數據上看，SOE-N-60對碳黑污布和蛋白污布的去污力和傳統(tǒng)常見的表面活性劑相近，對皮脂污布的去污力稍弱，所以在配制濃縮液體洗滌時，以SOE-N-60為主要表面活性劑，適當的復配一定量的其它類型表面活性劑，以提高體系的去污效果。

2.2 復配表面活性劑之間的比例對濃縮液洗配方穩(wěn)定性的影響

在表1中我們將SOE-N-60的用量控制在40%，復配的兩種表面活性劑SA1和SA2的用量各為10%，得到了6個外觀均一、透明、流動的濃縮基礎配方。在此基礎上，將復配的兩種表面活性劑之間的比例調整為3∶1和1∶3，研究了復配表面活性劑之間的比例對濃縮液體洗滌劑配方穩(wěn)定性的影響，結果見表3和表4。

表3 SA1∶SA2 = 3∶1條件下濃縮液體洗滌劑配方的外觀穩(wěn)定性

由表3可知，當AES和AEO9的比例增大后，會造成濃縮液體洗滌劑配方在低溫下出現(xiàn)凝膠的情況(配方11#、31#和81#)，這可能是因為AES和AEO9水溶液在低溫下自身易形成凝膠的特性有關[7-8]，且在表4中，我們將AES的比例減小后(配方12#和32#)，配方都能保持均一、透明、流動的外觀。大部分含LAS的配方均具有較好的穩(wěn)定性。

表4 SA1∶SA2 = 1∶3條件下濃縮液體洗滌劑配方的外觀穩(wěn)定性

2.3 復配表面活性劑的總用量對濃縮液洗配方穩(wěn)定性的影響

將總活性物含量控制在60%，復配的兩種表面活性劑之間的比例為1∶1，改變復配表面活性劑的總用量為30%(表5)和15%(表6)，考察了復配表面活性劑的總用量對濃縮液洗配方穩(wěn)定性的影響，在此之前，復配表面活性劑的總用量一直控制在20%。由表5可知，當復配表面活性劑的用量增大到30%后，部分配方出現(xiàn)了低溫凝膠的情況。

表5 復配表面活性劑的總用量30%時對配方穩(wěn)定性的影響

由表6可知，當復配表面活性劑的總用量減小到15%后，所有配方都表現(xiàn)出較好均一透明流動的外觀狀態(tài)。這是因為SOE-N-60具有良好的流動性和低溫穩(wěn)定性，總活性物含量不變的情況下，當復配表面活性劑用量減少后，SOE-N-60的用量增多，配方表現(xiàn)出較好的外觀穩(wěn)定性；而當復配表面活性劑用量增大后，SOE-N-60的用量減少，導致部分配方出現(xiàn)了低溫凝膠的情況。

表6 復配表面活性劑的總用量15%時對配方穩(wěn)定性的影響

2.4 濃縮液體洗滌劑配方的泡沫性能

泡沫是一種非常復雜的分散體系，表面活性劑的水溶液具有易產生泡沫的特點[4]。洗滌劑的泡沫性能也是衡量產品質量的重要指標之一，特別是對于超濃縮配方，如果泡沫太多，會造成漂洗困難，用水量大，附著殘留等問題。前面我們已經對SOE-N-60的泡沫性能進行了研究，結果表明相對于傳統(tǒng)的AES、LAS、AEO9和APG1214，SOE-N-60具有較好的低泡性能。繼而我們從外觀穩(wěn)定的配方中選取了編號為1#、5#、53#和34#四個濃縮配方進行了泡沫性能測試，且和標準的洗衣液的泡沫性能進行了對比，在測試時，所有配方都用3 mmol/L的標準硬水稀釋成有效成分含量為0.25%的溶液，結果見圖1。

由圖1可知，盡管有一定量的傳統(tǒng)表面活性劑的加入，但主要表面活性劑SOE-N-60仍能保持濃縮體系較低的泡沫性能，無論是發(fā)泡力(30 s)和泡沫穩(wěn)定性(5 min)，濃縮配方都遠低于標準洗衣液，表明所配制的濃縮液洗配方為低泡配方。

圖1 四個濃縮液體洗滌劑配方的泡沫性能

2.5 濃縮液體洗滌劑配方的去污性能

去污力是衡量洗滌劑產品的重要指標，洗滌劑配方的去污力必須達到或超過標準洗衣液[9]。之前我們測試了SOE-N-60對的去污力，發(fā)現(xiàn)其對皮脂污布的去污力稍弱，因此本節(jié)對濃縮配方體系的去污力進行了測試，并和標準洗衣液進行了對比。結果見圖2。對比表2中SOE-N-60的去污指數，可以看出，4個濃縮液洗配方體系的去污力相對于SOE-N-60都有一定程度的提高，特別是對皮脂污布的去污力得到了明顯的改善。并且4個配方對3種污布的去污指數均>1，超過標準洗衣液，達到國標要求。

圖2 四個濃縮液體洗滌劑配方的去污指數

3 結論

(1)改性油脂乙氧基化物SOE-N-60具有較好的低溫穩(wěn)定性和流動性，且具有較低的泡沫性能，適合作為濃縮型液體洗滌劑的基礎原料。

(2)以SOE-N-60為主要表面活性劑制備了總有效含量為60%的濃縮液體洗滌劑，SOE-N-60能保持復配體系較好的低溫穩(wěn)定性和流動性。

(3)濃縮液體洗滌劑配方的泡沫性能明顯低于標準洗衣液，且選取的4個含SOE-N-60的濃縮液體洗滌劑配方對3種污布的去污指數均>1，超過標準洗衣液。