用于洗手液或餐具洗滌劑的新型黏度調理劑

張惠文

（上海神鷹康星化工有限公司，上海 200235）

用于洗手液或餐具洗滌劑的新型黏度調理劑

張惠文

（上海神鷹康星化工有限公司，上海 200235）

本文介紹了一種全新的黏度調理方法。運用新的調黏機理，將一種新型的黏度調理劑與普通電解質（氯化鈉）結合，對主要由含硫的陰離子表面活性劑（如AES或AES＋LAS）組成的液體洗滌劑體系，可以將黏度調節在最適于使用的范圍，并且黏度基本不受溫度的不利影響，不僅功能獨到，而且性價比具有顯著優勢。

液體洗滌劑；黏度調理劑

黏度是許多液體產品的重要質量指標。對一些特定用途的產品，黏度對應用性能有特殊的重要性。許多水基液體洗滌劑如洗手露、沐浴液、餐具洗滌劑等對黏度就有一定的要求：既要有合理的流動速度，又不能因流淌得過快而失控。常見的情況是，在冬季，許多液體洗滌劑產品（尤其是餐具洗滌劑）由于黏度過高，使用者在往外倒時要等較長時間；而當瓶內液體所剩不多時，由于液體流動過慢且多數瓶子是瘦高型的，液體未來得及流到下部，會發生由于重心過高而導致的倒瓶現象。而在高溫環境下，由于黏度過低，裝在皂液盒內的洗滌液又會因失控而自動流淌出來，造成浪費和污染環境。

對于某些客戶的特定需求，如在產品中加有水不溶解的抗頭屑活性成份（吡啶硫酮鋅）、云母粉等，黏度低時這些成份會下沉、析出；黏度過高時使用同樣不便。對于此類液洗產品，必須調整配方，保證在較寬的“室溫”下均能維持合適的黏度。

不僅要求黏度對溫度的變化不太敏感，產品在被清潔表面上的附著性也同樣重要。不能看起來很黏稠，但施用后像膠凍一樣呈塊狀，并不與被清潔物貼合（尤其在冬季）。這樣不僅使用不便，也極易造成浪費。質量合格的產品應能真正地粘附在被清潔對象的表面，并與隨后的搓洗等過程中的機械運動相協調。

本文涉及的體系主要是含硫的陰離子表面活性劑（如AES或AES＋LAS）組成的液體洗滌劑。對于此類體系，增黏有多種途徑，其中性價比較高的是用6501和電解質（如氯化鈉）的組合，CAB（甜菜堿）和氯化鈉的組合也有類似的效果。這種結果或許反映了“酰胺基”與電解質有協同作用的規律。用6501增黏已被普遍采用，人們還發現6501中含有部分長碳鏈（如C16）時增黏效果會明顯改善。但長碳鏈同時也可能會導致其溶解性對溫度過度敏感，即低溫時由于此類6501溶解性降低而導致產品的黏度急劇波動。

業內也經常有人用“稠度”來替代液體產品的“黏度”，很多（非正式）場合下將增稠和增黏同義。但本文作者認為采用黏度較恰當，理由不必贅述。

電解質的增黏作用是通過屏蔽離子型表面活性劑的帶電基團，減輕相互間的排斥作用，從而有利于膠束的長大。膠束長大使體系的黏度增加，這一點已為業內大多數人熟知，也是電解質被用于洗潔精或洗手液增黏的理論依據。但不幸的是，這樣得到的體系中膠束尺寸或形狀受溫度的影響極大，如表1中配方T-1體系的黏度可以從30℃時的1742mPs增加到5℃時的12080mPs。至于市面上的大多數餐具洗潔精（如WM高效洗潔精），其黏度的變化更是顯著，從30℃時的980mPs增加到5℃時的15240mPs，實際上幾乎失去流動性，由此帶來的不便可想而知。

除普通電解質外，纖維素醚、脂肪酸聚乙二醇單酯或雙酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚合物等都可被用作增黏劑。但以上所列舉的增黏劑在實際應用中又存在各自的問題，如用纖維素醚增黏的體系既容易受到微生物的侵襲，又因為呈膠凍狀而令人不悅。市面上常見的一種增黏劑的化學結構是PEG的雙硬脂酸酯，其中的PEG需要達到相當大的相對分子質量。用聚合物雖然能達到增黏效果，但通常情況下，不僅所需的量明顯較高（一般在2%以上），而且帶來的問題之一是產品會有一種令人不悅的“滑溜溜”的感覺（slippery feel），在使用過程中不易操控，感覺異樣。羥烷基多羥基醇醚（如羥基十二烷基甘油醚）也可以用作增黏劑，但由于其自身熔點過高，低溫時溶解性差，導致洗滌劑在低溫時黏度降低，因而不實用[1]。

表1 模擬洗滌劑配方

由聚乙二醇和二聚酸生成的酯，再用單元羧酸將前者終端羥基封端的聚酯對液體洗滌劑產品增黏。如質量分數14%的AES體系中加入3.7%的上述聚酯，可使體系的黏度達到2400mPas（20℃）[2]。但顯而易見，這類增黏劑的增黏效率很低。

針對此類液體洗滌劑增黏的需要，克服已有增黏劑的不足，尤其是針對用常規調黏方法難以解決產品黏度對溫度敏感的問題，本文作者在研究影響表面活性劑膠束尺寸及形狀的因素時曾發現，有一種具有弱表面活性的物質，當與陰離子表面活性劑共存時，它對于表面活性劑的膠束大小有明顯影響，似乎可以對膠束尺寸進行可控的調節，而且該物質的調節效率極高。對于通常的液體產品，僅需質量分數0.04～0.19%就可以基本消除黏度對溫度的敏感效應，確保了該類產品在不同季節擁有適當的黏度和使用上的方便性。另一個有利于消費者的特點是，用本品調理的液體產品施用于待清潔物表面后，會真正粘在其上以方便搓/擦。本品這些顯著的性能優勢是目前市場上其他增黏劑所不具備的，同時，使用本品具有很高的性價比競爭優勢。

1 實驗

主要實驗材料：烷基苯磺酸（LAS，含量≥97%），浙江贊宇科技股份有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AE2S，含量70%），中輕物產化工有限公司；脂肪酸二乙醇酰胺（6501），廣州市道明化學有限公司；椰油酰胺基丙基甜菜堿（CAB-35），上海經緯化工；黏度調理劑，SGJ-808；試驗用水：去離子水。

黏度測定：儀器NDJ-5S數字旋轉黏度計。

測定條件：黏度的測定是在體系于指定溫度下恒溫不少于72小時后進行。

2 結果和討論

為了模擬實際體系，考察了幾種配方（見表1）的黏度行為，并與市面上的品牌產品做了對照。配方T-1和T-4模擬常規的洗手露（基礎配方），活性物含量約為10%，二者不同之處在于T-4中添加了0.08%的黏度調理劑SGJ-808；T-6中模擬了二合一洗發水的組成，即添加了起頭發調理作用的瓜爾膠；T-10模擬餐具洗潔精（符合國標的活性物含量要求，去污力也遠遠高于“標準配方”），但在該配方中不含6501。

圖1 模擬洗手露及洗發水樣品的黏度對溫度的依賴性

圖2 餐具洗潔精樣品的黏度對溫度的依賴性

在規定的測試條件下，對以上配方樣品以及從市面上購買來的品牌餐具洗潔精產品的黏度進行了測定，結果見圖1和圖2。

圖1和圖2十分清楚地顯示了黏度調理劑的效果：無論對洗手液體系還是對餐具洗潔精體系，SGJ-808的應用都可以將溫度對體系黏度的影響大大降低，尤其是配方T-4和T-6，溫度對黏度的影響實際上已經可以不必再考慮了。

SGJ-808被稱為黏度調理劑的原因在于其工作原理。SGJ-808本身并不能增加體系的黏度，而是靠與電解質配合使用來達到預期效果。電解質仍用于起著使膠束變大的作用，但SGJ-808的存在有效而可控地限制了膠束的增大，避免了過大膠束的形成（將過大的膠束分割成較小的膠束）。更重要的是，由于SGJ-808的存在，膠束的尺寸或形狀對溫度的敏感性大大降低！如果配合得當，溫度降低時黏度變化的幅度很小，如溫度由30℃降至5℃，配方T-6的黏度僅僅從3750mPs增加到5648mPs，對使用性能幾乎沒有影響。

3 結論

通過SGJ-808的應用，可以使看似并不復雜的配方獲得如同T-4或T-6那樣令人滿意的結果。但是，黏度反映的是體系的綜合行為，即它不僅受表面活性劑種類的影響，同時也會受到原料中碳鏈結構及未反應物等組份的影響。另外，功能性添加物（盡管量可能很小）也可以引起黏度的明顯不同（如硅油即有明顯降黏作用）。因此，如何使SGJ-808黏度調理劑發揮最佳效果，需要根據體系的實際情況進行探索和總結。一般的建議是：對于主要由含硫的陰離子表面活性劑（如AES或AES+LAS）組成的液體洗滌劑體系，表面活性劑總量在10～15%時（其中包含其他的表面活性劑組份如6501或CAB等），SGJ-808的用量約0.04～0.19%，氯化鈉的用量為2%左右。