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展方向[1]。大部分表面活性劑與水混合會出現凝膠相，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。

1.2.2 泡沫性能 按照國標GB/T 7462—1994表面活性劑發泡力的測試方法-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，能保持透明、均一的狀態，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，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，節能節水，是液體洗滌產品的發展方向之一[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定性。

表4 SA1∶SA2 = 1∶3條件下濃縮液體洗滌劑配方的外觀穩定性

2.3 復配表面活性劑的總用量對濃縮液洗配方穩定性的影響

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，所有配方都表現出較好均一透明流動的外觀狀態。這是因為SOE-N-60具有良好的流動性和低溫穩定性，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，配方表現出較好的外觀穩定性；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，無論是發泡力(30 s)和泡沫穩定性(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，發現其對皮脂污布的去污力稍弱，因此本節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。