多功能超浓缩洗衣液的研制

前言

洗衣液是常见的居家清洁产品，质量好的洗衣液具有去污力强，使用方便，如果洗衣液同时具有柔软、抗静电及杀菌功效，可有效保护肌肤，减少很多皮肤问题。而目前市场上的洗衣液，大多只具有清洁功能，产品功能单一，有效去污成分低，产品组成中80%为没有去污作用的水，这80%的水，在每个家庭都有的，却要从制造厂家运到卖场，再从卖场搬到家里，搬运大量的水，增加了运输成本，也占据了过多空间。从环保要求产品应浓缩化，从消费者功能赋求产品要多功能化。可以预见，多功能超浓缩洗衣液将是衣物洗涤剂的发展方向。

1.多功能超浓缩洗衣液技术难点和原料选择

1.1多功能超浓缩洗衣液的技术难点

多功能超浓缩洗衣液开发的技术难点，首先是超浓缩，这个洗衣液与普通洗衣液不同，要求不含有水份或水分极少，否则难以达到超浓缩，是表面活性剂的非水的溶液；就表面活性剂而言，大部分具有临界胶束浓度，高浓度的表面活性剂直接加入水中，会形成凝胶^[1]，在搅拌加热条件下也不易分散溶解，如果表面活性剂不能直接溶解于常温的水中，就不能有效起到去污清洁作用。多功能化就是要解决表面活性剂的配伍问题，传统的洗衣液是以阴离子表面活性剂作为主原料，阴离子表面活性剂具有较好的去污作用。阳离子表面活性剂则具有柔顺、抗静电和杀菌作用。但阴离子表面活性剂不能与阳离子表面活性剂复配，其复配不仅阴离子表面活性剂的洗涤去污力降低，阳离子表面活性剂的柔顺、抗静电和杀菌功效也不复存在了。如何通过表面活性剂的筛选、试验，解能这些技术瓶颈，是多功能超浓缩洗衣液研制的关键。

1.2多功能洗衣液原料选择分析

从表面活性剂溶解于水的难易来看，液体的比膏状的较易溶于水，所以在选择超浓缩洗衣液的表面活性剂时，这个表面活性剂就要求高活性物含量，如果表面活性剂的活性物含量本身就很低，就难以配制超浓缩产品，且在常温下为透明液体的，HLB值大于等于12，方可作为多功能超浓缩洗衣液的主表面活性剂，作为清洁去污的主要组成。符合这些条件的表面活性剂基本上为非离子表面活性剂^[2]，有脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、异构醇聚氧乙烯醚1308、壬基酚聚氧乙烯醚TX－10、椰油酸二乙醇酰胺（6501）。TX－10在环境中降解为壬基酚的环境毒素^[3]，国家已禁止其应用洗涤产品中。作为多功能超浓缩洗衣液的主活性剂，我们们选择AEO9、1308和6501。

为了赋予以其柔顺、杀菌功能，就少不了阳离子表面活性剂^[4]。我们选用十二烷基二甲基苄基氯化铵42%（1227）、烷基二羟乙基甲基氯化铵40%（Prepagen HY）、双癸基甲基羟乙基氯化铵47%（DEQ）。

我们对这六个表面活性剂进行简便水溶性试验，分另取1g活性剂，加入10g的自来水中，观察在无搅拌和有轻柔搅拌下的，表面活性剂的分散溶解情况，结果见表一。

 

表一：表面活性剂水溶解试验结果

物质名称		AEO9	1308	6501	1227	Pregagen   HY	DEQ
分散溶解情况	无搅拌	成胶凝	轻微胶凝	成丝状分散	快速溶解	快速溶解	快速溶解
	轻轻搅拌	搅拌可溶解	轻搅拌很快可溶解	快速分散成浊液	快速溶解成透明液	快速溶解成透明液	快速溶解成透明液

 

可知，选用的两个表面活性剂加入水中都有轻微的胶凝化，且在低温时都有冷冻成膏，这些对洗涤衣物是不便利的，为了解决这些不利问题，我们考虑加入有机溶剂。

有机溶剂的加入，主要是为了提高产品的抗冻性能和去污力，加入的溶剂要对人和环境安全。选择乙醇、乙二醇单丁醚（BCS）、丙二醇单甲醚（DPM）。

通过以上分析和简单试验，确定选用脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、异构醇聚氧乙烯醚1308作为主去污剂，十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）、Prepagen HY、双癸基甲基羟乙基氯化铵（DEQ）作为柔顺和杀菌功能赋予成分，乙醇、乙二醇单丁醚（BCS）、丙二醇单甲醚（DPM）作为去污助剂，进行配方设计试验。

2．多功能洗衣液配方设计与试验

2.1配方设计与试验

我们根据经验，设定主活性剂为非离子表面活性剂，用量为80%，柔顺杀菌剂选用阳离子表面活性剂，用量为10%，溶剂用量为7%，香精用量为3%，以3个非离子表面活性剂为因素A，3个阳离子表面活性剂为因素B，3个溶剂为因素C，进行三因素三水平的正在交试验，以优化配方。结果见表二配方的优选试验情况。

表二、配方的正交优选试验

试验	A（80%）	B（10%）	C（7%）	外观	水溶性	抗低温性
1#	AEO9	1227	乙醇	清晰透明	不好	浊，膏
2#	1308	1227	BCS	清晰透明	好	好
3#	6501	1227	DPM	清晰透明粘稠液	分散、浊	不好
4#	AEO9	Prepagen HY	BCS	清晰透明	不好	浊、膏
5#	1308	Prepagen HY	DPM	清晰透明	好	好
6#	6501	Prepagen HY	乙醇	清晰透明粘稠液	分散、浊	好
7#	AEO9	DEQ	DPM	清晰透明	不好	浊、膏
8#	1308	DEQ	BCS	清晰透明	好	好
9#	6501	DEQ	乙醇	清晰透明粘稠液	分散、浊	好

从上述的试验分析可知，AEO9配制的多功能超浓缩洗衣液，水溶性不好，洗衣没有便利性，且抗冻性差；6501配制的多功能洗衣液水溶性还可以，但溶液混浊，且低温抗冻性不好，低温使用不方便，只有1308配制的多功能超浓缩洗衣液水溶性和低温抗冻性较好。我们对2#、5#、8#配方进行洗涤去污力测试。

2.2性能测试

去污力测定，将标准洗衣粉和2#、5#、8#洗衣液用250mg/kg的硬水配成0.2%（质量）溶液1L，再分别从2#、5#、8#的硬水溶液中分别取166ml，分别用250mg/kg的硬水稀释至1L（按6倍浓缩计），按GB/T13174-2008方法测试2#、5#、8#洗涤液对JB01、JB02、JB03污布的去污力的比值，结果见表三。

表三、去污力测试结果

试验编号	去污力	结果
2#	0.98	不合格
5#	1.03	合格
8#	1.01	合格

从去污力测试可知，13081227配伍的不达标，1308与DEQ和Prepagen HY配伍的，去污力达标，其中与Prepagen HY复配的去污力最高，为了确定与最佳配伍溶剂，我们将1308+Praepagen HY分别与溶剂乙醇、BCS、DPM复配，再测试其去污力，选取最佳溶剂。试验结果如表四。

表四、不同溶剂对去污力的影响

试验编号	配方组成	去污力	结果
10#	1308+Prepagen HY+乙醇	1.00	合格
11#	1309+Prepagen HY+BCS	1.08	合格
12#	1310+Prepagen HY+DPM	1.06	合格

从溶剂对去污力的影响测试可知，BCS、DPM对去污有帮助，出于安全性考虑，我们对配方12#进行抗静电和对大肠杆菌、金色葡萄球菌、白色念珠菌的杀菌性能测试。

柔顺抗静电性能按QB/T 4535-2013 《织物柔顺剂》及GB/T16801-2013《织物调理剂抗静电性能的测定》。由于是浓缩洗衣你以为，在测试浓度上，我们调整为标准的1/6，即将该洗衣液配成浓度为1.7g/L，测试聚酯布的表面比电阻降低值。结果见表五。

杀菌性能测试，按GB26369-2010《季铵盐类消毒剂卫生标准》执行，杀菌试验方法按《消毒技术规范》中的定量杀菌试验方法进行试验，剂量为浓度为750mg/L(实际洗衣浓度)，进行杀灭率对数测试，结果见表五。

表五、抗静电性和杀菌性测试结果

试验编号	再润湿性能/s(以毛细效应时间计)≤90	抗静电性S（以表面比电阻对数值差计）/(△㏒)≥2.5	大肠杆菌（8099）载体法杀灭对数值	金黄色葡萄球菌（6538）载体法杀灭对数值	白色念珠菌（10231）载体法杀灭对数值
12#	80．0	2.7	3.1	3.0	2.8
结果	合格	合格	合格	合格	不合格

从测试结果知，杀菌性能略欠缺，由于浓度低，单一杀菌剂的杀菌性能有限，我们采用聚六亚甲基双胍盐酸盐(IB)进行复配^[5]，并对去污力、衣物再润湿性、抗静电性、杀菌性测试，达到预期结果见表六。

表六、多功能超浓缩洗衣液配方及测试结果

原料名称	%	结果
1308	78	/
Prepagen HY	10	/
DPM	5	/
IB	5	/
香精	2	/
合计	100	/
外观	清晰透明液体	合格
水溶性	滴入水中，立即扩散溶解	合格
抗低温性能	清晰透明液体	合格
去污力	1.04	合格
再润湿性能/s(以毛细效应时间计)≤90	82	合格
抗静电性S（以表面比电阻对数值差计）/(△㏒)≥2.5	2.8	合格
大肠杆菌（8099）载体法杀灭对数值	3.2	合格
金黄色葡萄球菌（6538）载体法杀灭对数值	3.1	合格
白色念珠菌（10231）载体法杀灭对数值	3.0	合格

 

2.3多功能超浓缩洗衣液香精的选用

香精是多功能超浓缩洗衣液的重要组成部分，如果香气优雅，消费者喜欢，产品销售就会更好。我们调配有多种香型，有玉兰花、百花、兰贵人、薰衣草铃兰、百合馨香、天鹅绒、春天花园、自然清香、清新花香型、清新亚麻等洗衣液时尚的各种香型香精，芳香宜人、留香持久，给清爽洁净感觉。特别是清新花香和清新亚麻香精，洗后衣物晒干，留香良好，留下的香气婉若新布的香味。

3.多功能超浓缩洗衣液应用效果

本产品经用户试用，一致认为，其使用方便，去污力强，特别是对容易产生菌斑的衣物，如棉麻类织成的衣服，长期使用，衣服再没有菌斑了。衣服洗涤晒干后，仍有香气，手感柔软丰满；冬天穿脱衣时，再没有静电伤皮肤了。正是由于多功能超浓缩洗衣液具有高度清洁、杀菌、柔顺和抗静电等效果，与之直接接触的肌肤就更健康，是对皮肤的有效保护。

4.结束语

洗涤剂工业的飞速发展，从洗衣皂到洗衣粉、洗衣液、洗衣片和洗衣凝珠。洗衣片和洗衣凝珠生产效率低，造成产品成本高，洗衣液功能单一，而多功能超浓缩洗衣液，生产成本、运输成本低，使用方便，功能多样，产品将更容易为消费者接受。

 

参考文献：

[1]梁梦兰.表面活性剂和洗涤剂――制备·性质·应用.北京：科学技术文献出版社.1990.8:242-245.

 [2]刘贺.浅谈非离子表面活性剂的特点与应用[J].皮革与化工.2012.(29);21-30.

[3]陈小泉,古国榜.烷基酚聚氧乙烯醚的环境行为和环境风险评价[J].日用化学.2001.（6）；30-33.

[4]章永年.液体洗涤剂.北京.中国轻工业出版社.1998.(1):73.

[5]李文斌，张辉，李秋小.几种常见非离子表面活性剂与季铵盐复合对致病菌的杀菌性能研究[J].应用化学.2013.(9);1651-1655.