一种改性膨润土和一种洗衣粉.pdf

一种改性膨润土和一种洗衣粉
技术领域
本发明属于日用洗涤用品技术领域，具体涉及一种改性膨润土和一种洗衣粉。
背景技术
目前，衣物柔顺剂产品主要功能原料一般都采用阳离子表面活性剂。柔顺剂配方一般为单纯阳离子表面活性剂配方结构，属于漂洗型柔顺产品。其使用要求不能和阴离子表面活性剂体系的洗涤剂同时使用，需要在织物漂洗阶段单独加入。
阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂之间存在较强的电性作用，一方面，一定混合比例的阴/阳离子表面活性剂混合体系具有高表面活性，如下表1所示。
表1：混合表面活性剂的临界胶束浓度cmc和最低表面张力γ_cmc(25℃)

  表面活性剂体系  cmc/mol.dm^-3  γ_cmc/mN.m^-1  1∶1 C₈N(CH₃)₃Br-C₈SO₄Na  7.5*10^-3  23  C₈N(CH₃)3Br  0.26  41  C₈SO₄Na  0.13  42.5  1∶1 C₁₀N(CH₃)₃Br-C₁₀SO₄Na  4.5*10^-4  22  C₁₀N(CH₃)3Br  6.0*10^-2  40  C₁₀SO₄Na  3.2*10^-2  38  1∶1 C₈N(C₂H₅)₃Br-C₈SO₄Na  8.2*10^-3  27  1∶1 C₁₀N(C₂H₅)₃Br-C₁₀SO₄Na  20.*10^-3  27
另一方面，阴/阳离子表面活性剂的混合体系往往在cmc浓度以上发生相分离，甚至出现沉淀，使表面活性剂失活，为此给阴/阳离子表面活性剂的复配带来困难，难以开发出具有柔顺功能、洗护二合一的洗衣粉产品。
技术人员经过多年的研究积累，掌握了一定的阴/阳离子表面活性剂复配技术，如：非等摩尔比复配、含聚氧乙烯链或大分子型阳离子表面活性剂的应用、加入两性表面活性剂、加入非离子表面活性剂、寻找合适的阴/非/阳三元复配表面活性剂体系，等等。而且，目前织物柔顺功能型洗涤产品主要技术实现途径有：
1、阴离子表面活性剂。例如牛油醇硫酸盐——主要用来洗涤羊毛和棉纱。牛油醇硫酸盐中含有一定量的游离醇，游离的牛油醇吸附在织物上，手感柔软。但效果不如下面的2和3。
2、阳离子表面活性剂。带柔顺功能的洗涤剂，一般采用阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂复配体系，其产品以液体产品为主。虽然这类产品能达到柔顺效果，但去污效果不理想。
3、氨基改性有机硅。同阳离子表面活性剂类似，氨基在碱性水溶液中带正电性，不能和阴离子表面活性剂复配使用，且价格比较高。
鉴于上述织物柔顺功能型洗涤产品的主要技术特点，目前市场上阴/阳离子表面活性剂复配体系的柔顺功能型洗涤产品还很少。如何克服洗衣粉中阴/阳离子表面活性剂复配的难点——既要能使阳离子表面活性剂起到柔顺织物作用，又不能让阴/阳离子表面活性剂发生过强的相互作用而失活，影响产品去污力，仍是业界技术人员的重点研究课题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种改性膨润土，其搭载有阳离子表面活性剂，能作为后配原料应用到阴/阳离子表面活性剂复配体系的洗衣粉产品中。
本发明的另一个目的在于提供一种具有柔顺功能、洗护二合一洗衣粉。
为达到第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种改性膨润土，其特征在于，由膨润土和大分子空间构型的阳离子表面活性剂组成。
本发明中用膨润土作为阳离子表面活性剂的载体，主要是利用了膨润土的特殊性质：1、吸附阳离子表面活性剂，避免其和洗衣粉粉体直接接触；2、在水溶液中，缓慢释放出阳离子表面活性剂，使其与阴离子表面活性剂的接触浓度不至于过高；3、利用膨润土在水溶液中的阳离子交换吸附性能，使膨润土中阳离子表面活性剂存在一个脱附和吸附的平衡，使溶液中的阳离子表面活性剂浓度能相对稳定；4、膨润土吸水膨胀后，其层状结构边缘会结合OH^-，使得其在高pH值时释放阳离子表面活性剂速度慢，低pH值时释放阳离子表面活性剂速度快。由于洗涤溶液在洗涤过程中，pH值是从高往低变化，也就是说，阳离子表面活性剂在洗涤的后面阶段水溶液释放速度加快，使产品的柔顺效果更突出；5、膨润土对织物本身具有一定的柔顺作用，但经阳离子表面活性剂改性以后水溶性和分散性会变差，本身对织物的柔顺作用降低了，本发明中膨润土主要起载体作用。
膨润土搭载的阳离子表面活性剂，采用大分子空间构型，利用大分子阳离子表面活性剂较大的空间位阻，减弱阴/阳离子表面活性剂之间的相互作用，尽量避免表面活性剂的失活。
进一步，本发明优选所采用蒙脱石含量为65～95％、pH为7～9、膨胀倍为30～50ml的膨润土。
进一步，本发明优选采用活化速度较快、对去污力影响较小的钠基膨润土。
进一步，上述的大分子空间构型的阳离子表面活性剂是指N原子上连有两个或两个以上长碳链基团，且这些长碳链上带有官能团的季铵盐阳离子表面活性剂。所述的季铵盐阳离子表面活性剂的优选分子结构为：
其中R为C₁₂～C₁₈。
作为优选，上述的膨润土和阳离子表面活性剂的重量比为10∶1～1∶1。更优选为7∶1～3∶1。
为达到第二个目的，本发明采用如下技术方案：一种洗衣粉，采用后配工艺制备，含有如上所述的改性膨润土，在洗衣粉的重量百分比含量为2～20％，其中改性膨润土中的阳离子表面活性剂在洗衣粉的重量百分比含量为1.0～5.0％；还含有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，分别在洗衣粉的重量百分比含量为12.0～25.0％和1.0～5.0％。
作为优选，阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的比例为1∶1～2∶1。
进一步，考虑改性膨润土中阳离子表面活性剂的含量并兼顾洗衣粉产品外观和使用性能，上述改性膨润土在洗衣粉的优选重量百分比含量为6～15％。
本发明还含有硅酸钠，在洗衣粉的重量百分比含量为0～8％。
本发明还含有在洗衣粉的重量百分比含量为20～40％的4A沸石含量和0.5～4.0％的聚羧酸盐含量。
通过本发明，能获得具有稳定阴/非/阳离子表面活性剂复配体系的洗衣粉产品，在具有强去污能力的同时，能进一步突出柔顺效果。
具体实施方式
一、阳离子改性膨润土的制备。
1、主要原料：
1)膨润土：蒙脱石含量65～95％，pH 7～9，膨胀倍30～50ml；优选钠基。天然膨润土一般以钙基为主，通过离子交换可以转变为钠基。钠基和钙基膨润土对本发明技术效果的影响主要区别在于钙基膨润土活化速度慢，且对去污力有影响，其柔顺效果要比钠基膨润土差。
2)阳离子表面活性剂：大分子型——本发明中所述大分子空间构型阳离子表面活性剂指：N原子上连有两个或两个以上长碳链基团，且这些长碳链上带有官能团的季铵盐阳离子表面活性剂。本实施例采用如下所示的分子结构：
其中R为C₁₂～C₁₈。
2、制备过程：
将工业钠基膨润土50g，粉碎至80～100目，在150-200℃烘箱中活化1～2小时，在用1mol/L的HCl浸泡活化1～2小时，抽滤，用50～100ml去离子水冲洗3遍后，加入10g大分子空间构型阳离子表面活性剂(为优选结构，R为C₁₆)，室温下混合搅拌1～2小时，再在105℃烘箱中烘干约2小时，之后用粉碎机粉碎成细颗粒状。
3、经大分子空间构型阳离子表面活性剂改性后的膨润土在不同pH值水溶液中释放阳离子表面活性剂速度：
取0.5克制得的阳离子表面活性剂改性膨润土样品，加入到100ml不同pH值的水溶液中，在25℃温度下，测定水溶液电导率，以水溶液电导率变化快慢来衡量阳离子表面活性剂释放的速度，结果下表2所示。
表2  改性膨润土在不同pH水溶液中释放阳离子表面活性剂的速度

二、洗衣粉制备。
为保证在优良的去污力前提下，突出洗衣粉的柔顺功能，与改性膨润土相配套的洗衣粉基体配方，其关键技术点在于：
1、阴/非/阳离子表面活性剂比例(下述阳离子表面活性剂均指以后配方式添加入洗衣粉中的改性膨润土所含有的阳离子表面活性剂)：阴/阳离子表面活性剂复配，非离子比例在里面起的作用很大，直接影响阴/阳离子表面活性剂复配的效果。比例范围：阴离子表面活性剂12.0～25.0％，非离子表面活性剂1.0～5.0％，阳离子表面活性剂1.0～5.0％；
2、4A沸石含量：本发明优先适用于无磷配方。4A沸石交换吸附水中的钙离子，既能提高表面活性剂去污效果，又能减少织物表面CaCO₃的形成，使织物洗后不发硬；
3、聚羧酸盐：抑制CaCO₃结晶，抗污垢沉积；
4、硅酸钠：硅酸钠含量对产品的柔顺效果有一定影响。
实施例1～3
该实施例主要为说明阳离子表面活性剂以改性膨润土方式添加到阴离子表面活性剂体系为主的洗衣粉中，和阳离子表面活性剂直接后配添加两种方式的差别，其对原有洗衣粉(即不添加阳离子表面活性剂的洗衣粉)去污效果的影响。实施例1为原洗衣粉配方，实施例2为含10％改性膨润土配方，实施例3为与实施例2含等量相同阳离子表面活性剂，但直接以后配工艺加入的配方。
                表3  实施例1～3

注：实施例1～3中的改性膨润土为上述制备样品；其大分子空间构型阳离子表面活性剂为优选结构，R为C₁₆。配方中的改性膨润土、阳离子表面活性剂在洗衣粉配制工艺中，按行业公知的后配工艺加入。
实施例1～3中所制得的洗衣粉样品，按GB13174标准方法评价洗衣粉的去污效果，数据如表4：
                  污布洗后洗前白度差值
                      表4  去污力数据

从实验数据可以看出，实施例2配方与实施例1配方去污力基本相当，实施例3的最差。说明阳离子表面活性剂直接后配，使洗衣粉原有去污力下降；而阳离子表面活性剂改性膨润土后配添加方式加入到洗衣粉中，对未加有改性膨润土、阳离子表面活性剂的洗衣粉原有去污力基本没有影响。
实施例4～6
该实施例主要为体现改性膨润土的添加对洗衣粉柔顺功能的实现，并说明配方中硅酸盐对柔顺功能的影响。
                  表5  实施例4～6

注：实施例5、实施例6中的改性膨润土为上述制备样品。配方实施例中的改性膨润土在洗衣粉配制工艺中，按行业公知的后配工艺加入。
柔顺效果测试结果：
a.手洗实验。
条件：10克实施例洗衣粉，2升水，3块白棉毛巾，浴比1∶10。
洗涤、漂洗时间：浸泡5min---手洗5min----漂洗3次(第一次漂洗用2升水，第二次漂洗用2升水，第三次漂洗用1升水)----自然晾干。
               表6  手洗柔顺效果评价数据

b.机洗(全自动波轮洗衣机)。
洗涤条件：20克实施例洗衣粉，24升水，浴比1∶20。
洗衣机程序：洗涤6min，漂洗2次，脱水1min，自然晾干。
               表7  机洗柔顺效果评价数据

对比测试数据，实施例4与实施例5的差异说明改性膨润土对改善织物洗后柔顺效果发挥了作用；实施例5与实施例6的差异说明硅酸盐含量的减少能促进柔顺效果。
实施例7～9
本实施例列举说明配方中非离子表面活性剂比例对柔顺效果的影响。
                    表8  实施例7～9

注：实施例1中的改性膨润土为上述制备样品。
柔顺效果测试结果：
a、手洗实验
条件：10克实施例洗衣粉，2升水，3块白棉毛巾，浴比1∶10。
洗涤、漂洗时间：浸泡5min---手洗5min----漂洗3次(第一次漂洗用2升水，第二次漂洗用2升水，第三次漂洗用1升水)----自然晾干。
               表9  手洗柔顺效果评价数据

b.机洗(全自动波轮洗衣机)
洗涤条件：20克实施例洗衣粉，24升水，浴比1∶20。
洗衣机程序：洗涤6min，漂洗2次，脱水1min，自然晾干。
                表10  机洗柔顺效果评价数据

从测试数据可以看出，配方中非离子含量对柔顺效果的影响。非离子/阳离子含量在1∶1～1∶2之间效果佳。
以上实施例中，各成分的百分比均为重量百分比。
通过以上发明叙述，对本技术领域的的技术人员来说，在不超出本发明范围下，可以做出各种改变，并且不应该认为本发明局限于说明书中所描述的内容。