顆粒狀無磷膨化洗衣粉及其製備方法
2023-09-21 03:31:50 2
專利名稱：顆粒狀無磷膨化洗衣粉及其製備方法
技術領域：
本發明涉及洗滌領域，特別涉及一種非離子型化合物與陰離子型化合物混合後生成的無磷膨化洗衣粉極其製備方法。
背景技術：
眾所周知，目前國內使用的有磷洗衣粉因含有磷酸鹽，汙染環境，破壞生態平衡，屬於限制使用或淘汰的日用洗滌品。早在六十年代初，美國、新加坡等國家就已禁止使用磷酸鹽類無機原料作為洗滌劑主料，1995年我國輕工部制定了《低磷洗衣粉》標準(QB/T2133-95)，為推廣應用無磷洗衣粉邁出了可喜的一步，瑞士、美國、日本等國已利用幹混法生產粉末狀無磷洗衣粉，我國雲南省、湖北省已有類似的生產廠家。但是，生產該粉末狀無磷洗衣粉，原料成本高，價格昂貴，不易被廣大消費者接受，另外，粉末狀洗衣粉溶解速度慢，搓洗手感差，不太符合我國特別是廣大農村消費者的使用習慣。而目前市面上銷售的顆粒狀洗衣粉全部都是用高塔噴霧法生產，必須耗費大量能源，增加了生產成本。1997年2月5日在國家知識產權局專利公報上公開了一種專利號為96107714.X的「無磷膨化洗衣粉及其製作工藝」專利申請，它是以膨化劑、元明粉、純鹼、十二烷基苯磺酸鈉、精製澱粉、溫水、增白劑、甘油和五水偏矽酸鈉製成的無磷膨化洗衣粉，雖然生產工藝簡單、成本低、具有一定的環保功效，但用該方法生產的產品存在泡沫不豐富，去汙力弱，含水量高，產品易結塊，保質期短等缺陷。仍然是消費者不易接受的粉末狀產品。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種具有泡沫豐富、去汙性強、溶解速度快、環保且生產工藝簡單的顆粒狀無磷膨化洗衣粉。
本發明的技術方案是這樣實現的一種顆粒狀無磷膨化洗衣粉，按照重量百分比該組合物由以下組分組成 無水碳酸鈉15％～40％、無水硫酸鈉15％～38％、十二烷基苯磺酸2％～18％、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)1％～8％、椰油酸二乙醇醯胺1％～5％、矽酸鈉10％～60％。
在上述洗衣粉組合物中，無水碳酸鈉(純鹼)為白色粉末，易吸潮，因有穩定的PH值，可使洗滌劑不會因汙垢太重而失去活性，屬去汙助劑；無水硫酸鈉(元明粉)，其外觀為白色粉末，具有抗氧化、脫色、去汙作用，此品是一種助洗劑和填充劑，作為填充劑可防止洗衣粉輕粉漂浮；速溶乳化輕質矽酸鈉外觀為顆粒狀固體，表觀密度小於0.23g/ml，主要作用是調節洗衣粉表面密度；本發明的表面活性劑採用脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9，屬非離子型表面活性劑，以下簡稱表面活性劑AEO-9，是乳白油狀物，與陰離子表面活性劑配伍後，用於洗衣粉生產是性能良好的乳化劑，有著抗氧化、淨洗、柔軟、助光亮、增稠等功效；椰油酸二乙醇醯胺屬非離子型表面活性劑，淺黃色或琥珀色液體，易溶於水，用在本膨化洗衣粉中，可使產品具有潤溼、淨洗、抗靜電等性能，是良好的泡沫穩定劑，有一定的柔軟性能，不但能提高產品的泡沫穩定性，還可增強搓洗手感，增強對鈣皂的穩定性，在紡織工業中用作羊毛清洗劑，能增強清洗效果，具有泡沫穩定、去汙、洗淨、汙垢剝離、調理等功效；十二烷基苯磺酸(磺酸)，棕色粘稠液體，屬陰離子型表面活性劑，具有去汙、溼潤、發泡、乳化、分散等性能。
本發明將非離子型表面活性劑AEO-9與陰離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸復配，利用它們的分子中至少含有一種對顯著極性表面具有親和性的基團和一個對水幾乎沒有親和性的非極性基團易溶於水、溼潤、發泡乳化、分散等性能，組成高泡型洗衣粉；利用無水碳酸鈉和無水硫酸鈉的混合配比產生穩定的PH值和氧化、脫色的功效，並利用非離子型表面活性劑AEO--9和椰油酸二乙醇醯胺的優先吸附，使表面張力顯著降低，從而將汙垢從載體上移去並溶入溶液中，使產品更具有去汙性；利用速溶乳化輕質矽酸鈉具有防腐性、表觀小密度的特性，使洗衣粉在使用中即可保護洗滌器具，不因鹼性而損傷，又可使洗衣粉達到理想的表現密度。
這些組分的組合以及組分的上述百分比範圍，是通過大量試驗確定的，上述組合及百分比範圍使本發明洗衣粉形成的洗滌效果具有上述高泡性、去汙強、溶解速度快、手感好等優良特點。
在上述洗衣粉組合物中，本發明最佳組合物的重量百分比為 無水碳酸鈉27％、無水硫酸鈉26％、十二烷基苯磺酸8％、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)3.5％、椰油酸二乙醇醯胺1.5％、矽酸鈉34％。
製備本發明的洗衣粉的方法依次由下列步驟組成 (a)、常溫下將無水碳酸鈉、無水硫酸鈉、十二烷基苯磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和椰油酸二乙醇醯胺按照上述重量百分比進行稱重後，均勻混合為預混料； (b)、將預混料投入到每分鐘500～900轉的剪切設備中，剪切成≤100目的粉狀產品，生成可供附聚成型的基礎料； (c)、將基礎料與速溶乳化輕質矽酸鈉按照10.4～0.8的比例取料配比，配比後的原料放入旋轉形附聚成型機的造粒系統進行造粒，旋轉輸出後的產品即為顆料狀無磷膨化洗衣粉。
上述各步驟都是在常溫和常壓下進行的。
本發明顆粒狀無磷膨化洗衣粉採用的這種旋轉形附聚成型機的造粒系統，可生成具有優良的高泡性、速溶性、高去汙、低成本的顆粒狀無磷膨化洗衣粉。
由於本發明採用上述技術方案，產品具有以下優點 1、工藝合理簡單，不採用高塔噴霧工藝，提高了工作的安全性； 2、產品配方中不含磷酸鹽，生產過程中無毒、無害、無汙染、無廢水排放，體現了環保的功效； 3、該方法配方合理，將原材料的功效發揮到最佳狀態，工藝操作簡單，極大地降低了生產成本，推廣應用價值大。
具體實施例方式 下面通過實施例和對比例進一步說明本發明。
一、性能測試 本發明無磷膨化洗衣粉組合物是一種含非晶體和助劑的複合矽酸鈉，具有很大的比表面積和活性，可與其它離子反應，尤其是與Ca2+、Mg2+鹼土金屬離子作用，生成極細的矽酸鈣、矽酸鈉沉澱，可起到軟化水的功效，並且有很好的抗酸性(PH緩衝)和抗再沉澱性。它是一種可替代STPP的新的無磷助洗劑。
1、抗酸能力測定在整個洗滌過程中保持鹼性，對去油汙和酸性汙漬很有利，這就要求助洗劑具有良好的抗酸性。測定方法稱取2g本發明無磷膨化洗衣粉試樣(稱準至0.001g)於50ml蒸餾水的燒杯中，在磁力攪拌下，用0.5mol/l標準HCL液滴定其PH值從11下降到8，取所耗用的HCL量。
結果顯示本發明無磷膨化洗衣粉具有良好的抗酸能力。
2、溶解性測定準確量取10ml蒸餾水於燒杯中，放在20°；C恆溫水浴中，待蒸餾水溫至20°；C時，精確稱入(稱準至0.1g)本發明無磷膨化洗衣粉試樣，不斷攪拌直至溶解，再加2g、3g，直至有沉澱為止。記錄溶解量。
結果顯示本發明無磷膨化洗衣粉的溶解性比4A沸石好，比無水偏矽差，同STPP相當。
3、本發明與常見表面活性劑及複合配後的去汙力指數的測試將常用的LAS、AEO9、AES、TX-10T、和BS-12與本發明的配伍進行測試，(1)單獨表面活性劑LAS、AEO9、AES、TX-10、BS-12和本發明均配成0.05％濃度；(2)本發明表面活性劑＝11配成混合物後，均配成0.1％濃度。按GB13171-91衣料用洗滌去汙力的測試標準進行測試，見下表 結果顯示本發明和AEO9、AES、TX-10的配伍性比LAS和BS-12要強。
4、本發明經湖南省日化產品質量監督檢驗結果如下見表1 結果顯示本發明洗衣粉的表觀密度和去汙指數，無論在單一性，還是在綜合性能上，都有明顯的優勢。
二、本發明的應用試驗 1、與國內常用無磷助洗劑對照試驗 國內外普遍採用的無磷助劑是4A沸石、無水偏矽、層狀結晶二矽酸鈉(SKS-6)。因此，我們將本發明與4A沸石、SKS-6、無水偏矽，以及STPP作對比試驗。
以下洗衣粉配方統一採用相同用量(wt％) 按GB13174-91衣料用洗滌劑去汙力測定標準進行去汙力測定，其結果如下本發明(1.5)、SKS-6(1.02)、4A沸石(0.91)、STPP(1.09)、無水偏矽(1.03)。其中各符號的意義為，LAS(十二烷基苯磺酸鈉)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、4A沸石又名分子篩、三聚磷酸鈉(STPP)。
2、洗後白度及灰份測定 上述配方的各洗衣粉，按GB/T15815-1995衣料洗滌劑性能比較試驗循環洗滌白棉布對照布法標準進行測定，本發明等20次洗滌後測試結果 結果顯示 從上表可見本發明的洗衣粉經20次循環洗滌後，其保持白度和沉澱灰份與含磷標準樣粉相當。
結論 從試驗結果看，本發明作為一種助洗劑，許多性能優於4A沸石，與常用的表面活性劑配伍性好；可替代STPP製成洗滌性能良好的無磷粉，也可以與STPP復配生產低磷粉；本發明的化學組成主要是矽、氧和鈉，不存在環境汙染和「過肥化」問題；本發明是一種新的無磷助洗劑，產品白度高、流動性好、穩定性強、並具有適度的表觀密度，本發明的應用測試結果表明，它完全滿足了助洗劑所應具備的三大性能，並且在水溶性、晶體穩定性的物化性上都表現出了很好的性能，達到或超越了國內同類產品的技術水平；採用本發明方法生產洗衣粉，能得到洗滌性能優越的環保型產品，降低洗衣粉的生產成本，有利於市場競爭。
實施例1 常溫下，如果要配製顆粒狀無磷膨化洗衣粉2000g，按照540g無水碳酸鈉、520g無水硫酸鈉、160g十二烷基苯磺酸、70g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和30g椰油酸二乙醇醯胺分別進行原料稱取，均勻混合後再將其預混料投入到700轉/分鐘的剪切設備粉碎成80目大小的原料，再將上述的礎料與矽酸鈉按照1∶0.6的比例配比792g，共同放入旋轉形附聚成型機的造粒系統進行造粒，旋轉輸出後即得產品。
實施例2 常溫下，按照300g無水碳酸鈉、760g無水硫酸鈉、360g十二烷基苯磺酸、160g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和100g椰油酸二乙醇醯胺分別進行稱取原料，混合後投入到900轉/分鐘的剪切設備粉碎成過100目篩的原料、再將上述的原料與矽酸鈉按照10.4的比例配比672g，共同放入旋轉形附聚成型機的造粒系統進行造粒，旋轉輸出後即得產品。
實施例3 常溫下按照800g無水碳酸鈉、300g無水硫酸鈉、40g十二烷基苯磺酸、20g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和50g椰油酸二乙醇醯胺分別稱取原料，均勻混合後再將預混料投入到500轉/分鐘的剪切設備粉碎成100目大小的原料，再將上述的原料與矽酸鈉按照10.8的比例配比968g，共同放入旋轉形附聚成型機的造粒系統進行造粒，旋轉輸出後即得產品。
實施例4 常溫下如果要配製顆粒狀無磷膨化洗衣粉5000g，按照750g無水碳酸鈉、850g無水硫酸鈉、850g十二烷基苯磺酸、350g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和200g椰油酸二乙醇醯胺分別稱取原料，均勻混合後再將預混料投入到500轉/分鐘的剪切設備粉碎成80目大小的原料，再將上述的原料與矽酸鈉按照10.5的比例配比1500g，共同放入旋轉形附聚成型機的造粒系統進行造粒，旋轉輸出後即得產品。
實施例5 常溫下如果要配製顆粒狀無磷膨化洗衣粉2000g，按照200g無水碳酸鈉、460g無水硫酸鈉、160g十二烷基苯磺酸、100g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和80g椰油酸二乙醇醯胺分別稱取原料，均勻混合後再將預混料投入到800轉/分鐘的剪切設備粉碎成80目大小的原料，再將上述的原料與矽酸鈉按照10.7的比例配比700g，共同放入旋轉形附聚成型機的造粒系統進行造粒，旋轉輸出後即得產品。
權利要求
1、一種顆粒狀無磷膨化洗衣粉，其特徵在於按照重量百分比計算由下列組分製成
無水碳酸鈉 15％～40％、無水硫酸鈉 15％～38％、十二烷基苯磺酸 2％～18％、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9) 1％～8％、椰油酸二乙醇醯胺 1％～5％、矽酸鈉 10％～60％。
2、根據權利要求1所述的顆粒狀無磷膨化洗衣粉，其特徵在於按照重量百分比計算由下列組分製成
無水碳酸鈉 27％、無水硫酸鈉 26％、十二烷基苯磺酸 8％、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9) 3.5％、椰油酸二乙醇醯胺 1.5％、矽酸鈉 34％。
3、製備權利要求1所述洗衣粉組合物的方法，其特徵在於該方法包括由下列步驟組成
(a)、常溫下將無水碳酸鈉、無水硫酸鈉、十二烷基苯磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和椰油酸二乙醇醯胺按照重量百分比進行稱重、混合為預混料；
(b)、將預混料投入到每分鐘500～900轉的剪切設備中，粉碎成≤100目的基礎料；
(c)、將基礎料與矽酸鈉按照10.4～0.8的比例配比、放入旋轉形附聚成型機的造粒系統造粒，輸出即得產品。
全文摘要
本發明涉及一種顆粒狀無磷膨化洗衣粉及其製備方法，該洗衣粉組合物通過將無水碳酸鈉、無水硫酸鈉、十二烷基苯磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和椰油酸二乙醇醯胺共同粉碎後，按照與矽酸鈉1∶0.4～0.8比例配比，共同放入造粒系統製備而成的。該洗衣粉組合物不含磷酸鹽，具有泡沫豐富、去汙性強、溶解速度快、環保，由於本發明採用旋轉形附聚成型機的造粒工藝，安全、低成本。
文檔編號C11D1/83GK101531952SQ20091013106
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月22日 優先權日2009年4月22日
發明者李國欽, 沙 李, 磊 高 申請人:李國欽, 沙 李, 磊 高