李泉清,张 辉
(北京绿伞化学股份有限公司,北京,100094)
液体洗涤剂的绿色浓缩化
李泉清,张 辉
(北京绿伞化学股份有限公司,北京,100094)
液体洗涤剂的绿色浓缩化是当今洗涤剂研究和市场开发的重要趋势,已成为日化行业的共识。国家为液体洗涤剂绿色浓缩化的推广和发展提供了良好的条件。文章分析了液体洗涤剂绿色浓缩化的发展现状,以及影响液体洗涤剂绿色浓缩化进展的因素,对新型表面活性剂的应用做了简要的介绍,并阐述了推动液体洗涤剂绿色浓缩化的重大意义。
液体洗涤剂;绿色浓缩化;新型表面活性剂;发展现状
液体洗涤剂的绿色浓缩化是当今洗涤剂研究和市场开发的重要趋势,已成为日化行业的共识。绿色浓缩化就是提高单位质量洗涤剂的有效成分含量(或提高单位质量洗涤剂的去污性能),即增强单位质量洗涤剂的洗涤效果,同时,采用环境友好、可生物降解、可再生资源的原料制造洗涤剂,减少非有效化学品和水的使用。浓缩的洗涤剂具有节省包装材料,减少排放,降低运输成本,减少仓储空间的优点。因此市场上浓缩织物洗涤剂、浓缩餐具洗涤剂、浓缩织物柔软剂、浓缩家居清洗剂不断涌现,无水高浓缩定量包装的凝珠洗衣液也暂露头角。“绿色”已成为健康时尚、低碳环保的代名词,成为社会发展和人们的一种生活态度。
1.1 国家政策
国家环保部2000年发布《环境标志产品技术要求》,目的是减少家用洗涤剂在生产和使用过程中对环境和人体健康的影响,保护环境;对表面活性剂的生物降解度、磷酸盐、含氯漂白剂、甲醛、溶剂、色素、包装材料及使用说明提出了要求。国家发改委于2007年5月发布了《衣料用液体洗涤剂》的轻工业标准QB/T1224,其中规定了浓缩洗衣液的活性含量和使用的洗涤浓度;中国洗涤用品工业协会2012年制定了《浓缩洗衣粉标志产品技术规范》和《浓缩洗衣液标志产品技术规范》,推出浓缩产品标志,只有符合技术规范的产品才能使用浓缩标志。在国家产业政策和轻工业“十三五”规划中,浓缩洗涤剂均被列为重点发展和鼓励发展的行业;这些都从国家的层面上为绿色浓缩化液体洗涤剂的推广和发展提供了良好的条件。
1.2 国内外现状
据报道,欧美等发达国家和地区使用浓缩液体洗涤剂已经成为平常事,美国液体洗涤剂浓缩化达98.8%,欧洲浓缩化平均近80%,在亚洲日本浓缩化达98.9%,韩国浓缩化达66%,而在国内普通液体洗涤剂的市场目前也只有40%左右,浓缩液体产品不到10%,相对于国外的液体洗涤剂的占有率,国内液体洗涤剂使用率明显偏低,浓缩液体产品可以说还是起步阶段。随着对环境问题的日益关注,消费者也逐渐认识到浓缩产品的优点,原料、包装材料用量少,对环境的排放少,有利于环境保护,因而越来越多的消费者开始接受浓缩产品,发展空间巨大。
2.1 配方技术的影响
高浓度的表面活性剂极易形成凝胶相无法继续分散,或在稀释时出现凝胶态,影响消费者的使用体验;因此表面活性剂的选择,新型表面活性剂的应用,多重表面活性剂的配伍、增效、互溶取得良好的洗涤性能、货架稳定期是目前要解决的关键性技术难题。
虽然这些问题可以通过采用大量的溶剂和增溶助剂,解决配方凝胶和稀释凝胶的问题,但大量采用高昂的助剂代替廉价的水,使得成本大幅增加,虽然单位体积的使用量降低了,但没有降低洗涤同等重量衣物的成本,消费者不会买账,市场无法开拓。
2.2 原料应用的影响
通用的表面活性剂,尤其是价格相对低廉的阴离子表面活性剂,不适合直接大量用于高浓缩产品,配制的产品稳定性差,需要通过添加大量增溶剂和溶剂达到产品货架期;新型表面活性剂和助剂由于成本或性能不够优秀只能弃用或少用;新型的短支链型非离子表面活性剂虽可增加稳定性,但成本高,且去污力相对差;有机或无机分散剂加入,增加成本或降低使用性能。可以广泛应用的新型阴离子表面活性剂缺乏,性价比差是一些新型表面活性剂应用的软肋。因此,新型原料的应用研究对绿色表面活性剂商业化、降低产品成本、产品应用推广至关重要。
2.3 市场培育,消费者的引导
市面上的大部分浓缩型产品的活性物含量大约在30 % ~ 45 %,消费者使用的时候只需添加普通洗衣液用量的1/3到1/2,但是部分消费者在使用过程中仍摆脱不了平常的使用习惯,导致了洗涤剂的浪费,没有体验到浓缩产品带来的实惠。同时相对于普通浓度的液体洗涤剂,高浓缩洗涤剂的单位质量的一次性采购成本高,采购浓缩产品时犹豫或干脆不购买,因此,浓缩化的发展必须依靠消费者认知水平的提高和消费习惯的转变,改变消费者洗涤使用时的用量习惯,消除他们对水一样的液体那么少的使用量能否洗净衣物的心理疑虑,因此,市场对消费者的引导培育任重道远。
3.1 新型表面活性剂的应用
3.1.1 APG
烷基糖苷作为天然绿色环保型表面活性剂,可快速和完全生物降解,无毒、无刺激。来源于玉米和土豆淀粉的葡萄糖与来源于椰子油和棕榈油的脂肪醇制成的非离子型表面活性剂,与其他表面活性剂有极好的配伍性和增溶作用,广泛用于高档、绿色家居清洁护理用品(洗衣液、餐具洗洁精、果蔬洗涤剂、厨具、地板、玻璃清洁剂等),在绿色浓缩配方中必不可少,可降低其他表面活性剂的刺激性,提高液体产品的低温稳定性。
3.1.2 AEC
醇醚羧酸(盐)(中国日用化学工业研究院九五攻关项目)是一类多功能新型阴离子表面活性剂,其结构与肥皂十分相似,但嵌入的EO链使其兼备阴离子和非离子表面活性剂的特点,具有极好的生物降解性能,在自然环境中可以完全降解为CO2和水,无毒、无刺激、使用安全;它在应用上性能优良,具有良好的去污性、润湿性、乳化性、分散性和钙皂分散性,它的酸具有良好的工艺性,低温(5℃以上)下是可流动液体,作为一个弱阴离子具有良好的配伍性,可以和各类离子性表面活性剂复配;缺点是pH对稳定性影响较大。
3.1.3 一种改性油脂(中国日用化学工业研究院提供)
以天然油脂为原料,经过改性反应及乙氧基化制备而成。属一类新型的非离子表面活性剂。做为一种油脂衍生物,具有良好的生物降解性,产品毒性小,对环境无污染,属于绿色表面活性剂。有优良的工艺性,低温下有良好的流动性,抗冻性能好,水中溶解迅速;良好的应用性能,产品泡沫低,易于漂洗,去污力与AEO-9相当,这一系列特点都具备了制备高浓缩洗衣液的前提。
3.1.4 MES
脂肪酸甲酯磺酸钠是一种以天然油脂为原料,经酯交换、加氢、磺化、中和等工艺制成的性能优良的表面活性剂。具有良好的去污性、钙皂分散性,乳化性、增稠性、耐硬水性,极低的刺激性,无毒性以及完全的生物降解性,性能温和,洗后皮肤感觉清爽不滑腻,既没有皂的干涩感,也无AES类的滑腻感;泡沫适中,容易漂洗,改善液体洗涤剂泡沫难洗净的缺点;但MES用于液体产品时需要热配,且低温稳定性较差,因此,在高浓缩液体产品中少用或不建议选用,但在浓缩粉中使用是不错的选择。
3.1.5 FMEE 脂肪酸甲酯乙氧基化物/FMES 脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐
FMEE是脂肪酸甲酯乙氧基化物,属非离子表面活性剂;FMES是脂肪酸甲酯经乙氧基化再磺化的产物,属阴离子表面活性剂;它们同时都具有的优点是低温的流动性和凝胶区域大,更适合高浓度的浓缩洗涤剂的配制,都有较好的洗净力、耐碱性能、分散性能、除油与除蜡性能、不错的硬水性。它们可以来源于棕榈油和椰子油,因此,也属于绿色表面活性剂。
3.2 绿色浓缩洗涤剂配方
配方技术上的创新以及新型表面活性剂与传统表面活性剂的复合应用是关键,通过分子复合技术,以通用的阴离子、非离子表面活性剂为主,与新型非离子和阴离子表面活性剂通过分子复合增溶,达到稳定的浓缩体系,选择的表面活性剂均要有良好的可生物降解性。
配方组成如下:
通用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂(AES、AEO)20%~40%
新型绿色表面活性剂(改性油脂、AEC、APG)10%~20%
功能性添加剂(生物酶、泡沫调节剂、流变调节剂、pH调节剂、香精)5%~10%
该配方体系活性含量最高可达60%以上,体系高低温稳定性测试合格,稀释6倍去污力大于标准洗衣液的洁净力。
4.1 推进原材料技术进步
绿色浓缩化洗涤剂要进一步的发展,需要原材料生产厂家努力改善现有表面活性剂的结构性能,提高原料的使用功效性,虽然上游原料发展已经具备了基础条件,但还有不足,主要是适合高浓缩液体产品的高效能的表面活性剂较少,因此,要加快开发新的性能更好的无污染、无残留、可再生的新一代表面活性剂,适合洗涤用品生产厂家的原料需求,推进液体洗涤剂绿色浓缩化进程。
4.2 促进洗涤行业的可持续发展
可持续发展并不简单地等同于环境保护,而是从更高、更远的视角来解决环境与发展的问题,寻求的是人口、经济、环境各要素之间的联系与协调发展。要求制造的产品既能满足当代人的需要,而又不损害后代人满足其长远需要的能力。液体洗涤剂的绿色浓缩化可减少40%以上的包装使用,降低50%以上的运输成本,减少20%以上的生产用水,实现了产品生产的低能耗,减少白色污染和减少污染物的排放,节水节能;因此要大力开发和推广绿色浓缩化的洗涤产品,加快行业产品结构调整和优化,加强对多功能、环保型表面活性剂及其他洗涤用品原料的研究开发和应用,为行业的可持续发展做贡献。
综上所述,随着世界经济的一体化和贸易全球化的发展,全球的洗涤用品将趋向多样化,对于国内产品结构的调整及产品细分化趋势日益明显,配方天然化、环保化、多功能化,保护环境、节约资源的绿色浓缩洗涤剂是未来洗涤用品的发展方向。机会与挑战并存,把握好时机,用领先的技术、创新的市场引导消费者,快速推进洗涤剂绿色浓缩化进程。希望将来人们使用这些产品的理由已不再是“环境保护的需要”或“对社会负责”,而是人们发自内心的倾向于使用天然清洁剂。
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Green Concentration of Liquid Detergent
Li Quanqing Zhang Hui
(Beijing LvSan Chemistry Co., Ltd., Beijing 100094, China)
The green concentration of liquid detergent has become a significant trending of present research and market development concerning detergent, which is the consensus of daily chemical industry. Government has provided required conditions for the promotion and development of green and concentrated liquid detergent. The paper analyzed the current development of green and concentrated liquid detergent and factors influencing the progress of green concentration, briefly introduced the application of new type surfactant and presented the significance of promoting green concentration of liquid detergent.
liquid detergent; green concentration
李泉清女士, 北京绿伞化学股份有限公司研发总监,高级工程师, 研究方向:日用液体洗涤剂绿色化研究; E-mail:lqq@lvsan.com。