改性油脂乙氧基化物为基础的浓缩液体洗涤剂

汪传新，张威，王丰收

(上海发凯化工有限公司，上海 201505)

绿色化、浓缩化是液体洗涤产品的主要发展方向[1]。大部分表面活性剂与水混合会出现凝胶相，常需要加入有机溶剂来改善流动性能，不仅增加了成本，也阻碍了液体洗涤剂绿色化发展[2-3]。

改性油脂乙氧基化物SOE-N-60是以天然油脂为原料，通过乙氧基化制得的绿色表面活性剂，其性质温和无刺激，低温流动性好，适合于液体洗涤剂[4]。以SOE-N-60为主要表面活性剂，以脂肪醇醚硫酸钠(AES)、烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇醇醚(AEO9、AEO7)和烷基糖苷(APG0810)为复配表面活性剂，配制了总活性物分数60%的浓缩液体洗涤剂，研究了复配表面活性剂的种类、比例、用量对产品稳定性的影响。并考察了其泡沫、去污性能。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

改性油脂乙氧基化物SOE-N-60、脂肪醇醚AEO9、AEO7、脂肪醇醚硫酸钠AES、十二烷基苯磺酸钠LAS、烷基糖苷APG0810、APG1214(50%)，均为工业级；标准污布[JB-01(国标碳黑污布)；JB-02(国标蛋白污布)；JB-03(国标皮脂污布)]；标准洗衣液(中国日用化学工业研究院)；去离子水，自制。

RHLQ立式去污机；改进Rose-Miles泡沫仪；SPX-100B-Z型低温恒温箱；WSD-Ⅲ型白度仪。

1.2 实验方法

1.2.1 超浓缩液体洗涤剂的制备 在不添加有机溶剂的前提下，要得到透明、均一、流动性好的超浓缩体系，表面活性剂的选择非常重要。SOE-N-60的凝点低(约为-12.5 ℃)，低温流动性好，适合作为浓缩体系的主要表面活性剂[5]，但其单独使用时，对皮脂污布的去污力稍弱(见表2)，因此需要复配一定量的其它类型表面活性剂，使得配方体系的去污力达到国标要求。在前期实验的基础上，我们选择将SOE-N-60的用量定为40%(质量分数，下同)，复配两种常用的表面活性剂(SA1和SA2，各10%)，包括：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、烷基苯磺酸钠LAS、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、AEO7和烷基糖苷APG0810。制备成总有效含量为60%的超浓缩液体洗涤剂基础配方，配方见表1。

表1 含SOE-N-60的总活性物为60%的浓缩液体洗涤剂基础配方设计

首先在室温下，将一定量的SOE-N-60与去离子水混合搅拌均匀，然后升温至约60 ℃，按照表1的配方，边搅拌边依次加入复配的表面活性剂，维持加热和搅拌约2 h至所有表面活性剂完全溶解，混合体系呈均一透明流动的状态。

1.2.2 泡沫性能 按照国标GB/T 7462—1994表面活性剂发泡力的测试方法-改进Ross-Miles法对表面活性剂及复配体系的泡沫性能进行测试，使用3 mmol/L的CaCl2硬水配制0.25%质量浓度的表面活性剂水溶液1 000 mL，在50 ℃下进行测试，测试完毕后记录30 s，3 min和5 min时的泡沫体积(mL)。

1.2.3 去污性能 按照国标GB/T 13174—2008的方法，使用250 mg/L的标准硬水，配制质量分数为0.2%的表面活性剂溶液，使用立式去污机，在(30±2)℃下，对国标污布JB-01、JB-02和JB-03进行去污实验，使用白度仪对所有污布的洗前和洗后白度进行测试，并计算差值。将测试样品的白度差值结果除以标准洗衣液的结果，计算去污指数，若指数≥1即表明去污力达到国标要求。

1.2.4 低温储存稳定性 将配制好的样品密闭在透明的玻璃瓶中，在(5±2)℃的冰箱中储存2周，观察储存后的样品状态，能保持透明、均一的状态，且倾斜玻璃瓶能观察到试样具有明显流动性的样品即为低温稳定性合格的样品。

2 结果与讨论

2.1 SOE-N-60的泡沫性能和去污性能

根据我们之前的研究，改性油脂乙氧基化物SOE-N-60的水溶液无凝胶相区，凝点低，低温流动性好，适合作为超浓缩的液体洗涤剂的主要表面活性剂。本文对其泡沫性能和去污力进行了进一步的研究，以市面上常见的AES、LAS、AEO9和APG1214作为对比，结果见表2。

表2 SOE-N-60与常见表面活性剂的泡沫性能和去污力对比

可以看出，相对于以上常见的表面活性剂，SOE-N-60的泡沫量明显较低，且其5 min时的泡沫量只有30 mL，较低的泡沫性能方便漂洗，节能节水，是液体洗涤产品的发展方向之一[6]，因此，从泡沫性能上看，SOE-N-60适合于浓缩液体洗涤剂的配方。从去污数据上看，SOE-N-60对碳黑污布和蛋白污布的去污力和传统常见的表面活性剂相近，对皮脂污布的去污力稍弱，所以在配制浓缩液体洗涤时，以SOE-N-60为主要表面活性剂，适当的复配一定量的其它类型表面活性剂，以提高体系的去污效果。

2.2 复配表面活性剂之间的比例对浓缩液洗配方稳定性的影响

在表1中我们将SOE-N-60的用量控制在40%，复配的两种表面活性剂SA1和SA2的用量各为10%，得到了6个外观均一、透明、流动的浓缩基础配方。在此基础上，将复配的两种表面活性剂之间的比例调整为3∶1和1∶3，研究了复配表面活性剂之间的比例对浓缩液体洗涤剂配方稳定性的影响，结果见表3和表4。

表3 SA1∶SA2 = 3∶1条件下浓缩液体洗涤剂配方的外观稳定性

由表3可知，当AES和AEO9的比例增大后，会造成浓缩液体洗涤剂配方在低温下出现凝胶的情况(配方11#、31#和81#)，这可能是因为AES和AEO9水溶液在低温下自身易形成凝胶的特性有关[7-8]，且在表4中，我们将AES的比例减小后(配方12#和32#)，配方都能保持均一、透明、流动的外观。大部分含LAS的配方均具有较好的稳定性。

表4 SA1∶SA2 = 1∶3条件下浓缩液体洗涤剂配方的外观稳定性

2.3 复配表面活性剂的总用量对浓缩液洗配方稳定性的影响

将总活性物含量控制在60%，复配的两种表面活性剂之间的比例为1∶1，改变复配表面活性剂的总用量为30%(表5)和15%(表6)，考察了复配表面活性剂的总用量对浓缩液洗配方稳定性的影响，在此之前，复配表面活性剂的总用量一直控制在20%。由表5可知，当复配表面活性剂的用量增大到30%后，部分配方出现了低温凝胶的情况。

表5 复配表面活性剂的总用量30%时对配方稳定性的影响

由表6可知，当复配表面活性剂的总用量减小到15%后，所有配方都表现出较好均一透明流动的外观状态。这是因为SOE-N-60具有良好的流动性和低温稳定性，总活性物含量不变的情况下，当复配表面活性剂用量减少后，SOE-N-60的用量增多，配方表现出较好的外观稳定性；而当复配表面活性剂用量增大后，SOE-N-60的用量减少，导致部分配方出现了低温凝胶的情况。

表6 复配表面活性剂的总用量15%时对配方稳定性的影响

2.4 浓缩液体洗涤剂配方的泡沫性能

泡沫是一种非常复杂的分散体系，表面活性剂的水溶液具有易产生泡沫的特点[4]。洗涤剂的泡沫性能也是衡量产品质量的重要指标之一，特别是对于超浓缩配方，如果泡沫太多，会造成漂洗困难，用水量大，附着残留等问题。前面我们已经对SOE-N-60的泡沫性能进行了研究，结果表明相对于传统的AES、LAS、AEO9和APG1214，SOE-N-60具有较好的低泡性能。继而我们从外观稳定的配方中选取了编号为1#、5#、53#和34#四个浓缩配方进行了泡沫性能测试，且和标准的洗衣液的泡沫性能进行了对比，在测试时，所有配方都用3 mmol/L的标准硬水稀释成有效成分含量为0.25%的溶液，结果见图1。

由图1可知，尽管有一定量的传统表面活性剂的加入，但主要表面活性剂SOE-N-60仍能保持浓缩体系较低的泡沫性能，无论是发泡力(30 s)和泡沫稳定性(5 min)，浓缩配方都远低于标准洗衣液，表明所配制的浓缩液洗配方为低泡配方。

图1 四个浓缩液体洗涤剂配方的泡沫性能

2.5 浓缩液体洗涤剂配方的去污性能

去污力是衡量洗涤剂产品的重要指标，洗涤剂配方的去污力必须达到或超过标准洗衣液[9]。之前我们测试了SOE-N-60对的去污力，发现其对皮脂污布的去污力稍弱，因此本节对浓缩配方体系的去污力进行了测试，并和标准洗衣液进行了对比。结果见图2。对比表2中SOE-N-60的去污指数，可以看出，4个浓缩液洗配方体系的去污力相对于SOE-N-60都有一定程度的提高，特别是对皮脂污布的去污力得到了明显的改善。并且4个配方对3种污布的去污指数均>1，超过标准洗衣液，达到国标要求。

图2 四个浓缩液体洗涤剂配方的去污指数

3 结论

(1)改性油脂乙氧基化物SOE-N-60具有较好的低温稳定性和流动性，且具有较低的泡沫性能，适合作为浓缩型液体洗涤剂的基础原料。

(2)以SOE-N-60为主要表面活性剂制备了总有效含量为60%的浓缩液体洗涤剂，SOE-N-60能保持复配体系较好的低温稳定性和流动性。

(3)浓缩液体洗涤剂配方的泡沫性能明显低于标准洗衣液，且选取的4个含SOE-N-60的浓缩液体洗涤剂配方对3种污布的去污指数均>1，超过标准洗衣液。