布草主洗液技术现状及发展趋势

丁建华

潍坊市洗涤剂工程技术研究中心，山东潍坊，261000

布草是指在酒店、医院、学校、火车等公共场所使用的床单、被套、毛巾、衣物、台布、椅套等公用纤维纺织品的统称。不同于家庭衣物洗涤，布草洗后卫生和外观要求较高，而且每次洗涤量大，必须使用专业的设备、专用的洗涤剂和洗涤工艺进行清洗。

GB/T 35744－2017《公用纺织品清洗质量要求》[1]对住宿、交通、餐饮等场合使用的公用纺织品清洗质量要求做了规定，主要涉及的指标有水洗后白度、色牢度、洁净度和卫生指标等。布草洗涤剂品种繁多，常见的有通用洗衣粉、强力洗衣粉、彩漂粉、氯漂粉等粉体洗涤剂和主洗液、助洗碱液、乳化剂、氯漂液、氧漂液等液体洗涤剂。鉴于液体洗涤剂的生产工艺简单，可采用液体分配器自动加料，具有加料精确，溶解迅速和节省人力的优点[2]，随着饭店洗涤业和社会大中型水洗厂向自动化、环保型发展，液体洗涤剂市场占比越来越大，行业对液体布草洗涤剂特别是主洗液的质量提升的呼声也越来越高。

1 主洗液的技术现状

1.1 质量标准现状

目前国内尚未制订主洗液的产品标准，可供参考的标准有QB/T 1224－2012《衣料用液体洗涤剂》[3]和QB/T 4528－2013《工业洗衣用乳化剂》[4]。QB/T 1224－2012对普通洗衣液pH（25 ℃，1%）的上限要求是10.5，总活性物质量分数的下限要求是15%。QB/T 4528－2013规定乳化剂的pH（25 ℃，1%）上限10.5，总表面活性剂质量分数下限要求是40%。

目前市售的主洗液多以碱性为主，不同企业制定的企业标准中的质量指标相对随意，尤其是总活性物质量分数差异较大，对产品去污性能的约束力差，不利于行业的发展，制定主洗液的行业标准已经迫在眉睫。

1.2 配方技术现状

主洗液配方一般由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、螯合剂、增溶剂、聚合物、碱性助剂、荧光增白剂等成分组成。

1.2.1 非离子表面活性剂

非离子表面活性剂水溶液表面张力低、临界胶束浓度低，胶束聚集数大，具有良好的乳化、润湿、分散、去污、加溶作用，在水溶液中不会离解成带电的离子，而是以中性非离子分子或胶束状态存在，它的疏水基是由疏水性化合物如脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺等提供，其亲水基是能与水形成氢键的醚基、多元醇、乙醇胺等[5]。GB/T 26396－2011《洗涤用品安全技术规范》[6]中对主洗液使用的表面活性剂的生物降解性做了相关规定，满足生物降解性的常用的非离子表面活性剂有脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO系列）、烷基糖苷（APG）、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷醇酰胺（6501）、嵌段聚醚（L61、L64）等。由于AEO系列活性剂性能优异，来源稳定，价格比其他非离子表面活性剂便宜，目前在主洗液中用量最大。烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）生物降解产物具有生物激素毒性，已在GB/T 26396-2011中明确规定，禁止用于洗涤产品中，然而由于APEO出色的乳化力和润湿力，价格相对便宜，目前仍然在许多小厂家中被使用。使用非离子表面活性剂时需要注意，非离子表面活性剂在水中的溶解度随着温度升高而降低，当加热至一定温度，非离子表面活性剂与水之间的氢键被破坏，溶液就变得浑浊，这个温度叫做“浊点”。除了加热，无机电解质加到溶液中以后，达到一定浓度，也可以降低非离子表面活性剂的浊点，使溶液变混或者表面活性剂析出，导致产品稳定性变差，这就是电解质的盐析作用[7]。因为主洗液使用的温度较高，含有大量的盐类助洗剂，为了提高产品的稳定性和高温使用性能，主洗液中一般将非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂或者增溶剂复配使用。

1.2.2 阴离子表面活性剂

阴离子表面活性剂品种繁多，大多数耐碱性能较好，随着水温的上升，在水中的溶解度变大，非常适合在主洗液中使用。可用于主洗液的阴离子表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、α-烯基磺酸钠（AOS）、仲烷基磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠（MES）、脂肪酸皂等。LAS是主洗液最常用的阴离子表面活性剂，具有原料来源充足、去污力强的优点，缺点是在硬水中去污力下降。AES、AOS去污力强，耐硬水性能优于LAS，在主洗液中的用量越来越大。仲烷基磺酸钠具有优异的润湿力，溶解度高，有一定的降黏作用，可配置浓缩型的主洗液，缺点是价格偏高。烷基二苯醚二磺酸钠是最早实现工业化的双亲水基Gimini型表面活性剂，由于其独特的双磺酸盐结构，使之具有优异的水溶解性、耦合性及表面活性和卓越的去污性能、分散能力及抗硬水能力，在强酸、强碱、高浓度无机盐和漂白剂溶液中均有很好的溶解性和稳定性[8]，目前烷基二苯醚二磺酸钠的价格偏高，限制了它在主洗液中的大规模应用。MES源自天然油脂，具有优良的表面活性、钙皂分散性能、抗硬水性能和去污性能，缺点是耐碱性较差、低温易析出，只能应用于中性主洗液中，而且用量不能太大。脂肪酸皂是主洗液最常用的表面活性剂之一，一般是由天然植物油脂来源的脂肪酸中和制得，除了清洁性能，还能控制洗涤体系的泡沫，适合水硬度较低的水洗环境。林康文等[9]设计了高皂基、低皂基两种主洗液，考察了水质对主洗液去污性能的影响，并对体系的控泡性能进行了测定，结果显示，主洗液中脂肪酸皂的提升可显著降低洗涤泡沫及改善漂洗性能。

1.2.3 增溶剂

主洗液中常用的增溶剂是二甲苯磺酸钠、异丙苯磺酸钠、乙醇、异丙醇、尿素、醇醚溶剂等。一定含量的增溶剂可以保证主洗液配方的低温储存稳定性和高温使用性能，而且可以降低体系的黏度，以实现液体分配器的连续自动加料。

1.2.4 螯合剂与聚合物

螯合剂的作用是螯合洗涤液中的钙、镁、铁等金属离子，软化水质，与表面活性剂协同去污。主洗液中应用量比较多的无磷螯合剂有乙二胺四乙酸四钠（EDTA-4Na）、次氨基三乙酸钠（NTA）、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠等。传统的聚合物常用的有聚丙烯酸钠、马来酸与丙烯酸共聚物钠盐，它们分子中含有多个羧基，对钙镁离子具有较好的螯合作用。聚丙烯酸盐能使污垢的团粒变小，稳定地分散在洗涤液中，不沉淀，提高抗再沉积能力。马来酸-丙烯酸共聚物电荷密度高，有较好的分散能力，能将聚集的污垢粒子分散在洗涤液中，防止污垢颗粒因絮凝产生大颗粒并沉积到织物上，从而提高抗再沉积能力[10]，在主洗液中用量不能太大，用量太大容易导致产品分层。申请号为CN201580034507.1的发明专利[11]公开了一种包含丙烯酸系聚合物的工业洗衣剂组合物，其配方包含丙烯酸系聚合物、表面活性剂、溶剂和水调理聚合物，所述丙烯酸系聚合物具有至少40 wt%的丙烯酸系单体的聚合残基，所述水调理聚合物选自氨基羧酸盐、聚丙烯酸酯、聚羧酸酯、聚羧酸及其组合，该洗涤剂使用聚合物可提高污垢去除和污垢悬浮能力，以防止污垢再沉积到纺织品上和工业洗衣机内，有效清洁工业衣物污垢中常见的包含高浓度的油和金属微粒的污垢，并防止其再沉积。

1.2.5 其他助剂

荧光增白剂吸收光线中的紫外光转化为可见的蓝光，微量增白剂吸附在织物上，对白色织物有增白作用，对彩色织物有增艳作用。QB/T 2953-2008《洗涤剂用荧光增白剂》[12]规定，洗涤剂使用的增白剂按分子结构分类两大类：二苯乙烯基联苯类和双三嗪氨基二苯乙烯类，常见的主要品种有CBX-S、CF-351、CBW、BLF、33#、31#等。

碱性物质可皂化油脂，在主洗液中可明显增强表面活性剂对油性污渍的清洁力，常用的碱性物质有氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、三乙醇胺、纯碱等。

2 发展趋势

2.1 主洗液新原料

2.1.1 新型表面活性剂

为了代替对环境不友好的APEO，行业多家企业先后推出了分子中带有支链的异构十醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚等产品，这一类产品具有倾点低、水溶性好、润湿性好、乳化性好、去污力强、泡沫低的优点，而且与阴离子表面活性剂相容性好，非常适合于主洗液的配制。

人们环保意识的加强也推动了表面活性剂的革新，植物来源的表面活性剂越来越受到人们的关注，腰果酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化合物（FMEE）、改性油脂乙氧基化合物（SOE）、油脂乙氧基化合物磺酸盐（SNS80）等产品逐渐在各种洗涤剂中得到推广应用。腰果酚聚氧乙烯醚是由腰果壳油提炼的高纯度腰果酚与环氧乙烷聚合而成，具有表面张力低、分散油污性能好、去污力强、低泡易漂等特性，与阴离子表面活性剂配伍性好，尤其与LAS和AES配伍有很好的协同增效作用[13]。FMEE是由天然油脂衍生物脂肪酸甲酯经乙氧基化而成，具有生物降解性优异，去污力好，泡沫低、易漂洗的优点。SOE和SNS80生物降解性好，产品温和无刺激、在水中无凝胶相区、低泡易漂洗，适合配制低温、浓缩型液体洗涤剂[14]。

2.1.2 生物酶

医院布草经常会沾有较多的血迹，酒店宾馆的毛巾、床单、客衣中也经常有人体分泌的汗渍、皮脂、血污等。传统工艺是使用高碱和高温清洗以及漂白才能将这些污渍去除，而蛋白酶和脂肪酶等酶制剂在低温洗涤条件下很容易地将这些有机污渍去除[15]。另外，在餐台布的清洗中，淀粉酶也有非常好的效果。纤维素酶可以作用于织物本身，对织物纤维进行处理，在不影响织物纤维强度的情况下可以改善织物的毛躁表面，从而起到抗再沉积和白度维护的效果[16]。文献[17]报道，酶制剂在商用清洁中可以代替一部分表面活性剂和碱，提高洗涤性能，降低返洗率。

2.1.3 绿色螯合剂和新型聚合物

含磷螯合剂会引起水体富营养化，逐渐被弃用，NTA被怀疑有潜在的致癌性，EDTA也被认为对环境不友好，容易造成重金属富集。随着人们环保意识的增强和相关法规的日趋严格，这些传统的螯合剂将不再适用未来的洗涤行业，未来对环境和人体友好的绿色螯合剂将会受到欢迎，谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）、甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）、亚氨基二琥珀酸盐（IDS）、聚天冬氨酸（PASP）等氨基酸绿色螯合剂有很强的螯合金属离子的能力和良好的溶解性，未来将会代替传统螯合剂应用在主洗液中。

传统的丙烯酸聚合物在浓缩的表面活性剂体系中存在配伍问题，可以选择超支化聚合物或者疏水改性的聚合物来替代。文献[18]报道，超支化聚合物（例如聚乙烯亚胺乙氧基化物Sokalan® HP 20）相较于常规的丙烯酸类聚合物，具有更加高效的分散性能，可以有效提升配方循环洗涤性能。文献[19]报道，疏水改性的聚合物（例如丙烯酸和苯乙烯疏水改性的共聚物Alcosperse 747）拥有对钙镁离子较强的螯合力，可以加速其他表面活性剂的溶解速度，而且抗再沉积能力十分突出，对亲水性颗粒污垢和油性污垢均具有很好的分散能力。

2.2 主洗液配方技术发展趋势

2.2.1 结构型主洗液

有些主洗液因为配方中洗涤助剂的含量较低，在使用时需要配合螯合剂、碱、分散剂等助洗剂进行协同洗涤，助洗剂的添加可以降低表面活性剂的使用量，如果将大量的洗涤助剂和表面活性剂制备成结构型主洗液，既可以减少洗涤时添料的工序，又能减少包装物和运输成本，也能加快主洗液代替助剂含量较高的工业洗衣粉的趋势，目前市场上已经有类似产品在使用。结构型主洗液可参照QB/T 1224-2012《衣料用液体洗涤剂》[3]对结构型洗衣液的定义：一种具有特殊内部结构的洗衣液，外观呈均匀浆状液体，固含量不低于40%，非表面活性剂助剂含量之和不低于20%，在洗衣液内部，表面活性剂组分有规则的聚合形成液晶结构，并均匀分散在连续的水相中，助洗剂稳定悬浮在体系中。结构型洗衣液含有较多的无机盐助洗剂，属于热力学不稳定体系[20]，对稳定性要求较高，而且液体分配器要求准确计量，决定了结构型主洗液粘度不能太高，因此配方稳定性和低粘性能，是结构型主洗液需要解决的技术难题。

2.2.2 低温型主洗液

近年来，能源价格的提高导致蒸汽价格大幅上升，水洗厂面临成本上涨的压力，迫切需求开发低温工业洗涤产品。申请号为CN201811438007.6的专利[21]公开了一种具有低温催化漂白功效的高浓缩主洗液及其制备方法，配方成分含有十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基聚葡糖苷、漂白催化剂、油酸钾、硬脂酸钾、螯合剂、泡沫抑制剂、分散剂等，制备的浓缩主洗液具有去污力强、配方合理、制备工艺简单、制造成本低、易于漂洗、易生物降解、绿色环保等优点，同时在低温环境下也具有催化漂白功效，有利于保护所洗涤物品的纤维结构，使用范围广。申请号CN201710338325.4的专利[22]公开了一种冷水洗涤剂及其制备方法，配方成分含有二苯乙烯基联苯磺酸盐增白剂、氮川三乙酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚合性增白剂、聚丙烯酸钠、水等，该冷水洗涤剂配合洗衣粉使用，能快速溶解硬水质中所有重污及油渍，不伤布料，高效增白，立竿见影，洗后令毛巾、床单光洁雪白。即使在常温水中也有良好的去污、增白效果，减少二氧化碳排放。

3 结语

水洗自动化和环保低碳的需求推动了主洗液的快速发展，新型表面活性剂和环境友好原料的应用也将越来越广泛，更高技术含量、更节能、更高效的布草主洗液将会是商业洗涤剂的发展方向。