专利名称：一种无磷无铝洗衣粉及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无磷洗衣粉的制造，特别是它是由复合表面活性剂、复合助洗剂、填充剂和成型剂等组成的无磷无铝环保型洗衣粉及其制造工艺方法。
以往的洗衣粉均以烷基苯磺酸钠为主表面活性剂，加入大量的含磷化合物即三聚磷酸钠以提高其功能。例如，日本特许公报JP63-39640公开了烷基苯磺酸钠含量12％，而三聚磷酸钠含量高达36％。洗衣粉中所含三聚磷酸钠等含磷化合物，造成江、河、湖泊富磷化，使水生藻等动植物大量繁殖死亡，污染了人类赖以生存的饮水资源，给地球环境招致公害。目前无磷洗衣粉仍以烷基苯磺酸钠为主表面活性剂，用含铝化合物——沸石代替三聚磷酸钠，例如日本特许公开JP63-06098，烷基苯磺酚钠含量为20％，沸石含量达15％。含铝化合物会在人体内蓄积而慢性中毒，严重者会导致痴呆和肾衰竭。虽然，在洗涤剂领域禁磷、限磷浪潮已席卷全球，然而含铝化合物危害尚未引起人们的广泛注意。但是人们普遍要求“绿色”洗涤用品的趋势相当迅猛，势不可挡。
本发明的目的是提供一种无磷无铝洗衣粉及其制造工艺。本发明无磷无铝，在常温水中即可溶介，在酸水中亦有很强去污力，对皮肤无刺激，完全是一种环保型的无毒洗衣粉。
本发明包括复合表面活性剂、复合助洗剂、填充剂和成型剂组成；其中复合表面活性剂是由阴离子表面活性剂族和非离子表面活性剂族组成；复合助洗剂是由聚丙烯酸钠、硅酸钠和碳酸钠组成；填充剂是无水硫酸钠；成型剂是二甲基硅油或氨基硅油。
本发明各组分的重量百分比为复合表面活性剂15～35％复合助洗剂5～40％填充剂40～60％成型剂0～2％。
本发明复合表面活性剂中阴离子表面活性剂族是由α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和脂肪酸钠皂粉组成，其重量百分比为α-烯基磺酸钠 2～14％十二烷基硫酸钠3～15％脂肪酸钠皂粉 2～15％。
本发明复合表面活性剂中非离子表面活性剂族是由脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、烷基酚聚氧乙烯(10)醚和脂肪酸烷醇酰胺组成，其重量百分比为脂肪醇聚氧乙烯(9)醚 0.5～5％烷基酚聚氧乙烯(10)醚0.5～4％脂肪酸烷醇酰胺 0.5～2％。
本发明复合助洗剂各成分重量百分比为
聚丙烯酸钠 1～5％硅酸钠 1～10％碳酸钠 5～20％。
本发明制造工艺采用附聚成型工艺，具体操作过程是在室温下将已分别粉碎好的固体粉料按计量投入粉体予混器内，搅拌混合3～15分钟，使粉料混合均匀；将液体物料按计量加入到液体予混锅内，使夹层通汽升温到40～60℃，搅拌混合5～10分钟，使液体物料混合均匀。然后将混合好的固体粉料按计量加入双螺旋锥型混合机内，启动后双螺旋进行自转公转2～10分钟后(混合机内两个非对称螺旋轴自转，将物料向上提升，形成非对称的沿缸体筒臂自下而上的螺柱形物料流，同时再由转臂带动螺旋公转，沿筒体全圆周方位运转，达到全圆周方位物料的不断更新扩散。这样，由于自转公转行星运动而形成物料对流循环。)，由定量计量液体泵将予混好之液体物料等速均匀地喷成雾状，洒在运动着的粉料上，进行附聚，造粒成型3～15分钟，最后喷入成型剂和香精(微量)，再运行2-5分钟，关机、出料。再使成型物料通过三元振动筛选机筛分后得到均匀无磷无铝洗衣粉产品。
本发明与现有技术相比具有的优点是本发明选用α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪酸钠皂粉等阴离子表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、烷基酚聚氧乙烯(10)醚、脂肪酸烷醇酰胺等非离子表面活性剂协同复配，取代了烷基苯磺酸钠。α-烯基磺酸钠LD50＝3.26g/kg属无毒品(烷基本磺酸钠LD50＝1.62g/kg)，对皮肤无刺激(含量在10％涂敷试验结果)，作用温和，生物降解速度快，五天内可完全降解消失(烷基苯磺酸钠一个月后仍残留30％)，去污力也优于烷基苯磺酸钠，尤其是在硬水中，在硬度等于100mg/kg时，去污仍高达83％，远远高于烷基苯磺酸钠(65％)。优为重要地是它与脂肪酸钠皂匹配可共增溶于水中，试验结果如下α-烯基磺酸钠含量(％)脂肪酸钠皂在水中溶解度增加(％)217.3420.3522.7624.7827.010 31.615 48.420 74.4因此，α-烯基磺酸钠与作用温和，乃生物降解无毒，但在水中溶解度小，在硬水中易形成皂垢的脂肪酸钠皂复配，将充分发挥脂肪酸钠皂优点而大大减少其缺点，再与可完全生物降解，去污力强，低温洗涤性优良的无毒品十二烷基硫酸钠联合组成阴离子表面活性剂族。同时本发明选用抗硬水去油垢强、润湿性好，可低温洗涤的非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、烷基酚聚氧乙烯(10)醚和脂肪酸烷醇酰胺组成的非离子表面活性剂族。这样以来，在阴离子表面活性族中加入少量非离子表面活性剂族，使阴离子表面活性剂离子头相斥力减少，疏水基键间的分子吸引力增强，促使胶囊易于形成，使临界胶囊浓度降低，这种混合胶囊的形成，产生了最佳的协同效应，从而取代了烷基苯磺酸钠。
本发明选用复合助洗剂是由聚丙烯酸钠、硅酸钠和碳酸钠构成，研究结果表明，聚丙烯酸钠(平均摩尔质量6000～7000g/mol)在低浓度(20mg/L)就可以将大颗50～100μm污垢团粒分散成＜1μm以下，将50～100μm钙皂浮垢分散成＜1μm以下，这样细小粒子形成奶状分散体系，不必沉淀，极易漂洗。而三聚磷酸钠会使污垢团粒凝聚，颗粒增大。污垢一般呈酸性，洗涤剂偏碱性，两者中和使洗液碱性减弱，而聚丙烯酸钠抗酸性优于三聚磷酸钠，可保持洗涤体系微碱性，而减少洗剂耗量。不同助剂对不同污染物的去污效果不同，研究结果如表1，表1是不同助剂对不同污染物的去污效果比较。
依据研究结果，由于聚丙烯酸钠强分散污垢团粒钙皂浮垢的作用，对炭黑、二氧化锰、高岭土表现出很好去污效果，但对油性污垢去除能力较差；碳酸钠由于碱性较强表现出对蓖麻油、机油强的去除作用；硅酸钠因在水介质中水解可产生胶囊结构的硅酸，对污垢有悬浮分散作用，对炭黑去除效果好。因此，本发明将聚丙烯酸钠，碳酸钠和硅酸钠进行了合理组化，构成复合助洗剂，使去污力大大提高，可以完全取代三聚磷酸钠。同时可知沸石由于其吸附作用和对带色胶囊污垢凝结作用，对炭黑、机油作用好，这也是目前无磷洗衣粉以沸石代替三聚磷酸钠的原因。然而沸石乃硅铝酸盐，为含铝化合物，对人体有害，迟早亦会取谛，本发明不予采用。
被洗物浸于介质中由于洗涤剂存在，使污垢与被洗物表面结合变为污垢与洗剂结合，从而使污垢脱离与被洗物表面而悬浮于介质中。然而洗涤过程是一个可逆过程，悬浮于介质中的污垢也有可能从介质中重新沉积于被洗物表面，即污垢的再沉积过程。本发明用复合表面活性剂和复合助洗剂，在无磷无铝的前提下，达到了既降低了污垢与被洗物表面的结合力，促使污垢脱离被洗物表面，同时防止了已洗掉污垢再沉积被洗物表面，使污垢分散成奶状分散体，不仅难于沉积，而且极易漂洗，获得到强的去污力(相对去污比可达1.3～1.8以上)。亦由于本发明表面活性剂优秀组合使最佳洗涤温度降低，在常温水中即可完全溶解。本发明洗衣粉浓度2.5％溶液pH值为7.5±0.3，即近中性环境洗涤，以及选用表面活性剂均属低刺激无刺激品，因而经测定本发明产品对家兔皮肤刺激反应平均积分在0～0.31范围，属无刺激性产品。由于本产品选用原料均为无毒品，经毒理检验，本发明产品LD50＝9.26g/kg±0.20(雄性小鼠)，LD50＝7.94g/kg±0.20(雌性小鼠)，因此本发明产品为无毒产品。
本发明制造工艺简便，易控制易操作，在制造过程中没有废水废气废渣排放，因而不仅产品是“绿色”，而且制造生产过程也是绿色，是一个清洁工程。本发明之产品用于洗衣后，排放残液无磷无铝，生物降解迅速而完全，对环境无不良影响，是环保型产品。
下面引用实施例对本发明作进一步说明实施例1
在室温下将α-烯基磺酸钠12kg，十二烷基硫酸钠10kg，脂肪酸钠皂粉15kg，碳酸钠15kg、硅酸钠8kg、无水硫酸钠93kg投入粉体予混器内，启动搅拌10分钟后，停止搅拌，投入双螺旋锥型混合机内并启动搅拌。与此同时将脂肪醇聚氧乙烯(9)醚4kg，烷基酚聚氧乙烯(10)醚3kg，脂肪酸烷醇酰胺2kg和聚丙烯酸钠2kg投入液体予混器内，开动搅拌并使夹层升温，当液体物料温度达50℃时，搅拌下维持10分钟后，通过液体计量泵以均匀速度，通过喷头向双螺旋锥型混合机内正在运动粉料喷洒，喷洒完成后再继续附聚造粒成型5分钟，然后再喷入二甲基硅油0.6kg，香精0.4kg，继续成型2分钟关机出料。将成型颗粒投入三元振动筛选机筛分，即获得无磷无铝洗衣粉产品。经分析2.5％水溶液pH7.5，相对去污比达1.8(GB/T13174-91)LD50＝9.26g/kg(雄性小鼠)，LD50＝7.94g/kg(雌性小鼠)，对家兔皮肤刺激反应平均积分0.25。
实施例2操作步骤同实施例1，但所用组分原料及配比如下α-烯基磺酸钠 8kg十二烷基硫酸钠7kg脂肪酸钠皂粉 4kg硅酸钠10kg碳酸钠5kg无水硫酸钠60kg脂肪醇聚氧乙烯(9)醚 3kg烷基酚聚氧乙烯(10)醚 1kg脂肪酸烷醇酰胺0.5kg聚丙烯酸钠1kg二甲基硅油0.4kg香精 0.4kg经分析，2.5％水溶液pH7.3，相对去污比值1.75(GB/T13174-91)，LD50＝9.10g/kg(雄性小鼠)，LD50＝8.00g/kg(雌性小鼠)，对家兔皮肤刺激及应平均0.30。
实施例3操作步骤同实施例1，但所用组成原料配比如下α-烯基磺酸钠 5kg十二烷基硫酸钠4kg脂肪酸钠皂粉 4kg硅酸钠10kg碳酸钠22kg无水硫酸钠70kg脂肪醇聚氧乙烯(9)醚 2.5kg烷基酚聚氧乙烯(10)醚 2kg
脂肪酸烷醇酰胺 1.5kg聚丙烯酸钠 3kg氨基硅油 0.3kg香精 0.2kg经分析，2.5％水溶液pH7.8，相对去污比值1.4(GB/T13174-91)，LD50＝9.18g/kg(雄性小鼠)，LD50＝8.10g/kg(雌性小鼠)，对家兔皮肤刺激反应平均积分0.31。
实施例4操作同实施例1，但所用组成原料配比如下α-烯基磺酸钠 4kg十二烷基硫酸钠 5kg脂肪酸钠皂粉 10kg硅酸钠 12kg碳酸钠 20kg无水硫酸钠 70kg脂肪醇聚氧乙烯(9)醚0.5kg烷基酚聚氧乙烯(10)醚 1.0kg脂肪酸烷醇酰胺 0.5kg聚丙烯酸钠 4kg经分析2.5％水溶液pH7.7，相对去污比值1.3(GB/T13174-91)，LD50＝8.95(雄性小鼠)，LD50＝7.89(雌性小鼠)，对家兔皮肤刺激反应平均积分0.31。
权利要求
1.一种无磷无铝洗衣粉，其特征在于它包括复合表面活性剂、复合助洗剂、填充剂和成型剂组成；所说的复合表面活性剂是由阴离子表面活性剂族和非离子表面活性剂族组成；所说的复合助洗剂是由聚丙烯酸钠、硅酸钠和碳酸钠组成；所说的填充剂是无水硫酸钠；所说的成型剂是二甲基硅油或氨基硅油；上述各组分的重量百分比为复合表面活性剂 15～35％复合助洗剂 5～40％填充剂 40～60％成型剂 0～2％香精微量。
2.按照权利要求1所说的无磷无铝洗衣粉，其特征在于所说的复合表面活性剂中阴离子表面活性剂族是α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和脂肪酸钠皂粉，其重量百分比为α-烯基磺酸钠 2～14％十二烷基硫酸钠 3～15％脂肪酸钠皂粉2～15％。
3.按照权利要求所说的无磷无铝洗衣粉，其特征在于所说的复合表面活性剂中非离子表面活性剂族是脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、烷基酚聚氧乙烯(10)醚和脂肪酸烷醇酰胺，其重量百分比为脂肪醇聚氧乙烯(9)醚 0.5～5％烷基酚聚氧乙烯(10)醚 0.5～4％脂肪酸烷醇酰胺0.5～2％。
4.按照权利要求1所说的无磷无铝洗衣粉，其特征在于所说的复合助洗剂是聚丙烯酸钠、硅酸钠和碳酸钠，其重量百分比为聚丙烯酸钠 1～5％硅酸钠 1～10％碳酸钠 5～20％。
5.权利要求1所说的无磷无铝洗衣粉的生产工艺方法，其特征在于它是经过步骤在室温下将组分固体粉末物料按计量加入到粉体予混器内，启动3～15分钟使物料混合均匀；将液体物料按计量加入到带夹层的液体予混锅内，升温到40～60℃，使液体物料充分混合均匀，约需5-10分钟；将予混好的粉体物料按计量加到双螺旋锥型混合机内，启动后双螺旋进行自转公转2-10分钟后，将予混均匀液体物料按计量由计量泵，通过旋转接头输入，经管路喷头成雾状均匀地喷洒在运动的粉料中，进行附聚造粒成型3～15分钟，最后喷入成型剂和香精，再继续运行2～5分钟，关机、出料；将已成型物料，通过三元振动筛选机筛分，即得无磷无铝洗衣粉产品。
全文摘要
本发明涉及一种无磷洗衣粉的制造,它包括复合表面活性剂、复合助洗剂、填充剂和成型剂组成;复合表面活性剂是由阴离子表面活性剂族和非离子表面活性剂族组成;复合助洗剂是聚丙烯酸钠、硅酸钠和碳酸钠;填充剂是无水硫酸钠;成型剂是二甲基硅油或氨基硅油。本发明各组分的重量百分比为:复合表面活性剂15～35%,复合助洗剂5～40%,填充剂40～60%,成型剂0～2%。本发明在常温水中即可溶介,在酸水中亦有很强去污力,对皮肤无刺激,完全是一种环保型的无毒洗衣粉。
文档编号C11D1/83GK1260385SQ00100588
公开日2000年7月19日 申请日期2000年1月28日 优先权日2000年1月28日
发明者杜倩, 姚宝书 申请人:杜倩, 天津市家用化学品厂