专利名称：颗粒状无磷膨化洗衣粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及洗涤领域，特别涉及一种非离子型化合物与阴离子型化合物混合后生成的无磷膨化洗衣粉极其制备方法。
背景技术：
众所周知，目前国内使用的有磷洗衣粉因含有磷酸盐，污染环境，破坏生态平衡，属于限制使用或淘汰的日用洗涤品。早在六十年代初，美国、新加坡等国家就已禁止使用磷酸盐类无机原料作为洗涤剂主料，1995年我国轻工部制定了《低磷洗衣粉》标准(QB/T2133-95)，为推广应用无磷洗衣粉迈出了可喜的一步，瑞士、美国、日本等国已利用干混法生产粉末状无磷洗衣粉，我国云南省、湖北省已有类似的生产厂家。但是，生产该粉末状无磷洗衣粉，原料成本高，价格昂贵，不易被广大消费者接受，另外，粉末状洗衣粉溶解速度慢，搓洗手感差，不太符合我国特别是广大农村消费者的使用习惯。而目前市面上销售的颗粒状洗衣粉全部都是用高塔喷雾法生产，必须耗费大量能源，增加了生产成本。1997年2月5日在国家知识产权局专利公报上公开了一种专利号为96107714.X的“无磷膨化洗衣粉及其制作工艺”专利申请，它是以膨化剂、元明粉、纯碱、十二烷基苯磺酸钠、精制淀粉、温水、增白剂、甘油和五水偏硅酸钠制成的无磷膨化洗衣粉，虽然生产工艺简单、成本低、具有一定的环保功效，但用该方法生产的产品存在泡沫不丰富，去污力弱，含水量高，产品易结块，保质期短等缺陷。仍然是消费者不易接受的粉末状产品。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有泡沫丰富、去污性强、溶解速度快、环保且生产工艺简单的颗粒状无磷膨化洗衣粉。
本发明的技术方案是这样实现的一种颗粒状无磷膨化洗衣粉，按照重量百分比该组合物由以下组分组成 无水碳酸钠15％～40％、无水硫酸钠15％～38％、十二烷基苯磺酸2％～18％、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)1％～8％、椰油酸二乙醇酰胺1％～5％、硅酸钠10％～60％。
在上述洗衣粉组合物中，无水碳酸钠(纯碱)为白色粉末，易吸潮，因有稳定的PH值，可使洗涤剂不会因污垢太重而失去活性，属去污助剂；无水硫酸钠(元明粉)，其外观为白色粉末，具有抗氧化、脱色、去污作用，此品是一种助洗剂和填充剂，作为填充剂可防止洗衣粉轻粉漂浮；速溶乳化轻质硅酸钠外观为颗粒状固体，表观密度小于0.23g/ml，主要作用是调节洗衣粉表面密度；本发明的表面活性剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9，属非离子型表面活性剂，以下简称表面活性剂AEO-9，是乳白油状物，与阴离子表面活性剂配伍后，用于洗衣粉生产是性能良好的乳化剂，有着抗氧化、净洗、柔软、助光亮、增稠等功效；椰油酸二乙醇酰胺属非离子型表面活性剂，浅黄色或琥珀色液体，易溶于水，用在本膨化洗衣粉中，可使产品具有润湿、净洗、抗静电等性能，是良好的泡沫稳定剂，有一定的柔软性能，不但能提高产品的泡沫稳定性，还可增强搓洗手感，增强对钙皂的稳定性，在纺织工业中用作羊毛清洗剂，能增强清洗效果，具有泡沫稳定、去污、洗净、污垢剥离、调理等功效；十二烷基苯磺酸(磺酸)，棕色粘稠液体，属阴离子型表面活性剂，具有去污、湿润、发泡、乳化、分散等性能。
本发明将非离子型表面活性剂AEO-9与阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸复配，利用它们的分子中至少含有一种对显著极性表面具有亲和性的基团和一个对水几乎没有亲和性的非极性基团易溶于水、湿润、发泡乳化、分散等性能，组成高泡型洗衣粉；利用无水碳酸钠和无水硫酸钠的混合配比产生稳定的PH值和氧化、脱色的功效，并利用非离子型表面活性剂AEO--9和椰油酸二乙醇酰胺的优先吸附，使表面张力显著降低，从而将污垢从载体上移去并溶入溶液中，使产品更具有去污性；利用速溶乳化轻质硅酸钠具有防腐性、表观小密度的特性，使洗衣粉在使用中即可保护洗涤器具，不因碱性而损伤，又可使洗衣粉达到理想的表现密度。
这些组分的组合以及组分的上述百分比范围，是通过大量试验确定的，上述组合及百分比范围使本发明洗衣粉形成的洗涤效果具有上述高泡性、去污强、溶解速度快、手感好等优良特点。
在上述洗衣粉组合物中，本发明最佳组合物的重量百分比为 无水碳酸钠27％、无水硫酸钠26％、十二烷基苯磺酸8％、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)3.5％、椰油酸二乙醇酰胺1.5％、硅酸钠34％。
制备本发明的洗衣粉的方法依次由下列步骤组成 (a)、常温下将无水碳酸钠、无水硫酸钠、十二烷基苯磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和椰油酸二乙醇酰胺按照上述重量百分比进行称重后，均匀混合为预混料； (b)、将预混料投入到每分钟500～900转的剪切设备中，剪切成≤100目的粉状产品，生成可供附聚成型的基础料； (c)、将基础料与速溶乳化轻质硅酸钠按照10.4～0.8的比例取料配比，配比后的原料放入旋转形附聚成型机的造粒系统进行造粒，旋转输出后的产品即为颗料状无磷膨化洗衣粉。
上述各步骤都是在常温和常压下进行的。
本发明颗粒状无磷膨化洗衣粉采用的这种旋转形附聚成型机的造粒系统，可生成具有优良的高泡性、速溶性、高去污、低成本的颗粒状无磷膨化洗衣粉。
由于本发明采用上述技术方案，产品具有以下优点 1、工艺合理简单，不采用高塔喷雾工艺，提高了工作的安全性； 2、产品配方中不含磷酸盐，生产过程中无毒、无害、无污染、无废水排放，体现了环保的功效； 3、该方法配方合理，将原材料的功效发挥到最佳状态，工艺操作简单，极大地降低了生产成本，推广应用价值大。
具体实施例方式 下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。
一、性能测试 本发明无磷膨化洗衣粉组合物是一种含非晶体和助剂的复合硅酸钠，具有很大的比表面积和活性，可与其它离子反应，尤其是与Ca2+、Mg2+碱土金属离子作用，生成极细的硅酸钙、硅酸钠沉淀，可起到软化水的功效，并且有很好的抗酸性(PH缓冲)和抗再沉淀性。它是一种可替代STPP的新的无磷助洗剂。
1、抗酸能力测定在整个洗涤过程中保持碱性，对去油污和酸性污渍很有利，这就要求助洗剂具有良好的抗酸性。测定方法称取2g本发明无磷膨化洗衣粉试样(称准至0.001g)于50ml蒸馏水的烧杯中，在磁力搅拌下，用0.5mol/l标准HCL液滴定其PH值从11下降到8，取所耗用的HCL量。
结果显示本发明无磷膨化洗衣粉具有良好的抗酸能力。
2、溶解性测定准确量取10ml蒸馏水于烧杯中，放在20°；C恒温水浴中，待蒸馏水温至20°；C时，精确称入(称准至0.1g)本发明无磷膨化洗衣粉试样，不断搅拌直至溶解，再加2g、3g，直至有沉淀为止。记录溶解量。
结果显示本发明无磷膨化洗衣粉的溶解性比4A沸石好，比无水偏硅差，同STPP相当。
3、本发明与常见表面活性剂及复合配后的去污力指数的测试将常用的LAS、AEO9、AES、TX-10T、和BS-12与本发明的配伍进行测试，(1)单独表面活性剂LAS、AEO9、AES、TX-10、BS-12和本发明均配成0.05％浓度；(2)本发明表面活性剂＝11配成混合物后，均配成0.1％浓度。按GB13171-91衣料用洗涤去污力的测试标准进行测试，见下表 结果显示本发明和AEO9、AES、TX-10的配伍性比LAS和BS-12要强。
4、本发明经湖南省日化产品质量监督检验结果如下见表1 结果显示本发明洗衣粉的表观密度和去污指数，无论在单一性，还是在综合性能上，都有明显的优势。
二、本发明的应用试验 1、与国内常用无磷助洗剂对照试验 国内外普遍采用的无磷助剂是4A沸石、无水偏硅、层状结晶二硅酸钠(SKS-6)。因此，我们将本发明与4A沸石、SKS-6、无水偏硅，以及STPP作对比试验。
以下洗衣粉配方统一采用相同用量(wt％) 按GB13174-91衣料用洗涤剂去污力测定标准进行去污力测定，其结果如下本发明(1.5)、SKS-6(1.02)、4A沸石(0.91)、STPP(1.09)、无水偏硅(1.03)。其中各符号的意义为，LAS(十二烷基苯磺酸钠)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、4A沸石又名分子筛、三聚磷酸钠(STPP)。
2、洗后白度及灰份测定 上述配方的各洗衣粉，按GB/T15815-1995衣料洗涤剂性能比较试验循环洗涤白棉布对照布法标准进行测定，本发明等20次洗涤后测试结果 结果显示 从上表可见本发明的洗衣粉经20次循环洗涤后，其保持白度和沉淀灰份与含磷标准样粉相当。
结论 从试验结果看，本发明作为一种助洗剂，许多性能优于4A沸石，与常用的表面活性剂配伍性好；可替代STPP制成洗涤性能良好的无磷粉，也可以与STPP复配生产低磷粉；本发明的化学组成主要是硅、氧和钠，不存在环境污染和“过肥化”问题；本发明是一种新的无磷助洗剂，产品白度高、流动性好、稳定性强、并具有适度的表观密度，本发明的应用测试结果表明，它完全满足了助洗剂所应具备的三大性能，并且在水溶性、晶体稳定性的物化性上都表现出了很好的性能，达到或超越了国内同类产品的技术水平；采用本发明方法生产洗衣粉，能得到洗涤性能优越的环保型产品，降低洗衣粉的生产成本，有利于市场竞争。
实施例1 常温下，如果要配制颗粒状无磷膨化洗衣粉2000g，按照540g无水碳酸钠、520g无水硫酸钠、160g十二烷基苯磺酸、70g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和30g椰油酸二乙醇酰胺分别进行原料称取，均匀混合后再将其预混料投入到700转/分钟的剪切设备粉碎成80目大小的原料，再将上述的础料与硅酸钠按照1∶0.6的比例配比792g，共同放入旋转形附聚成型机的造粒系统进行造粒，旋转输出后即得产品。
实施例2 常温下，按照300g无水碳酸钠、760g无水硫酸钠、360g十二烷基苯磺酸、160g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和100g椰油酸二乙醇酰胺分别进行称取原料，混合后投入到900转/分钟的剪切设备粉碎成过100目筛的原料、再将上述的原料与硅酸钠按照10.4的比例配比672g，共同放入旋转形附聚成型机的造粒系统进行造粒，旋转输出后即得产品。
实施例3 常温下按照800g无水碳酸钠、300g无水硫酸钠、40g十二烷基苯磺酸、20g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和50g椰油酸二乙醇酰胺分别称取原料，均匀混合后再将预混料投入到500转/分钟的剪切设备粉碎成100目大小的原料，再将上述的原料与硅酸钠按照10.8的比例配比968g，共同放入旋转形附聚成型机的造粒系统进行造粒，旋转输出后即得产品。
实施例4 常温下如果要配制颗粒状无磷膨化洗衣粉5000g，按照750g无水碳酸钠、850g无水硫酸钠、850g十二烷基苯磺酸、350g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和200g椰油酸二乙醇酰胺分别称取原料，均匀混合后再将预混料投入到500转/分钟的剪切设备粉碎成80目大小的原料，再将上述的原料与硅酸钠按照10.5的比例配比1500g，共同放入旋转形附聚成型机的造粒系统进行造粒，旋转输出后即得产品。
实施例5 常温下如果要配制颗粒状无磷膨化洗衣粉2000g，按照200g无水碳酸钠、460g无水硫酸钠、160g十二烷基苯磺酸、100g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和80g椰油酸二乙醇酰胺分别称取原料，均匀混合后再将预混料投入到800转/分钟的剪切设备粉碎成80目大小的原料，再将上述的原料与硅酸钠按照10.7的比例配比700g，共同放入旋转形附聚成型机的造粒系统进行造粒，旋转输出后即得产品。
权利要求
1、一种颗粒状无磷膨化洗衣粉，其特征在于按照重量百分比计算由下列组分制成
无水碳酸钠 15％～40％、无水硫酸钠 15％～38％、十二烷基苯磺酸 2％～18％、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9) 1％～8％、椰油酸二乙醇酰胺 1％～5％、硅酸钠 10％～60％。
2、根据权利要求1所述的颗粒状无磷膨化洗衣粉，其特征在于按照重量百分比计算由下列组分制成
无水碳酸钠 27％、无水硫酸钠 26％、十二烷基苯磺酸 8％、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9) 3.5％、椰油酸二乙醇酰胺 1.5％、硅酸钠 34％。
3、制备权利要求1所述洗衣粉组合物的方法，其特征在于该方法包括由下列步骤组成
(a)、常温下将无水碳酸钠、无水硫酸钠、十二烷基苯磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和椰油酸二乙醇酰胺按照重量百分比进行称重、混合为预混料；
(b)、将预混料投入到每分钟500～900转的剪切设备中，粉碎成≤100目的基础料；
(c)、将基础料与硅酸钠按照10.4～0.8的比例配比、放入旋转形附聚成型机的造粒系统造粒，输出即得产品。
全文摘要
本发明涉及一种颗粒状无磷膨化洗衣粉及其制备方法，该洗衣粉组合物通过将无水碳酸钠、无水硫酸钠、十二烷基苯磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和椰油酸二乙醇酰胺共同粉碎后，按照与硅酸钠1∶0.4～0.8比例配比，共同放入造粒系统制备而成的。该洗衣粉组合物不含磷酸盐，具有泡沫丰富、去污性强、溶解速度快、环保，由于本发明采用旋转形附聚成型机的造粒工艺，安全、低成本。
文档编号C11D1/83GK101531952SQ20091013106
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者李国钦, 沙 李, 磊 高 申请人:李国钦, 沙 李, 磊 高