专利名称：纸用柔软剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种通过表面喷涂方法添加到生活用纸中以提高薄页纸柔软度的添加剂。具体是一种含Gemini型表面活性剂的纸用柔软剂及其制备方法。
背景技术：
目前生活用纸纸用柔软剂的品种主要有三类一是聚合物型，主要有聚硅氧烷系列(有机硅)、水性聚氨脂等。目前发展较快的为有机硅类，例如甲基氢化聚硅氧烷、阳离子变性硅树脂乳胶和环氧改性的有机硅等。二是润滑型，是一种加入到纸页中可以减少纤维的摩擦阻力，提高纸页的平滑度，使纸页具有平滑或真丝般手感，从而达到提高表面柔软度的目的。该类助剂主要有天然油脂(动植物油脂)，矿物油脂、乳化石蜡和蜂蜡等。三是表面活性剂型，包含有阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型的柔软剂。其中脂肪族阳离子表面活性剂是卫生纸制品柔软剂中用量最大的一类，目前使用的主要有烷基季铵盐、咪唑啉季铵盐、酯基季铵盐等。由于阳电荷可与带负电荷的纤维结合，吸附在纤维表面，形成疏水基向外整齐排列着一层膜，使纤维之间的摩擦发生在相互滑动的疏水基之间。由于疏水基亲油性，使摩擦系数大大降低，当人体接触纤维时，纤维与人体之间的摩擦阻力下降，从而获得较好的手感，又由于该类表面活性剂能干扰发生在纸张纤维之间的氢键缔合来软化纸页。从而使纸页变的蓬松丰满，产生柔软手感。
Gemini(吉米奇)型表面活性剂，也叫孪连或双子表面活性剂，是一类新型的表面活性剂。二十世纪九十年代，人们对于Gemini表面活性剂的研究真正揭开了序幕，近几年世界各国对它的研究兴趣异常高涨，正逐渐成为国际胶体科学、相关领域和工业应用研究的热点。目前有关对Gemini的研究多以分子结构和合成为主，而在性质和应用方面虽有所涉及但较为粗略。Gemini表面活性剂分子中含有两个亲水基团和两个疏水基团，与传统单亲水基团、单疏水基团相比，具有许多独特的优势。如较高的表面活性，很低的krafft点，良好的Ca皂分散力、润湿能力、增溶能力、抗菌能力等。正由于它具有上述诸多不可替代的作用，有望在提高卫生纸制品的品质方面发挥重要作用。普通的柔软剂组合物由于组分众多，各成分之间相互影响较为显著，不是抵消部分组分的功能，就是使某些组分没有发挥作用。结果最终产品的组合物往往是单一效果突出，其他性能没有呈现，当然也有的是面面俱到，而最后整体的功能并不理想。
阳离子型Gemini表面活性剂是普通表面活性剂的二聚体，双倍的极性基团赋予它更强的电荷吸附能力，在氢键解离能力方面比单极性基团的表面活性剂更具有优势。双疏水链较单疏水链型有更好的油性和柔软性，能更加有效的降低纤维之间的摩擦阻力以及纤维与人体皮肤的摩擦阻力。高表面活性能使螺旋状的纤维表面张力降的更低，使其表面更能得到扩张，使纸制品变的更为蓬松，同时由于表面活性高，所以在吸湿性和吸附性方面就比较突出，吸湿性好赋予它良好的再润湿性，能有效并及时的清除液体污物；吸附性好，说明它从人体皮肤表层或其他表面带走污物的效果将更为成功，达到清洁的目的。由于Gemini表面活性剂本身是表面活性剂，可以稳定的与油性或水性助剂相容，不会发生分层或析出的现象，同时由于有很低的krafft点，良好的Ca皂分散力，增溶能力等，故可以替代柔软剂组合物中乳化剂的使用，此外由于其抑菌效果显著，可以长效的保持纸制品的卫生，避免微生物的孳生，所以添加阳离子型Gemini表面活性剂可谓一剂多用，一剂多效。目前尚未发现将阳离子型Gemini表面活性剂用于纸用柔软剂中。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，进一步提高纸用柔软剂的柔软效果和综合效应(包括润湿、抗菌等)。
本发明需要解决的另一技术问题是提供一种柔软效果好的柔软剂组合的制备方法。
本发明的纸用柔软剂，其特征在于由下列组分按重量比组成，咪唑啉5～40％，优选为10～40％；聚乙二醇1～10％，优选为1～8％；脂肪酸酰胺1～10％，优选为2～9％；Gemini型表面活性剂0.5～10％，优选为0.5～8％；矿物油为其余量； 所述的Gemini型表面活性剂为下列三式阳离子型双子基表面活性剂中的一种或多种
式中R＝C12～C18烷基，X-＝Cl-，Br-；
式中R＝C12～C18烷基，X-＝Cl-，Br-；
式中X-＝Cl-，Br-； 所述的矿物油是运动粘度为6.1～74.8mm2/s的工业白油，优选为15#工业白油。
所述的咪唑啉可以是羧化硬脂基咪唑啉、1-羟基乙基-2-油基咪唑啉、1-硬脂基酰胺乙基-2-硬脂基咪唑啉、1-硬脂基酯基乙基-2-硬脂基咪唑啉、甲基-1-羟基乙基-2-硬脂基咪唑啉硫酸甲酯铵中的一种或几种，优选为1-羟基乙基-2-油基咪唑啉。
所述的聚乙二醇为聚乙二醇PEG300、聚乙二醇PEG400、聚乙二醇PEG500、聚乙二醇PEG600、聚乙二醇PEG700、PEG800，优选聚乙二醇PEG400。
所述的脂肪酸酰胺可以是油酸酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺中的一种，优选为油酸酰胺。
本发明柔软剂组合物为阳离子型。柔软剂比较理想的配比是1-羟基乙基-2-油基咪唑啉为5～40％，聚乙二醇PEG400为1～10％，油酸酰胺占柔软剂组合物总量的1～10％；I式的阳离子型双子基表面活性剂为0～2.5％，II式的阳离子型双子基表面活性剂为0～2.5％，III式的阳离子型双子基表面活性剂为0.5～5％，15#工业白油为其余量。
上述柔软剂优选的配比是，1-羟基乙基-2-油基咪唑啉为10～40％，聚乙二醇PEG400为1～8％，油酸酰胺为1～8％；I式的阳离子型双子基表面活性剂为0～2％，II式的阳离子型双子基表面活性剂为0～2％，III式的阳离子型双子基表面活性剂为0.5～4％，15#工业白油为为其余量。柔软剂为阳离子型。
本发明纸用柔软剂的制备方法，其特征在于按所需的重量比例，先在反应器皿中加入矿物油，脂肪酸酰胺与Gemini表面活性剂，加热至60～90℃，中速搅拌20～60分钟，然后降温至30～50℃，加入咪唑啉，温度稳定在30～50℃，快速搅20～60分钟，最后加入聚乙二醇，继续搅拌20～40分钟后，产物变为淡黄色透明液体，停止加热，冷却至常温即得纸用柔软剂。
本发明的纸用柔软剂，具有柔软效果更佳，综合效应(包括润湿、抗菌等)更好等优点。
具体实施例方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1 在250ml三颈玻璃反应器上装有加料滴液漏斗、温度计、水冷凝器和搅拌器。反应器置于恒温水浴中，将阳离子型双子基表面活性剂[I]0.75g(0.5％)、阳离子型双子基表面活性剂[III]3.75g(2.5％)、15#白油60g(40％)、油酸酰胺10.5g(7％)加入反应器中，水浴加热至75～80℃，中速搅拌30分钟后降温至50℃左右；加入1-羟基乙基-2-油基咪唑啉60g(40％)，加快搅拌速度，温度稳定在50℃；30分钟后加入，加入PEG40015g(10％)，继续搅拌25分钟后得到淡黄色透明液体，停止加热，冷却至室温，即得所述纸用柔软剂。
制备实施例2～10各原料及重量比见表1。
表1
本发明采用阳离子型双子基表面活性剂制备的柔软剂组合物，由于阳离子型双子基表面活性剂优良的增溶、乳化润湿、抗菌能力，使柔软剂具有更佳的应用效果。
比较例1在250ml三颈玻璃反应器上装有加料滴液漏斗、温度计、水冷凝器和搅拌器。反应器置于恒温水浴中，将15#白油60g(40％)、油酸酰胺10.5g(7％)加入反应器中，水浴加热至75～80℃，中速搅拌30分钟后降温至50℃左右；加入1-羟基乙基-2-油基咪唑啉64.5g(43％)，加快搅拌速度，温度稳定在50℃；30分钟后加入，加入PEG40015g(10％)，继续搅拌25分钟后得到淡黄色透明液体，停止加热，冷却至室温，即得所述纸用柔软剂。
应用实验 将上述柔软剂加清水稀释成10％的溶液，装入手动喷雾器，将柔软剂稀释液均匀喷涂在基纸上，喷涂量为0.1％(绝干对绝干)，将喷涂好的纸页放在室内平衡水分24小时，然后测定纸页的柔软度、抗张强度、横向吸水性。
表2
注1试验用基纸为某纸厂用商品木浆生产的未加柔软剂的餐巾纸。
注2纸样测试结果中的抗张强度为纵横向平均值，柔软度为双层纵横向平均值。
从上述应用试验的结果可知含阳离子型双子基表面活性剂的纸用柔软剂具有更好的柔软效果，更强的润湿等综合性能。
权利要求
1.一种纸用柔软剂，其特征在于由下列组分按重量比组成，咪唑啉5～40％，聚乙二醇1～10％，脂肪酸酰胺1～10％，Gemini型表面活性剂0.5～10％，矿物油为其余量；
所述的Gemini型表面活性剂为下列三式阳离子型双子基表面活性剂中的一种或多种
式中R＝C12～C18烷基，X-＝Cl-，Br-；
式中R＝C12～C18烷基，X-＝Cl-，Br-；
式中X-＝Cl-，Br-；
所述的矿物油为运动粘度为6.1～74.8mm2/s的工业白油；
所述的聚乙二醇为聚乙二醇PEG300、聚乙二醇PEG400、聚乙二醇PEG500、聚乙二醇PEG600、聚乙二醇PEG700、聚乙二醇PEG800中的一种。
所述的咪唑啉为羧化硬脂基咪唑啉、1-羟基乙基-2-油基咪唑啉、1-硬脂基酰胺乙基-2-硬脂基咪唑啉、1-硬脂基酯基乙基-2-硬脂基咪唑啉、甲基-1-羟基乙基-2-硬脂基咪唑啉硫酸甲酯铵中的一种或几种；
所述的酯肪酰胺为油酸酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺中的一种。
2.根据权利要求1所述的柔软剂组合物，其特征在于咪唑啉10～40％，聚乙二醇1～8％，脂肪酸酰胺2～9％，Gemini型表面活性剂0.5～8％，矿物油为其余量。
3.根据权利要求1或2所述的柔软剂组合物，其特征在于1-羟基乙基-2-油基咪唑啉为5～40％，聚乙二醇PEG400为1～10％，油酸酰胺占柔软剂组合物总量的1～10％；I式的阳离子型双子基表面活性剂为0～2.5％，II式的阳离子型双子基表面活性剂为0～2.5％，III式的阳离子型双子基表面活性剂为0.5～5％，15#工业白油为其余量。
4.根据权利要求3所述的柔软剂组合物，其特征在于1-羟基乙基-2-油基咪唑啉为10～40％，聚乙二醇PEG400为1～8％，油酸酰胺为1～8％；I式的阳离子型双子基表面活性剂为0～2％，II式的阳离子型双子基表面活性剂为0～2％，III式的阳离子型双子基表面活性剂为0.5～4％，15#工业白油为为其余量。
5.根据权利要求1或2所述的纸用柔软剂的制备方法，其特征在于按所需的重量比例，先在反应器皿中加入矿物油，脂肪酸酰胺与Gemini表面活性剂，加热至60～90℃，中速搅拌20～60分钟，然后降温至30～50℃，加入咪唑啉，温度稳定在30～50℃，快速搅20～60分钟，最后加入聚乙二醇，继续搅拌20～40分钟后，产物变为淡黄色透明液体，停止加热，冷却至常温即得纸用柔软剂。
全文摘要
本发明涉及一种纸用柔软剂及其制备方法。它需要解决的技术问题是，进一步提高纸用柔软剂的柔软效果和综合效应(包括润湿、抗菌等)。本发明的纸用柔软剂，其特征在于由下列组分按重量比组成，咪唑啉5～40％，聚乙二醇1～10％，脂肪酸酰胺1～10％，Gemini型表面活性剂0.5～10％，矿物油为其余量；所述的Gemini型表面活性剂为三个式子阳离子型双子基表面活性剂中的一种或多种。
文档编号D21H21/14GK101191310SQ200710068739
公开日2008年6月4日 申请日期2007年5月24日 优先权日2007年5月24日
发明者贺贤璋, 邬德林 申请人:杭州市化工研究院有限公司