专利名称：纳米复合高效表面活性剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于化工技术领域，更具体地涉及含有经过纳米复合技术处理的具有纳米尺寸的蒙脱土的高效表面活性剂组合物及其制备方法。适用于所有使用表面活性剂的行业，尤其适用于各种含磷或无磷日用洗涤用品或工业洗涤用品，具有高的去污比值。纳米复合高效表面活性剂在日用洗涤用品(如含磷洗衣粉或不含磷洗衣粉)和工业洗涤用品中可部分或全部取代传统表面活性剂生产洗涤用品。
目前，我国的家用洗衣粉年产量已达到300多万吨，但普遍技术含量少，技术附加值低，90％为含磷洗衣粉，对环境污染严重。合成洗涤用品都是由传统表面活性剂和各种助剂按照一定的比例配制而成(见李奠础《合成洗涤工业》中国轻工业出版社2001年1月)。目前，我国洗涤行业均采用传统的表面活性剂来生产洗涤产品，该产品中活性物含量高，但去污效果较差，因此，洗涤产品的成本高，而且浪费资源和能源，废水污染大，洗涤用水量大。所以，低成本、高去污力、无磷就成为洗涤剂发展不可动摇的方向。
本发明的主要意图是1、利用纳米技术，对天然矿物蒙脱土进行处理，制备得纳米尺寸的蒙脱土，具有高的比表面积、高的表面活性、高分散性，并具有一定的螯合钙镁离子的能力；
2、利用纳米粒子的高活性和高分散性，并与表面活性剂结合(物理吸附和化学吸附)，使表面活性剂达到最佳均匀分布，从而使洗涤液中界面张力下降、表面活性剂的CMC降低，继而提高洗涤用品去污比值；3、利用纳米粒子的高比表面积和高分散性，在洗涤过程中吸附污垢并稳定悬浮在洗涤废液中，从而避免了污物的二次沉积；4、利用纳米复合高效表面活性剂的高活性，全部或部分地取代目前日用洗涤用品和工业洗涤用品中传统表面活性剂，达到提高洗涤效率、降低洗涤用品中传统表面活性剂的含量、降低生产成本、降低洗涤废水污染的目的；5、利用纳米材料本身的特性，提高洗涤用品的温和性，达到对织物的柔性整理及深层次清洁；6、利用纳米粒子螯合钙镁离子的能力和纳米复合高效活性剂的高去污比值，制备无磷洗衣粉并替代沸石，从而避免了因沸石沉积而对环境造成的压力。
发明人发现，经过纳米技术复合制备的纳米复合高效表面活性剂，应用在含磷和不含磷的日用洗涤用品和工业洗涤用品中，其使用性能指标均有明显提高，如(1)可大大提高洗涤用品的去污效果；(2)提高洗涤用品的温和性和被洗涤织物的柔性；(3)降低洗涤用品中活性物的含量，从而降低洗涤废水的污染程度；(4)能明显减少洗涤用水量；
(5)可降低表面活性剂的临界胶束浓度和表面张力。
本发明的日用洗涤用品和工业洗涤用品采用传统的日用洗涤用品配方和工业洗涤用品配方，仅用纳米复合高效表面活性剂全部或部分取代原配方中的传统活性剂。
本发明的生产技术具有工艺简单、操作性强、易于进行工业化规模等优点。
以下结合实施例来说明本发明。应该注意的是这些实施例仅是本发明的部分实施方案，不是限制本发明的使用范围实施例1取天然蒙脱土，加入5倍重量的水，0.2倍重量的31％的盐酸，搅拌酸化30分钟，然后反复清洗至PH值接近于5，剪切搅拌，滤去杂质，得到纳米蒙脱土，按表1中所列的比例加入活性剂，在70--80℃下搅拌1小时，制得纳米复合高效表面活性剂，再加入其它各组分，在70-80℃下搅拌均匀，然后烘干干燥制成洗衣粉。
实施例2取天然蒙脱土，加入10倍重量的水，0.2倍重量的31％的盐酸，搅拌酸化30分钟，然后反复清洗至PH值接近于5，调PH值6-8，滤去杂质，加入少量活性剂后浓缩，得到固含量30％左右的膏状物，按表1中所列的比例加入活性剂，在20-30℃下搅拌2小时，制得纳米复合高效表面活性剂，再加入其它各组分，在50-60℃下搅拌均匀，然后烘干干燥制成洗衣粉。
实施例3
取天然蒙脱土，加入5倍重量的水，0.1倍重量的碳酸钠，钠化24小时，然后经高速剪切搅拌，除去杂质，得到固含量30％左右的膏状物，按表1中所列的比例加入活性剂，在100℃下搅拌10分钟，制得纳米复合高效表面活性剂，再加入其它各组分，在40-50℃下搅拌均匀，然后烘干干燥制成洗衣粉。表1采用纳米复合高效表面活性剂生产洗衣粉配方实例
注①实施例1、3的I中阴离子表面活性剂为直链十二烷基苯磺酸；II中阴离子表面活性剂为直链十二烷基苯磺酸与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，比例3∶1。
②实施例2的I中阴离子表面活性剂为直链十二烷基苯磺酸钠；II中阴离子表面活性剂为直链十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，比例3∶1。
表2采用纳米复合高效表面活性剂生产洗衣粉性能指标检测值
结论1、利用纳米新材料，改造传统产业；2、改变传统配方结构；3、全部或部分取代传统表面活性剂；4、大大提高去污力；5、大大降低成本；6、大大提高白度；7、特别适用无磷洗衣粉，节约资源、降低能耗、减少污染、节约洗涤用水；8、工艺改造简单、易于工业化生产；9、机理、工艺、制备技术成熟、稳定。
权利要求
1.一种纳米复合高效表面活性剂，其特征在于它包含有纳米尺寸的蒙脱土。组分和含量比值如下(重量比)纳米蒙脱土 1-50阴离子表面活性剂 1-50非离子表面活性剂 0-15去离子水 不定量
2.根据权利要求1所述的纳米复合高效表面活性剂，其特征在于纳米蒙脱土达到一维、二维、三维的纳米尺寸。
3.根据权利要求1所述的纳米复合高效表面活性剂，其特征在于所述的纳米蒙脱土是经过酸化、水洗，或由天然蒙脱土经离子交换，再经物理剪切或球磨处理得到的纳米尺寸物质，和再经表面活性剂处理得到的含水膏状物或烘干得到的干粉。
4.根据权利要求1所述的纳米复合高效表面活性剂，其特征在于所述的蒙脱土为钠基或钙基蒙脱土和天然漂白土。
5.如权利要求3所述的酸化过程，可使用盐酸、硝酸、硫酸等质子酸。
6.如权利要求3所述的离子交换过程，可使用碳酸钠或碳酸氢钠或其它钠盐。
7.根据权利要求1所述的纳米复合高效表面活性剂及其制备方法，其特征在于按下述步骤进行(1)对天然蒙脱土进行酸化处理。加酸量50-1000meq/100g土，酸化温度0-120℃。酸化时间0.1-24小时；(2)对上述酸化后的蒙脱土反复清洗至PH值接近于4-6，或用碱调至PH值4-9，经物理剪切或球磨得到纳米尺寸蒙脱土，或再经浓缩并加入一定量的表面活性剂得到膏状胶体或烘干得干粉，得到纳米蒙脱土；或对天然蒙脱土进行离子交换处理，并伴以物理剪切或球磨处理，得到稳定的纳米蒙脱土；(3)将纳米蒙脱土与表面活性剂充分混合，进一步在0-120℃下复合得到纳米复合高效表面活性剂。
全文摘要
本发明属于化工技术领域。主要内容是利用纳米复合技术制备具有纳米尺寸蒙脱土的纳米复合高效表面活性剂。适用于所有使用表面活性剂的行业，尤其适用于各种含磷或无磷日用洗涤用品或工业洗涤用品，具有高的去污比值。纳米复合高效表面活性剂在日用洗涤用品(如含磷洗衣粉或不含磷洗衣粉)和工业洗涤用品中可部分或全部取代传统表面活性剂生产洗涤用品。
文档编号B01F17/54GK1467019SQ0212369
公开日2004年1月14日 申请日期2002年7月9日 优先权日2002年7月9日
发明者李伟, 菅文广, 毛树红, 毕汝洲, 李 伟 申请人:李伟, 菅文广, 毛树红, 毕汝洲, 李 伟