CN103320235A - 一种含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子及其制备方法，所述粒子通过将包裹料和20～75重量份膏体脂肪酸甲酯磺酸钠混合进行湿法造粒，再经干燥、分筛得到；所述包裹料为包括1～40重量份的沸石、1～40重量份的硅酸盐、1～30重量份的变性淀粉和0～30重量份的膨润土的组合物。本申请中的含脂肪酸甲酯磺酸钠粒子，其中脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量可高达65％，其可作为洗衣粉后配原料使用亦可直接作为洗涤剂使用，有效地解决了脂肪酸甲酯磺酸钠使用时稳定性差、易分解、易结块和低温溶解性差等问题。

Description

一种含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子及其制备方法

技术领域

本申请涉及日化领域，更具体的说，本申请涉及一种含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子及其制备方法。

背景技术

近年来随着国家节能减排、发展绿色经济要求的提出，以及人们对环境保护意识的日益提高，含有绿色环保原料的洗涤剂越来越受到消费者和社会的青睐。脂肪酸甲脂磺酸钠，是采用天然可再生资源椰子油和棕榈油等油脂，经酯交换、磺化和中和等工序后得到的一种性能优异的绿色表面活性剂，具有来源广泛、天然可再生、安全无毒、抗硬水能力强、在冷温水中具有优良去污性和洗涤废水易被生物降解等优点。因此，脂肪酸甲脂磺酸钠成为国内外洗涤剂研究领域中的热点。

但目前脂肪酸甲脂磺酸钠在国内洗衣粉中的应用较少，其原因在于：(1)市售脂肪酸甲脂磺酸钠大多为片状或粉状产品，虽然产品中脂肪酸甲脂磺酸钠含量较高(最高可达90％)，但其应用过程中易受潮结块，在洗衣粉后配工序中难以确保加料稳定性，即使在后配工序中加入脂肪酸甲脂磺酸钠，其在洗衣粉中的稳定性也很难得到保证；(2)脂肪酸甲脂磺酸钠在碱性条件下易发生水解，通过传统洗衣粉生产工艺进行喷雾干燥得到的产品，其含有的脂肪酸甲脂磺酸钠在短时间内水解，导致产品洗涤性能严重降低；(3)工业生产的脂肪酸甲脂磺酸钠产品存在甲酯转化率不高，产品色泽较深，以及一些其它副产物影响洗衣粉整体性能；(4)脂肪酸甲脂磺酸钠的Krafft点较高，低温溶解性较差，只能作为辅助表面活性剂少量加入，使其综合性能得不到充分发挥。

针对以上问题，脂肪酸甲脂磺酸钠造粒技术引起了业界的广泛关注和研究：

中国专利申请CN200910263929.2公开了一种用于洗衣粉生产的含MES的组合物，该组合物以重量百分含量为30％～70％的液体MES为活性物质成分，以4A沸石、纯碱、层状硅酸钠、元明粉、珍珠岩、膨润土为包裹料，经摇摆式造粒机中造粒成型后，用于洗衣粉后配料工艺中。但是，该项申请中总活性物质MES含量较低。而且所述包裹料中含有纯碱等碱性较强的包裹料，造成MES在碱性条件下的易分解，稳定性差，不利用长期储存和实用。

中国专利申请CN201110197216.8公开了一种颗粒状含MES组合物，该组合物以固体85％MES为活性物质成分，以4A沸石、元明粉、羧甲基淀粉钠、膨润土为包裹料，通过挤出造粒工艺制得MES组合物。但是，该项发明中所用85％MES为固体状，在仓库存储过程中或运输过程中易结块，并难以进行破碎处理，从而严重影响到MES使用。另外，固体MES处理时容易产生刺激性粉尘，在车间大量使用会对工人健康造成危害。此外，该组合物由挤出造粒制得，致密度较高，溶解性较差，特别是低温溶解性能更差。

为了更好地应用脂肪酸甲脂磺酸钠原料，解决现有技术中所存在的欠缺之处，特提出本申请。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种含脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)的粒子。

本申请提供了一种含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子，所述粒子通过将包裹料和20～75重量份膏体脂肪酸甲酯磺酸钠混合进行湿法造粒，再经干燥、分筛得到；所述包裹料为包括1～40重量份的沸石、1～40重量份的硅酸盐、1～30重量份的变性淀粉和0～30重量份的膨润土的组合物；所述含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子中脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量为25％～65％，水的质量百分比含量为小于7％。

在一个实施方案中，所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠中，活性物质脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量为70～90％，水的质量百分比含量为10～30％；所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠在进行混合前始终保持在温度40～60℃。

在一个实施方案中，所述包裹料为包括10～30重量份的沸石、10～30重量份的硅酸盐、5～20重量份的变性淀粉和0～30重量份的膨润土的组合物；所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠为30～75重量份。

在一个实施方案中，所述沸石是指具有Si-O-Al四面体单元形成三维分子结构、且具有孔洞的铝硅酸盐；优选天然沸石或4A沸石的一种或两种；更优选甘茨白度≥95％，表观密度0.3～0.5g/cm³，平均粒径为0.5～2.5微米的沸石。

在一个实施方案中，所述硅酸盐为中性硅酸盐；优选所述硅酸盐为硅藻土、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅或白炭黑的一种或几种混合物；更优选孔体积为0.2～2.5ml/g，平均粒度在0.1～100微米的中性硅酸盐。

在一个实施方案中，所述变性淀粉为氧化淀粉、酸解淀粉、交联淀粉、阳离子淀粉或羧甲基淀粉的一种或几种混合物，优选pH值为6～8，粘度100～500mPa.s的交联淀粉或羧甲基淀粉的一种或几种混合物。

在一个实施方案中，所述的分筛包括将粒子经18～80目筛网过筛；所述干燥在流化床中进行，干燥温度为60～120℃，干燥时间15～40min。

在一个实施方案中，将所述包裹料与所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠混合造粒时，可将包裹料分两部分加入，第一部分包裹料在加入膏体脂肪酸甲酯磺酸钠前加入，第二部分包裹料在加入膏体脂肪酸甲酯磺酸钠后加入；优选第一部分包裹料与第二部分包裹料的重量比为9∶1～7∶3。

在一个实施方案中，所述混合在高速混合机中进行，所述高速混合机的搅拌转速50～300rpm，开动搅拌5～10min将包裹料混合均匀，再加入膏体脂肪酸甲酯磺酸钠。

本申请的另一目的在于提供一种含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子的制备方法。

本申请的一种含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子的制备方法，包括：

(1)在高速混合机中，将所述包裹料与所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠混合进行湿法造粒；优选地，所述包裹料分两部分加入，首先加入第一部分包裹料，搅拌转速50～300rpm，开动搅拌5～10min，使所述包裹料混合均匀，再加入所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠，进行湿法造粒；接着再加入第二部分包裹料继续混合1～5min进行湿法造粒；优选所述第一部分包裹料与所述第二部分包裹料的重量比为9∶1～7∶3；

(2)将制得的粒子在流化床下进行干燥，干燥温度60～120℃、干燥时间15～40min，并将粒子经18～80目筛网过筛，得到所述粒子。

通常，脂肪酸甲酯磺酸钠产品的生产过程温度在40～60℃，在此温度下得到的脂肪酸甲酯磺酸钠成品为粘稠的膏状物，并且活性物质脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量在30％以上的产品冷却至30℃以下即硬化，因此采用现有生产技术所得的脂肪酸甲酯磺酸钠产品其常温下的物理状态大多为坚硬的固体块状或片状物。而固体的脂肪酸甲酯磺酸钠产品受热升温至40℃以上即开始软化、变粘，这一特性使得脂肪酸甲酯磺酸钠产品的粉碎及再加工成为困难，这正是脂肪酸甲酯磺酸钠产品到目前为止未被大量使用的关键所在。

而本申请直接将40～60℃的膏体脂肪酸甲酯磺酸钠作为原料，在高速混合机中与包裹料进行混合，再经过湿法造粒，特别是通过对湿法造粒工艺条件的控制，如通过调节搅拌转速，使得更多的脂肪酸甲酯磺酸钠得到充分的分散和包裹，从而提高了脂肪酸甲酯磺酸钠的包裹量。本申请的含脂肪酸甲酯磺酸钠粒子，在制备过程中，将包裹料分两部分加入，第一部分在膏体脂肪酸甲酯磺酸钠前加入，用于吸附、分散膏体脂肪酸甲酯磺酸钠，第二部分在膏体脂肪酸甲酯磺酸钠后加入，用于包裹已经成型的脂肪酸甲酯磺酸钠粒子，形成包裹壳，达到阻隔粒子中脂肪酸甲酯磺酸钠与外界环境的接触以增强稳定性，同时可增强粒子的流动性。采用湿法造粒，使膏状脂肪酸甲酯磺酸钠与包裹料混合均匀，且混合效率高，还具有使粒子成粒均匀，紧密度适中，溶解性好的特点。本申请中的含脂肪酸甲酯磺酸钠粒子，其中脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量可高达65％，其可作为洗衣粉后配原料使用亦可直接作为洗涤剂使用，并且在使用时能够有效地减少脂肪酸甲酯磺酸钠与碱接触，提高了脂肪酸甲酯磺酸钠稳定性，解决了脂肪酸甲酯磺酸钠在使用时稳定性差、易分解和易结块等问题。本申请中的含脂肪酸甲酯磺酸钠粒子，其中脂肪酸甲酯磺酸钠原料已经充分有效地分散到包裹料中而改变了纯原料结晶状态，同时控制脂肪酸甲酯磺酸钠活性粒子的颗粒度，有效提高了脂肪酸甲酯磺酸钠的低温溶解性以及抗压性。

具体实施方式

下面将以实施例的方式对本申请作进一步的详细描述，以使本领域技术人员能够实践本申请。应当理解，可以采用其他实施方式，并且可以做出适当的改变而不偏离本申请的精神或范围。为了避免对于使本领域技术人员能够实践本申请来说不必要的细节，说明书可能省略了对于本领域技术人员来说已知的某些信息。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，且本申请的范围仅由所附权利要求界定。

实施例1

将40kg硅藻土、15kg沉淀二氧化硅、3kg4A沸石(甘茨白度96％，表观密度0.3g/cm³)、25kg交联淀粉加至搅拌转速为150rpm的高速混合机中搅拌8min，混合均匀后，将375kg膏状脂肪酸甲酯磺酸钠(脂肪酸甲酯磺酸钠质量百分比含量为70％，水分质量百分比含量为30％)加入其中，进行湿法造粒，再加入12.5kg4A沸石继续混合3min进行湿法造粒。在120℃流化床中对经过两步湿法造粒所得的最终颗粒进行干燥15min，最后经18～80目筛网分筛，得到含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子。

将上述得到的含脂肪酸甲酯磺酸钠粒子进行检验，结果如表1、表2所示，其活性物质脂肪酸甲酯磺酸钠含量为65.00％，水分含量5.00％，未溶物较低、颗粒度分布均匀。因此，通过上述方法所得高活性脂肪酸甲酯磺酸钠粒子中活性物质含量较高、水分低、稳定性好、溶解性较好。

实施例2

将40kg气相二氧化硅、74kg天然沸石、20kg羧甲基淀粉、15kg膨润土加至搅拌转速为100rpm的高速混合机中搅拌7min，混合均匀后，将325kg膏状脂肪酸甲酯磺酸钠(脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量70％，水分的质量百分比含量为30％)加入其中，进行湿法造粒。再加入26kg4A沸石继续混合3min进行湿法造粒。在90℃流化床中对经过两步湿法造粒所得的最终颗粒进行干燥30min，最后经18～80目筛网分筛，得到含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子。

将上述得到的粒子进行检验，结果如表1、表2所示，其活性物质含量为55.00％，水分含量3.40％，未溶物较低、颗粒度分布均匀。因此，通过上述方法所得高活性粒子中活性物质含量较高、水分低、稳定性好、溶解性较好。

实施例3

将25kg白炭黑、55kg4A沸石(甘茨白度96％，表观密度0.3g/cm³)、10kg氧化淀粉、90kg膨润土加至搅拌转速为100rpm的高速混合机中搅拌7min，混合均匀后，将275kg膏状脂肪酸甲酯磺酸钠(脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量70％，水分的质量百分比含量为30％)加入其中，进行湿法造粒，再加入45kg4A沸石继续混合3min进行湿法造粒。在100℃流化床中经过两步湿法造粒所得的最终颗粒进行干燥30min，最后经18～80目筛网分筛，得到含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子。

将上述得到的粒子进行检验，结果如表1、表2所示，其活性物质含量为45.02％，水分含量2.80％，未溶物较低、颗粒度分布均匀。因此，通过上述方法所得高活性粒子中活性物质含量较高、水分低、稳定性好、溶解性较好。

实施例4

将15kg沉淀二氧化硅、20kg4A沸石(甘茨白度96％，表观密度0.3g/cm³)、75kg阳离子淀粉、50kg氧化淀粉、50kg羧甲基淀粉加至搅拌转速为70rpm的高速混合机中搅拌6min，混合均匀后，将220kg膏状脂肪酸甲酯磺酸钠(脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量70％，水分的质量百分比含量为30％)加入其中，进行湿法造粒。再加入70kg4A沸石继续混合2min进行湿法造粒。在90℃流化床中经过两步湿法造粒所得的最终颗粒进行干燥30min，最后经18～80目筛网分筛，得到含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子。

将上述得到的粒子进行检验，结果如表1、表2所示，其活性物质含量为35.00％，水分含量5.50％，未溶物较低、颗粒度分布均匀。因此，通过上述方法所得高活性粒子中活性物质含量较高、水分低、稳定性好、溶解性较好。

实施例5

将10kg白炭黑、60kg天然沸石(甘茨白度95％，表观密度0.5g/cm³)、40kg4A沸石、60kg酸解淀粉、35kg膨润土加至搅拌转速200rpm的高速混合机中搅拌5min，混合均匀后，将165kg膏状脂肪酸甲酯磺酸钠(脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量70％，水分的质量百分比含量为30％)加入其中，进行湿法造粒，再加入100kg膨润土沸石继续混合1min进行湿法造粒；在100℃流化床中对经过两步湿法造粒所得的最终颗粒进行干燥40min，最后经18～80目筛网分筛，得到含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子。

将上述得到的粒子进行检验，结果如表1、表2所示，其活性物质含量为25.04％，水分含量3.80％，未溶物较低、颗粒度分布均匀。因此，通过上述方法所得高活性粒子中活性物质含量较高、水分低、稳定性好、溶解性较好。

相比市售粉末脂肪酸甲酯磺酸钠，以上实施例样品溶解性好，得率高。

此外，以上实施例样品填充到储存容器中时，样品底部会受到压力，这里所指的压力[Pa]＝往容器中填充的质量[Kg]×重力加速度g[m/s²]/容器底面积[m²]。将实施例所得的样品在45℃、20000Pa的压力下放置30天，样品均无结块，流动性较好，而市售粉末脂肪酸甲酯磺酸钠则结块较为严重。

本申请中作为对照的市售粉末脂肪酸甲酯磺酸钠中，其脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量75％左右，该市售粉末脂肪酸甲酯磺酸钠通过将膏体脂肪酸甲酯磺酸钠直接进行干燥，后经破碎得到。

表1本申请实施例中粒子的成分与市售粉末脂肪酸甲酯磺酸钠的成分对照

表2脂肪酸甲酯磺酸钠粒子稳定性测试

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						MES含量(45℃/30天)	64.88％	54.98％	45.02％	35.00％	25.02％
MES含量(45℃/60天)	64.86％	54.98％	45.00％	35.00％	25.00％
						MES含量(45℃/半年)	64.82％	54.95％	45.00％	34.97％	25.00％
MES含量(45℃/一年)	64.82％	54.95％	45.00％	34.97％	25.00％

从以上各组测试数据可以看出，本申请中的含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子，其活性物含量高，得率高，颗粒度分布均匀，未溶物较低，低温溶解性好，活性物MES含量稳定，不易分解。

综上所述，以上仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围，因此，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子，其特征在于，所述粒子通过将包裹料和20～75重量份膏体脂肪酸甲酯磺酸钠混合进行湿法造粒，再经干燥、分筛得到；所述包裹料为包括1～40重量份的沸石、1～40重量份的硅酸盐、1～30重量份的变性淀粉和0～30重量份的膨润土的组合物；所述含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子中脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量为25％～65％，水的质量百分比含量为小于7％。

2.如权利要求1所述的粒子，其中所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠中，活性物质脂肪酸甲酯磺酸钠的质量百分比含量为70～90％，水的质量百分比含量为10～30％；所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠在进行混合前始终保持在温度40～60℃。

3.如权利要求1所述的粒子，其中所述包裹料为包括10～30重量份的沸石、10～30重量份的硅酸盐、5～20重量份的变性淀粉和0～30重量份的膨润土的组合物；所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠为30～75重量份。

4.如权利要求1或3所述的粒子，其中所述沸石是指具有Si-O-A1四面体单元形成三维分子结构、且具有孔洞的铝硅酸盐；优选天然沸石或4A沸石的一种或两种；更优选甘茨白度≥95％，表观密度0.3～0.5g/cm³，平均粒径为0.5～2.5微米的沸石。

5.如权利要求1或3所述的粒子，其中所述硅酸盐为中性硅酸盐；优选所述硅酸盐为硅藻土、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅或白炭黑的一种或几种混合物；更优选孔体积为0.2～2.5ml/g，平均粒度在0.1～100微米的中性硅酸盐。

6.如权利要求1或3所述的粒子，其中所述变性淀粉为氧化淀粉、酸解淀粉、交联淀粉、阳离子淀粉或羧甲基淀粉的一种或几种混合物，优选pH值为6～8，粘度100～500mPa.s的交联淀粉或羧甲基淀粉的一种或几种混合物。

7.如权利要求1所述的粒子，其中所述的分筛包括将粒子经18～80目筛网过筛；所述干燥在流化床中进行，干燥温度为60～120℃，干燥时间15～40min。

8.如权利要求1所述的粒子，其中将所述包裹料与所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠混合造粒时，可将包裹料分两部分加入，第一部分包裹料在加入膏体脂肪酸甲酯磺酸钠前加入，第二部分包裹料在加入膏体脂肪酸甲酯磺酸钠后加入；优选第一部分包裹料与第二部分包裹料的重量比为9∶1～7∶3。

9.如权利要求1所述的粒子，其中所述混合在高速混合机中进行，所述高速混合机的搅拌转速50～300rpm，开动搅拌5～10min将包裹料混合均匀，再加入膏体脂肪酸甲酯磺酸钠。

10.一种如权利要求1-9中任意一项所述含脂肪酸甲酯磺酸钠的粒子的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)在高速混合机中，将所述包裹料与所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠混合进行湿法造粒；优选地，所述包裹料分两部分加入，首先加入第一部分包裹料，搅拌转速50～300rpm，开动搅拌5～10min，使所述包裹料混合均匀，再加入所述膏体脂肪酸甲酯磺酸钠，进行湿法造粒；接着再加入第二部分包裹料继续混合1～5min进行湿法造粒；优选所述第一部分包裹料与所述第二部分包裹料的重量比为9∶1～7∶3；

(2)将制得的粒子在流化床下进行干燥，干燥温度60～120℃、干燥时间15～40min，并将粒子经18～80目筛网过筛，得到所述粒子。