CN105950304B - 一种高效能清洁组合物及其制备得到的洗衣凝珠 - Google Patents
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Abstract
一种高效能清洁组合物及其制备得到的洗衣凝珠。本发明提供一种高效能清洁组合物，按重量份计，包含：清洁组分A：70～80份表面活性剂、4～7份润湿剂；包裹组分B：5～10份壳聚糖/季铵盐衍生物，其中所述壳聚糖/季铵盐衍生物由壳聚糖和季铵盐制备得到。
Description
技术领域
本发明涉及一种浓缩型清洗组合物，更涉及一种由浓缩型清洗组合物制备得到的洗衣凝珠，具体地，涉及C11D。
背景技术
随着生活水平不断的提高，多功能洗衣机已逐渐进入到各个领域，例如：家庭、酒店和商场。而随着产生的清洗剂也是五花八门，最多的种类就是机洗专用、免伤手、低泡易漂洗等等。洗衣机进行清洗时很难做到针对性的清洗，无论是对待衣服的领子、袖口还是胸前，易或者是内衣、毛衣这些不适合机洗的衣物时，洗衣机很难做到人性化的针对性，此时除了对洗衣机进行多功能的设置之外，清洗剂就发挥着很大的作用。
清洗剂在使用的过程中，往往是需要适应很多要求，例如：清洗剂刺激小、易漂洗同时效果又较显著，能够有量的刻度。针对这些要求，市面上存在的解决方式，是在洗衣液瓶盖上设置有刻度标尺，即在使用时先倒入瓶盖内，再倒入衣物上。这个过程其实是一个很复杂的过程，同时很多人并不想接触清洗用品。
针对上述问题，现阶段亟需一种能够明确洗衣用量、同时又不需要接触，清洗效果明显的清洗剂。
发明内容
针对上述问题，本发明涉及一种高效能清洁组合物，按重量份计，包含：
清洁组分A：70～80份表面活性剂、4～7份润湿剂；
包裹组分B：5～10份壳聚糖/季铵盐衍生物，其中
所述壳聚糖/季铵盐衍生物由壳聚糖和季铵盐制备得到，
所述季铵盐的结构式如下：
所述m为1～10，X为卤素元素，R为疏水链/亲水链。
作为一种实施方式，所述R为C10-C20的长碳链、含有芳基、酯、醚、胺、酰胺基团的烃基、含双键的烃基、含有羧酸基、磺酸基、磷酸基、氨基、羟基的烃基中的一种或多种。
作为一种实施方式，所述壳聚糖/季铵盐衍生物的氨基数目为未改性壳聚糖中氨基数目的20％～30％。
作为一种实施方式，所述壳聚糖/季铵盐衍生物的制备原料还包括环氧类交联剂或/和异氰酸酯类交联剂。
作为一种实施方式，所述环氧类交联剂选自乙二醇二缩水甘油醚、三缩水甘油醚、N,N,N’,N’-四缩水甘油基间苯二甲胺、双酚A、1，6-己二醇缩水甘油醚、环氧氯丙烷、丙三醇三缩水甘油醚中的一种或多种。
作为一种实施方式，所述异氰酸酯类交联剂选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或多种。
作为一种实施方式，所述表面活性剂选自磺酸盐阴离子表面活性剂、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、70％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种，且所述磺酸盐阴离子表面活性剂的结构式如下：
所述R1为碳原子数为8～20的烃基，所述R2为烯烃，且所述碳原子数优选为3～5，M为阳离子。
作为一种实施方式，按重量份计，所述组合物还包括：10～20份助剂，所述助剂包含：
所述的组合物，其用作制备洗衣凝珠。
洗衣凝珠，其用所述的组合物进行制备得到。
附图说明
图1-图3：磺酸盐阴离子表面活性剂的1H NMR图谱
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。
“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合四或更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
针对上述问题，本发明涉及一种高效能清洁组合物，按重量份计，包含：
清洁组分A：70～80份表面活性剂、4～7份润湿剂；
包裹组分B：5～10份壳聚糖/季铵盐衍生物，其中
所述壳聚糖/季铵盐衍生物由壳聚糖和季铵盐制备得到，
所述季铵盐的结构式如下：
所述m为1～10，X为卤素元素，R为疏水链/亲水链。
清洁组分A：
表面活性剂：
表面活性剂(surfactant)，是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
常用的阴离子表面活性剂有高级脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸盐、脂肪酰-肽缩合物和磷酸酯盐；
合适的阴离子表面活性剂包括：烷基碱金属硫酸盐如十二烷基硫酸钠或十二烷基硫酸钾；烷基硫酸铵如十二烷基硫酸铵；十二烷基聚乙二醇醚硫酸钠、磺酸钠和磺化石蜡的碱金属盐；烷基硫酸盐入磺化石蜡的铵盐；脂肪酸盐如月桂酸钠、油酸三乙醇胺或松香酸三乙醇胺；烷基芳基磺酸盐如十二烷基苯磺酸钠或碱性苯酚羟乙基的碱金属硫酸盐；高级烷基萘磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物。
常用的阳离子表面活性剂有胺盐型阳离子表面活性剂和季铵盐型阳离子表面活性剂；
合适的阳离子表面活性剂包括：烷基三甲基铵钠、二烷基二甲基铵钠以及烷基二甲基苄基铵钠。季铵盐型阳离子表面活性剂具有低腐蚀性和温和的气味并且对热、pH和有机物具有高稳定性。
阳离子型表面活性剂的优点在于，阳离子型表面活性剂具有对于所有种类植物的亲和力，具有非常低的毒性，甚至在其中使用非常少量的阳离子型表面活性剂的情况下也是非常有效的，并且是无味无嗅的。另外，阳离子型表面活性剂在光滑和柔软方面优于其它的表面活性剂。然而，在其中阳离子型表面活性剂被过多地使用的情况下，阳离子型表面活性剂可以被沉积在织物上，结果染色物品可能脱色并且降低织物的亲水性，这防止去污。因此，本发明中，所述阳离子型表面活性剂的含量比控制在1％～4％。
常用的两性表面活性剂有氨基酸型两性表面活性剂、甜菜碱型两性表面活性剂、咪唑啉型两性表面活性剂和氧化胺。
合适的两性表面活性剂包括：烷基二甲基甜菜碱、烷基酰胺、烷基二甲基甜菜碱、烷基二羟基烷基甜菜碱、磺基甜菜碱型两性表面活性剂；烷基氨基丙酸型、烷基亚氨基二丙酸型、烷基牛磺酸型。
常用的非离子型表面活性剂：聚乙二醇型非离子表面活性剂、多元醇型非离子表面活性剂；
合适的非离子型表面活性剂包括聚氧亚乙基烷基醚、聚氧亚乙基亚丙基烷基醚、聚氧亚乙基烷基苯基醚和聚氧亚乙基脂肪酸酯。尤其对于稳定性而言优选的是聚氧亚乙基烷基醚、聚氧亚乙基亚丙基烷基醚和聚氧亚乙基烷基苯基醚。合适的实例包括聚氧亚乙基辛基醚、聚氧亚乙基壬基醚、聚氧亚乙基葵基醚、聚氧亚乙基亚丙基葵基醚、聚氧亚乙基月桂基醚、聚氧亚乙基亚丙基月桂基醚、聚氧亚乙基十三烷基醚、聚氧亚乙基亚丙基十三烷基醚、聚氧亚乙基肉豆蔻基醚、聚氧亚乙基鲸蜡基醚、聚氧亚乙基硬脂基醚、聚氧亚乙基辛基苯基醚、聚氧亚乙基壬基苯基醚和聚氧亚乙基苯乙烯化苯基醚。
作为一种优选方式，本发明中，所述表面活性剂优选为磺酸盐阴离子表面活性剂、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、70％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种。
作为一种实施方式，本发明中，所述磺酸盐阴离子表面活性剂的结构式如下：
所述R1为碳原子数为8～20的烃基。从清洁力的角度出发，所述碳原子数优选为10～16，进一步优选为14～16，同时所述R1优选为烷基和烯烃，进一步优选为烷基，更加优选为直链烷基，更加优选为直链的伯烷基，即与氧原子结合的碳原子为伯碳原子。
所述R2为烯烃，且其碳原子数优选为3～5。例如，丙烯基，烯丙基，丁烯基，戊烯基。
所述-SO3M基团连接在仲碳上。
M为阳离子，作为优选例子，所述M可以列举氢离子、碱金属离子、碱土金属离子、铵离子及碳原子数为1～6的烷醇铵离子。
作为碱金属离子，可以列举：钠离子、钾离子；作为碱土金属离子，可以列举：镁离子；作为碳原子数为1～6的烷醇铵离子，可以列举：单乙醇铵离子、三乙醇铵离子。其中，从清洁力的观点出发，优选为钠离子、钾离子的碱金属或单乙醇铵离子，更加优选为单乙醇铵离子。
所述磺酸盐阴离子表面活性剂是一种阴离子表面活性剂。所述磺酸盐阴离子表面活性剂的亲水基团连接在疏水的仲碳原子上，导致其性质与亲水基团在伯碳原子上的直链烷基磺酸盐有很大不同。磺酸盐阴离子表面活性剂具有良好的溶解性、流动性，其具有极强的渗透力，可以快速渗透、瓦解衣物纤维深处的顽固污渍，提高洗衣液的去污能力。此外，所述磺酸盐阴离子表面活性剂具有一定的增容作用，可以显著提高其他表面活性剂和助剂在洗衣液中的溶解度，从而到到洗衣液高浓缩的要求。但所述磺酸盐阴离子表面活性剂单独使用时的去污性能并不是很突出，但本发明申请人经大量的试验发现磺酸盐阴离子表面活性剂与月桂醇聚氧乙烯醚在重量份比为0.4-2.4时，具有良好的协同增效作用，提高组合物的去污能力和稳定性能。在一种优选地实施方式中，仲烷基磺酸盐与月桂醇聚氧乙烯醚的重量份比为1.6。
润湿剂：
可以使用公知惯用的润湿剂，可以列举例如：甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2，6-己三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等多元醇类；2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、ε-己内酰胺等内酰胺类；1，3-二甲基咪唑烷等。
包裹组分B：
壳聚糖：
壳聚糖，又名甲壳胺，是甲壳素经脱乙酰化处理的产物，化学名称为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-p-D-葡聚糖，分子式为(C6H13NO5)n，其结构为含氨基的均态直链多糖，含有游离氨基。一般而言，N-乙酰胺基脱去55％以上的就称之为壳聚糖，N-脱乙酰度在55％～70％的是低脱乙酰度壳聚糖，70％～85％的是中脱乙酰度壳聚糖，85％～95％的是高脱乙酰度壳聚糖，95％～100％的是超高脱乙酰度壳聚糖，N-脱乙酞度100％的壳聚糖极难制备。通常粘度在l000×10-3Pa·s以上的被定为高粘度壳聚糖，(1000-100)×10-3Pa·s的被定为中粘度壳聚糖，100×10-3Pa·s以下的被定为低粘度壳聚糖。本发明中，所述壳聚糖优选为N-脱乙酰度在30％～70％的壳聚糖。壳聚糖有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纤性、吸湿性和保湿性。
季铵盐：
季铵盐是指铵离子中的四个氢原子都被烃基取代而生成的化合物，通式为R4NX，其中四个烃基R可以相同，也可以不同。X多为卤素负离子，也可是酸根离子。常用的R可以是甲基、乙基或者是长链碳。例如：三甲铵盐、三乙铵盐以及N-甲基吗啉盐中的一种。
本发明中所述季铵盐优选为环氧型双季铵盐，所述结构为：
式中，m为1～10，X为卤素元素，R可以为疏水链也可以是亲水链，作为疏水链，所述R可以优选为C10-C20的长碳链、含有芳基、酯、醚、胺、酰胺基团的烃基、含双键的烃基等。
作为亲水链，所述R可以优选为含有羧酸基、磺酸基、磷酸基、氨基、羟基等。
例如当R基团为(CH2)10时，m为6时，所述双季铵盐的制备方法如下：
(1)在250ml的圆底烧瓶中加入30ml乙醇和0.34mol吗啉，在60℃搅拌下滴加0.08mol 1，10-二溴葵烷，0.5h滴加完毕，继续搅拌反应4.5h，冷却至室温并抽滤。对所得滤液减压蒸馏，除去溶剂，得粗产品。将其溶于30ml水中，并加入10g的氢氧化钠，静置分层，分液得到上层有机层，减压蒸馏除去其中残留的吗啉，即得产物(1)；
具体反应式如下：
(2)在高压釜中加入0.05mol中间体，0.11mol 7-溴-1,2-环氧庚烷和150ml丙酮，在120℃反应48h。冷却至室温过滤，得粗产品，用去离子水重结晶5次，65℃真空干燥48h，得白色固体粉末。
具体反应式如下：
壳聚糖/季铵盐衍生物：
壳聚糖/季铵盐衍生物是将壳聚糖的氨基通过引入基团转换成季铵盐或者把季铵盐接到氨基上而得到的一类壳聚糖衍生物。
将壳聚糖的氨基通过引入基团转换成季铵盐的制备方式有：将109g壳聚糖直接分散在250ml N-甲基-2-吡咯烷酮中，在室温浸泡间歇搅拌12h，然后加入浓度为1.5mmol/L的NaOH溶液2ml，再加入28.4g碘甲烷，15g碘化钠与20mL水配成溶液，室温下搅拌反应12h(反应过程中要用氮气保护)。反应结束后，用无水乙醇沉淀产物，反复过滤、洗涤，干燥即得。
通过将季铵盐接枝到壳聚糖上的制备方法有很多种，例如：将壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵直接分散在异丙醇中，水浴80℃搅拌反应14h，反应物冷却后过滤，洗涤、干燥，即得壳聚糖羟丙基三甲基氯化铵。
本发明中所述季铵盐优选为上述环氧型双季铵盐。
本发明中所述壳聚糖优选为N-脱乙酰度在30％～70％的是壳聚糖。
脱乙酰度的测定：
区0.2-0.3g的样品，溶解于30ml标准0.01mol/L盐酸溶液中，加入2-3滴甲基橙苯胺蓝混合指示剂，两者体积比为1：2，用标准0.01mol/L氢氧化钠溶液滴定。另取1份样品，置于105℃烘干至恒重，测定水分。每个样品各测3次。
计算氨基含量：
脱乙酰度：
(式中C1为盐酸标准溶液的浓度，单位为mol/L；C2为氢氧化钠标准溶液的浓度，单位为mol/L；V1加入的盐酸标准溶液的体积，ml；V2为滴定好用的氢氧化钠标准溶液的体积，ml；G为样品中，g；0.016与1ml的1mol/L盐酸溶液相当的氨基量，g)
本发明中所述壳聚糖/季铵盐衍生物的制备方法可以采用本领域技术人员已知的任何一种方法制备得到，优选为将季铵盐接枝到壳聚糖上的制备方法。
具体的制备方法可以为：在100ml三颈瓶中，加入壳聚糖0.1mol以及上述合成的环氧型双季铵盐0.01-0.2mol，室温下搅拌均匀后；称取0.01-0.3mol的氢氧化钠并用水溶解后，加上上述混合物中，在30-60℃下反应10-24小时后，用乙酸中和并用乙醇反复洗涤后，抽滤并干燥得到所述壳聚糖/季铵盐衍生物。
通过控制环氧型季铵盐与壳聚糖反应的摩尔比，可以控制季铵盐的接枝率，使季铵盐改性壳聚糖中保留部分氨基。
在一种实施方式中，所述壳聚糖/季铵盐衍生物中，氨基的数目为未改性壳聚糖中氨基数目的20％～30％(即氨基残留量为20％～30％)。
交联剂：
作为一种优选方式，所述壳聚糖/季铵盐衍生物的制备原料还含有交联剂，所述交联剂可以和壳聚糖/季铵盐衍生物中残留的氨基反应，进行在壳聚糖/季铵盐衍生物内部发生交联，形成网状结构。
作为一种实施方式，所述交联剂为二醛类、硫酸、醛类、酸酐类交联剂、环氧型交联剂、二异氰酸酯类交联剂。
环氧类物质中环氧基团能与壳聚糖及其衍生物中活性基团如羟基、氨基进行开环加成。
二异氰酸酯类交联剂能与壳聚糖及其衍生物中氨基进行反应生成酰胺基团。
作为一种优选方式，所述交联剂为环氧型交联剂或异氰酸酯类交联剂。
作为一种更加优选的方式，所述交联剂为异氰酸酯交联剂和环氧交联剂的组合。在一个实施方式中，交联剂可包括70～80wt％的异氰酸酯交联剂和15～35wt％的环氧交联剂的混合物。在另一个实施方式中，交联剂可包括75～80wt％的异氰酸酯交联剂和15～25wt％的环氧交联剂的混合物。
作为一种实施方式，所述环氧交联剂可包括例如乙二醇二缩水甘油醚、三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、N，N，N′N′-四缩水甘油基乙二胺、甘油二缩水甘油醚等，但无需限于此。这些可单独使用，或以它们的两种或更多种组合使用。
作为一种实施方式，所述环氧型交联剂使用的是3官能以上的多元环氧交联剂。可以使用一分子中有3个以上的环氧基的各种化合物。作为具体例，可列举出1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨甲基)环己烷、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨甲基)苯、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨甲基)甲苯、1,3,5-三缩水甘油基异氰脲酸、N,N,N’,N’-四缩水甘油基间苯二甲胺、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚等。这些多元环氧化合物可以单独使用一种，也可以适当组合使用两种以上。
作为一种实施方式，所述环氧型交联剂可以是双酚A、表氯醇型环氧树脂、亚乙基缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、1，6-己二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、二缩水甘油基苯胺、二氨基缩水甘油基胺、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-间苯二甲胺或1，3-二(N，N′-二氨基缩水甘油基氨基甲基)环己烷。
作为一种实施方式，所述异氰酸酯交联剂可包括例如甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二异氰酸酯的同型异构体、四甲基二甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯，1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、聚醚聚异氰酸酯、聚酯聚异氰酸酯和/或它们的多元醇(例如三羟甲基丙烷)和任何这些异氰酸酯的加合物。但无需限于此。这些可单独使用，或以它们的两种或更多种组合使用。
作为本发明特别优选的交联剂，可列举出丙三醇三缩水甘油醚和六亚甲基二异氰酸酯。
通过控制交联剂的加入量、反应时间、反应温度，经过交联后的壳聚糖/季铵盐衍生物中氨基残留量为5-10％。
交联后的壳聚糖/季铵盐衍生物的制备方法：将上述制备得到的壳聚糖/季铵盐衍生物溶于水，配成浓度为1.5-3.5wt％的溶液，然后置于室温下蒸发干燥12-24h，将干燥后的壳聚糖/季铵盐溶液内加入交联剂溶液，所述交联剂溶液为交联剂/有机溶剂＝0.34-0.45wt/45-50wt的容器中，并用调节pH至3-13，密闭，然后放到30-60℃的水浴中反应16-26h，取出后，50℃下热处理1-30min，即可得到交联后的壳聚糖/季铵盐衍生物。
作为一种实施方式，上述制备过程中，所述水浴反应时间优选为21-23小时。
作为一种实施方式，上述制备过程中，所述水浴反应温度为40-50℃
本发明中，所述包裹组分B还包括聚乙二醇。
所述壳聚糖/季铵盐衍生物和聚乙二醇的质量比为(1.5-3.5)：(96.5-98.5)
助剂：
本发明所述“香料”为本行业常采用的香料。作为香料，可组合使用以下的公知的香料材料：薄荷油、留兰香油、茴香油、桉树油、冬青油、肉桂油、丁香油、百里香油、鼠尾草油、柠檬油、橙油、薄荷油、小豆蔻油、芫荽油、柑橘油、酸橙油、薰衣草油、迷迭香油、月桂树油、洋甘菊油、葛缕子油、马郁兰油、月桂叶油、柠檬草油、牛至油、松针油、橙花油、玫瑰油、茉莉油、葡萄柚油、Sweetieoil、柚子油、鸢尾浸膏、薄荷净油、玫瑰净油、橘花等天然香料、和对这些天然香料的加工处理(前馏分去除、后馏分去除、分馏、液液萃取、精化、粉状香料化等)后的香料；以及薄荷醇、香芹酮、茴香脑、桉树脑、水杨酸甲酯、肉桂醛、丁子香酚、3-L-薄荷氧基丙烷-1，2-二醇、麝香草酚、芳樟醇、乙酸芳樟酯、苎烯、薄荷酮、乙酸薄荷酯、N-取代-对薄荷烷-3-甲酰胺、蒎烯、辛醛、柠檬醛、胡薄荷酮、乙酸甲酯、茴香醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、烯丙基环己烷丙酸酯、邻氨基苯甲酸甲酯、乙基甲基苯基缩水甘油、香草醛、十一烷酸内酯、己醛、丁醇、异戊醇、己烯醇、二甲基硫醚、甲基环戊烯醇酮、糠醛、三甲基吡嗪、乳酸乙酯、乙基硫代乙酸酯等单个香料；还有草莓香精、苹果香精、香蕉香精、菠萝香精、葡萄香精、芒果香精、黄油香精、牛奶香精、水果混合香精、热带水果香精等调和香料等。
本发明所述“色素”为本行业常用的色素。
作为有色颜料，可以列举：氧化铁、氢氧化铁及钛酸铁的无机红色颜料；γ-氧化铁等无机褐色系颜料；氧化铁黄、黄土等无机黄色系颜料；氧化铁黑、炭黑等无机黑色颜料；锰紫、钴紫等无机紫色颜料；氢氧化铬、氧化铬、氧化钴及钛酸钴等无机绿色颜料；铁蓝、群青等无机蓝色系颜料；将焦油系色素色淀化而成的颜料、将天然色素色淀化而成的颜料、及将这些粉末复合化而成的合成树脂粉末等。
作为珠光颜料，可以列举：被覆了氧化钛的云母、被覆了氧化钛的云母粉、氯氧化铋、被覆了氧化钛的氯氧化铋、被覆了氧化钛的滑石、鱼鳞箔及被覆了氧化钛的彩色云母等。
作为金属粉末颜料，可以列举铝粉末、铜粉末及不锈钢粉末等。
作为焦油色素，可以列举：红色3号、红色104号、红色106号、红色201号、红色202号、红色204号、红色205号、红色220号、红色226号、红色227号、红色228号、红色230号、红色401号、红色505号、黄色4号、黄色5号、黄色202号、黄色203号、黄色204号、黄色401号、蓝色1号、蓝色2号、蓝色201号、蓝色404号、绿色3号、绿色201号、绿色204号、绿色205号、橙色201号、橙色203号、橙色204号、橙色206号及橙色207号等。
作为天然色素，可以列举：胭脂红酸、紫胶酸(laccaicacid)、红花色素、苏木色素(brazilin)及藏红花素等。
在一种优选地实施方式中，所述水溶助长剂具体的优选化合物例如由碳原子数1～3的烷基在1～3个位发生取代的苯磺酸或其盐。更具体来说优选p-甲苯磺酸、m-二甲苯磺酸、p-异丙苯磺酸、乙苯磺酸，若使用盐则优选钠盐、钾盐、镁盐。
本发明所述“无机盐”在本发明的液体配方中起增稠作用。
在一种优选地实施方式中，所述无机盐为氯化钠或氯化镁中一种或两种的组合。
在一种优选地实施方式中，所述螯合剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠盐、乙二胺四丙酸、乙二胺四丙酸钠盐、氮川三乙酸或氮川三乙酸钠盐。
在一种优选地实施方式中，所述防腐剂为凯松、对羟基苯甲酸烷酯、苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾及苯氧基乙醇防腐剂。
作为荧光增白剂，例如4，4’-双-(2-磺基苯乙烯基)-联苯盐、4，4’-双-(4-氯-3-磺基苯乙烯基)-联苯盐、2-(苯乙烯基苯基)萘噻唑衍生物、4，4’-双(三唑-2-基)茋衍生物以及双-(三嗪基氨基茋)二磺酸衍生物等的荧光增白剂。
在一种优选地实施方式中，所述荧光增白剂为DSBP增白剂或CBS-X增白剂。
作为荧光增白剂，可以单独使用1种，也可以2种以上适当组合使用。
荧光增白剂的混合量，相对于清洗组合物的总量，优选在0.001质量％以上，1质量％以下。
本发明的另一个目的在于提供制备洗衣剂的方法，包括以下步骤：
按照所述重量份计，将表面活性剂、润湿剂和助剂，搅拌至溶解完全，升温至90-100℃，并维持3-4h，冷却，过滤，静置2-3小时，即得洗衣剂；
在一种优选地实施方式中，所述冷却是指冷却至20-40℃。
本发明的第三个目的在于提供制备洗衣凝珠的方法，包括以下步骤：
(1)将包裹组分B制备成水溶膜；
(2)用包裹组分B水溶膜包裹洗衣剂制备得到洗衣凝珠。
本发明的第四个目的在于提供使用所述洗衣凝珠进行衣物清洁的方法，包括以下步骤：
(1)将一颗洗衣凝珠放置在待清洗衣物之中；
(2)将(1)中待清洗衣物放置在洗衣机中，倒入适量清水，即可开始洗涤。
市面上的洗衣凝珠在温水的情况下，需要3分钟才可以完全溶解，而在冷水的情况下需要更久的时间，同时洗衣凝珠在运输、使用的过程中，难免会存在碰撞等情况，作为本申请的发明人，意外的发现，本发明制备得到的洗衣凝珠不仅具有很高的抗压能力，快速的融水能力，同时具有较强的清洁能力和衣物整理能力。这可能的原因是，本发明中所述包裹组分B中的氨基等活性基团和聚乙烯醇上的羟基发生了氢键作用。另外，经过交联之后的壳聚糖/季铵盐衍生物由于交联剂的加入之后，韧性增加，同时不同交联剂的使用，使得包裹组分的分子内的空隙不同，能够增加水的吸收，因此本发明的能够在较高的压力下依然不会破，同时又能在较短的时间内，进行吸水、破裂、清洗。另外，经过吸水之后的包裹组分B不会因此而丧失功能，因为本发明中，所述包裹组分B也可以进行洗涤功能，同时对织物具有很强的修复能力。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
A1：表面活性剂(阴离子表面活性剂)
所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠，型号为：K12；厂家为：吴江市汇通化工有限公司；
A2：表面活性剂(阳离子表面活性剂)
所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，型号为：1631；厂家为：淄博攀泽化工科技有限公司；
A3：表面活性剂(非离子表面活性剂)
所述非离子表面活性剂为：壬基酚聚氧乙烯醚，型号为：TX-5；厂家为：临沂批发城元孚化工原料商行；
A4：表面活性剂(两性表面活性剂)
所述两性表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱，型号为：BS-12；厂家为：临沂市兰山区绿森化工有限公司；
B1：壳聚糖/季铵盐(只有壳聚糖，所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖)
制备方法：取10g N-脱乙酰度为75％的壳聚糖原料溶解在243ml水和7ml乙酸的混合溶液中，待壳聚糖完全溶解。另外量取250ml无水乙醇，将80ml的吡啶逐滴加入并搅拌至溶液澄清，再滴加11.96g的乙酸酐混匀。在不停搅拌下，将上述混合溶液缓慢加入含壳聚糖水溶液中，将容器密封，搅拌反应1h。待反应完毕后，向溶液中加入2000ml无水乙醇，离心，取沉淀物。
B2：壳聚糖/季铵盐(只有季铵盐，所述季铵盐为三甲铵盐)
型号：30185726；厂家：国药集团化学试剂有限公司
B3：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖，所述季铵盐为三甲铵盐，氨基残留量为5％)
制备方法：在100ml三颈瓶中，加入B1壳聚糖0.1mol以及B2季铵盐0.3mol，室温下搅拌均匀后；称取0.1mol的氢氧化钠并用水溶解后，加上上述混合物中，在40℃下反应12小时后，用乙酸中和并用乙醇反复洗涤后，抽滤并干燥得到所述壳聚糖/季铵盐衍生物。
B4：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖，所述季铵盐为三甲铵盐，氨基残留量为25％)
制备方法为：在100ml三颈瓶中，加入B1壳聚糖0.1mol以及B2季铵盐0.1mol，室温下搅拌均匀后；称取0.1mol的氢氧化钠并用水溶解后，加上上述混合物中，在40℃下反应12小时后，用乙酸中和并用乙醇反复洗涤后，抽滤并干燥得到所述壳聚糖/季铵盐衍生物。
B5：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖，所述季铵盐为三甲铵盐，氨基残留量为40％)
制备方法为：在100ml三颈瓶中，加入B1壳聚糖0.1mol以及B2季铵盐0.01mol，室温下搅拌均匀后；称取0.05mol的氢氧化钠并用水溶解后，加上上述混合物中，在40℃下反应12小时后，用乙酸中和并用乙醇反复洗涤后，抽滤并干燥得到所述壳聚糖/季铵盐衍生物。
B6：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖，所述季铵盐为环氧型双季铵盐，氨基残留量为25％)
环氧型双季铵盐制备：(1)在250ml的圆底烧瓶中加入30ml乙醇和0.34mol吗啉，在60℃搅拌下滴加0.08mol 1，10-二溴葵烷，0.5h滴加完毕，继续搅拌反应4.5h，冷却至室温并抽滤。对所得滤液减压蒸馏，除去溶剂，得粗产品。将其溶于30ml水中，并加入10g的氢氧化钠，静置分层，分液得到上层有机层，减压蒸馏除去其中残留的吗啉，即得产物(1)；
(2)在高压釜中加入0.05mol中间体，0.11mol 7-溴-1,2-环氧庚烷和150ml丙酮，在120℃反应48h。冷却至室温过滤，得粗产品，用去离子水重结晶5次，65℃真空干燥48h，得白色固体粉末。
壳聚糖/季铵盐衍生物的制备方法为：在100ml三颈瓶中，加入B1壳聚糖0.1mol以及上述制备的得到的环氧型季铵盐0.1mol，室温下搅拌均匀后；称取0.1mol的氢氧化钠并用水溶解后，加上上述混合物中，在40℃下反应12小时后，用乙酸中和并用乙醇反复洗涤后，抽滤并干燥得到所述壳聚糖/季铵盐衍生物。
B7：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在20％的壳聚糖，所述季铵盐为环氧型双季铵盐，氨基残留量为25％)
制备方法与B6相同。
B8：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在80％的壳聚糖，所述季铵盐为环氧型双季铵盐，氨基残留量为25％)
制备方法与B6相同。
B9：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖，所述季铵盐为环氧型双季铵盐，氨基残留量为25％，所述交联剂为环氧氯丙烷)
壳聚糖和季铵盐的制备方法与B6相同。
所述交联后的壳聚糖/季铵盐衍生物制备方法为：将B6制备得到的壳聚糖/季铵盐衍生物溶于水，配成浓度为1.5wt％的溶液，然后置于室温下蒸发干燥18h，将干燥后的壳聚糖/季铵盐溶液内加入环氧氯丙烷溶液，所述环氧氯丙烷溶液为环氧氯丙烷/乙醇/水＝0.35wt/45wt/45wt的容器中，并用KOH调节pH至13，密闭，然后放到30℃的水浴中反应16h，取出后，50℃下热处理30min，即可得到交联后的壳聚糖/季铵盐衍生物。
B10：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖，所述季铵盐为环氧型双季铵盐，氨基残留量为25％，所述交联剂为丙三醇三缩水甘油醚)
制备方法与B9相同，除所述交联剂为丙三醇三缩水甘油醚，pH调节至3，所述丙三醇三缩水甘油醚溶液为丙三醇三缩水甘油醚/丙酮/水＝0.35wt/45wt；
B11：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖，所述季铵盐为环氧型双季铵盐，氨基残留量为25％，所述交联剂为甲苯二异氰酸酯)
制备方法与B9相同，除所述交联剂为甲苯二异氰酸酯，不需要调节pH，所述甲苯二异氰酸酯溶液为甲苯二异氰酸酯/乙醇＝0.45wt/50wt；
B12：壳聚糖/季铵盐(所述壳聚糖为N-脱乙酰度在40％的壳聚糖，所述季铵盐为环氧型双季铵盐，氨基残留量为25％，所述交联剂为六亚甲基二异氰酸酯)
制备方法与B9相同，除所述交联剂为六亚甲基二异氰酸酯，不需要调节pH，所述六亚甲基二异氰酸酯溶液为六亚甲基二异氰酸酯/乙醇＝0.4wt/50wt；
C1：磺酸盐阴离子表面活性剂(R1为碳原子数为5的支链仲烷基，R2为丙烯基，-SO3M基团连接在仲碳上，M为氢离子)
制备方法:
(1)将252克(2mol)的无水亚硫酸钠和500ml水分别加入带有搅拌器和温度计的1000ml三口烧瓶中，搅拌至混溶均匀。控制反应温度不超过50℃，pH值为6.5，并保证体系中有亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的存在下，在2小时内滴加72克(1mol)3-戊烯-2-醇和20ml硫酸的混合溶液，滴加完毕后，继续搅拌30分钟，然后调节pH值至3.0，将反应液浓缩、冷却、过滤除去结晶硫酸钠，并用无水乙醇洗涤数次，将滤液和洗涤溶液合并即形成羟基丁烷磺酸钠水溶液。在羟基丁烷磺酸钠水溶液溶液中加入90ml的浓盐酸和200ml无水乙醇，搅拌15分钟放入冷柜冷冻至0℃，过滤除去析出的氯化钠，并用乙醇洗涤氯化钠结晶数次。将滤液和洗涤溶液合并，减压蒸馏除去溶剂和水，得到红棕色的油状羟基丁烷磺酸液体。
(2)将1mol(1)中制备得到的羟基丁烷磺酸液体和1.1mol的2-丙炔-1-醇放置在远底烧瓶中，加入50mlDMSO，0.01mol的CsF和0.05mol的NaOH，在100℃下反应5.5小时。冷却、过滤后，用柱层析法提纯，其中固定相为硅胶，流动相为石油醚和乙酸乙酯，且石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，后用旋转蒸发仪烘干，即得。
以氘代三氯甲烷作为溶剂，用1H NMR表征。化学位移δ(ppm)为：6.52(d,1H),4.92(d,1H),4.25(d,2H),3.58(m,1H),3.24(m,1H),2.25(m,2H),1.95(s,1H),1.62(d,3H),1.26(d,3H)。1H NMR图如图1所示。
C2：磺酸盐阴离子表面活性剂(R1为碳原子数为8的支链仲烷基，R2为丁烯基，-SO3M基团连接在伯碳上，M为氢离子)
制备方法同C1，将3-戊烯-2-醇更改为3-辛烯-2-醇，所述2-丙炔-1-醇为2-乙炔-1-醇。
以DMSO作为溶剂，用1H NMR表征。化学位移δ(ppm)为：6.31(d,1H),4.71(m,1H),3.57-3.66(m,3H),3.02(m,1H),2.2(m,2H),2.0(m,1H),1.81(m,2H),1.55-1.62(m,5H),1.29-1.32(m,7H)。1H NMR图如图2所示。
C3：磺酸盐阴离子表面活性剂(R1为碳原子数为15的直链伯烷基，R2为丙烯基，-SO3M基团连接在仲碳上，M为氢离子)
所示制备方法同C1，所述3-戊烯-2-醇为3-十五烯-2-醇；
以DMSO作为溶剂，用1H NMR表征。化学位移δ(ppm)为：6.52(d,1H),4.72(m,1H),4.26(d,2H),4.03(t,3H),3.08(m,1H),2.04(m,1H),1.86(m,2H),1.72(m,2H),1.61(m,3H),1.25(m,20H)。1H NMR图如图3所示。
D1：润湿剂(甘油)
型号：YM-185，厂家：上海永铭化工有限公司；
D2：润湿剂(乙二醇)
型号：40022161，厂家：国药集团化学试剂有限公司；
D3：润湿剂(三乙二醇)
型号：301841710，厂家：阿拉丁；
D4：润湿剂(2-吡咯烷酮)
CAS号：616-45-5；厂家：上海顺雅化工有限公司；
E1：助剂(薰衣草油、藏红花素、氯化钠、凯松防腐剂、DSBP增白剂)
薰衣草油：购于吉安市森海香料有限公司；藏红花素：购于西安汇林生物科技有限公司；氯化钠：购于国药；凯松防腐剂：型号GY-KATHON，购于常州市润洋化工有限公司；DSBP增白剂：购于上海凤贤化工科技有限公司。
表1实施例设置
测试方法：
1.稳定性测试：进行-5℃稳定性测试、45℃稳定性测试和冷热循环测试。
-5℃稳定性测试条件：-5℃恒温箱中放置一个月，观察外观有无异常；
45℃稳定性测试条件：45℃恒温箱中放置一个月，观察外观有无异常；
冷热循环测试：-18℃恒温箱放置24小时，再转移到45℃恒温箱放置24小时，持续3个循环，观察外观有无异常。
2.去污力测试：
为了验证本发明洗衣液的去污力，将洗衣液进行去污力测试。
采用国标炭黑污布JB-01、国标蛋白污布JB-02、国标皮脂污布JB-03，以标准洗衣液的洗涤浓度2g/L作参照，选定测试洗衣液的洗涤浓度为0.04g/L，标准洗衣液的配方和其他实验条件及方法参照QB1224-2012。
3.溶解性测试：
一颗洗衣凝珠置于150g烧杯中，加蒸馏水80g，用电动搅拌器以300r/min的速度开始搅拌，同时启动计时器，记录完全溶解(即水溶膜完全溶解)所需的时间。所述测试分别在水温为5℃和30℃下进行测试
测试结果见表2。
表2洗衣液的性能测试结果
综上所述，可知，本发明的洗衣凝珠与不含有壳聚糖/季铵盐衍生物、磺酸盐阴离子表面活性剂相比，具有很强的清洁性能和溶解速度。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (7)
1.一种高效能清洁组合物，其特征在于，按重量份计，包含：
清洁组分A：70～80份表面活性剂、4～7份润湿剂；
包裹组分B：5～10份壳聚糖/季铵盐衍生物，其中
所述壳聚糖/季铵盐衍生物由壳聚糖和季铵盐制备得到，
所述季铵盐的结构式如下：
所述m为1～10，X为卤素元素，R为疏水链/亲水链。
2.权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述R为C10-C20的长碳链，含有芳基、酯、醚、胺、酰胺基团的烃基，含双键的烃基，含有羧酸基、磺酸基、磷酸基、羟基的烃基中的一种或多种。
3.权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述壳聚糖/季铵盐衍生物的制备原料还包括环氧类交联剂或/和异氰酸酯类交联剂。
4.权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述环氧类交联剂选自乙二醇二缩水甘油醚、三缩水甘油醚、N,N,N’,N’-四缩水甘油基间苯二甲胺、双酚A、1，6-己二醇缩水甘油醚、环氧氯丙烷中的一种或多种。
5.权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述异氰酸酯类交联剂选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或多种。
6.权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自磺酸盐阴离子表面活性剂、月桂醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、70％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种，且所述磺酸盐阴离子表面活性剂的结构式如下：
所述R1为碳原子数为8～20的烃基，所述R2为烯烃，且所其原子数为3～5，M为阳离子。
7.一种洗衣凝珠，其用权利要求1～6任一项所述的组合物进行制备得到。
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