CN109439474A - 一种含阳离子聚合物的清洁皂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及日用洗涤产品技术领域，具体为一种含阳离子聚合物的清洁皂及其制备方法。本发明通过在清洁皂体系中加入阳离子度大于70％且分子量在20‑300万道尔顿范围的特定结构的阳离子聚合物，具有所述结构特点的阳离子聚合物可与皂粒发生复合反应而产生“交联”作用，从而提高清洁皂的强度，显著提高清洁皂的耐涂性能和抗糊化性能，同时不会明显影响清洁皂的色泽、外观(皂体不开裂不长毛)、发泡性能以及去污性能。此外，向清洁皂体系中加入所述结构特点的阳离子聚合物，还赋予了清洁皂用于洗涤衣服时具有可防止因衣物掉色而导致其它衣物被染料串染的效果。

Description

一种含阳离子聚合物的清洁皂及其制备方法

技术领域

本发明涉及日用洗涤产品技术领域，尤其涉及一种含阳离子聚合物的清洁皂及其制备方法。

背景技术

肥皂是人类使用最悠久的洗涤用品，至今已有数千年的历史。国内的肥皂工业，80年代末期最高产量达到180万吨/年。随着合成洗涤剂的面世，因合成洗涤剂具有较好的功能洗涤性，导致皂类产品的产量逐渐下降，不过2000年以来，皂类产品的年产量一直稳定在70至80万吨左右。随着人们的健康及环保意识日益加强，绿色天然洗涤产品越来越受消费者的青睐。皂类产品的主要原料来自于天然动植物油脂，符合当今天然、绿色、植物洗涤等环保观念，清洁皂成为消费者日常重要的衣物或皮肤清洁洗涤产品。随着社会发展和消费升级，在日用洗涤产品领域，消费者除了关注产品的洗涤性能外，对产品的其它方面的性能也越来越关注。然而，清洁皂产品技术领域，在较长的时间里清洁皂的配方改进很小，现在的清洁皂存在的主要缺点有：1)清洁皂的原料主要来源于植物油脂或动物油脂皂化后的脂肪酸盐，若清洁皂与水接触的时间较长，皂体由于水的渗入会产生糊化，使皂体变软变糊，严重影响使用体验；2)若清洁皂中的动物油脂比例较高或含水量较高，容易使皂体发软，耐涂性差，同样会影响使用体验。为了解决上述问题，常用的方法是在皂体中加入填充剂以增加皂条的强度，如中国专利CN102933700B公开了一种含粘土和粘合剂的清洁皂条，列举出的粘土包括高岭土、高岭石、迪开石、多水高岭土、珍珠陶土、绿土、蒙脱石、囊脱石、伊利水云母、膨润土、绿坡缕石、坡缕石、海泡石、叶蜡石、绿泥石和铝硅酸盐，但是在皂体中加入诸如粘土类的填充物会导致皂体透明度下降、易开裂、皂表面“长毛”、去污力下降等诸多问题。

另一方面，在日化领域，阳离子聚合物的应用极为广泛，如杀菌作用、助沉积作用、赋予织物蓬松抗静电作用、对头发调理作用等。在含大量阴离子表面活性剂的日化配方体系中，由于阳离子聚合物中的阳离子基团与阴离子表面活性剂发生反应后会生成低溶解度的复合物，使用阳离子聚合物时需考虑其与体系的兼容性。具有较高电荷密度的阳离子聚合物，在含阴离子表面活性剂的体系中易导致产生絮凝和沉淀，而这种情况通常是不可接受的，因此在日化领域广泛使用的阳离子聚合物通常为具有中或低电荷密度的阳离子改性聚合物，如阳离子型纤维素、阳离子型瓜尔胶、阳离子型聚丙烯酰胺等。

发明内容

本发明针对现有的清洁皂存在耐涂性差，易变软糊化的问题，提供一种耐涂性能和抗糊化性能好，可避免皂体透明度下降、易开裂、皂体表面“长毛”、去污力下降等问题的含阳离子聚合物的清洁皂，且该含阳离子聚合物的清洁皂用于洗涤衣物，可防止洗涤过程中衣物掉色而导致其它衣物被串染。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种含阳离子聚合物的清洁皂，用包括以下质量百分比的原料组分制成：85-98％的皂粒，0.2-4.0％的阳离子聚合物，0.5-4.0％的去离子水，0.5-8.0％的助剂；

所述阳离子聚合物含有下式所示的季铵盐重复单元：

所述季铵盐重复单元的总分子量与阳离子聚合物分子量之比大于70％，阳离子聚合物的分子量为200000-3000000道尔顿。

优选的，所述季铵盐重复单元的总分子量与阳离子聚合物分子量之比大于80％，阳离子聚合物的分子量为400000-2000000道尔顿。

优选的，所述助剂包括色素、金属离子螯合剂、香料、增白剂、抗氧化剂、填充剂、多元醇、pH调节剂、稳定剂、抗再沉积剂中的至少一种，还可以包括本领域中已知的其它用作助剂的化合物。

优选的，所述色素为酸性大红G、碱性品红、酸性金黄G、酸性嫩黄G、碱性淡黄、印花涂料色浆绿8601、涂料白8401、直接耐晒蓝B2RL或靛青。

优选的，所述金属离子螯合剂包括二亚乙基三胺五亚甲基膦酸(DTPMP)、乙二胺四亚甲基膦酸、己二胺四亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、乙二胺四乙酸(EDTA)、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺二琥珀酸、2-羟基丙二胺二琥珀酸或所述酸对应的盐中的至少一种。

优选的，所述抗氧化剂包括BHT、BHA、TBHQ中的至少一种。

优选的，所述皂粒是由动物油和/或植物油得来的脂肪酸经皂化反应生成的脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐。

优选的，所述动物油包括牛油、羊油和猪油中的至少一种，所述植物油包括棕榈油、棕榈仁油和椰子油中的至少一种。

优选的，所述pH调节剂选自有机酸、无机酸、强酸弱碱盐中的至少一种。更优选的，所述pH调节剂选自柠檬酸、琥珀酸、苯甲酸、没食子酸、硼酸中的至少一种。通过pH调节剂调节清洁皂产品的pH至符合产品的设计要求。

以上所述的清洁皂用于洗涤织物或清洁皮肤，为织物清洁皂或皮肤清洁皂。

本发明中所述的阳离子聚合物为阳离子电荷密度高且分子量至少在200000道尔顿以上的聚合物，较高的阳离子电荷密度及较高的分子量能够起到更优的“交联”效果。术语“电荷密度”是指聚合物上的正电荷数与所述聚合物分子量的比率。

本发明中所采用的阳离子聚合物为季铵盐型阳离子聚合物，所述阳离子聚合物可以是均聚物，即常规的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDADMAC)，也可为二烯丙基二甲基氯化铵和其它单体的共聚物，如二烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺共聚物。需要说明的是，本发明技术方案中采用的阳离子聚合物结构类型是基于对皂体性能的提升程度、原料易得性和价格等因素综合考虑的结果，并不是从技术上否认其它具有类似化学性质的阳离子聚合物不能达到相同的效果，具有较高阳离子电荷密度和较高分子量(50000以上)的其它季铵盐型阳离子聚合物也有可能达到本发明所述的对皂体性能的提升效果。

对于季铵盐型阳离子聚合物，阳离子电荷密度可通过凯氏定氮法测得的氮含量值计算出来，但影响因素较多，测定计算值可能相对实际情况有较大的偏差。对于水溶性的季铵盐型阳离子聚合物，可用阳离子度来表示阳离子电荷密度，测试方法为将聚合物配制成水溶液，采用K₂CrO₄指示剂，用硝酸银标准溶液滴定至砖红色时为终点，阳离子度DC％＝[M×N×(V-V₀)]/(1000×W×聚合物原料固含量)×100％；V—样品消耗硝酸银标准溶液的体积(mL)；W—样品质量(g)；V₀—空白消耗硝酸银标准溶液体积(mL)；M—季铵盐重复单元的分子量；N—硝酸银标准溶液的浓度(mol/L)。本发明采用阳离子度表征聚合物的阳离子电荷密度。

优选阳离子度大于70％的具有所述季铵盐重复单元的阳离子聚合物，更优选阳离子度大于80％的具有所述季铵盐重复单元的阳离子聚合物。

以上所述含阳离子聚合物的清洁皂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将皂粒投入搅拌锅内，搅拌均匀；

S2、将阳离子聚合物与水混合后投入上述搅拌锅中，搅拌均匀；

S3、将助剂投入上述搅拌锅中，搅拌均匀后静置，得到半成品；

S4、将半成品按预设形状和尺寸成型后，得到清洁皂成品。

优选的，所述助剂包括香料和/或抗氧化剂时，步骤S3中，先将其它助剂投入搅拌锅中并搅拌均匀后，再将香料和/或抗氧化剂投入搅拌锅中并搅拌均匀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在清洁皂体系中加入阳离子度大于70％且分子量在20-300万道尔顿范围的特定结构的阳离子聚合物，具有所述结构特点的阳离子聚合物可与皂粒发生复合反应而产生“交联”作用，从而提高清洁皂的强度，显著提高清洁皂的耐涂性能和抗糊化性能，同时不会明显影响清洁皂的色泽(颜色和透明度)、外观(皂体不开裂不长毛)、发泡性能以及去污性能。此外，向清洁皂体系中加入所述结构特点的阳离子聚合物，还赋予了清洁皂用于洗涤衣服时具有可防止因衣物掉色而导致其它衣物被染料串染的效果。

附图说明

图1为分别使用实施例1和实施例4、对比例1的清洁皂洗涤后的陪洗布的照片。

具体实施方式

为了更充分的理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

以下实施例和对比例中使用的阳离子聚合物均购自江苏富淼科技股份有限公司，阳离子聚合物的详细信息如表1所示。

表1阳离子聚合物原料信息

实施例1-6分别提供一种含阳离子聚合物的清洁皂以及所述清洁皂的制备方法。对比例1-3分别提供一种清洁皂以及所述清洁皂的制备方法。

用于制备实施例1-6和对比例1-3中所述的清洁皂的各原料组分及质量百分含量如下表2所示。

表2用于制备实施例1-6和对比例1-3中所述的清洁皂的各原料组分(wt.％)

实施例1-6和对比例2-3中所述的清洁皂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将皂粒投入搅拌锅内，搅拌均匀；

(2)将阳离子聚合物与水混合后投入上述搅拌锅中，搅拌均匀；

(3)将金属离子螯合剂和色素投入上述搅拌锅中，搅拌均匀后，再向搅拌锅中加入香料和抗氧化剂，搅拌均匀后静置，得到半成品；

(4)半成品依次通过精制机和三辊研磨机，最后真空出条滚印成型，切割成皂块，得到清洁皂成品。

对比例1中所述的清洁皂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将皂粒投入搅拌锅内，搅拌均匀；

(2)将金属离子螯合剂和色素投入上述搅拌锅中，搅拌均匀后，再向搅拌锅中加入香料和抗氧化剂，搅拌均匀后静置，得到半成品；

(3)半成品依次通过精制机和三辊研磨机，最后真空出条滚印成型，切割成皂块，得到清洁皂成品。

实施例1-6制备的清洁皂均未出现皂体开裂及表面“长毛”的现象，且实施例制备的清洁皂与对比例1制备的清洁皂的颜色和透明度相当，阳离子聚合物的加入对皂体的色泽和外观并未造成影响。

分别测试上述实施例和对比例制备的清洁皂的涂抹性能、抗糊化性能、去污性能及防串色效果。

试验例1-耐涂性测试

测试方法：在一块湿润的毛巾上，用清洁皂沿着同一个方向连续涂抹30次为一组，每组记录皂重量变化。皂失重率(％)＝(涂抹前重量-涂抹后的重量)/涂抹前重量×100％，耐涂抹提升率(％)＝(对比例1的失重率-样品的失重率)/对比例1的失重率×100％。测试结果见表3。

表3耐涂性测试结果

表3中耐涂抹提升率为实施例样品涂抹后皂失重率相对空白皂(对比例1)减少的比率，耐涂抹提升率越高，耐涂抹性越好，从结果可见，实施例1-5均显示了明显的耐涂抹提升率。而对比例2的清洁皂因采用中阳离子电荷密度的阳离子聚合物，其耐涂抹性明显较差。另外，从对比例3可见，阳离子聚合物用量过低的情况下耐涂抹提升率效果不明显。

试验例2-耐糊化测试

测试方法：清洁皂样品称重后(初始重量)浸泡于自来水中1小时，然后取出刮去清洁皂表面的糊化层，再称重(刮去糊化层后皂重量)。糊化总失重＝初始重量-刮去糊化层后皂重量；糊化率(％)＝糊化总失重/初始重量×100％；耐糊化提升率(％)＝(对比例1的糊化率-样品的糊化率)/对比例1的糊化率×100％。

表4耐糊化测试结果

表4中，耐糊化提升率为实施例样品糊化试验后皂糊化率相对空白皂(对比例1)减少的比率，耐糊化提升率越高，耐糊化效果越好，从测试结果可见，实施例1-4均显示了明显的耐糊化提升率，而对比例2的耐糊化提升率不明显。

试验例3-防串色效果测试

测试方法：将剪好的不同色布(红、橙、蓝三种颜色的色布)，两面均匀的涂抹上清洁皂样品，然后分别放入不同的烧杯中，加水后搅拌模拟洗涤过程，并向烧杯中分别加入白色国标棉布作为陪洗布，模拟洗涤30分钟后，将陪洗布取出，并漂洗两次，最后将陪洗布晾干，观察陪洗布的染色情况，并用色差仪进行检测洗涤前后陪洗布的色差，色差值小表明串色程度越小。分别使用对比例1、实施例1和实施例4制备的清洁皂洗涤的陪洗布的洗涤前后色差测试结果如下表5所示。各例子对应的洗涤后的陪洗布染色情况如图1所示。

表5防串色测试结果

由表5和图1的结果表明，含阳离子聚合物的清洁皂样品在洗涤过程中能明显降低掉色后染料对陪洗布的串染影响，对不同颜色的色布均表现出明显的效果，清洁皂中阳离子聚合物含量增加有助于提升防串色的效果。

试验例4-去污性能测试

测试方法：按GB/T13174《衣料用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定》方法洗涤，分别用对比例1和实施例1制备的清洁皂对国标炭黑污布JB01、蛋白污布JB02、皮脂污布JB03进行洗涤，比较洗涤前后污布的白度差。

测试条件：洗涤溶液用250ppm硬水，清洁皂样品洗涤浓度3g/L，洗涤时间20min，洗涤温度30℃，搅拌速度60r/min。

表6去污性能测试结果

从表6的测试结果可以看出，对比例1的清洁皂和实施例1的清洁皂对炭黑污布JB01、蛋白污布JB02、皮脂污布JB03这三种污布的去污效果相当，处于同一水平，表明清洁皂中加入阳离子聚合物后未影响清洁皂的去污性能。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (8)

1.一种含阳离子聚合物的清洁皂，其特征在于，用包括以下质量百分比的原料组分制成：85-98％的皂粒，0.2-4.0％的阳离子聚合物，0.5-4.0％的去离子水，0.5-8.0％的助剂；

所述阳离子聚合物含有下式所示的季铵盐重复单元：

所述季铵盐重复单元的总分子量与阳离子聚合物分子量之比大于70％，阳离子聚合物的分子量为200000-3000000道尔顿。

2.根据权利要求1所述的含阳离子聚合物的清洁皂，其特征在于，所述季铵盐重复单元的总分子量与聚合物分子量之比大于80％，阳离子聚合物的分子量为400000-2000000道尔顿。

3.根据权利要求1所述的含阳离子聚合物的清洁皂，其特征在于，所述助剂包括色素、金属离子螯合剂、香料、增白剂、抗氧化剂、填充剂、多元醇、pH调节剂、稳定剂、抗再沉积剂中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的含阳离子聚合物的清洁皂，其特征在于，所述色素为酸性大红G、碱性品红、酸性金黄G、酸性嫩黄G、碱性淡黄、印花涂料色浆绿8601、涂料白8401、直接耐晒蓝B2RL或靛青。

5.根据权利要求3所述的含阳离子聚合物的清洁皂，其特征在于，所述金属离子螯合剂为二亚乙基三胺五亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、己二胺四亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸、乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺二琥珀酸、2-羟基丙二胺二琥珀酸或所述酸对应的盐。

6.根据权利要求1-5任一项所述的含阳离子聚合物的清洁皂，其特征在于，所述皂粒是由动物油和/或植物油得来的脂肪酸经皂化反应生成的脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐。

7.根据权利要求6所述的含阳离子聚合物的清洁皂，其特征在于，所述动物油包括牛油、羊油和猪油中的至少一种，所述植物油包括棕榈油、棕榈仁油和椰子油中的至少一种。

8.一种如权利要求1所述含阳离子聚合物的清洁皂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将皂粒投入搅拌锅内，搅拌均匀；

S2、将阳离子聚合物与水混合后投入上述搅拌锅中，搅拌均匀；

S3、将助剂投入上述搅拌锅中，搅拌均匀后静置，得到半成品；

S4、将半成品按预设形状和尺寸成型后，得到清洁皂成品。