CN111592944B - 一种含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，按质量份数，所述多表面清洗剂的配比为：茶皂素改性表面活性剂5‑15份、脂肪醇聚氧乙烯醚丁基封端3‑6份、烷基糖苷1‑3份、柠檬酸钠6‑10份、葡萄糖酸钠3‑5份、碳酸氢钠0.1～0.2份、乙二醇单丁醚10‑15份、防腐剂0.1‑0.2份，添加水至100份。本发明的茶皂素改性表面活性剂具有去污力强、低泡的特点，绿色环保、可生物降解；特别适用于表面清洗，易于漂洗。含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂去污力达90％以上，具有非常好的清洗效果，泡沫性能优良。

Description

一种含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂
技术领域
本发明属于表面活性剂以及清洗剂技术领域，尤其涉及一种茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂。
背景技术
茶皂素又名茶皂甙，是由茶树种子(茶籽、茶叶籽)提取出来的一类糖甙化合物，是一种性能良好的天然表面活性剂，它可广泛应用于轻工、化工、农药、饲料、养殖、纺织、采油、采矿、建材与高速公路建设等领域。
经研究证明：茶皂素的HLB值为16左右，能够显著的降低表面张力，具有良好的去污能力和润湿能力，并且具有很强的起泡能力和稳泡性能。易于生物降解，是一类绿色天然表面活性剂。中国是油茶和茶树产量最高，每年产出大量的茶籽和茶籽饼，另一方面，茶籽饼中含有10~12%的茶皂素，虽然茶皂素为一类天然表面活性剂，但实际生活中，茶皂素类清洗剂却并未得到有效的应用，其中，很大一部分原因还是因为茶皂素的一些性质影响，如其起泡性能较强，不易漂洗；去污能力也只是中高等原因。因此，改性茶皂素的结构，提高茶皂素的利用价值就显得很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种易于漂洗、去污能力强的茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂。
其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。
一种含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，其特点为，按质量份数，所述多表面清洗剂的配比为：
茶皂素改性表面活性剂5-15份、丁基封端的脂肪醇聚氧乙烯醚3-6份、烷基糖苷1-3份、柠檬酸钠6-10份、葡萄糖酸钠3-5份、碳酸氢钠0.1~0.2份、乙二醇单丁醚10-15份、防腐剂0.1-0.2份，添加水至100份；
所述的茶皂素改性表面活性剂为茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂或茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂；
以所述的茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂为茶皂素改性表面活性剂Ⅰ，以所述的茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂为茶皂素改性表面活性剂Ⅱ；
所述茶皂素改性表面活性剂Ⅰ采用如下合成方法：
将茶皂素、溶剂以及催化剂Ⅰ加入反应釜中，用惰性气体置换反应釜内的空气，升温后加入环氧丙烷，反应釜压力降至常压时，补加催化剂Ⅰ，加入环氧乙烷，加完后继续升温反应，待釜压降至常压后，经后处理后得到所述茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂；
其中，所述催化剂Ⅰ为MgO/Al2O3双核金属氧化物催化剂或双金属氰化物络合催化剂。
所述茶皂素改性表面活性剂Ⅱ采用如下合成方法：
将茶皂素、溶剂以及催化剂Ⅱ加入反应釜中，用惰性气体置换反应釜内的空气，升温后加入环氧乙烷，反应釜压力降至常压时，补加催化剂Ⅱ，加入环氧丙烷，加完后继续升温反应，待釜压降至常压后，经后处理后得到所述茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂；
其中，所述催化剂Ⅱ为MgO/Al2O3双核金属氧化物催化剂或双金属氰化物络合催化剂；
所述茶皂素改性表面活性剂Ⅰ和茶皂素改性表面活性剂Ⅱ的合成方法中所涉及到的升温过程均为升温至140-160℃；
合成方法中，按摩尔比，茶皂素：环氧丙烷：环氧乙烷=1:20~30:5~10；按质量比，所述溶剂的加入量为对应茶皂素加入量的5~10倍；按质量比，所述催化剂Ⅰ、Ⅱ的加入量为对应茶皂素加入量的0.5~1.5%。
作为本发明的优选实施例之一，按质量份数，所述多表面清洗剂的配比为：
茶皂素改性表面活性剂10份、丁基封端的脂肪醇聚氧乙烯醚4份、烷基糖苷2份、柠檬酸钠7份、葡萄糖酸钠5份、碳酸氢钠0.2份、乙二醇单丁醚12份、防腐剂0.1份，添加水至100份。
作为本技术方案的进一步改进，所述烷基糖苷为低碳链的APG06或APG08。
进一步，所述茶皂素改性表面活性剂Ⅰ和茶皂素改性表面活性剂Ⅱ的合成方法中的后处理均为：
抽真空，反应液过滤除去催化剂，反应液浓缩后加入到石油醚中，析出固体，过滤后得到的固体烘干，所得固体即是所述的茶皂素改性表面活性剂Ⅰ、Ⅱ。
此外，根据环氧乙烷和环氧丙烷的添加量不同，可合成不同聚合度比的上述茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂Ⅰ和茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂Ⅱ。
优选的，所述溶剂优选为二甲基亚砜。
采用上述技术方案的含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，具有以下有益效果：
1）本发明的茶皂素改性表面活性剂具有去污力强、低泡的特点，特别适用于表面清洗，易于漂洗。
2）本发明的茶皂素改性表面活性剂为天然茶皂素改性，合成过程中也未添加任何有毒有害的成分，绿色环保，可生物降解。
3）本发明的多表面清洗剂去污力达90%以上，具有非常好的清洗效果，泡沫性能优良。
具体实施方式
下面将通过具体的实施例来对本发明的具体技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂Ⅰ的合成：
将茶皂素和二甲基亚砜添加到高压釜中，添加催化剂MCT-09，用氮气置换反应釜内的空气，升温到150摄氏度，抽真空，慢慢通入环氧丙烷，控制釜内压力3-4个标准大气压，搅拌反应4小时，反应釜压力降至常压时，补加MCT-09，慢慢通入环氧乙烷，控制釜内压力3-4个标准大气压，继续升温到150摄氏度后反应4小时，待釜压降至常压后，冷却到室温，抽真空，釜内气体置换为氮气，反应液过滤除去催化剂，将反应液浓缩后加入到石油醚中，析出固体，过滤后得到的固体烘干，得到茶皂素改性表面活性剂。
具体的投料量及产量见下表1。
表1：
表面活性剂 茶皂素 环氧丙烷 环氧乙烷 MCT-09（前/后） 二甲基亚砜 产品
Ⅰ-1 60g 62g 14g 0.4g/0.3g 500mL 102g
Ⅰ-2 60g 62g 21g 0.4/0.4g 500mL 103g
Ⅰ-3 60g 81g 14g 0.5/0.3g 500mL 107g
实施例2：
茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂Ⅱ的合成：
将茶皂素和二甲基亚砜添加到高压釜中，添加催化剂MCT-09，用氮气置换反应釜内的空气，升温到140摄氏度，抽真空，慢慢通入环氧乙烷，控制釜内力3-4个标准大气压，搅拌反应4小时，反应釜压力降至常压时，补加MCT-09，慢慢通入环氧丙烷，控制釜内压力3-4个标准大气压，继续升温到140摄氏度后反应4小时，待釜压降至常压后，冷却到室温，抽真空，釜内气体置换为氮气，反应液过滤除去催化剂，将反应液浓缩后加入到石油醚中，析出固体，过滤后得到的固体烘干，得到茶皂素改性表面活性剂。
具体的投料量及产量见下表2。
表2：
表面活性剂 茶皂素 环氧乙烷 环氧丙烷 MCT-09（前/后） 二甲基亚砜 产品
Ⅱ-1 60g 14g 62g 0.3g/0.4g 500mL 103g
Ⅱ-2 60g 21g 62g 0.4/0.4g 500mL 105g
Ⅱ-3 60g 14g 81g 0.3/0.5g 500mL 110g
实施例3：
配方1：按质量份数，茶皂素改性表面活性剂（Ⅰ-1）10份、脂肪醇聚氧乙烯醚丁基封端（丁基封端的脂肪醇聚氧乙烯醚）4份、烷基糖苷APG 08 2份、柠檬酸钠7份、葡萄糖酸钠5份、碳酸氢钠0.2份、乙二醇单丁醚12份、防腐剂0.1份、水添加至100份。防腐剂为甲基异噻唑啉酮。
配方2-6除了将配方1中茶皂素改性表面活性剂（Ⅰ-1）依次替换为 Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3之外，其它组分保持不变。
配方7：除了将配方1中茶皂素改性表面活性剂（Ⅰ-1）替换为茶皂素外，其它组分保持不变。
实施例4：
按照QB/T 4532-2013硬质地板清洗剂的附录A去污力的测定的方法对去污力进行实验，每个配方的清洗剂用水稀释到1%，在15℃、25℃、35℃下平行进行三组实验，取平均值作为去污力。
每个配方在不同温度下对应的去污力的数据如下表3所示。
表3：
15℃ 25℃ 35℃
配方1-1 86.50% 90.10% 92.20%
配方1-2 87.40% 91.20% 93.40%
配方1-3 86.70% 90.60% 93.30%
配方2-1 87.80% 92.00% 94.20%
配方2-2 87.30% 92.70% 93.80%
配方2-3 87.30% 92.50% 93.70%
配方3-1 84.10% 89.90% 91.00%
配方3-2 83.50% 90.20% 91.20%
配方3-3 83.60% 90.10% 89.80%
配方4-1 89.10% 91.50% 94.30%
配方4-2 89.50% 91.70% 94.20%
配方4-3 89.20% 91.50% 94.80%
配方5-1 92.00% 97.50% 98.00%
配方5-2 92.50% 97.60% 97.80%
配方5-3 92.60% 97.50% 98.10%
配方6-1 88.90% 90.50% 93.50%
配方6-2 88.80% 90.60% 93.20%
配方6-3 88.80% 90.50% 93.10%
配方7-1 78.00% 85.00% 87.50%
配方7-2 78.20% 85.50% 88.00%
配方7-3 77.80% 85.10% 87.40%
对上表3中每个配方的三组数据的去污力求平均数，得到的数据如下表4中所示。
表4：
水基清洗液 15℃ 25℃ 35℃
配方1 86.87% 90.63% 92.97%
配方2 87.47% 92.40% 93.90%
配方3 83.73% 90.07% 90.67%
配方4 89.27% 91.57% 94.43%
配方5 92.37% 97.53% 97.97%
配方6 88.83% 90.53% 93.27%
配方7 78.00% 85.20% 87.63%
结论：含改性茶皂素表面活性剂的配方相比含茶皂素的配方，其去污能力有了很大的提高，在25℃以上的去污力均能达到90%以上，其中茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂Ⅱ与茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性茶皂素Ⅰ相比，去污能力更强。
实施例5：
泡沫性能研究：工作液（稀释100倍制得工作液）20mL，加入100毫升的具塞量筒内，在15℃、25℃、35℃不同温度下放置30分钟后取出，上下摇动2分钟，摇动距离约0.33m，摇动频率约100 ～ 110 次/min，摇动完毕后，打开量筒塞子，置于对应温度的烘箱中静置20分钟，记录残余泡沫高度。
下表5为不同配方在不同温度下对应的泡沫高度（单位：mm）。
表5：
15℃ 25℃ 35℃
配方1-1 20 22 25
配方1-2 21 23 26
配方1-3 21 22 26
配方2-1 22 25 26
配方2-2 22 25 26
配方2-3 22 24 27
配方3-1 19 21 22
配方3-2 20 21 23
配方3-3 19 22 23
配方4-1 24 26 27
配方4-2 24 27 27
配方4-3 23 26 28
配方5-1 25 27 28
配方5-2 24 27 28
配方5-3 24 27 27
配方6-1 27 28 30
配方6-2 27 28 31
配方6-3 26 27 31
配方7-1 38 40 45
配方7-2 38 40 45
配方7-3 39 41 44
对每个配方不同温度下的泡沫高度分别进行求平均数，统计数据如下表6。
表6：
15℃ 25℃ 35℃
配方1 20.67 22.33 25.67
配方2 22.00 24.67 26.33
配方3 21.33 21.33 22.67
配方4 23.67 26.33 27.33
配方5 24.33 27.00 27.67
配方6 26.67 27.67 30.67
配方7 38.33 40.33 44.67
结论：含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂与含茶皂素的多表面清洗剂相比，泡高具有明显的降低，其中含茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂Ⅰ的多表面清洗剂（在相同的环氧丙烷与环氧乙烷的聚合度下）与含茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性的表面活性剂Ⅱ的多表面清洗剂相比，泡高有少许的降低。
综上所述，含改性茶皂素表面活性剂的多表面清洗剂在去污能力和泡沫性能上都有很大的提高，特别适用多表面的清洗。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，其特征在于，按质量份数，所述多表面清洗剂的配比为：
茶皂素改性表面活性剂5-15份、丁基封端的脂肪醇聚氧乙烯醚3-6份、烷基糖苷1-3份、柠檬酸钠6-10份、葡萄糖酸钠3-5份、碳酸氢钠0.1~0.2份、乙二醇单丁醚10-15份、防腐剂0.1-0.2份，添加水至100份；
所述的茶皂素改性表面活性剂为茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂或茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂；
以所述的茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂为茶皂素改性表面活性剂Ⅰ，以所述的茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂为茶皂素改性表面活性剂Ⅱ；
所述茶皂素改性表面活性剂Ⅰ采用如下合成方法：
将茶皂素、溶剂以及催化剂Ⅰ加入反应釜中，用惰性气体置换反应釜内的空气，升温后加入环氧丙烷，反应釜压力降至常压时，补加催化剂Ⅰ，加入环氧乙烷，加完后继续升温反应，待釜压降至常压后，经后处理后得到所述茶皂素PO/EO嵌段聚醚改性表面活性剂；
其中，所述催化剂Ⅰ为MgO/Al2O3双核金属氧化物催化剂或双金属氰化物络合催化剂；
所述茶皂素改性表面活性剂Ⅱ采用如下合成方法：
将茶皂素、溶剂以及催化剂Ⅱ加入反应釜中，用惰性气体置换反应釜内的空气，升温后加入环氧乙烷，反应釜压力降至常压时，补加催化剂Ⅱ，加入环氧丙烷，加完后继续升温反应，待釜压降至常压后，经后处理后得到所述茶皂素EO/PO嵌段聚醚改性表面活性剂；
其中，所述催化剂Ⅱ为MgO/Al2O3双核金属氧化物催化剂或双金属氰化物络合催化剂；
进一步，
所述茶皂素改性表面活性剂Ⅰ和茶皂素改性表面活性剂Ⅱ的合成方法均满足：
1）、合成方法所涉及到的升温过程均为升温至140-160℃；
2）、按摩尔比，茶皂素：环氧丙烷：环氧乙烷=1:20~30:5~10；
3）、按质量比，所述溶剂的加入量为对应茶皂素加入量的5~10倍；
4）、按质量比，所述催化剂Ⅰ、Ⅱ的加入量为对应茶皂素加入量的0.5~1.5%。
2.根据权利要求1所述含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，其特征在于，按质量份数，所述多表面清洗剂的配比为：
茶皂素改性表面活性剂10份、丁基封端的脂肪醇聚氧乙烯醚4份、烷基糖苷2份、柠檬酸钠7份、葡萄糖酸钠5份、碳酸氢钠0.2份、乙二醇单丁醚12份、防腐剂0.1份，添加水至100份。
3.根据权利要求1或2所述的含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，其特征在于，所述烷基糖苷为低碳链的APG06或APG08。
4.根据权利要求1所述的含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，其特征在于，所述茶皂素改性表面活性剂Ⅰ和茶皂素改性表面活性剂Ⅱ的合成方法中的后处理均为：
抽真空，反应液过滤除去催化剂，反应液浓缩后加入到石油醚中，析出固体，过滤后得到的固体烘干，所得固体即是所述的茶皂素改性表面活性剂Ⅰ、Ⅱ。
5.根据权利要求1所述的含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，其特征在于，所述溶剂为二甲基亚砜。
6.根据权利要求1所述的含茶皂素改性表面活性剂的多表面清洗剂，其特征在于，所述防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。
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