CN115806861A - 一种长效挂壁性的泡沫清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长效挂壁性的泡沫清洗剂及其制备方法，涉及清洗剂技术领域。按重量份包括阴离子表面活性剂5‑15％，阳离子表面活性剂5‑15％，长碳醇1‑5％，余量为水。本发明中加入长碳醇，长碳醇的羟基和表面活性剂的端基之间可以形成氢键，从而使长碳醇镶嵌在表面活性剂分子之间，使疏水链排列更紧密，提高液膜表面粘度，使液膜具有较高的机械强度，提高液膜的质量，从而提高泡沫的稳定性，达到持久的挂壁性。
Description
技术领域
本发明涉及清洗剂技术领域，具体涉及一种长效挂壁性的泡沫清洗剂。
背景技术
泡沫清洗剂是硬表面清洗剂中的一种重要类型，主要是通过添加发泡剂，配合发泡设备，使清洗剂成为泡沫形态，喷洒到待洗物表面，以实现可视化的清洗。泡沫液膜中的表面活性剂，在水中形成亲水基向内、疏水基向外的混合吸附分子层，当泡沫与有机粉尘接触时，泡沫液膜的疏水基比水分子更容易吸附有机粉尘。此外，泡沫具有携液能力，在硬表面上的泡沫越持久，清洗剂对污垢的作用时间越长。因此，泡沫的稳定持久是泡沫清洗剂的核心指标。
泡沫的稳定性在清洗剂的使用中表现为持久挂壁性，目前提升泡沫稳定性的方法主要有：(1)选用泡沫稳定性较好的阴离子表面活性剂；(2)在阴离子表面活性剂体系中加入弱阳离子表面活性剂，如氧化胺CAO、烷醇酰胺6501等；(3)加入可溶性的高分子材料，提升泡沫液粘度，如聚丙烯酸钠、黄原胶等；(4)提高产品使用浓度，增加泡沫液膜厚度。这些方法虽然能在一定程度上提高稳泡性，但是在使用中，受温度、重力和硬表面的性质影响，泡沫液难以实现在垂直表面长时间停留，无法达到持久挂壁的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，能够增加泡沫液膜强度和粘度，提升泡沫的稳定性和挂壁性。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，按重量份包括阴离子表面活性剂5-15％，阳离子表面活性剂5-15％，长碳醇1-5％，余量为水。
进一步的，所述长效挂壁性的泡沫清洗剂，按重量份包括阴离子表面活性剂5-12％，阳离子表面活性剂5-12％；长碳醇1-3％，余量为水。
进一步的，所述阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为1:1。
进一步的，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚硫酸钠和琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或多种。
进一步的，所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基硫酸钾酯铵、十六烷基三甲基硫酸钾酯铵、双十二烷基二甲基丙基双氯化铵、双十四烷基二甲基丙基双氯化铵、双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵中的一种或多种。
进一步的，所述长碳醇为辛醇、癸醇、十二醇、十四醇中的任意一种或几种。
进一步的，还包括15-60％的化学上可添加的物质。
进一步的，所述化学上可添加的物质包括PH调节剂0-20％，抗硬水剂1-5％，洗涤助剂5-15％，增溶剂5-10％，溶剂5-15％。
本发明还公开了一种长效挂壁性的泡沫清洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入长碳醇，充分混合均质，得到泡沫清洗剂。
本发明还公开了另一种长效挂壁性的泡沫清洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入长碳醇，充分混合均质，得到泡沫清洗剂；
(3)向步骤(2)中加入化学上可添加的物质，充分混合后，即得泡沫清洗剂。
本发明长效挂壁性的泡沫清洗剂及其制备方法，其有益效果在于：
(1)本发明中加入长碳醇，长碳醇的羟基和表面活性剂的端基(亲水基团)之间可以形成氢键，从而使长碳醇镶嵌在表面活性剂分子之间，使疏水链排列更紧密，提高液膜表面粘度，使液膜具有较高的机械强度，提高液膜的质量，从而提高泡沫的稳定性，达到持久的挂壁性。
(2)本发明在阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂之间加入长碳链，能够连接阴-阳离子表面活性剂，从而避免了阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂之间因产生反应而发生的表面活性降低、沉淀等问题，能够更加稳定体系。同时采用阴-阳离子表面活性剂进行复配，能够提高清洗效果。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一种实施例中，一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，按重量份包括阴离子表面活性剂5-15％，阳离子表面活性剂5-15％，长碳醇1-5％，余量为水。泡沫清洗剂制备方法为：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入长碳醇，充分混合均质，得到泡沫清洗剂。
在另一种实施例中，一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，按重量份包括阴离子表面活性剂5-15％，阳离子表面活性剂5-15％，长碳醇1-5％，15-60％的化学上可添加的物质，余量为水。泡沫清洗剂制备方法为：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入长碳醇，充分混合均质；
(3)向步骤(2)中加入化学上可添加的物质，充分混合后，即得泡沫清洗剂。
其中，所述化学上可添加的物质包括PH调节剂0-20％，抗硬水剂1-5％，洗涤助剂5-15％，增溶剂5-10％，溶剂5-15％。
阴离子表面活性剂，
本发明中阴离子表面活性剂优选为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚硫酸钠和琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或多种。本发明所述的阴离子表面活性剂主要为乳化性能好、发泡性好，且去污能力强的表面活性剂，能够使洗涤剂产生丰富的泡沫和去污能力。
十二烷基硫酸钠，HLB值为40，属于亲水基表面活性剂，具有良好的乳化、发泡、渗透、去污和分散性能。
十二烷基苯磺酸钠。亲水性较强，有效降低油-水界面的张力，其中HLB值为10.638。本发明中采用的十二烷基苯磺酸钠为直链结构的烷基，去污力和起泡力强，脱脂力强，添加在清洗剂中能够更容易清洗油脂。
月桂醇醚硫酸钠，具有良好的乳化性、去污能力和发泡性能，泡沫丰富稳定。
琥珀酸二辛酯磺酸钠，乳化性、发泡性和润湿性好。
阳离子表面活性剂
本发明中阳离子表面活性剂优选为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基硫酸钾酯铵、十六烷基三甲基硫酸钾酯铵、双十二烷基二甲基丙基双氯化铵、双十四烷基二甲基丙基双氯化铵、双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵中的一种或多种。本发明的阳离子表面活性剂主要是耐酸耐碱，耐热的表面活性剂，能够降低表面张力，具有高强的乳化、渗透、润湿和杀菌性能。
十二烷基三甲基氯化铵，化学稳定性好，耐强酸强碱，耐高温，具有良好的渗透性、乳化性和消毒杀菌功能。
十六烷基三甲基氯化铵，具有较强的杀菌性能，乳化性和分散性能好。
十二烷基三甲基硫酸钾酯铵，耐热、耐强酸，具有高强的乳化性、渗透和润湿性能，杀菌性能优异。
十六烷基三甲基硫酸钾酯铵，化学稳定性好，耐热、耐压、耐强酸；乳化、性、渗透性及杀菌性能好。
双十二烷基二甲基丙基双氯化铵和双十四烷基二甲基丙基双氯化铵，兼有双烷基单季铵盐和单烷基双季铵盐表面活性剂双重性能,具有很强的乳化、吸附、疏水、防腐蚀、杀菌等性能。双季铵盐有极好的水溶性,杀菌性能好，还可以抑制细菌产生抗药性，较低含量即可达到清洁杀菌效果，降低了使用成本。同时该阳离子表面活性剂还具有防腐蚀的作用，不会对设备产生腐蚀性，大大拓宽了清洗剂的适用范围。
双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵，而本发明的双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵含有双十二烷基疏水基团、亲水羟基和双季铵盐，其中含有的双季铵盐正电荷，通过控制阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的比例，清洗剂内部还存在有大量的阳离子所带的正电荷，不会失去表面活性。且与特定的硫酸钠盐类阴离子表面活性剂混合，即使两者相结合，也不会影响分子键能之间和表面活性，保留阴/阳离子表面活性剂各自的活性，在界面处排列更为紧密，从而稳定溶剂和泡沫，降低表面张力的能力更强，用量更少。
长碳醇
本发明的长碳醇包括辛醇、癸醇、十二醇、十四醇中的任意一种或几种。本发明的长碳醇微溶或不溶于水，具有表面活性，同时具有乳化、增稠或粘接的作用。
本发明的长碳醇中羟基和阴离子和阳离子表面活性剂的亲水基团之间可以形成氢键，从而使长碳醇镶嵌在表面活性剂分子之间，使疏水链排列更紧密，提高液膜表面粘度和机械强度，提高液膜的质量，从而提高泡沫的稳定性，使泡沫达到长久的挂壁性能。
化学上可添加的物质如下：
pH调节剂：pH调节剂包括酸性调节剂和碱性调节剂，其中酸性调节剂为磷酸、硝酸、硫酸、醋酸、柠檬酸、山梨酸、马来酸、乳酸、酒石酸等；碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、磷酸二氢钠等。
抗硬水剂：乙二胺四乙酸二钠，氮川三乙酸钠，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸，羟基乙叉二磷酸中的一种或多种。
洗涤助剂：柠檬酸钠，偏硅酸钠，三聚磷酸钠，聚环氧琥珀酸钠，尿素，聚丙烯酸钠等中的一种或多种。
增溶剂：对甲苯磺酸钠，异丙苯磺酸钠等。
溶剂：丙二醇甲醚，二乙二醇丁醚等。
单纯阴-阳-醇体系泡沫清洗剂
实施例1
一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，辛醇2份，余量为水。
实施例2
一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，按照100重量份包括：α-烯基磺酸钠10份，十六烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，辛醇2份，余量为水。
实施例3
一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，双十二烷基二甲基丙基双氯化铵10份，辛醇2份，余量为水。
实施例4
一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，按照100重量份包括：月桂醇醚硫酸钠10份，双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵10份，辛醇3份，余量为水。
碱性泡沫清洗剂
实施例5
一种具有长期挂壁效果的碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，双十二烷基二甲基丙基双氯化铵10份，十二醇5份，氢氧化钠2份，羟基乙叉二磷酸5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
实施例6
一种具有长期挂壁效果的碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：琥珀酸二辛酯磺酸钠8份，双十四烷基二甲基丙基双氯化铵8份，癸醇4份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，异丙苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，二乙二醇丁醚10份，余量为水。
实施例7
一种具有长期挂壁效果的碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠15份，双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵15份，十四醇1份，氢氧化钠2份，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，二乙二醇丁醚10份，余量为水。
实施例8
一种具有长期挂壁效果的碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基苯磺酸钠8份，双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵8份，十四醇2份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，异丙苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
实施例9
一种具有长期挂壁效果的碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基苯磺酸钠8份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵8份，十二醇2份，氢氧化钠2份，氮川三乙酸钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，二乙二醇丁醚10份，余量为水。
中性泡沫清洗剂
实施例10
一种具有长期挂壁效果的中性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，双十二烷基二甲基丙基双氯化铵10份，十二醇2份，乙二胺四乙酸二钠5份，余量为水。
实施例11
一种具有长期挂壁效果的中性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠8份，双十四烷基二甲基丙基双氯化铵8份，十四醇3份，乙二胺四乙酸二钠5份，余量为水。
实施例12
一种具有长期挂壁效果的中性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：月桂醇醚硫酸钠5份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵5份，十二醇3份，乙二胺四乙酸二钠5份，余量为水。
实施例13
一种具有长期挂壁效果的中性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：琥珀酸二辛酯磺酸钠5份，十六烷基三甲基硫酸钾酯铵5份，十二醇3份，乙二胺四乙酸二钠5份，余量为水。
实施例14
一种具有长期挂壁效果的中性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：α-烯基磺酸钠5份，双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵5份，十二醇1份，乙二胺四乙酸二钠3份，余量为水。
实施例15
一种具有长期挂壁效果的中性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基苯磺酸钠15份，双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵15份，十二醇5份，乙二胺四乙酸二钠5份，余量为水。
碱性泡沫清洗剂对比例
对比例1
一种碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
对比例2
一种碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，十二醇2份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
对比例3
一种碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，十二醇2份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
对比例4
一种碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，乙醇2份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
对比例5
一种碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，丙二醇2份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
对比例6
一种碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，己醇2份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
对比例7
一种碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，十六烷醇2份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
对比例8
一种碱性泡沫清洗剂，按照100重量份包括：十二烷基硫酸钠10份，十二烷基三甲基硫酸钾酯铵10份，二十二醇2份，氢氧化钠2份，乙二胺四乙酸二钠5份，对甲苯磺酸钠5份，聚环氧琥珀酸钠5份，丙二醇甲醚10份，余量为水。
应用检测
一、挂壁性测试
将实施例1-15、对比例1-8、现有市售碱性泡沫清洗剂分别在不同温度下进行在亚克力表面挂壁时间检测以及清洗情况，得到的数据如表1所示；其中竞品1为现有英国知名进口品牌，竞品2为现有美国知名进口品牌，竞品3为现有比利时知名进口品牌，竞品4为现有荷兰知名进口品牌。
表1不同温度下的泡沫挂壁情况
实施例1-4为阴-阳-醇体系泡沫清洗剂，从表1可以看出，其他化学上可添加的物质对挂壁性的影响较小，其作用主要是功能性增效。
实施例5-9为碱性泡沫清洗剂，碱性泡沫清洗剂与对比例1-8进行对比，能够看出本发明添加量的稳定剂长链碳醇为特定的长链碳醇，在30-45℃的较高温度下，挂壁时间更长，能够实现长久的挂壁性，对设备的清洗清洁更好。
从对比例4-9可以看出，小分子醇和大分子醇对挂壁性改善较弱，而只有本发明特定的长链碳醇才能够在一定程度上延长挂壁性，稳定效果更好，提高清洗效果。
二、清洗效果
实验开始前，用ATP检测仪检测表面清洁程度；用高压水冲洗充分润湿墙面，5min后用高压水冲洗墙体表面，并用ATP检测仪取样检测清洗前数据。喷洒泡沫20min后用高压水枪冲洗掉泡沫，再次用ATP荧光检测仪对同一取样点采样检测，测试结果如表2所示；
表2 ATP检测数据
从表2可以看出，阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和长链碳醇三者进行协同作用，能够有效的提高清洗效果。从对比例2的数据可以看出，阳离子表面活性剂的加入能够大大提高对硬表面的清洗效果。
三、液膜粘弹性测试
采用dataphysics视频光学接触角测量仪，小幅周期振荡法测试悬滴在空气中的液膜粘弹性，实验选择了0.05HZ和0.1HZ频率，测试样品浓度为500ppm。
表3泡沫液粘弹性数据表
从表3可以看出，本发明泡沫清洗剂得到的泡沫液膜强度更高，抵抗形变的能力更强，泡沫稳定性好，泡沫挂壁性更加持久。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
最后应说明的是：本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种长效挂壁性的泡沫清洗剂，其特征在于：按重量份包括阴离子表面活性剂5-15％，阳离子表面活性剂5-15％，长碳醇1-5％，余量为水。
2.根据权利要求1所述长效挂壁性的泡沫清洗剂，其特征在于：按重量份包括阴离子表面活性剂5-12％，阳离子表面活性剂5-12％；长碳醇1-3％，余量为水。
3.根据权利要求1所述长效挂壁性的泡沫清洗剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为1:1。
4.根据权利要求1所述长效挂壁性的泡沫清洗剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂醇醚硫酸钠和琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述长效挂壁性的泡沫清洗剂，其特征在于：所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基硫酸钾酯铵、十六烷基三甲基硫酸钾酯铵、双十二烷基二甲基丙基双氯化铵、双十四烷基二甲基丙基双氯化铵、双十二烷基二甲基羟丙基氯化铵中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述长效挂壁性的泡沫清洗剂，其特征在于：所述长碳醇为辛醇、癸醇、十二醇、十四醇中的任意一种或几种。
7.根据权利要求1所述长效挂壁性的泡沫清洗剂，其特征在于：还包括15-60％的化学上可添加的物质。
8.根据权利要求7所述长效挂壁性的泡沫清洗剂，其特征在于：所述化学上可添加的物质包括PH调节剂0-20％，抗硬水剂1-5％，洗涤助剂5-15％，增溶剂5-10％，溶剂5-15％。
9.一种根据权利要求1所述长效挂壁性的泡沫清洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入长碳醇，充分混合均质，得到泡沫清洗剂。
10.一种根据权利要求7所述长效挂壁性的泡沫清洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂依次加入至水中，并搅拌至完全溶解；
(2)向步骤(1)中的溶液中加入长碳醇，充分混合均质；
(3)向步骤(2)中加入化学上可添加的物质，充分混合后，即得泡沫清洗剂。
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