CN117965247A - 一种强效抑菌洗衣液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强效抑菌洗衣液及其制备方法，所述洗衣液包括非离子表面活性剂5‑25％、阳离子Gemini表面活性剂0.1‑10％、粘度调节剂1‑4％、酶0‑1％、稳定剂0‑0.1％、防腐剂0‑0.3％、着色剂0‑0.05％、香精0.1‑1.5％，余量为去离子水，所述阳离子Gemini表面活性剂为通过多步反应合成的含有五元杂环的长链烷基季铵盐；本发明提供的制备方法通过将各组分混合制得强效抑菌洗衣液，工艺简单，所制得的洗衣液具有优异的抑菌效果和去污能力，安全且环保。

Description

一种强效抑菌洗衣液及其制备方法

技术领域

本发明涉及洗涤剂技术领域，具体涉及一种强效抑菌洗衣液及其制备方法。

背景技术

抑菌洗衣液是一种可以在洗涤过程中去除和抑制细菌的清洁产品，有助于维持卫生安全。抑菌洗衣液通过添加抑菌剂实现抗菌作用。

目前，季铵盐表面活性剂是目前应用最广泛的抑菌剂，但是大多数传统的季铵盐表面活性剂对不同的细胞生物膜都表现出强烈的毒副作用。相对于传统的表面活性剂，Gemini表面活性剂以其独特的结构，具有更优异的表面/界面活性，具有更高的工业应用价值。Gemini表面活性剂分类众多，以其结构的不同，可以应用在不同的领域，如抑菌杀菌、基因转染、新材料等。阳离子型Gemini表面活性剂目前受到研究者高度关注，但是大部分阳离子型Gemini表面活性剂难降解，直接排放会造成环境污染。

因此，开发新型的低毒、环境友好型的抗微生物表面活性剂非常有必要。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种强效抑菌洗衣液及其制备方法，通过合成一种环境友好、低毒性的阳离子型Gemini表面活性剂，替换传统的季铵盐表面活性剂添加在洗衣液中，具有优异的抑菌抗菌功效，安全又环保。

本发明提供一种强效抑菌洗衣液，所述洗衣液包括非离子表面活性剂5-25％、阳离子Gemini表面活性剂0.1-10％、粘度调节剂1-4％、酶0-1％、稳定剂0-0.1％、防腐剂0-0.3％、着色剂0-0.05％、香精0.1-1.5％，余量为去离子水。

进一步地，所述阳离子Gemini表面活性剂的合成过程为：

具体反应步骤如下：

S1，将丙醛酸溶解在四氢呋喃中，按物质的量之比1:(1.1～2.5)加入N-甲基羟胺盐酸盐和适量碳酸钠，于70-80℃搅拌回流反应3-6h，经分离、干燥，得到产物A；

S2，将产物A和乙烯按物质的量之比1:(1.2～5.5)加入反应容器，加入苯溶解，在100-120℃反应5-8h，经分离、干燥得到产物B；

S3，将产物B和氯化亚砜物质的量1:(2～5)加入反应容器，升温至80-85℃回流，搅拌反应时长1-3h，减压蒸出氯化亚砜，得产物C；

S4，将产物C和对苯二胺按物质的量1:(2～5)加入反应容器中，再加入二氯甲烷，在0-4℃搅拌反应3-6h，经分离、提纯、干燥，得到产物D；

S5，将产物D和溴代烷烃按物质的量1:(5～15)加入反应容器中，升温至125-140℃，搅拌反应8-24h，经分离、干燥，得到目标产物。

作为优选的技术方案，所述溴代烷烃中碳原子数n为8-12。

更优选的，所述溴代烷烃中碳原子数n为12。

进一步地，所述非离子表面活性剂包含有机硅表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。

进一步地，所述有机硅表面活性剂的结构式为：

其中R为8-16个碳原子的烷基，m为1-8，n为1-10。

进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚分子式为RO(CH₂CH₂O)₁₀H。

进一步地，所述非离子表面活性剂包含有机硅表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚，所述有机硅表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(3-5):(1-3)。

进一步地，所述粘度调节剂选自丙烯酸酯类共聚物、黄原胶、卡波姆和聚乙二醇双硬脂酸酯中的一种或多种。

进一步地，所述稳定剂选自乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠和硅酸钠中的一种或多种。

进一步地，所述防腐剂选自甲基异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮、苯甲酸钠、对羟基苯甲酸酯中的一种或多种。

本发明还提供一种强效抑菌洗衣液的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比称取表面活性剂和Gemini表面活性剂，加入适量离子水，充分搅拌均匀；

(2)按配比称取粘度调节剂、酶、稳定剂、防腐剂、着色剂、香精，依次加入(1)中，充分搅拌均匀；

(3)加入余量的去离子水，搅拌均匀，即得。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供的强效抑菌洗衣液具有显著的抑菌功效，对大肠杆菌、金黄色葡萄糖球菌和酵母菌都表现出显著的抗菌作用，同时本发明的强效抑菌洗衣液具有优异的去污能力。本发的强效抑菌洗衣液通过添加一种新型的阳离子Gemini表面活性剂，复配非离子表面活性剂，如脂肪醇聚有机硅聚氧乙烯醚表面活性剂和特定的脂肪醇聚氧乙烯醚，得到的洗衣液具有突出的抗菌和去污水平。

本发明合成的新型的阳离子Gemini表面活性剂为对称结构，对称的阳离子头基之间有酰胺键连接，提高了可降解性和生物相容性，降低了毒性；阳离子头基为五元杂环，具有更大的空间位阻。细菌的细胞膜主要是脂质双分子层和脂蛋白，细胞膜带有负电荷，本发明的阳离子Gemini表面活性剂通过长疏水链的疏水作用以及阳离子头基和细胞膜之间的静电吸附作用实现抗菌。

本发明的强效抑菌洗衣液中还可以复配多种酶及其他助剂，可以根据使用需求搭配，满足不同类型消费者需求，具有更好的市场应用前景。

具体实施方式

以下通过具体的实施例，对本说明技术方案的具体实施方式进行进一步描述，这些实施例是为了对本技术方案的详细描述，而不是为了限制本技术方案。基于本说明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明保护的范围。

关于助剂的进一步说明：

本发明中，所述粘度调节剂选自丙烯酸酯类共聚物、黄原胶、卡波姆和聚乙二醇双硬脂酸酯中的一种或多种。

本发明中，所述酶可以包含一种或更多种酶制剂，以提供清洁性能，织物护理和/或其它有益效果。常用的酶制剂是蛋白酶，淀粉酶，脂肪酶，角质酶和/或纤维素酶。所述的酶不限于以下中的一种或多种：蛋白酶、α-淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、磷脂酶、酯酶、脂肪酶、过氧化物酶/氧化酶、果胶酶、裂解酶、甘露聚糖酶、角质酶、还原酶、木聚糖酶、支链淀粉酶、鞣酸酶、戊聚糖酶、麦芽聚糖、阿拉伯糖酶、β-葡聚糖酶。

本发明中，所述稳定剂选自乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠和硅酸钠中的一种或多种。

本发明中，所述防腐剂选自甲基异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮、苯甲酸钠、对羟基苯甲酸酯中的一种或多种。

本发明中，所述着色剂可以选自颜料和/或染料，可包括通常用于衣物洗涤剂或织物软化剂中的着色剂。

本发明中，所述香精可以根据需求选择合适的商业化香精，按照香型为花香类、非花香类、果香类等。花香类如玫瑰、茉莉、晚香玉、铃兰、玉兰、丁香、水仙、葵花、橙花、栀子、风信子、金合欢、薰衣草、刺槐花、香竹石、桂花、紫罗兰、菊花、依兰等香型。非花香香精包括檀香、木香、粉香、麝香、幻想型、各种果香型、各种酒香型及咖啡、奶油、香草、薄菏、杏仁等香型等。果香类是模仿果实的香气调配而成的，如苹果、橘子、葡萄、草莓、香蕉、樱桃、柠檬、梨等。

本发明中的水为符合洗衣液生产要求的用水，优选为软水。

本发明的术语“抑菌”，“杀菌”，“除菌”之间不作区分。术语“抗菌性能”，“杀菌性能”，“除菌效能”之间不作区分。“抗菌率”，“杀菌率”，“除菌率”之间不作区分。

实施例1

本实施例提供一种阳离子Gemini表面活性剂的合成方法，具体包括以下步骤：

S1，将丙醛酸溶解在四氢呋喃中，按物质的量之比1:2加入N-甲基羟胺盐酸盐和少量碳酸钠，于80℃搅拌回流反应5h，经分离、干燥，得到产物A；

S2，将产物A和乙烯按物质的量之比1:2.5加入反应容器，加入苯溶解，在100℃反应8h，经分离、干燥得到产物B；

S3，将产物B和氯化亚砜物质的量1:3加入反应容器，升温至80℃回流，搅拌反应时长1-3h，减压蒸出氯化亚砜，得产物C；

S4，将产物C和对苯二胺按物质的量1:5加入反应容器中，再加入二氯甲烷，在0-4℃搅拌反应5h，经分离、提纯、干燥，得到产物D；

S5，将产物D和溴代十二烷按物质的量1:15加入反应容器中，升温至125℃，搅拌反应12h，经分离、干燥，得到目标产物。

实施例2

本实施例提供一种阳离子Gemini表面活性剂的合成方法，具体包括以下步骤：

S1，将丙醛酸溶解在四氢呋喃中，按物质的量之比1:2.5加入N-甲基羟胺盐酸盐和少量碳酸钠，于80℃搅拌回流反应5h，经分离、干燥，得到产物A；

S2，将产物A和乙烯按物质的量之比1:3.5加入反应容器，加入苯溶解，在100℃反应6h，经分离、干燥得到产物B；

S3，将产物B和氯化亚砜物质的量1:4加入反应容器，升温至85℃回流，搅拌反应时长3h，减压蒸出氯化亚砜，得产物C；

S4，将产物C和对苯二胺按物质的量1:3加入反应容器中，再加入二氯甲烷，在0-4℃搅拌反应6h，经分离、提纯、干燥，得到产物D；

S5，将产物D和溴代葵烷按物质的量1:12加入反应容器中，升温至130℃，搅拌反应16h，经分离、干燥，得到目标产物。

实施例3

本实施例提供一种阳离子Gemini表面活性剂的合成方法，具体包括以下步骤：

S1，将丙醛酸溶解在四氢呋喃中，按物质的量之比1:2加入N-甲基羟胺盐酸盐和适量碳酸钠，于80℃搅拌回流反应4h，经分离、干燥，得到产物A；

S2，将产物A和乙烯按物质的量之比1:5加入反应容器，加入苯溶解，在120℃反应5-87h，经分离、干燥得到产物B；

S3，将产物B和氯化亚砜物质的量1:5加入反应容器，升温至85℃回流，搅拌反应时长3h，减压蒸出氯化亚砜，得产物C；

S4，将产物C和对苯二胺按物质的量1:5加入反应容器中，再加入二氯甲烷，在0-4℃搅拌反应6h，经分离、提纯、干燥，得到产物D；

S5，将产物D和溴代辛烷按物质的量1:8加入反应容器中，升温至130℃，搅拌反应24h，经分离、干燥，得到目标产物。

实施例4

本实施例提供一种强效抑菌洗衣液的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取非离子表面活性剂C₁₂H₂₅O[Si(CH₃)₂O]₆[C₂H₄O]₆ 20份和实施例1制备的Gemini表面活性剂8份，加入去离子水50份，充分搅拌均匀；

(2)依次加入聚乙二醇双硬脂酸酯2份、蛋白酶0.1份、脂肪酶0.05份、对羟基苯甲酸酯0.05份、着色剂0.02份、香精1份，充分搅拌均匀；

(3)加入剩余的去离子水30份，搅拌均匀，即得。

实施例5

本实施例提供一种强效抑菌洗衣液的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取非离子表面活性剂C₁₂H₂₅O[Si(CH₃)₂O]₆[C₂H₄O]₆ 20份、C₁₀H₂₁O[C₂H₄O]₁₀5份和实施例2制备的阳离子Gemini表面活性剂6份，加入去离子水50份，充分搅拌均匀；

(2)依次加入聚乙二醇双硬脂酸酯2份、蛋白酶0.1份、脂肪酶0.05份、对羟基苯甲酸酯0.05份、着色剂0.02份、香精1份，充分搅拌均匀；

(3)加入剩余的去离子水30份，搅拌均匀，即得。

实施例6

本实施例提供一种强效抑菌洗衣液的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取非离子表面活性剂C₁₂H₂₅O[Si(CH₃)₂O]₆[C₂H₄O]₆ 15份、C₈H₁₇O[C₂H₄O]₁₀ 10份和实施例2制备的阳离子Gemini表面活性剂3份，加入去离子水50份，充分搅拌均匀；

(2)依次加入聚乙二醇双硬脂酸酯2份、蛋白酶0.05份、脂肪酶0.05份、对羟基苯甲酸酯0.1份、着色剂0.02份、香精1份，充分搅拌均匀；

(3)加入剩余的去离子水30份，搅拌均匀，即得。

实施例7

本实施例提供一种强效抑菌洗衣液的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取非离子表面活性剂C₁₂H₂₅O[Si(CH₃)₂O]₆[C₂H₄O]₆ 10份、C₈H₁₇O[C₂H₄O]₁₀10份、C₁₂H₂₅O[C₂H₄O]₁₀ 5份和实施例2制备的阳离子Gemini表面活性剂5份，加入去离子水50份，充分搅拌均匀；

(2)依次加入聚乙二醇双硬脂酸酯2份、蛋白酶0.05份、脂肪酶0.1份、对羟基苯甲酸酯0.1份、着色剂0.02份、香精1份，充分搅拌均匀；

(3)加入剩余的去离子水30份，搅拌均匀，即得。

对比例1

本对比例为实施例4的对照，区别在于：不包含阳离子Gemini表面活性剂，非离子表面活性剂的重量份数为10份，减少的份数加入同等份数的水，其他组分不变，总重量份数不变。

制备方法同实施4。

对比例2

本对比例为实施例4的对照，区别在于：不包含C₁₂H₂₃O[Si(CH₃)₂O]₆[C₂H₄O]₆、蛋白酶、脂肪酶，减少的份数加入同等份数的水，其他组分不变，总重量份数不变。

制备方法同实施4。

对比例3

本对比例为实施例4的对照，区别在于：C₁₂H₂₃O[Si(CH₃)₂O]₆[C₂H₄O]₆的重量份数为55份，其他组分不变。

制备方法同实施4。

性能测试：

1、抑菌效果测试

测定实施例1-3制备的Gemini表面活性剂、实施例4和对比例1制备的洗衣液对大肠杆菌、金黄色葡萄糖球菌和酵母菌的抑菌率。将实施例1-3制备的Gemini表面活性剂配分别制成100μg/mL水溶液。将大肠杆菌、金黄色葡萄糖球菌和酵母菌分别接种于合适的培养基中，于25℃下培养3天后，挑选生长至对数期的菌于灭菌的液体培养基中制成一定浓度的悬液。将实施例1-3的Gemini表面活性水溶液分别加入到菌悬液中，最终Gemini表面活性的浓度控制在50.0μg/mL；将实施例4和对比例1的洗衣液加入到菌悬液中，加入浓度控制在1％，得到混合液。将混合液放在恒温摇床中培养12h，采用比浊法测细菌的OD₆₀₀值，根据公式A_E＝100×(A_e-A₀)/A₀计算抑菌率,其中A_e为12h加入了Gemini表面活性或洗衣液的菌悬液的OD₆₀₀值，A₀为未加Gemini表面活性或洗衣液的菌悬液的OD₆₀₀值。具体测定结果如表1所示。

表1对大肠杆菌、金黄色葡萄糖球菌和白色念珠菌的抑菌率

由表1的测试结果可知，实施例1-3制备的Gemini表面活性剂具有较好的抗菌能力，对大肠杆菌、金黄色葡萄糖球菌和酵母菌具有较好的杀菌效果，特别是实施例1和实施例2制备的阳离子Gemini表面活性剂。实施例4提供的包含实施例1的阳离子Gemini表面活性剂的洗衣液也具有显著的抑菌效果。对比例1提供的洗衣液中不包含Gemini表面活性剂，测定其抑菌率低于实施例4。因此，本发明提供的洗衣液具有较好的抑菌功效。

2、去污性能测试

按照国标GB/T 13174规定进行测试，选取的污布为炭黑污布、皮脂污布、蛋白污布。测试结果如表2所示。

表2去污能力测试结果

样品	炭黑污布	皮脂污布	蛋白污布
				实施例4	1.2	1.6	2.5
实施例5	1.3	1.6	2.5
				实施例6	1.3	1.6	2.1
实施例7	1.4	1.8	2.1
				对比例1	1.0	1.3	1.1
对比例2	0.8	1.0	0.9
				对比例3	0.9	1.0	1.0
国标洗衣液	1.0	1.0	1.0

由表2的测试结果可以看出，实施例4-7和对比例1制备的洗衣液对三种国标污布的去污力均高于国标洗衣液，实施例4-7洗衣液的去污能力比对比例1的好，对比例2和对比例3的洗衣液的去污能力不及国标洗衣液。因此，本发明提供的洗衣液具有更优异的去污能力。

尽管已经示出和描述了本说明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本说明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本说明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述洗衣液包括非离子表面活性剂5-25％、阳离子Gemini表面活性剂0.1-10％、粘度调节剂1-4％、酶0-1％、稳定剂0-0.1％、防腐剂0-0.3％、着色剂0-0.05％、香精0.1-1.5％，余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述阳离子Gemini表面活性剂的合成过程为：

具体反应步骤如下：

S1，将丙醛酸溶解在四氢呋喃中，按物质的量之比1:(1.1～2.5)加入N-甲基羟胺盐酸盐和适量碳酸钠，于70-80℃搅拌回流反应3-6h，经分离得到产物A；

S2，将产物A和乙烯按物质的量之比1:(1.2～5.5)加入反应容器，加入苯溶解，在100-120℃反应5-8h，经分离、干燥得到产物B；

S3，将产物B和氯化亚砜物质的量1:(2～5)加入反应容器，升温至80-85℃回流，搅拌反应时长1-3h，减压蒸出氯化亚砜，得产物C；

S4，将产物C和对苯二胺按物质的量1:(2～5)加入反应容器中，再加入二氯甲烷，在0-4℃搅拌反应3-6h，经分离、提纯、干燥，得到产物D；

S5，将产物D和溴代烷烃按物质的量1:(5～15)加入反应容器中，升温至125-140℃，搅拌反应8-24h，经分离、干燥，得到目标产物。

3.根据权利要求2所述的强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述溴代烷烃中碳原子数n为8-12。

4.根据权利要求3所述的强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述碳原子数n为12。

5.根据权利要求1所述的强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述非离子表面活性剂包含有机硅表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述有机硅表面活性剂的结构式为：其中R为8-16个碳原子的烷基，m为1-8，n为1-10。

7.根据权利要求5所述的强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚分子式为RO(CH₂CH₂O)₁₀H。

8.根据权利要求5所述的强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述非离子表面活性剂包含有机硅表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚，所述有机硅表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(3-5):(1-3)。

9.根据权利要求1所述的强效抑菌洗衣液，其特征在于，所述粘度调节剂选自丙烯酸酯类共聚物、黄原胶、卡波姆和聚乙二醇双硬脂酸酯中的一种或多种；和/或，所述稳定剂选自乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠和硅酸钠中的一种或多种；和/或，所述防腐剂选自甲基异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮、苯甲酸钠、对羟基苯甲酸酯中的一种或多种。

10.权利要求1-9任一项所述的强效抑菌洗衣液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按配比称取非离子表面活性剂和阳离子Gemini表面活性剂，加入适量离子水，充分搅拌均匀；

(2)按配比称取粘度调节剂、酶、稳定剂、防腐剂、着色剂、香精，依次加入(1)中，充分搅拌均匀；

(3)加入余量的去离子水，搅拌均匀，即得。