含烷基糖苷的表面活性剂组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于表面活性剂制备技术领域，具体的说，涉及一种含烷基糖苷的表面活性剂组合物及其制备方法。
背景技术
烷基糖苷是由植物源的脂肪醇和医用级的葡萄糖通过脱水缩合反应生成的一类绿色、无毒、刺激性极低的表面活性剂。疏水碳链为8～14的烷基糖苷产生的泡沫细腻，润湿力强，亲肤性好，且在水中易溶解，无浊点，可作为洗衣液、洗手液、沐浴液、餐洗剂等多种洗护用品的主要原料。例如，CN108524358A公布了一种抗炎护肤的洗手液及其制备方法和应用，使用烷基糖苷作为主要表面活性剂；CN108179073A公布了一种温和杀菌洗衣液及其制备方法，使用烷基糖苷和烷基糖苷柠檬酸酯作为主要去污成分；CN105296197A公布了一种绿色环保生物型洗衣液，使用烷基糖苷0810和烷基糖苷1214作为主要的非离子表面活性剂；CN106232132A公布了含有烷基糖苷的益生元口腔护理组合物。
天然油脂乙氧基化物NOE、改性油脂乙氧基化物SOE和脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE都是具有优异性能的醚-酯型非离子表面活性剂，由油脂、脂肪酸甲酯与环氧乙烷加成得到。具有生物毒性低、刺激性小、易生物降解、且对油脂增溶能力强等优点；改性油脂乙氧基化物磺酸盐SNS-80是由天然油脂经插入式乙氧基化和磺化改性制得的一种新型绿色表面活性剂，易生物降解、去污性能好、水溶性和耐硬水性能好等优点。同时，SOE和SNS-80具有低泡易漂洗、溶解过程中不产生凝胶相、对体系具有明显降粘的特点，因此在浓缩和超浓缩产品配方中有较大的应用潜力(参考文献:刘心建,王泽云,李梦雪.油脂乙氧基化物磺酸盐在浓缩洗衣液中的应用性能研究[J].中国洗涤用品工业,2018,10:31-36)。将烷基糖苷和上述几种乙氧基化表面活性剂复配形成的组合物，同时兼具绿色、亲肤低刺激、水溶性好易漂洗等特点，无需添加有机溶剂，组合物本身即具有较好的流动性，运输、使用方便，特别适合作为高浓缩洗涤产品的基础原料。
CN102046765A公开了一种表面活性剂浓缩物，该浓缩物包含至少75％的基本上完全中和的硫酸化阴离子表面活性剂，大量传统的硫酸盐表面活性剂的使用使得该组合物并不能达到亲肤低刺激的目的。CN108822988A公布了一种组合物及含有该组合物的日化用品，该组合物包含烷基葡萄糖苷，同时也包含传统的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
本发明的第二个目的是提供一种所述含烷基糖苷的表面活性剂组合物的制备方法。
本发明的第三个目的是提供一种基于该含烷基糖苷的表面活性剂组合物的浓缩洗衣液配方。
本发明将绿色、无毒、低刺激的烷基糖苷类产品和新型温和的油脂基表面活性剂：天然油脂乙氧基化物NOE、脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE、改性油脂乙氧基化物SOE、改性油脂乙氧基化物磺酸盐SNS-80中的至少一种以及余量水复配成组合物，该组合物具有亲肤低刺激，易溶于水，流动性好，低泡易漂洗等特点，特别适合作为高浓缩洗涤产品的基础原料。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一个方面提供了一种含烷基糖苷的表面活性剂组合物，是由以下重量份数的组分制成：
烷基糖苷20～60份，油脂基表面活性剂10～60份，去离子水10-60份；
所述油脂基表面活性剂选自天然油脂乙氧基化物、脂肪酸甲酯乙氧基化物、改性油脂乙氧基化物、改性油脂乙氧基化物磺酸盐中的至少一种。
优选的，所述含烷基糖苷的表面活性剂组合物是由以下重量份数的组分制成：
烷基糖苷25～50份，油脂基表面活性剂33～55份，去离子水17～30份。
所述油脂基表面活性剂选自改性油脂乙氧基化物和改性油脂乙氧基化物磺酸盐的混合物、天然油脂乙氧基化物和脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物、天然油脂乙氧基化物、改性油脂乙氧基化物中的至少一种。
具体的，所述油脂基表面活性剂是由40份改性油脂乙氧基化物和10份改性油脂乙氧基化物磺酸盐组成，或者是由35份改性油脂乙氧基化物和20份改性油脂乙氧基化物磺酸盐组成，或者是由42.5份天然油脂乙氧基化物和5份脂肪酸甲酯乙氧基化物组成，或者是由35份天然油脂乙氧基化物和5份脂肪酸甲酯乙氧基化物组成，或者是由45份天然油脂乙氧基化物组成，或者是由45份改性油脂乙氧基化物组成，或者是由28份天然油脂乙氧基化物和5份脂肪酸甲酯乙氧基化物组成。
所述烷基糖苷是质量分数为50％的水溶液。
所述烷基糖苷为疏水链碳数为8～10的烷基糖苷(APG0810)、疏水链碳数为12～14的烷基糖苷(APG1214)中的至少一种。
烷基糖苷有6-18不同碳链长度，一般用在洗涤行业中的是8-14碳链长度，其亲肤性和去污性能是最好，碳6长度的去污力差，刺激性比8-14碳的大，一般用在金属、玻璃等硬表面清洗，16-18长碳链的烷基糖苷水溶性不好，一般也较少用在洗涤行业，所以选用碳链长度为8-14的烷基糖苷。
所述天然油脂乙氧基化物为椰油乙氧基化物(NOE-C)、大豆油乙氧基化物(NOE-S)、棕榈油乙氧基化物(NOE-P)中的至少一种。
所述脂肪酸甲酯乙氧基化物为疏水碳链为12～14的脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE-24)、疏水碳链为16～18的脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE-68)中的一种。
所述改性油脂乙氧基化物(SOE)是一种以天然油脂为原料改性得到的新型聚氧乙烯型非离子表面活性剂，选自改性椰子油乙氧基化物(SOE-C)、改性棕榈油乙氧基化物(SOE-P)、改性棕榈仁油乙氧基化物(SOE-N)(改性方法按照以下参考文献:温朋鹏,郭建国,刘伟,孙永强,刘晓东.改性油脂乙氧基化物及其复配体系的性能研究[J].日用化学品科学,2016,39:21-25)。
所述改性油脂乙氧基化物磺酸盐(SNS-80)是由天然油脂经插入式乙氧基化和磺化改性制得的一种新型绿色表面活性剂(改性方法按照以下参考文献:郭晓丹,刘保.浓缩洗衣液表面活性剂复配选择[J].中国洗涤用品工业,2018,8:26-37)。
所述含烷基糖苷的表面活性剂组合物的表面活性剂的含量为55～65％，优选为57.5～62％。
本发明的第二个方面提供了一种所述含烷基糖苷的表面活性剂组合物的制备方法，包括以下步骤：
按照所述配比将烷基糖苷溶于去离子水中，加热搅拌，加入油脂基表面活性剂搅拌，降至室温后静置，待泡沫消退后获得所述含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
所述加热搅拌反应的温度为50～70℃，时间为0.1～12h。
所述加入油脂基表面活性剂搅拌反应的温度为50～70℃，时间为0.1～12h。
所述降至室温后静置的时间为0.1～12h。
本发明的第三个方面提供了一种浓缩型洗衣液，是由以下重量份的组分制成：
优选的，所述浓缩型洗衣液是由以下重量份的组分制成：
所述香精为薰衣草香精、茉莉香精、柠檬香精中的一种。
所述防腐剂为苯氧乙醇、对羟基苯甲酸丁酯中的一种。
所述螯合剂为EDTA-2Na、柠檬酸钠中的一种。
所述pH调节剂为柠檬酸。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明提供的含烷基糖苷的表面活性剂组合物，将绿色无毒、易生物降解的烷基糖苷与新型温和的油脂基表面活性剂复配，得到的组合物相对于传统的表面活性剂具有更高的安全性和亲肤性。
本发明提供的含烷基糖苷的表面活性剂组合物，表面活性剂浓度高，同时具有较好的流动性，运输、使用方便，适合作为高浓缩洗涤产品的基础配方。
本发明提供的含烷基糖苷的表面活性剂组合物，低温流动性好，不凝胶，适合作为浓缩洗涤剂的主要原料，使用、运输方便，加入香精、防腐剂、水等辅料，即可制备成浓缩型液体洗涤剂，相对于传统的表面活性剂和洗涤剂，本发明提供的含烷基糖苷的表面活性剂组合物具有低泡的特点，易于漂洗，节能节水。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明所用试剂：烷基糖苷APG0810、APG1214(50％，工业级，上海发凯化工有限公司)；椰油乙氧基化物NOE-C、大豆油乙氧基化物NOE-S、棕榈油乙氧基化物NOE-P、脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE-24、脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE-68、改性椰子油乙氧基化物SOE-C、改性棕榈油乙氧基化物SOE-P、改性棕榈仁油乙氧基化物SOE-N(＞99％，工业级，中轻日化科技有限公司)；改性油脂乙氧基化物磺酸盐SNS-80(70％，工业级，中轻化工股份有限公司)。
以下实施例中所用烷基糖苷是质量分数为50％的水溶液。
实施例1
第一步，将30kg APG0810置于带有机械搅拌的不锈钢釜或搪瓷釜中，加入20kg去离子水，边搅拌边加热至50℃，在此温度下恒温继续搅拌约0.5小时。
第二步，向上述搅拌釜中加入40kg的SOE-N和10kg的SNS-80，50℃恒温搅拌约2小时至均匀。
第三步，停止搅拌，混合物在搅拌釜中室温静置4小时，待泡沫消退后获得含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
按照上述配比，实施例1的表面活性剂的含量为62％。含烷基糖苷的表面活性剂组合物除了含有表面活性剂，还含有水，62％是表面活性剂总质量在组合物中占的比例，一方面体现其浓度高，普通的液体洗涤剂的表面活性剂含量为15％左右，本实施例制备的组合物的浓度约为60％，即高浓缩。另一方面，在后面泡沫、润湿、去污等性能测试时会用到该数据。
实施例2
第一步，将20kg APG0810和5kg APG1214置于带有机械搅拌的不锈钢釜或搪瓷釜中，同时加入27.5kg去离子水，边搅拌边加热至60℃，在此温度下恒温继续搅拌约1小时。
第二步，向上述搅拌釜中加入42.5kg NOE-C和5kg FMEE-68，60℃恒温搅拌约3小时至均匀。
第三步，停止搅拌，混合物在搅拌釜中室温静置6小时，待泡沫消退后获得含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
按照上述配比，实施例2的表面活性剂的含量为60％。
实施例3
第一步，将15kg APG0810和10kg APG1214置于带有机械搅拌的不锈钢釜或搪瓷釜中，同时加入30kg去离子水，边搅拌边加热至70℃，在此温度下恒温继续搅拌约3小时。
第二步，向上述搅拌釜中加入45kg SOE-C，70℃恒温搅拌约3小时至均匀。
第三步，停止搅拌，混合物在搅拌釜中室温静置6小时，待泡沫消退后获得含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
按照上述配比，实施例3的表面活性剂的含量为57.5％。
实施例4
第一步，将10kg APG0810和15kg APG1214置于带有机械搅拌的不锈钢釜或搪瓷釜中，同时加入20kg去离子水，边搅拌边加热至70℃，在此温度下恒温继续搅拌约3小时。
第二步，向上述搅拌釜中加入35kg的SOE-P和20kg的SNS-80，70℃恒温搅拌约3小时至均匀。
第三步，停止搅拌，混合物在搅拌釜中室温静置4小时，待泡沫消退后获得含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
按照上述配比，实施例4的表面活性剂的含量为61.5％。
实施例5
第一步，将50kg APG0810置于带有机械搅拌的不锈钢釜或搪瓷釜中，同时加入17kg去离子水，边搅拌边加热至60℃，在此温度下恒温继续搅拌约0.5小时。
第二步，向上述搅拌釜中加入28kg NOE-P和5kg FMEE-24，60℃恒温搅拌约5小时至均匀。
第三步，停止搅拌，混合物在搅拌釜中室温静置10小时，待泡沫消退后获得含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
按照上述配比，实施例5的表面活性剂的含量为58％。
实施例6
第一步，将30kg APG0810和10kg APG1214置于带有机械搅拌的不锈钢釜或搪瓷釜中，同时加入20kg去离子水，边搅拌边加热至60℃，在此温度下恒温继续搅拌约2小时。
第二步，向上述搅拌釜中加入35kg NOE-C和5kg FMEE-24，60℃恒温搅拌约1小时至均匀。
第三步，停止搅拌，混合物在搅拌釜中室温静置8小时，待泡沫消退后获得含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
按照上述配比，实施例6的表面活性剂的含量为60％。
实施例7
第一步，将20kg APG0810和5kg APG1214置于带有机械搅拌的不锈钢釜或搪瓷釜中，同时加入30kg去离子水，边搅拌边加热至70℃，在此温度下恒温继续搅拌约2小时。
第二步，向上述搅拌釜中加入45kg NOE-S，70℃恒温搅拌约3小时至均匀。
第三步，停止搅拌，混合物在搅拌釜中室温静置6小时，待泡沫消退后获得含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
按照上述配比，实施例7的表面活性剂的含量为57.5％。
实施例8
第一步，将25kg APG0810和5kg APG1214置于带有机械搅拌的不锈钢釜或搪瓷釜中，加入20kg去离子水，边搅拌边加热至50℃，在此温度下恒温继续搅拌约1小时。
第二步，向上述搅拌釜中加入40kg的SOE-C和10kg的SNS-80，50℃恒温搅拌约2小时至均匀。
第三步，停止搅拌，混合物在搅拌釜中室温静置4小时，待泡沫消退后获得含烷基糖苷的表面活性剂组合物。
按照上述配比，实施例8的表面活性剂的含量为62％。
对比例1
将烷基糖苷APG1214(50％)作为对比例1。
对比例2
将天然油脂乙氧基化物NOE-C用适量去离子水稀释成60％含量的水溶液，作为对比例2。
对比例3
将常用的非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9用适量水稀释成60％含量的水溶液，作为对比例3。
对比例4
将常用的阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES用适量水稀释成60％含量的水溶液作为对比例4。
对比例5
以一种已经市场化的含烷基糖苷的表面活性剂组合物
对比例6
30份烷基糖苷APG0810，65份油脂基表面活性剂SOE-N，去离子水5份，制备方法同实施例1。
对比例7
15份烷基糖苷APG0810，50份油脂基表面活性剂SOE-N，去离子水35份，制备方法同实施例1。
对比例8
65份烷基糖苷APG0810，5份油脂基表面活性剂SOE-N，去离子水30份，制备方法同实施例1。
对比例9
30份烷基糖苷APG0810，50份阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，去离子水20份，制备方法同实施例1。
对比例10
30份烷基糖苷APG0810，50份非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9，去离子水20份，制备方法同实施例1。
对比例11
30份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，50份油脂基表面活性剂SOE-N，去离子水20份，制备方法同实施例1。
对以上八个实施例得到的表面活性剂组合物以及十一个对比例进行了刺激性、低温稳定性、润湿性能、泡沫性能和去污性能测试，结果如表1所示。
本发明的含烷基糖苷的表面活性剂组合物的刺激性通过以下方法测试：玉米醇溶蛋白实验法(Zein测试法)：将待测的组合物用去离子水配制成质量分数为1％的水溶液，取30mL，再加2g的玉米醇溶蛋白，在25℃下搅拌2h，视溶解情况添加玉米醇溶蛋白，确保溶液中有未溶解的玉米醇溶蛋白，然后过滤。滤液用微量凯氏定氮法测得氮的质量分数(a，单位g/L)。用同样的方法可测得不加玉米醇溶蛋白的表面活性剂溶液中氮的质量分数(b，单位g/L)。a减去b所得到的数值即为Zein值，该值越大刺激性越强。
本发明的含烷基糖苷的表面活性剂组合物的低温稳定性通过以下方法进行测试：将含烷基糖苷的表面活性剂组合物封装在透明的具塞玻璃瓶中，将玻璃瓶置于5℃低温恒温箱中放置2周，之后取出观察，能在该条件下保持均一、透明、且不凝胶、可流动的表面活性剂组合物即具有较好的低温稳定性。
本发明的含烷基糖苷的表面活性剂组合物的润湿时间的测试参考相应国标进行(表面活性剂润湿力的测定浸渍法GB/T 11983-2008)：采用标准帆布片沉降法，将表活活性剂或组合物配制成有效含量为1％的水溶液1000mL，在恒温25.0±0.5℃的条件下，将标准帆布片平置于表面活性剂水溶液的表面，并开始计时，待帆布片开始自液面下沉终止计时，每个样品重复上述操作十次，取平均值作为该表面活性剂或组合物的润湿时间，该时间越短，润湿性能越好。
本发明的含烷基糖苷的表面活性剂组合物的泡沫性能测试按照相应国标进行：表面活性剂发泡力的测定(改进Ross-Miles法，GB/T 7462-94)：先用3mmol CaCl2硬水将表面活性剂配置成质量分数为0.25％的水溶液，预热至50±0.5℃。取上述溶液500mL置于分液漏斗中，保持溶液温度为50±0.5℃，在罗氏泡沫仪上将分液漏斗的活塞打开，使溶液流下。当漏斗中的溶液流完后，开始计时，读取在30秒、3分钟和5分钟时的泡沫体积(mL)。
本发明的含烷基糖苷的表面活性剂组合物去污力按相应国标(衣料用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定GB/T 13174-2008)进行：用250mg/L的标准硬水将表面活性剂或组合物配制0.2％有效含量的溶液，事先对国标碳黑污布JB-01、蛋白污布JB-02、皮质污布JB-03进行白度读取，然后在30±2℃的条件下，使用立式去污机对以上三种污布进行去污实验，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为20min，之后污布晾干，再次读取白度值，计算出各块污布洗前/洗后的白度差值，将测试样品的白度差值结果除以标准洗衣液的结果，计算出去污指数，去污力以两次去污指数的平均值来计算。去污指数大于或等于1，则该测试样品的去污效果达到国标要求，去污指数小于1，则该测试样品的去污指数未达到国标要求。
表1实施例和对比例的Zein值、低温稳定性、润湿、泡沫、去污测试结果
由表1中的数据可以看出，本发明实施例中用到的原料烷基糖苷APG1214(对比例1)具有极低的刺激性，良好的润湿性能和去污性能，但其低温下凝胶，泡沫较丰富；另一种油脂基原料NOE-C(对比例2)的刺激性也很低，低温稳定性极好，且泡沫性能很低，但其润湿性能较差，去污性能特别是对皮脂污布的去污性能未达到国标。本发明的含烷基糖苷的表面活性剂组合物，将烷基糖苷和选用的几种油脂基表面活性剂复配成的实施例1～6兼具原料的特点，同时满足低刺激、低温流动、低泡，且润湿和去污都达到要求。对比例3、4、5低温下都凝胶，且刺激性和泡沫性能明显高于实施例。
另从表1中可以看，对比例6中油脂基表面活性剂不在本申请限定的范围，其润湿效果不佳，对皮脂污布的去污效果未达标；对比例7中烷基糖苷不在本申请限定的范围，其润湿效果不佳，对皮脂污布的去污效果未达标；对比例8中烷基糖苷和油脂基表面活性剂不在本申请限定的范围，其低温凝胶，泡沫较多。对比例9和10采用常用的表面活性剂代替油脂基表面活性剂，其低温稳定性差，泡沫较丰富，刺激性高。对比例11不含烷基糖苷，其刺激性大，润湿性能不佳，低温凝胶。
应用例
本发明的含烷基糖苷的表面活性剂组合物具有安全低刺激、流动性好、泡沫低、易漂洗等特点，适合作为浓缩液体洗涤剂产品的基础原料。
将实施例1和实施例2制备的含烷基糖苷的表面活性剂组合物加入适当的香精、防腐剂、螯合剂、pH调节剂、水等辅料制备成45％含量的浓缩型洗衣液，作为应用例1和应用例2，其组成如下表2所示，测定了应用例的低温稳定性和流动性，并与标准洗衣液(购买于中国日用化学工业研究院，参考GB/T 13174-2008国家标准第一号修改单)进行了泡沫和去污性能对比(见表3所示)。
表2由实施例为原料配制的45％有效含量浓缩型洗衣液的组成
表3浓缩型洗衣液和标准洗衣液的性能对比
由表3可以看出，应用例1和2所得到的浓缩型洗衣液具有较好的低温稳定性，香精、色素、防腐剂等辅料的加入对实施例的低温稳定性基本没有影响。和标准洗衣液相比，所制得的浓缩洗衣液具有更低的泡沫性能，利于漂洗，且对三种污布的去污效果超过标准洗衣液。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
