一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物及其制备方法和应用
文献发布时间：2023-06-19 16:09:34
技术领域
本发明属于动物纤维清洗领域，具体涉及一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物及其制备方法和应用。
背景技术
动物纤维(如羊毛)是毛纺工业生产所需的重要原材料。作为天然动物纤维，在其生长过程中会受到动物腺体分泌物、排泄物以及其他污染物(例如泥土、植物碎屑等)的沾染。因此，在进行纺织加工前须对原始动物纤维(原毛)进行清洗除杂操作，将附着在动物纤维上的油脂、汗渍及其他有机或无机杂质去除。通常采用水洗方法将待清洗的动物纤维浸入到水中，通过机械搅动或超声等手段去除水溶性污染物。但纤维上所沾染的非水溶性油脂类污染物，通常需要在水中外加清洗剂才能将其从纤维上一定程度去除。因此，纤维清洗剂在动物纤维清洗过程中起着非常重要的渗透、乳化、分散以及去油的作用。清洗剂的清洗能力直接影响洗涤后的纤维白度、松散度等特征，对纤维的后续加工及产品质量有重大影响。
但目前，市面上常用的通用清洗剂存在着清洗效率较低、倾点较高、低温(<5℃)易凝胶和溶解性差等特点，给加工设备和工艺带来极大不便，同时大幅增加了低温加工和使用的工艺成本。在气温较低的寒冷地区，尤其是冬季，已成为制约其应用的主要影响因素。因此，开发具有更高清洗效率以及具有更好的低温(<5℃)使用性的动物纤维清洗剂具有重要的环保意义和实际应用意义。
CN103666870A公开了一种羊毛清洗剂，包括过氧化尿素、多聚磷酸钠、碳酸钠、硫酸钠、乙二胺四乙酸钠、羧甲基纤维素钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯磺酸钠。所述羊毛清洗剂可有效去除羊毛中的污物，并改善羊毛品质，但该清洗剂不适合低温使用。
CN102660392A公开了一种羊毛洗涤剂，包括天然源非离子表面活性剂，碳原子数为2-8的脂肪多醇，无机铵盐类稳定剂，有机盐类防腐剂。所述非离子表面活性剂为茶皂素、无患子皂苷、烷基多糖苷或失水山梨糖醇酯。使用该洗涤剂洗涤后的羊毛的残脂率在0.5％以下，但该方法需要反复清洗，耗时耗力，且不适合低温使用。
基于以上研究，可以看到针对低温环境下动物皮毛的清洗剂的开发还存在一定的局限性，清洗剂的组分有待进一步优化。因此，提供一种清洗剂，提高其在低温环境下对动物纤维的清洗效率，对纺织加工领域具有重大的现实意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物及其制备方法和应用。所述动物纤维清洗剂组合物能够用于制备动物毛发清洗剂、动物皮革清洗剂和动物纤维织物清洗剂，得到的清洗剂能够在低温环境下使用，并显著提升对动物纤维中的污垢(例如油脂)和杂质的清洗效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，所述适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物包括非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂按质量百分含量计包括第一非离子表面活性剂10-75％(例如可以是10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％等。)和第二非离子表面活性剂25-90％(例如可以是25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％等)。
所述第一非离子表面活性剂包括直链脂肪醇聚氧乙烯基醚非离子表面活性剂，所述第二非离子表面活性剂包括支链异构脂肪仲醇聚氧乙烯基醚非离子表面活性剂。
上述数值范围内的其他点值均可选择，在此便不再一一赘述。
本发明中所述“适用于低温使用”是指该组合物在“低温”环境下依然具有良好的可用性(流动性能)，即组合物的倾点温度不超过“低温”环境。本发明中“低温”是指不高于5℃，例如可以是4℃、3℃、2℃、1℃、0℃、-1℃、-2℃、-4℃、-8℃、-10℃、-15℃、-18℃、-20℃、-23℃、-26℃、-29℃、-32℃等，甚至可以低至-32℃。
本发明所涉及的适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物同时包含两种结构的非离子表面活性剂，通过第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂的搭配使用，在特定配比下，能够协同增效用于动物纤维清洗剂组合物的清洗效果，显著提高清洗效率，并且所制备得到的清洗剂组合物的倾点温度低，最低为-32℃，具有优异的低温使用性。
优选地，所述直链脂肪醇聚氧乙烯基醚非离子表面活性剂中直链脂肪醇为C
本发明优选C
优选地，所述直链脂肪醇聚氧乙烯基醚非离子表面活性剂中乙氧基的重复单元数为5-12，例如可以是5、6、7、8、9、10、11或12等。
优选地，所述支链异构脂肪仲醇聚氧乙烯基醚非离子表面活性剂中支链异构脂肪仲醇为C
本发明优选C
优选地，所述支链异构脂肪仲醇聚氧乙烯基醚非离子表面活性剂中乙氧基的重复单元数为5-12，例如可以是5、6、7、8、9、10、11或12等。
优选地，所述非离子表面活性剂按质量百分含量计包括第一非离子表面活性剂10-60％(例如可以是10％、15、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％等)和第二非离子表面活性剂40-90％(例如可以是40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％等)。
优选地，所述适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物还包括阴离子表面活性剂、pH调节剂或溶剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物按质量分数计包括：非离子表面活性剂70-90％、阴离子表面活性剂5-20％、pH调节剂0.5-5％和溶剂5-20％；其中，所述非离子表面活性剂按质量百分含量计包括第一非离子表面活性剂10-75％和第二非离子表面活性剂25-90％。
所述70-90％，可以是70％、75％、80％、85％、90％等。
所述5-20％，可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等。
所述0.5-5％，可以是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％或5％等。
上述数值范围内的其他点值均可选择，在此便不再一一赘述。
进一步优选地，所述适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物按质量分数计包括：非离子表面活性剂75-85％、、阴离子表面活性剂5-20％、pH调节剂0.5-5％和溶剂5-20％；其中，所述非离子表面活性剂按质量百分含量计包括第一非离子表面活性剂10-60％和第二非离子表面活性剂40-90％。
所述75-85％，可以是75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％等。
优选地，所述阴离子表面活性剂包括烷基硫酸、烷基硫酸盐、烷基磺酸、烷基磺酸盐、烷基磷酸、烷基磷酸盐、烷基羧酸或烷基羧酸盐中的任意一种或至少两种的组合。所述至少两种的组合可以是烷基硫酸与烷基磺酸的组合或烷基磷酸与烷基羧酸的组合等，其余任意的组合方式均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的组合。
本发明优选十二烷基苯磺酸和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的组合作为阴离子表面活性剂，原因在于其适用范围广，且具有良好的配方普适性和较高的助乳化和分散能力，能够有效避免被分散污物的二次沉积。
优选地，所述十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的质量占阴离子表面活性剂质量的40-90％。
所述40-90％，可以是40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％等。
上述数值范围内的其他点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述溶剂包括水。
第二方面，本发明提供一种根据第一方面所述的适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
取第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂，加入溶剂混合均匀，得到所述适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物。
优选地，所述制备方法包括以下步骤：
(1)取第一阴离子表面活性剂与溶剂混合，混合均匀后，加入pH调节剂，调节pH；
(2)取步骤(1)得到的混合液，加入第二阴离子表面活性剂，混合均匀后，加入第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂，混合均匀，得到所述适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物。
所述第一阴离子表面活性剂和第二阴离子表面活性剂各自独立地选自烷基硫酸、烷基硫酸盐、烷基磺酸、烷基磺酸盐、烷基磷酸、烷基磷酸盐、烷基羧酸或烷基羧酸盐中的任意一种或至少两种的组合。所述至少两种的组合可以是烷基硫酸与烷基磺酸的组合或烷基磷酸与烷基羧酸的组合等，其余任意的组合方式均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述调节pH至pH为7.5-8.5，例如可以是7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8、8.1、8.2、8.3、8.4或8.5等，但不仅限于所列举的数值，该范围内的其他数值均可选择。
第三方面，本发明提供一种根据第一方面所述的适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物在制备动物毛发清洗剂、动物皮革清洗剂或动物纤维织物清洗剂中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明所涉及的适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物同时包含两种结构的非离子表面活性剂，通过第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂的搭配使用，在特定配比下，能够协同增效用于动物纤维清洗剂组合物的清洗效果，显著提高清洗效率，并且所制备得到的清洗剂组合物的倾点温度低，最低为-32℃，具有优异的低温使用性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下述实施例、对比例和测试例中相应原料和仪器的来源如下：
其中，C
实施例1
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，其制备方法如下：
(1)称取1.5g的十二烷基苯磺酸，加入到4g的去离子水中，搅拌溶解。随后加入质量分数为30％的Na
(2)取2.6g步骤(1)得到的混合液，加入1.4g十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠，搅拌溶解，随后依次加入1.6g C
实施例2
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，制备方法如下：
(1)称取1.5g的十二烷基苯磺酸，加入到4g的去离子水中，搅拌溶解。随后加入质量分数为30％的NaOH水溶液，调节溶液pH值到7.5后停止添加，继续搅拌20min，向所配溶液中加入去离子水至溶液总质量为6.5g，得到混合液；
(2)取2.6g步骤(1)得到的混合液，加入1.4g十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠，搅拌溶解，随后依次加入4.00g C
实施例3
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，制备方法如下：
(1)称取1.5g的十二烷基苯磺酸，加入到4g的去离子水中，搅拌溶解。随后加入质量分数为30％的Na
(2)取2.6g步骤(1)得到的混合液，加入1.4g十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠，搅拌溶解，随后依次加入6.40g C
实施例4
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例5
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例6
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例7
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例8
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例9
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例10
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例11
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例12
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例13
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
实施例14
本实施例提供一种适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
对比例1
本对比例提供一种用于动物纤维清洗的清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
对比例2
本对比例提供一种用于动物纤维清洗的清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
对比例3
本对比例提供一种用于动物纤维清洗的清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
对比例4
本对比例提供一种用于动物纤维清洗的清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
对比例5
本对比例提供一种用于动物纤维清洗的清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
对比例6
本对比例提供一种用于动物纤维清洗的清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
对比例7
本对比例提供一种用于动物纤维清洗的清洗剂组合物，与实施例1相比，所述C
测试例1
本测试例对实施例1-14和对比例1-7得到的动物纤维清洗剂组合物进行清洗性能和倾点的测试。测试方法如下：
(1)皮毛预处理：将羊毛从羊皮上分离后，用25ppm的卡松水溶液浸泡1h进行初步清洗，羊毛与卡松水溶液的质量比为1:30。随后将羊毛取出，放入55℃的烘箱内烘干到恒重，然后将羊毛装入密封袋内保存；
(2)清洗：按质量比，分别取1g实施例1-11和对比例1-7得到的动物纤维清洗剂组合物加入到3000g去离子水中配制成清洗剂。取100g步骤(1)得到的羊毛，用白度仪检测清洗前羊毛白度。随后将羊毛加入到清洗剂中，55℃，超声5min。倒掉清洗剂，加入与原清洗剂等体积的去离子水，漂洗，55℃，超声2min。重复上述漂洗过程2次。倒掉去离子水后，将羊毛放入55℃的烘箱内烘干至恒重，用白度仪检测清洗后羊毛白度。
以净洗率表示清洗剂的清洗能力，计算公式如下：
净洗率(％)＝(清洗后羊毛白度-清洗前羊毛白度)/清洗前羊毛白度×100％。
倾点测试方法参照GB/T 3535-2006(石油产品倾点测定法)。倾点是指在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度。根据倾点的高低，来表征样品的低温可使用性，倾点温度越低表明样品低温可使用性越好。
测试结果统计如下表1所示(所述Surf-1指直链脂肪醇聚氧乙烯基醚非离子表面活性剂，所述Surf-2为支链异构脂肪仲醇聚氧乙烯基醚非离子表面活性剂，％指Surf-1或Surf-2在非离子表面活性剂总质量中的质量百分比)：
表1
由上表数据可知，本发明提供的动物纤维清洗剂组合物具有优异的清洗效果，可以显著提高清洗效率，并且所制备得到的清洗剂组合物的倾点温度低，具有优异的低温使用性。
通过实施例1、实施例4-8、对比例2-3的对比可知，第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂的质量比会影响动物纤维清洗剂的清洗效果。
通过实施例1和实施例11-14的对比可知，C
通过实施例1、对比例1和对比例6的对比可知，当不含有第一非离子表面活性剂，净洗率会降低。
通过实施例1、对比例4-5和对比例7的对比可知，当不含有第二非离子表面活性剂，净洗率会降低，且倾点温度升高。
综上所述，本发明所涉及的适用于低温使用的动物纤维清洗剂组合物同时包含两种结构的非离子表面活性剂，通过第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂的搭配使用，在特定配比下，能够协同增效用于动物纤维清洗剂组合物的清洗效果，显著提高清洗效率，并且所制备得到的清洗剂组合物的倾点温度低，最低为-32℃，具有优异的低温使用性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。