产品技术

护肤型高效去油污洗手液的研制

来源:石家庄市海森化工有限公司  日期:2016-11-12 09:00:00  属于:产品技术
标签:aes
文章摘要:选择环保无污染的阴离子、阳离子和非离子表面活性剂,通过正交设计的方法对阴离子表面活性剂AES和非离子表面活性剂6501、APG、AEO9、EL进行复配和改性,再依次加入AOS和CAB,提高表面活性剂的去污能力,得到基础配方。向基础配方中添加三乙醇胺等,柠檬酸等助剂,在不改变洗手液的去油污能力的前提下增加其保湿功效、调节配方pH使与皮肤pH接近,再利用APG、EL等具有去污和保湿双重功效的表面活性剂对配方进一步调整,得到状态良好、去油污能力强、不伤手、具有保湿功效的洗手液产品。
洗手液分为普通洗手液、消毒产品和特殊产品三类,普通洗手液起到清洁去污的作用;消毒产品含有抗菌、抑菌或杀菌的有效成分;重油污洗手液属于特殊产品,主要用于工业类油污和顽固污渍的清洗。近年来,洗手液以其环保无污染、温和无刺激、使用方便、抗硬水、易清洗、易于存放、泡沫丰富和洗后皮肤润滑感好等特点,逐渐替代其他洗手用品,在家庭和公共场合被广泛应用。
我国大部分洗护用品主要针对大众人群开发,劳动保护方面以防护服、手套等工具为主,用于劳保的特效洗护用品很少。处于一线工作的汽修、石油、五金等工人由于工作性质,手上经常沾满油污,若不及时清洗,有害物质侵入皮肤,会损伤表皮细胞,对身体造成伤害。由于石油较难清洗,肥皂、香皂等洗涤用品去油效果一般,不能彻底洗掉油污,并且呈碱性,洗后皮肤干燥,甚至皲裂。因此,开发一种特效的去油污洗手液很有必要。本项目研制的护肤型高效去油污洗手液具有去油效果好、无刺激性、保湿滋润皮肤、香气悦人、使用方便、制备工艺简单等特点。

1实验部分

1.1实验仪器设备

  101-3型电热鼓风箱;HH-4数显恒温水浴锅;JM212型电子天平。

1.2原料的选择

  根据产品要求将原料分为表面活性剂和助剂两大部分,表面活性剂作为去污成分不仅要求去污效果好,而且对皮肤无刺激或低刺激,在环境中可以自然降解,降解后的产物不污染环境。液体洗涤剂所用表面活性剂通常为阴离子型和非离子型。实验证明,二者单独使用,阴离子型比非离子型稳定性要好些,但均不合要求。选用亲水性较强的阴离子表面活性
剂和亲水性较弱的非离子表面活性剂,按适当的比例进行配合应用,不仅去污力增强,更重要的是可使洗涤剂的稳定性大大提高。

1.2.1表面活性剂

  阴离子表面活性剂:十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠(AES),工业级;α-烯基磺酸钠(AOS),工业级。
非离子表面活性剂:椰子油二乙醇酰胺(6501),工业级;烷基多糖苷(APG),分析纯;脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9),工业级;蓖麻油聚氧乙烯醚(EL),高纯(98%)。两性表面活性剂:椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB),分析纯。

1.2.2助剂

  助剂可分为滋润保湿助剂、pH调节剂、杀菌防腐剂和外观调节剂。
表面活性剂中APG、EL不仅具有去污能力,还有保湿抗静电等功能,可谓一剂多用,再加入一定量的三乙醇胺,使产品具有较好的保湿功效。柠檬酸环保无污染,可作为pH调节剂,调节洗手液pH接近人体皮肤pH值,从而避免对皮肤的刺激。由于洗手液单次用量少,需要保证产品能长时间放置,防止和抑制细菌生长,必须在洗手液中加入一定量的杀菌防腐剂。最后再加入外观调节剂:香精、色素。

1.3实验方案设计

  实验首先对基础原料(表面活性剂)和各类助剂辅料分别进行筛选及配方优化,然后加热混合,静置冷却,包装,即得产品。实验工艺流程如图1。
1.4实验方法
1.4.1表面活性剂的复配和改性

  根据所选原料,分别用阴离子表面活性剂AES和AOS与4种非离子表面活性剂进行复配,用正交实验法选择五因素四水平正交实验进行配方,水平因素通过表面活性剂的去污能力和在洗涤剂中的最大含量确定,结果见表1。
(1)烧杯中加入表面活性剂和水,放入55℃水浴锅搅拌溶解后取出,根据1.7.1方法测试去污效果,选择效果较好的。
(2)加入表面活性剂AOS和CAB并确定其加量。
(3)选择效果较好的A6、A9、A11和A15,再实验,调整配方,找出最优化的配比。

1.4.2助剂的添加

  水平因素的范围通过助剂在洗涤剂中的最大含量确定。选择三因素四水平正交表确定三乙醇胺和NaCl的加量,结果见表2。
(1)将表面活性剂用适量水溶解,NaCl配制成20%溶液和三乙醇胺依次加入溶解后的表面活性剂,然后补足剩余水。
(2)根据洗涤效果,选择7、10、12组进一步优化,用20%柠檬酸溶液将pH调至中性偏酸,最后加入防腐剂、香精和外观调节剂,得到配方。

1.5生产工艺

  以配制100g产品为基准。用200mL烧杯,按配方要求加量。
(1)AES+APG+AEO9+6501+水→加热至55℃溶解→A液;
(2)A+EL+AOS+CAB→乳化搅拌→加热至50℃溶解→B液;
(4)NaCl+水(余量)→常温溶解→C液;
(5)B+C→搅拌均匀→+三乙醇胺+柠檬酸+杀菌防腐剂+外观调节剂→搅拌均匀→成品。

1.6典型配方

  设计洗手液配方时,各原料之间的配比决定洗手液性能的好坏,首先进行表面活性剂的复配,形成一个基本的去污配方,然后依次添加保湿剂、增稠剂、防腐剂和外观调节剂,得到均一的样品,通过进一步筛选确定配方。结果见表3。

1.7效果评价
1.7.1去污能力测定

  烧杯中加入0.5g洗手液,加水至10g,摇匀,滴加纯机油,振荡,滴加到最后一滴机油不溶解为止,准确记录洗手液溶解纯机油的质量,用记录质量的大小来表征洗手液去污能力的相对大小。

1.7.2发泡能力的测定

  采用震荡法测定,在比色管中加入0.03g待测洗手液,再加入10mL蒸馏水,盖好盖子,震摇50次(震摇方向、快慢、强度等尽可能一致),取下盖子,加入10mL的水,将比色管壁上泡沫冲下,记录泡沫高度,30min后再次记录泡沫高度,以初始泡沫高度作为洗手液起泡性能量度,以30min后的泡沫高度表征泡沫的稳定性。泡沫稳定性=30min后的泡沫高度/初始泡沫高度×100%

1.7.3稳定性的测定

  将试样放入40±1℃恒温箱中,24h后取出,待恢复室温后观察现象并记录;将试样放入-5~2℃冰箱中,保持24h,取出恢复室温后观察并记录。

1.7.4pH的测定

  配制1%的洗手液溶液,用玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,再将其与标准比色卡比较,即可得到该洗手液pH值(25℃条件下进行)。

1.7.5保湿效果测定

  将实验对象分为2组,分别用本品(实验组)和普通洗手液(对照组)试用。实验组4人,男3人,女1人,年龄23~50岁。对照组4人,男3人,女1人,年龄23~50岁。按每日2次,机油涂抹双手,每次每人5g抹匀后,用洗手液清洗,前后搓20次后用水冲洗干净,评价去油效果并在洗后0.5h观察保湿效果。

2结果与讨论
2.1结果分析

  实验完成后,将所得产品送至西安市产品质量监督检验院检测,并与普通洗手液的发泡能力、泡沫稳定性、去污力等性能进行对比,检测结果如表4,性能对比结果如表5。

由表4可以看出,配方产品的各项指标均符合或优于化妆品卫生QB2654—2004标准要求。由表5可以看出,配方产品的性能均优于普通洗手液。

2.2讨论

  本研究针对汽修、石油、五金等工作人员,开发出一种高效去油污,并具有保湿功效的高效洗手液。根据方案,将实验分为两部分。第一部分为基础配方的确定,通过查阅资料和总结,选用去污效果好,环保无污染的2种阴离子表面活性剂和4种非离子表面活性剂作为基础配方成分,通过5因素4水平正交实验,分别将2种阴离子表面活性剂AES和AOS与4种非离子表面活性剂复配(见表1),通过去污效果测试,选出最佳配比。然后根据上述结果,将6种表面活性剂混合微调,得到最佳基础配方。实验过程中由于AES较难溶解,需要加热至50~65℃。第二部分为助剂的选择和添加,由于两性表面活性剂通常具有良好的洗涤、分散、乳化、杀菌和抗静电等性能,与阴、阳离子和非离子表面活性剂并用,其配伍性能良好。其中,甜菜碱型两性表面活性剂刺激性小,易溶于水,对酸碱稳定,泡沫多,去污力强,具有优良的增稠性、柔软性、杀菌性和抗硬水性。因此选择椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)作为两性表面活性剂加入基础配方。三乙醇胺呈碱性,和柠檬酸一起,调节pH接近人体皮肤pH。
项目研究过程中,前期通过查阅资料和大量实验,了解各配方成分的功效。在此基础上,充分利用了各表面活性剂的特点,最大限度地发挥其功效,如三乙醇胺、APG、EL不仅具有调节pH、去污性能,还具有保湿功效,可谓一剂多用。本研究的完成,丰富了我国劳保洗护用品种类,可减少油污对石油、汽修等一线职工的伤害,使其手部皮肤得到有效保护,还可为以后研究提供参考依据。
洗手液制作时,严格按照1.5所述工艺操作,所用仪器要保持清洁,防止细菌、重金属等物质混入,在配制基础配方时需要较长时间,后续工作中,若可以找到更好,更快速的溶解方法,可大大节省配制时间,提高效率。

3结束语

  项目产品将阴离子表面活性剂AES、AOS和非离子表面活性剂AEO9、APG、EL、6501作为基础配方和主要去污成分,通过反复实验,找到了其合适的复配比例,使去污效果更加显著,能在油水界面形成界面膜,与油滴有更匹配的自然曲率且有更高的弯曲刚度和稳定性。同时,此类表面活性剂性能温和,环保无污染,在自然界中能够完全被生物降解。通过质量检测结果可知,产品配方合理,各指标均符合或优于化妆品卫生QB2654—2004标准要求(见表4),人群测试效果显著,均收到较好评价(见表5)。
此外,产品生产工艺简单,原料采购方便,生产过程中无任何废物排放,无环境污染。可有效降低能耗,节约成本,具有较好的社会效益和经济效益。产品在广泛用于石油开采、炼制及汽车修理、机械、油漆、五金等相关行业操作人员的同时,也可作为家庭常用洗手液。


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