一种水溶性清洗剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及清洗剂领域，特别涉及一种水溶性清洗剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.奶瓶是婴幼儿每天必须使用的物品，其清洁程度与婴幼儿的身体健康密切相关。而婴幼儿配方奶粉中含有大量的蛋白质，暴露在空气中很容易变质，清洗非常麻烦，如果只用清水清洗的话，很难将那些粘附在瓶上的蛋白质等物质清洗掉，如果用开水烫也不方便，而且不能保证除菌彻底。
3.为了达到优良的去污能力，通常会在清洗剂中加入较多的表面活性剂，但是本领域技术人员普遍认为表面活性剂加入量太大会导致清洗困难，容易造成清洗剂残留，从而对婴幼儿健康造成伤害。因此，目前对于奶瓶清洗剂大多朝着如何降低表面活性剂的使用量同时保证去污效果的方向进行研究，以降低清洗剂在奶瓶上的残留，从而保证婴幼儿的健康。这种类型的奶瓶清洗剂由于表面活性剂用量低，所以如果仅靠表面活性剂来去污的话，去污效果非常不理想，要想达到好的去污效果都需要加入其他高成本去污试剂，有的清洗剂成分比较复杂，造成奶瓶清洗剂成本偏高。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种水溶性清洗剂及其制备方法和应用。本发明清洗剂具有强的去污效果，同时清洗剂残留非常低，冲洗方便，无任何毒副、刺激的作用，使用安全，具有抑制微生物生长的作用。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明第一方面提供一种水溶性清洗剂，按照质量百分比计，所述水溶性清洗剂包括如下组分：阴离子表面活性剂0-3％，两性表面活性剂2-15％，非离子表面活性剂0.2-5％，增溶剂0.2-7％，生物酶0.0006-0.3％，余量为水。
7.在上述清洗剂，作为一种优选实施方式，所述清洗剂中各组分质量百分比含量满足下述条件中的至少一种：阴离子表面活性剂0.08-1％；两性表面活性剂9-14.5％；非离子表面活性剂2-5％；增溶剂1.3-4.6％；生物酶0.005-0.05％。
8.在上述清洗剂，作为一种优选实施方式，所述清洗剂还包括抗氧化剂，按照质量百分比计，所述抗氧化剂为0.1-1％；优选地，所述抗氧化剂为对羟基苯乙酮；优选地，所述抗氧化剂在所述清洗剂中的质量百分比为0.3-0.6％。
9.在上述清洗剂，作为一种优选实施方式，所述增溶剂包括丙二醇和/或已二醇；优选地，所述丙二醇为1,2-丙二醇；优选地，所述已二醇为1,2-已二醇；更优选地，所述增溶剂为1,2-丙二醇和1,2-已二醇，按质量百分比计，在所述清洗剂中，所述1,2-丙二醇含量为0.1-5％，所述1,2-已二醇含量为0.1-2％。
10.在上述清洗剂，作为一种优选实施方式，在所述清洗剂中，按质量百分比计，所述1,2-丙二醇含量为1-4％，所述1,2-已二醇含量为0.3-0.6％。
11.在上述清洗剂，作为一种优选实施方式，所述清洗剂满足下述条件中至少一种：
12.所述阴离子表面活性剂包括月桂酰肌氨酸钠、月桂酰甘氨酸钾、月桂酰甘氨酸钠、椰油酰基苹果氨基酸钠、月桂酰燕麦氨基酸钠中的至少一种；
13.所述两性表面活性剂包括椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰基丙基甜菜碱、月桂酰基丙基甜菜碱、月桂基酰基丙基羟磺酸甜菜碱、椰油酰胺羟磺基甜菜碱、辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱中的至少一种；
14.所述非离子表面活性剂包括月桂基葡糖苷、癸基葡糖苷中的至少一种。
15.在上述清洗剂，作为一种优选实施方式，所述生物酶为蛋白酶；优选地，所述蛋白酶为枯草杆菌蛋白酶。
16.本发明第二方面提供上述清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
17.s1、按照上述清洗剂的组分配比将所述阴离子表面活性剂、所述两性表面活性剂、所述非离子表面活性剂加入水中，在搅拌条件下加热并保温，得到a相溶液；
18.s2、将降温后的a相溶液与所述增溶剂混合，搅拌均匀后继续降温至不影响生物酶活性的温度，然后加入所述生物酶，继续搅拌均匀，出料即得到所述清洗剂；
19.当所述清洗剂中加入抗氧化剂时，在进行步骤s2之前还需要进行如下操作：将所述抗氧化剂加入到提前预热的增溶剂中，搅拌溶解透明均匀，即得到b相溶液；并将步骤s2中的所述增溶剂替换为b相溶液。
20.在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述制备方法满足下述条件中至少一种：
21.在步骤s2的出料后还包括过滤，采用过滤器过滤，得到的液相即为所述清洗剂；优选地，所述过滤器具有500目过滤筛；
22.在步骤s1中，所述加热并保温是指加热至75-85℃并在该温度下保温15-25min；
23.在步骤s2中，降温后的a相溶液为降温至55℃-65℃；
24.在制备b相溶液中，提前预热的增溶剂的温度为55℃-65℃；
25.当所述增溶剂为丙二醇和已二醇，且所述清洗剂中加入抗氧化剂时，在进行步骤s2之前还需要进行如下操作：将所述抗氧化剂和已二醇加入到提前预热的丙二醇中，搅拌溶解透明均匀，即得到b相溶液。
26.本发明第三方面提供了上述清洗剂或上述制备方法在制备用于清洗具有蛋白质残留的器皿的清洗剂中的应用。
27.在上述应用中，优选地，所述器皿包括奶瓶。
28.本发明的上述技术特征在不相互冲突的情况下，可以任意组合形成不同技术方案。
29.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
30.(1)本发明清洗剂配方中至少将两性表面活性剂和非离子表面活性剂两种类型优选将阴离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂三种类型表面活性剂以特定比例配合使用，并加入少量生物酶，特别是表面活性剂为月桂酰肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂基葡糖苷配合使用时，本发明清洗剂具有强的去污效果同时清洗剂在蛋白质残留的器皿特别是奶瓶上的残留非常低，对宝宝健康非常安全。
31.(2)为了保证去污效果，本发明配方采用特定比例的表面活性剂配方，由于配方合
理且选用了合适的表面活性剂，所以本发明的清洗剂并没有因为表面活性剂含量偏高而导致最终清洗剂在奶瓶上的残留高，本发明清洗剂配方简单、成本低、去污效果理想且器皿上清洗剂的残留低，是一款非常安全的清洗剂，特别适合清洗婴幼儿的奶瓶。
32.(3)与市售奶瓶类清洗类产品相比，在表面活性剂含量相同的情况下，本发明清洗剂在奶瓶上的残留更少，优选配方可达到0.03μg/ml以下，基本可忽略不计，去污能力最佳，对宝宝最安全。
33.(4)本发明配方加入适量1,2-已二醇，其不仅起到保湿作用，还起到增加活性成分的溶解性，具有一定防腐性，其与对羟基苯乙酮组合使用还可以起到抑制微生物的作用、增加防腐效果，无需额外添加抑菌、溶菌或杀菌剂，本发明配方环保安全、保质期长。
34.(5)本发明原料易得，配方简单、得到的清洗剂ph为6-8、制备简单，成本低。
具体实施方式
35.为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明的示例性实施例做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举，并且在不冲突的情况下，本说明书中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
36.本发明提供的水溶性清洗剂，按照质量百分比包括如下组分：阴离子表面活性剂0-3％，两性表面活性剂2-15％，非离子表面活性剂0.2-5％，增溶剂0.2-7％，生物酶0.0006-0.3％，余量为水。
37.发明人意外发现：按照特定配比选用至少包含两性表面活性剂和非离子表面活性剂的表面活性剂复配时，即便表面活性剂总用量偏大也不会导致器皿上残留量过大。以两性表面活性剂为主要表活，添加适量在水溶液中不以离子的形态存在非离子表面活性剂，既保证去污力又可以防止表面活性剂残留量大，比较容易清洗，即便清洗剂中表面活性剂用量比较大，但依然容易清洗干净，表面活性剂的残留非常低，当少量加入阴离子表面活性剂时，清洗液的泡沫丰富且稳定，可增加去污效果，同时不会增加器皿上表面活性剂的残留量，可达到0.07μg/ml以下，优选清洗剂配方的残留可低于0.03μg/ml。
38.为了延长本发明清洗剂的保质期，所述清洗剂中还可以包括抗氧化剂，按照质量百分比计，所述抗氧化剂为0.1-1％(比如0.2％、0.4％、0.6％、0.8％或0.9％)；优选地，所述抗氧化剂为对羟基苯乙酮，其具有防腐增效的作用，也可以起到抗氧化的作用，能够促进其他防腐剂功效，在高低ph和温度范围内都有好的稳定性。
39.优选地，所述清洗剂中各组分质量百分比含量为：阴离子表面活性剂0.08-1％，两性表面活性剂9-14.5％，非离子表面活性剂2-5％，增溶剂1.3-4.6％，生物酶0.005-0.05％，抗氧化剂0.3-0.6％，余量为水。
40.阴离子表面活性剂优选为氨基酸型阴离子表面活性剂，比如月桂酰肌氨酸钠、月桂酰甘氨酸钾、月桂酰甘氨酸钠、椰油酰基苹果氨基酸钠、月桂酰燕麦氨基酸钠中的至少一种：更优选为月桂酰肌氨酸钠；该种表面活性剂具有良好的乳化、润湿、增溶、分散、起泡特性，并且泡沫细腻、持久。阴离子表面活性剂的含量为0-3wt％，优选为0.03-3wt％(比如0.04wt％、0.06wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％或2.8wt％)，添加较低含量的阴离子表面活性剂能保证各种表面活性剂在清洗剂中的均匀分散，流动性好，容易被水分散，提高
整体的去污力，同时本发明配方中较低含量的阴离子表面活性剂不会增加器皿表面清洗剂的残留，优选地，阴离子表面活性剂的含量为0.08-1wt％。阴离子表面活性剂添加量过大，会增加器皿比如奶瓶上清洗剂的残留。
41.本发明两性表面活性剂可以选用椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰基丙基甜菜碱、月桂酰基丙基甜菜碱、月桂基酰基丙基羟磺酸甜菜碱、椰油酰胺羟磺基甜菜碱、辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱中的至少一种；优选地，两性表面活性剂选择椰油酰胺丙基甜菜碱，该表面活性剂具有良好的清洗、起泡、调理作用，与本发明选用的阴离子和非离子表面活性剂相容性好。两性表面活性剂在清洗剂中的含量为2-15wt％(例如3wt％、5wt％、7wt％、10wt％、12wt％或14wt％)，含量太低无法保证去污效果，优选为9-14.5wt％。
42.本发明非离子表面活性剂选用月桂基葡糖苷、癸基葡糖苷中的至少一种，由可再生植物原料制成的非离子表面活性剂；其表面张力低、去污力较好，起泡性好，泡沫丰富、细腻、稳定。与本发明选用的另外两种表面活性剂相容性好，清洗过程容易去除，不易黏附于固体表面。本发明非离子表面活性剂在清洗剂中的含量为0.2-5wt％(例如0.3wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、或4.5wt％)，优选为2-5wt％，该含量的月桂基葡糖苷与其他类型表面活性剂配合协同作用，既能保证去污效果又能保证奶瓶上残留低，含量太低无法保证去污效果，在含量很低的情况下，如果要保证去污效果必须提高其他表面活性剂的用量，从而导致奶瓶上清洗剂残留量高。
43.本发明增溶剂可以是本领域常规增溶剂，优选为丙二醇和/或已二醇；更优选地，所述丙二醇为1,2-丙二醇，所述已二醇为1,2-已二醇；进一步优选地，所述增溶剂为1,2-丙二醇和1,2-已二醇，所述1,2-丙二醇含量为0.1-5％(比如0.2％、0.5％、1％、1.3％、1.5％、1.7％、2％、2.5％、3％、3.5％、3.9％、4.5％、4.8％)，所述1,2-已二醇含量为0.1-2％(0.2％、0.4％、0.5％、0.7％、1％、1.5％、1.8％)。更优选地，在所述清洗剂中，按质量百分比计，所述1,2-丙二醇含量为1-4％，所述1,2-已二醇含量为0.3-0.6％。在本发明的清洗剂中，增溶剂优选为1,2-丙二醇、1，2-己二醇；丙二醇具有脂溶性溶剂的特性，渗透性很强，溶解力大，增加对羟基苯乙酮的溶解性，同时丙二醇还可以作为本发明生物酶的稳定剂，延长本发明清洗液的保存时间。1,2-己二醇不仅具有保湿效果，还具有防腐功能，对羟基苯乙酮可以增强已二醇的防腐效果，另外，1，2-己二醇与对羟基苯乙酮组合，可以起到抑制微生物的作用，而且对羟基苯乙酮是目前最为安全的抗氧化剂。本发明无需额外添加杀菌或溶菌试剂。两种增溶剂均可以增加清洗液中各组分在水中的溶解度。
44.本发明生物酶优选为蛋白酶；所述蛋白酶优选为枯草杆菌蛋白酶，对器皿比如奶瓶上污渍的分解效果好，同时本发明表面活性剂对该酶的分解产物的去除效果更好，即酶的加入会促进表面活性剂对污渍的溶解或分解，少量酶的加入增强了本发明表面活性剂的去污效果。本发明蛋白酶为食品级蛋白酶，安全可靠。本发明清洗剂中蛋白酶的加入量为0.0006-0.3wt％(比如0.0008wt％、0.001wt％、0.003wt％、0.006wt％、0.008wt％、0.01wt％、0.015wt％、0.02wt％、0.03wt％、0.04wt％、0.05wt％、0.07wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.28wt％)，优选为0.005-0.05wt％。本发明蛋白酶加入量无需太多，太多会造成浪费且不利于其与表面活性剂的配合协同作用。
45.本发明清洗剂配方中使用的水优选为蒸馏水或去离子水，以减少水中离子对清洗剂中表面活性剂使用效果的影响。
46.本发明的清洗剂的配方具有强的去污效果，无需特别添加用于去除脂肪和糖等的酶制剂，比如脂肪酶、糖类水解酶。
47.本发明清洗剂配方中各组分的用量均为纯物质的使用量。
48.本发明清洗剂配方中还可以包含少量氯化钠，其来自于市售椰油酰胺丙基甜菜碱成品。
49.按质量百分比，本发明清洗剂的配方更优选为：阴离子表面活性剂0.08-0.3％，椰油酰胺丙基甜菜碱11-12.5％，月桂基葡糖苷4-5％，1,2-丙二醇2.5-3.5％，1,2-已二醇0.4-0.6％，枯草杆菌蛋白酶0.01-0.015％，对羟基苯乙酮0.4-0.6％，余量为水；其中，所述阴离子表面活性剂为月桂酰肌氨酸钠、月桂酰甘氨酸钾、月桂酰甘氨酸钠、椰油酰基苹果氨基酸钠、月桂酰燕麦氨基酸钠中的至少一种。
50.本发明以下实施例使用的清洗剂的制备方法包括如下步骤：
51.s1、将阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂加入水中，加热至80℃并保温搅拌20分钟使其溶解，得到a相溶液；
52.s2、将对羟基苯乙酮和1,2-己二醇加入到提前预热至的60℃的1,2-丙二醇中，搅拌溶解透明均匀，即得到b相溶液；
53.s3、将b相溶液加入到降温至60℃的a相溶液中，搅拌均匀后继续降温至40℃，然后加入蛋白酶，继续搅拌均匀，取样检验合格后出料，再经精密过滤器(过滤器为500目过滤筛)过滤，得到的液相即为清洗剂。
54.本发明清洗剂的制备可以在液洗搅拌锅中完成，当需要对其中的溶液进行降温时则可以开启锅夹套冷循环水降温，当需要加热时，则可以开启蒸汽阀门进行加热。
55.本发明方法得到的清洗剂的ph为6-8，ph的测试方法为25℃条件下，将清洗剂与水以1:10的体积比混合，混合液的ph为6-8。
56.上述清洗剂可用于清洗具有蛋白质残留的器皿；器皿的材质可以是陶瓷、塑料、玻璃等；采用本发明清洗剂清洗器皿后，器皿上的表面活性剂的残留非常低，去污效果好，因此，该清洗剂特别适用用于清洗婴幼儿使用的奶瓶，安全可靠。
57.本发明清洗剂在清洗奶瓶类容器时可以直接将清洗剂放在奶瓶中，然后加入少量水进行清洗，清洗后再用清水冲洗干净，加入的清洗剂体积可以为1-10ml，加入的少量水可以为清洗剂体积的5-20倍；也可以先将清洗剂与水配制成浸泡液，然后将奶瓶或其他待清洗器皿物放入浸泡液中浸泡3-10min，再用清水冲洗干净，浸泡液中清洗剂与水的体积比为1:50-500。
58.以下实施例中使用的枯草杆菌蛋白酶的酶活性为100prmu-u/g。
59.实施例1
60.按照质量百分比，本实施例清洗剂的原料配方如下：
61.月桂酰肌氨酸钠0.3％，椰油酰胺丙基甜菜碱14.1％，月桂基葡糖苷2.5％，1,2-丙二醇2％，1,2-已二醇0.4％，枯草杆菌蛋白酶0.006％，对羟基苯乙酮0.4％，余量为水。
62.实施例2
63.本实施例清洗剂的原料配方如下：
64.月桂酰肌氨酸钠0.6％，椰油酰胺丙基甜菜碱11.75％，月桂基葡糖苷2.5％，1,2-丙二醇3％，1,2-已二醇0.5％，枯草杆菌蛋白酶0.012％，对羟基苯乙酮0.5％，余量为水。
65.实施例3
66.本实施例清洗剂的原料配方如下：
67.月桂酰肌氨酸钠0.9％，椰油酰胺丙基甜菜碱9.4％，月桂基葡糖苷2.5％，1,2-丙二醇3％，1,2-已二醇0.5％，枯草杆菌蛋白酶0.018％，对羟基苯乙酮0.5％，余量为水。
68.实施例4
69.本实施例清洗剂的原料配方如下：
70.月桂酰肌氨酸钠0.09％，椰油酰胺丙基甜菜碱11.75％，月桂基葡糖苷4.5％，1,2-丙二醇3％，1,2-已二醇0.5％，枯草杆菌蛋白酶0.012％，对羟基苯乙酮0.5％，余量为水。
71.实施例5
72.本实施例清洗剂的原料配方如下：
73.椰油酰基苹果氨基酸钠或0.3％，辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱11.75％，月桂基葡糖苷4.5％，1,2-丙二醇3％，1,2-已二醇0.5％，枯草杆菌蛋白酶0.012％，对羟基苯乙酮0.5％，余量为水。
74.实施例6
75.本实施例清洗剂的原料配方如下：
76.月桂酰燕麦氨基酸钠0.3％，辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱11.75％，月桂基葡糖苷4.5％，1,2-丙二醇3％，1,2-已二醇0.5％，枯草杆菌蛋白酶0.012％，对羟基苯乙酮0.5％，余量为水。
77.实施例7
78.本实施例清洗剂的原料配方如下：
79.椰油酰胺丙基甜菜碱11.85％，月桂基葡糖苷4.5％，1,2-丙二醇3％，1,2-已二醇0.5％，枯草杆菌蛋白酶0.012％，对羟基苯乙酮0.5％，余量为水。
80.对比例1
81.本对比例清洗剂的原料配方如下：
82.椰油酰胺丙基甜菜碱11.75％，1,2-丙二醇3％，1,2-已二醇0.5％，枯草杆菌蛋白酶0.012％，对羟基苯乙酮0.5％，余量为水。
83.对比例2
84.本对比例清洗剂的原料配方如下：
85.月桂酰肌氨酸钠6％，椰油酰胺丙基甜菜碱8％，月桂基葡糖苷1％，1,2-丙二醇3％，1,2-已二醇0.5％，枯草杆菌蛋白酶0.012％，对羟基苯乙酮0.5％，余量为水。
86.对上述实施例1-7和对比例1-2制备的清洗剂的去污力和清洗后奶瓶残留进行检测。
87.一、去污力测试方法
88.依据gb9985-2000《手洗餐具用洗涤剂》中附录b去污力的测定中b2方法二泡沫位法：将一定量的人工污垢(10ml瓶装牛奶)涂在盘子上，在规定浓度的餐具洗涤剂溶液(溶液的配制方法为：将5ml本发明洗涤剂与2l的水混合)中洗涤，由于洗下的污垢能消除洗涤液的泡沫，每一种洗涤剂溶液能洗净的盘子个数与其去污力有关，以表面泡沫消失至一半作为洗涤的终点，洗盘的个数作为去污能力的评价。通过该方法测试洗盘个数结果如下表1：
89.表1去污力测试结果
[0090][0091]
二、清洗剂残留度测试方法1：
[0092]
1)、取9个同样洁净度玻璃瓶，量取同样量的纯化水，测试9个瓶中水的电导率，瓶1-7分别用于测试本发明实施例1-7的清洗剂的残留度，瓶1
’‑2’
分别用于测试对比例1-2的清洗剂的残留度，数据如下表2：
[0093]
表2各个同样洁净度玻璃瓶中纯化水的数据
[0094][0095]
2)、再分别向每一瓶中加入相同质量的奶粉，摇匀至溶解均匀后，静置半小时，再用相同质量、相同数量的纯化水和清洗剂冲洗奶瓶，冲洗后向奶瓶中加入与步骤1相同量的纯化水，测量水的ph，电导率来确定清洗剂残留度，ph值数据、电导率数据与步骤1)中测试用的纯化水数值进行比较分析，数值越接近步骤1)中纯化水的数值的，说明清洁剂残量越少，具体数据参见表3。
[0096]
表3清洗剂清洗冲泡过奶粉的奶瓶后清洗剂残留效果数据
[0097][0098]
从表2和表3的数据对比可以看出，实施例1-7的清洗剂清洗奶瓶后的残留都比较低，特别是实施例4和实施例7的清洁剂残留量最低，但实施例4和实施例7相比，实施例7的去污力略差于实施例4。对比例1清洗剂的残留虽然也很低，但是其去污力差。
[0099]
三、清洗剂残留度测试方法2：
[0100]
测试方法参考gb/t 24691-2009果蔬清洗剂附录c。利用该测试方法对实施例1-7和对比例1-2以及市售的英氏和babycare的清洗剂残留情况进行测试，结果参见表4。
[0101]
表4清洗剂残留检测结果
[0102]