一种表面活性剂及其在日化产品中的应用的制作方法

1.本发明涉及牙膏制备技术领域，具体涉及一种表面活性剂及其在日化产品中的应用。


背景技术：

2.在牙膏、洗手液、洁面、沐浴、洗发等洗护产品中，作为起泡成分的表面活性剂是必不可少的成分。这些洗护产品中最常见的起泡剂莫过于月桂醇硫酸酯钠(k12)，其是一种最常见的表面活性剂，其起泡能力优异，擅长污渍和油脂，但是用量过多会对于头皮、皮肤及口腔会产生较为严重的刺激性。例如会导致皮肤屏障受损，导致皮肤发炎、过敏、皮肤老化等；对口腔粘膜刺激性也比较大，对于有粘膜损伤或口腔溃疡患者使用，会导致过敏和加重病情。
3.鉴于此，一些安全温和的表面活性剂应运而生。天然的表面活性剂多来自动植物体，为较复杂的高分子有机物，如卵磷脂、胆甾醇、羊毛脂、烷基多苷等，此类表面户型及一般表面张力能力较小，乳化能力也不尽相同。
4.椰油酰胺丙基甜菜碱，以椰油酸为合成原料，由于其具有亲水性头部和疏水性尾部，发泡能力好，且泡沫温和，是一种性能优异表面活性剂，广泛应用于温和洗涤剂和护肤品。虽然椰油酰胺丙基甜菜碱被认为是一种安全性较好的表面活性剂，也被应用到牙膏、洁面膏等洗护产品中，但是中国医学科学院文利平就报道了其仍有一定的刺激性，引起过敏，需要引起重视。
5.茶皂素，存在于油茶籽中，茶皂素是一种分子质量大的网状结构的表面活性剂，天然产物长期使用没有积累毒性。其优良性质是对口腔粘膜、皮肤等作用柔和不刺激，抗过敏，并具有消炎、镇痛等性能。同时，其分子含有亲水基团和亲油基团，是一种天然表面活性剂，具有优良的润湿性。其抗硬水能力较强，但是与k12等表面活性剂相比整体发泡能力较低。


技术实现要素：

6.基于上述问题，本发明目的在于提供一种表面活性剂，其起泡性能优异，温和无刺激。
7.本发明另一目的在于提供上述表面活性剂的制备方法。
8.本发明第三个目的在于提供上述表面活性剂的应用。
9.本发明目的通过如下技术方案实现：
10.一种适用于牙膏的表面活性剂，其特征在于：所述表面活性剂的结构式为：
[0011][0012]
进一步，上述表面活性剂是由茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱反应合成。
[0013]
进一步，上述表面活性剂是将茶皂素溶于去离子水中，加入氨酰-trna合成酶，椰油酰胺丙基甜菜碱，加热至37-40℃反应6h，反应结束后过滤干燥制得。
[0014]
进一步，上述茶皂素、椰油酰胺丙基甜菜碱、酰胺-trna合成酶和去离子水的质量比为35.7:10.2:0.46:100。
[0015]
上述表面活性剂的制备方法，其特征在于：将茶皂素溶于去离子水中，加入氨酰-trna合成酶，椰油酰胺丙基甜菜碱，加热至37-40℃反应6h，反应结束后过滤干燥制得。
[0016]
进一步，上述茶皂素、椰油酰胺丙基甜菜碱、酰胺-trna合成酶和去离子水的质量比为35.7:10.2:0.46:100。
[0017]
茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱是分别从天然食品茶籽和椰子中提取，对人类健康安全无毒，然而椰油酰胺丙基甜菜碱对皮肤、口腔等依然有一定的刺激性(虽然这种刺激性比月桂醇硫酸钠(k12)小得多)，而茶皂素含量较少时，气泡效果较差，含量增加会导致产品中带有辛辣、苦味。我们把茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱结合，反应合成出一种安全无毒无刺激性的表面活性剂，其具有优异的起泡性能的同时，安全性能也得到了提高，来取代了洗护产品中表面活性剂刺激性带来的负面作用，彻底解决洗护产品因为表面活性剂而引起的健康问题。
[0018]
上述表面活性剂的应用，其特征在于：所述表面活性剂应用于日化产品。
[0019]
具体的比如牙膏、洁面、沐浴、洗发等洗护产品中。
[0020]
本发明具有如下技术效果：
[0021]
本发明合成的表面活性剂，zein值低至0.5g/l，没有刺激性，dl
50
为8210mg/kg，安
全性高，同时其起泡性能优异，应用同样配制的牙膏中，起泡量为207mm，比直接添加茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱制备的牙膏高23.2％，牙膏性状稳定性。
附图说明
[0022]
图1：本发明合成表面活性剂的反应流程图。
[0023]
图2：本发明合成表面活性剂的红外检测图谱。
具体实施方式
[0024]
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
[0025]
本发明中使用的茶皂素购于上海紫一试剂厂，分子式为c
57h90o26
，cas号为8047-15-2，其结构式如下：
[0026][0027]
椰油酰胺丙基甜菜碱购于上海吉至生化科技有限公司，分子量343，cas号86438-79-1，其结构是为：
[0028][0029]
氨酰-trna合成酶购于上海创赛科技有限公司，分子量459，cas号为219931-45-0。
[0030]
实施例1
[0031]
一种适用于牙膏的表面活性剂的制备方法，按如下步骤进行：
[0032]
将茶皂素溶于去离子水中，依次加入氨酰-trna合成酶，椰油酰胺丙基甜菜碱，加热至37℃反应6h，反应结束后过滤干燥制得；茶皂素、椰油酰胺丙基甜菜碱、酰胺-trna合成酶和去离子水的质量比为35.7:10.2:0.46:100。
[0033]
从图2可以看出，1600cm-1
处红外峰代表-nh伸缩振动，已经基本消失；羟基的伸缩振动峰3600cm-1
已基本消失；1724cm-1
处的脲键已经生成，代表茶皂素的羧基和椰油酰胺丙
基甜菜碱的仲胺基已经合成完毕。
[0034]
将实施例1合成的表面活性剂安全性和刺激性进行测试：
[0035]
1.安全性测试
[0036]
表面活性剂安全性实验按照gb15193.3-2014食品安全国家标准急性经口毒性试验测定，结果如表1所示。
[0037]
表1：
[0038]
表面活性剂dl
50
(mg/kg)新合成表面活性剂8210茶皂素5034椰油酰胺丙基甜菜碱4941月桂醇硫酸酯钠(k12)1250
[0039]
由上述结论可知，新合成的表面活性剂dl
50
高于茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱的dl
50
，代表新合成的表面活性剂相对于茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱，安全性也得到了进一步提升。
[0040]
2.刺激性测试：
[0041]
表面活性剂刺激性测试按照北京工商大学董银卯教授报道的玉米醇溶蛋白测试法(zein值测试法)进行测定，测试结果如表2所示。
[0042]
表2：
[0043]
表面活性剂zein值(g/l)判定结果月桂醇硫酸酯钠(k12)4.9强刺激茶皂素1.4无刺激椰油酰胺丙基甜菜碱2.1低刺激新合成表面活性剂0.5无刺激
[0044]
注：zein值单位为g/l，zein值＞4g/l为强刺激，2g/l≤zein值≤4g/l为低刺激，zein值＜2g/l为无刺激。
[0045]
由上述结果可知，新合成的表面活性剂相比传统表面活性剂月桂醇硫酸钠(k12)来说，刺激性大大降低，其刺激性也好于茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱。
[0046]
实施例2
[0047]
将上述表面活性剂用于牙膏中：
[0048]
将山梨醇(保湿剂)26g、甘油(甜味剂)12.0g、糖精钠(甜味剂)0.3g、羧乙基纤维素(凝固剂)1.0g、柠檬酸锌(螯合剂)0.6g、去离子水26g，依次加入250ml四口烧瓶中，60℃下400r/min搅拌2.5h，静置12h，再加入水合硅石(摩擦剂)30g、新合成表面活性剂2.5g，60℃下400r/min搅拌2.5h，冷却至室温，抽真空至0.2mpa脱气0.5h，膏体装入灭菌后的牙膏管，密封，即得牙膏样品1。
[0049]
对比例1：
[0050]
将表面活性剂更换为茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱按照质量比1:1直接添加，添加总量为2.5g，其余与实施例2保持一致，制得牙膏样品2。
[0051]
对比例2
[0052]
与对比例1相比，不同点在于，表面活性剂仅仅为茶皂素2.5g，制得牙膏样品3。
[0053]
对比例3
[0054]
与对比例1相比，不同点在于，表面活性剂仅仅为椰油酰胺丙基甜菜碱2.5g，制得牙膏样品4。
[0055]
牙膏发泡能力测试，按照以下方法测定：
[0056]
先将罗氏泡沫仪预热到44℃
±
0.5℃，准确称取实施例2、对比例1-3制备的牙膏样品各5.00g，分别加入到500ml 44℃
±
0.5℃的去离子水中，磁力搅拌器搅拌，直到样品完全溶解，然后取溶液50ml倒入罗氏泡沫仪，另取250ml溶液从泡沫仪刻度900mm处垂直滴下，滴完为止，读数即为此样品的泡沫量。测试结果如表3所示。
[0057]
表3：
[0058]
牙膏样品泡沫量(mm)牙膏样品1204牙膏样品2159牙膏样品3147牙膏样品4168
[0059]
由上述结果可知，实施例1新合成的表面活性剂配制的牙膏起泡泡沫量较高，与相同质量k12参与配制的同配方牙膏的起泡量相近，表面活性剂的起泡性能优异，而对比例1中茶皂素 椰油酰胺丙基甜菜碱共添加与对比例2和3中茶皂素、椰油酰胺丙基甜菜碱分别单独添加配制的牙膏的泡沫量均明显低于实施例1制备的牙膏。
[0060]
牙膏刺激性测试按照北京工商大学董银卯教授报道的玉米醇溶蛋白测试法(zein值测试法)进行测定，测试结果如表4所示。
[0061]
表4：
[0062]
牙膏样品zein值(g/l)判定结果牙膏样品11.6无刺激牙膏样品23.6低刺激牙膏样品32.4低刺激牙膏样品43.5低刺激
[0063]
注：zein值＞4g/l为强刺激，2g/l≤zein值≤4g/l为低刺激，zein值＜2g/l为无刺激。
[0064]
由上述结果可知，实施例1制备的牙膏和对比例1、对比例2和对比例3所配制的牙膏相比，其刺激性也从低刺激等级降低到无刺激等级。
[0065]
通过上述测试结果可以看出：新合成的表面活性剂与单独的茶皂素、椰油酰胺丙基甜菜碱相比，安全性明显占优，这符合健康环保的发展理念。新合盛的表面活性剂刺激性较低，并且配制成牙膏以后，使牙膏的刺激性从椰油酰胺丙基甜菜碱的3.5g/l下降到1.6g/l，使牙膏变得更柔和不刺激。此外，牙膏的感官，p h值，稳定性，过硬颗粒，可溶性氟含量，牙膏中微生物含量，牙膏中有毒物质限量，均符合gb/t8372-2017国家牙膏标准。并且，新合成的表面活性剂为水性液体，便于工人生产操作，无毒无尘埃，对工人身体健康无害。
[0066]
牙膏的感官测试，ph值测试，稳定性测试，过硬颗粒测试，可溶性氟含量测定，牙膏中微生物检验测定，牙膏中有毒物质限量测定，均按照gb/t8372-2017国家牙膏标准进行测定。经检测，用新合成表面活性剂配制的牙膏和用茶皂素 椰油酰胺丙基甜菜碱复合添加、
茶皂素、椰油酰胺丙基甜菜碱分别添加配制的牙膏，均达到国标gb8372-2008的要求。