專利名稱：制皂催化劑和使用該催化劑制造洗滌皂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種以動(dòng)植物油脂為皂化物，生產(chǎn)各種洗滌用皂的制皂方法，尤其涉及的是使用一種新型催化劑的制皂新方法。
已知的洗滌皂制造方法基本有冷法制皂和熱法制皂兩種，冷法制皂已被淘汰。熱法制皂的步驟包括有打底→蒸煮→堿析→多次鹽析→加填料→脫模成型。首先調(diào)整動(dòng)植物油脂熔點(diǎn)達(dá)到38-42℃，將其總量的2-3％熔化后與部分苛性鈉溶液混合倒入反應(yīng)釜中，邊攪拌邊用蒸汽加熱半小時(shí)，本行業(yè)稱為“打底”；然后倒入其余油脂和堿液，用蒸汽繼續(xù)加熱5-6小時(shí)；其后再增添部分堿液繼續(xù)蒸煮用于提高皂化率，本行業(yè)稱其為“堿析”；再放置分層，排掉含堿廢水；為得到所需高質(zhì)量皂基，還需加水稀釋、加NaCl，一般稱為“鹽析”，最后冷卻至70-75℃，排出含鹽廢水，再按洗滌皂的類型，加入相應(yīng)填加劑，脫模成型?？梢钥闯?，現(xiàn)有的制皂生產(chǎn)工藝極為復(fù)雜、耗能大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、設(shè)備投資大、成本高，而且每生產(chǎn)一噸皂基就產(chǎn)生15-39噸的含堿、含鹽的工業(yè)廢水，對(duì)環(huán)境污染極大。這種制皂工藝存在的另一缺點(diǎn)是操作人員的工作環(huán)境非常惡劣，僅以皂基形成后，加入硅酸鈉的工序?yàn)槔涔ぷ鳝h(huán)境潮熱、勞動(dòng)強(qiáng)度極大，更不用說(shuō)為生產(chǎn)各類洗滌用皂所需的其它填加劑添加工序。因此，嚴(yán)重阻礙了新型洗滌用皂的開(kāi)發(fā)。目前，在此技術(shù)領(lǐng)域中還沒(méi)有較理想的技術(shù)出現(xiàn)。
本專利申請(qǐng)的發(fā)明目的在于提供一種制皂催化劑和利用該催化劑制造洗滌皂的方法，在制皂過(guò)程中使用該催化劑可以大大縮短生產(chǎn)周期、簡(jiǎn)化工藝流程。
本專利申請(qǐng)所提出的制皂方法為以動(dòng)植物油脂為皂化物，調(diào)整熔點(diǎn)在28-42℃，在40-45℃的溫度條件下，加入少量催化劑，再與硅酸鈉和苛性鈉溶液混合，進(jìn)行皂化反應(yīng)，攪拌至均勻乳化物后，倒入模具，使其保持上述溫度直至其皂化率達(dá)到通常標(biāo)準(zhǔn)，冷卻、脫模。在此同時(shí)還可根據(jù)需要加入染料、香料等填加劑。上述皂化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式為
在上述制皂工藝中，其關(guān)鍵的催化劑為以4或3—甲基苯基—甲基—十八烷基芐基氯化銨活性成份，以對(duì)十六烷基酚聚氧乙烯醚(10)或乳化劑OP-10為促進(jìn)劑，與溶劑按1∶1∶5的體積比混合組成，其中，①該催化劑活性成份的制備方法為原料組分為4—甲基苯基—甲基十八胺和氯化芐，其摩爾比為1∶1，將4—甲基苯基—甲基—十八胺升溫的過(guò)程中攪拌緩慢加入氯化芐，并使溫度上升至90℃，直至測(cè)定終點(diǎn)PH值為6.5后，降溫、備用，其化學(xué)反應(yīng)式為
該活性成份中，4—甲基苯基—甲基十八胺還可用3—甲基苯基—甲基十八胺替代；②該催化劑的促進(jìn)劑的制備方法為原料組份為十六烷基苯酚、環(huán)氧乙烷、按摩爾比為1∶17.5配比，制備過(guò)程是在強(qiáng)堿和真空條件下，將十六烷基苯酚加熱至無(wú)水蒸汽溢出為止，通入純凈氮?dú)庵脫Q五次后，加溫至140℃，壓入環(huán)氧乙烷，保持壓力0.1-0.2MPa，升溫至160-180℃，當(dāng)霧點(diǎn)為75-85℃時(shí)為終點(diǎn)，調(diào)整其PH值為5-7后，備用。其化學(xué)反應(yīng)方程式為
本促進(jìn)劑還可用乳化劑OP-10替代。
本發(fā)明專利的技術(shù)內(nèi)容明顯地優(yōu)于現(xiàn)有制皂技術(shù)，其技術(shù)效果1.工藝簡(jiǎn)單、能源消耗少。由于該皂化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，完全能夠維持反應(yīng)所需的熱量，因此反應(yīng)時(shí)間短，能量消耗低，硅酸鈉可直接參與反應(yīng)，生成洗滌皂，使整個(gè)生產(chǎn)工藝變得簡(jiǎn)化而容易。2.本制皂生產(chǎn)工藝環(huán)境污染小。本制皂工藝方法不會(huì)產(chǎn)生廢水，因此在環(huán)境保護(hù)方面本技術(shù)明顯優(yōu)于目前的制皂方法。3.本制皂工藝能夠根據(jù)需要，直接生產(chǎn)各類洗滌皂，由于本制皂工藝不產(chǎn)生工業(yè)廢水，可直接添加所需用料直接制成洗滌皂，因?yàn)樵诜磻?yīng)中添加各種填加劑不會(huì)流失、浪費(fèi)，因此簡(jiǎn)化了原有的添加填加劑的生產(chǎn)工序，而且使填料的添加操作變得極為簡(jiǎn)單、方便，敞開(kāi)了各類洗滌皂的開(kāi)發(fā)之路，為豐富洗滌皂產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。4.大大改善了操作人員的工作條件，設(shè)備投入少，成本可明顯降低，本制皂工藝方法實(shí)現(xiàn)了添加催化劑后，一次皂化反應(yīng)直接制成所需洗滌皂的技術(shù)目的，簡(jiǎn)化了原有工藝中鹽析、添加填加劑等復(fù)雜操作，也無(wú)需蒸氣加熱等操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度和工作環(huán)境大大改善。
下面將詳細(xì)闡述本發(fā)明專利的技術(shù)內(nèi)容。
本制皂方法所需的主要原料包括有動(dòng)植物油脂、硅酸鈉、苛性鈉、催化劑及所需填加劑，其中的填加劑可根據(jù)所生產(chǎn)的洗滌皂品種，如各類香型皂、各類洗衣皂、藥皂、去油皂、增白皂、超能皂、特種工業(yè)皂選擇添加的香料、染料、增白劑、抗硬水劑、助洗劑或藥物等。本制皂方法的制皂催化劑是由三組成份混合而成，為穩(wěn)定保存，應(yīng)放入棕色瓶中避光保存、備用，這三組成份分別為活性成份4—甲基苯基—甲基—十八烷基—芐基氯化銨、促進(jìn)劑對(duì)十六烷基酚聚氧乙烯醚(10)和溶劑。其中，活性成份的制備是以4—甲基苯基—甲基十八胺和氯化芐為反應(yīng)物，使其摩爾比為1∶1，首先對(duì)4—甲基苯基—甲基十八胺升溫，攪拌并在升溫過(guò)程中緩緩加入氯化芐，使溫度上升到90℃，保持6小時(shí)左右，測(cè)點(diǎn)PH值達(dá)到6.5，降溫、備用。其活性成份的原料還可選用3—甲基苯基—甲基十八胺替代4—甲基苯基—甲基十八胺，經(jīng)上述相同制備方法制取3—甲基苯基—甲基—十八烷基—芐基氯化胺作為本制皂催化劑的活性成份。促進(jìn)劑成份制備選用摩爾比為1∶17.5∶0.098的對(duì)十六烷基苯酚、環(huán)氧乙烷和氫氧化鈉。首先將對(duì)十六烷基苯酚和氫氧化鈉混合后，在真空狀態(tài)下，可在50mmHg柱狀態(tài)下，升溫至110-120℃，至無(wú)水蒸汽溢出為止，通入氮?dú)?，用純氮?dú)庵脫Q五次，然后升溫到140℃，壓入環(huán)氧乙烷，保持壓力0.1-0.2MPa，溫度為160-180℃，測(cè)點(diǎn)終點(diǎn)，當(dāng)霧點(diǎn)達(dá)到75-85℃時(shí)，用酸調(diào)整PH值為5-7，備用。本促進(jìn)劑還可為乳化劑OP-10。然后，選取100ml甲醇，緩緩加入促進(jìn)劑200ml攪拌中加入活性成份200ml，放入棕色瓶，避光保存。
使用上述制皂催化劑的制皂方法為①將皂化物油脂的熔點(diǎn)調(diào)整在28-42℃范圍內(nèi)，加入少量催化劑，一般每百克油脂催化劑的加入量為0.05-0.5ml，加溫至40-45℃；②硅酸鈉的加入量可按通常工藝習(xí)慣選擇加入，與苛性鈉溶液混合，加入染料或香料等填加劑，加溫至40-45℃；③將①、②備用料攪拌混合，呈均勻乳化物后快速倒入模具中，在40-45℃的溫度下，直至其皂化反應(yīng)的皂化率達(dá)到要求為止。當(dāng)催化物中的促進(jìn)劑為對(duì)十六烷基酚聚氧乙烯醚(10)，則皂化反應(yīng)的時(shí)間為4小時(shí)，其皂化率即可達(dá)到99％，當(dāng)促進(jìn)劑為乳化劑OP-10，其皂化反應(yīng)時(shí)間可延長(zhǎng)至6小時(shí)。其苛性鈉的加入量應(yīng)以所提供的公式準(zhǔn)確計(jì)算
其中m-油脂皂化值，M-硅酸鈉模數(shù)，a1-硅酸鈉中Na2O百分含量，a2-苛性鈉的百分含量，G1-硅酸鈉的加入量，G2-油脂加入量。
權(quán)利要求
1.一種制皂催化劑，其特征在于它是由活性成份4—甲基苯基—甲基—十八烷基—芐基氯化銨或3—甲基苯基—甲基—十八烷基—芐基氯化胺、促進(jìn)劑和溶劑按1∶1∶5的體積比混合而成，其中活性成份的制備方法是選用摩爾比為1∶1的4—甲基苯基—甲基—十八胺或3—甲基苯基—甲基—十八胺和氯化芐，將4(或3)—甲基苯基—甲基—十八胺加溫，攪拌并緩慢加入氯化芐，使溫度達(dá)到90℃，當(dāng)測(cè)定終點(diǎn)PH值為6.5，降溫備用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制皂催化劑，其特征在于促進(jìn)劑為對(duì)十六烷基酚聚氧乙烯醚(10)，其制備方法是選用摩爾比為1∶17.5的十六烷基苯酚和環(huán)氧乙烷，在強(qiáng)堿性和真空條件下將十六烷基苯酚加熱至無(wú)水蒸汽溢出止，通入純氮?dú)庵脫Q五次，然后在140℃的溫度下壓入環(huán)氧乙烷，其壓力為0.1-0.2MPa，升溫至160-180℃，當(dāng)霧點(diǎn)達(dá)到75-85℃時(shí)，為終點(diǎn)，然后調(diào)整其PH值為5-7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制皂催化劑，其特征在于所述的促進(jìn)劑為乳化劑op-10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制皂催化劑，其特征在于溶劑為甲醇、乙醇、丙酮、氯仿等中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制皂催化劑的制造洗滌皂的方法，其特征在于將熔點(diǎn)調(diào)整至28-42℃的動(dòng)植物油脂加入催化劑，加溫至40-45℃，與同溫度的硅酸鈉和苛性鈉溶液混合，進(jìn)行皂化反應(yīng)，攪拌呈均勻乳化物后，倒入模具，保持上述溫度，直至其皂化率達(dá)到通常標(biāo)準(zhǔn)，冷卻、脫模。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在催化劑的加入量為每百克油脂加入0.05-0.5ml催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的皂化反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)可加入所需的染料、香料、增白劑、抗硬水劑、助洗劑或藥物等填加劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于苛性鈉的加入量由下式計(jì)算
其中m-油脂皂化值，M-硅酸鈉模數(shù)，a1-硅酸鈉中Na2O百分含量，a2-苛性鈉的百分含量，G1-硅酸鈉的加入量，G2-油脂加入量。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化制皂工藝的制皂催化劑和使用該催化劑的制皂方法,本制皂催化劑的活性成分是由4或3－甲基苯基－甲基－十八胺與同摩爾數(shù)的氯化芐在90℃溫度下反應(yīng)制成的4或3－間位或?qū)ξ患谆交谆送榛S基氯化胺,與促進(jìn)劑和溶劑混合,在油脂中加入催化劑,在40—45℃的溫度下與硅酸鈉荷性鈉溶液混合,進(jìn)行皂化反應(yīng),直至達(dá)到規(guī)定皂化率,冷卻。本發(fā)明技術(shù)具有方法簡(jiǎn)單、無(wú)環(huán)境污染、勞動(dòng)強(qiáng)度小、制皂成本低的優(yōu)點(diǎn),還可直接生產(chǎn)所需的各類洗滌用皂。
文檔編號(hào)C11D13/00GK1201819SQ9811409
公開(kāi)日1998年12月16日 申請(qǐng)日期1998年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月19日
發(fā)明者孫興讓 申請(qǐng)人:孫興讓