CN103725454A - 清洁剂和该清洁剂用于清洁硬质制品的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种清洁剂，所述清洁剂包含水性溶剂和分散在水性溶剂中的0.05-10重量％的层状硅酸盐，其中所述层状硅酸盐具有100m2/g以上的平均比表面积。所述清洁剂具有长效易清洁功能，能够减少对硬质制品的清洁频率，从而减少清洁硬质制品所需的工作量并且节省清洁硬质制品所需的费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洁剂和该清洁剂用于清洁硬质制品的应用。
背景技术
在市场上有很多用于清洁硬质制品的清洁剂。然而，市场上绝大多数的卫浴清洁剂都是酸性配方，而厨房用清洁剂都是碱性配方，这些清洁剂一般都有刺激性气味且有腐蚀性。此外，普通的家用清洁剂只提供瞬时清洁效果，很难有长效清洁的功能，这样会增加清洁的工作量。此外，很多清洁剂具有强碱性或者强酸性，长期使用会对硬质制品造成损伤。由于社会的发展和技术的进步，消费者对硬质制品的清洁和维护的要求也越来越高。
WO2009040597A1描述了一种硬表面清洁剂，所述硬表面清洁剂含有0.1-60重量％、结晶度25-35％、粒径0.5-1.5μm、比表面积10-50m2/g的固体无机颗粒。当用该清洁剂清洁表面时，可以减少由于对清洁表面的研磨而造成的损伤，同时增加被清洁表面的亲水性。然而，WO2009040597A1中公开的硬表面清洁剂并不涉及长效易清洁功能和保护功能。
具有长效易清洁功能的清洁剂对于消费者是非常有吸引力的，因为长效易清洁功能使得能够减少对硬质制品的清洁频率，从而减少清洁硬质制品所需的工作量和节省清洁硬质制品所需的费用，并且降低对环境的污染。针对消费者的需求，需要具有长效易清洁功能的清洁剂。
发明内容
本发明的目的提供一种清洁剂和该清洁剂用于清洁硬质制品的应用，该清洁剂具有长效易清洁功能，从而能够减少对硬质制品的清洁频率并且降低对环境的污染。
根据本发明的一个方面，提供一种清洁剂，所述清洁剂包含水性溶剂和分散在水性溶剂中的0.05-10重量％的层状硅酸盐，其中所述层状硅酸盐具有100m2/g以上的平均比表面积。所述清洁剂为液体或凝胶形式。
根据本发明，可以提供一种具有长效易清洁功能的清洁剂，该清洁剂能够减少对硬质制品的清洁频率并且降低对环境的污染。由于对硬质制品的清洁频率的减少，因此该清洁剂能够减少清洁硬质制品所需的工作量并且节省清洁硬质制品所需的费用。
在本发明的一个优选实施方案中，所述清洁剂还包含0.15-32重量％的表面活性剂。
在本发明的一个优选实施方案中，在无需添加pH调节剂的情况下，所述清洁剂可以具有6-8的pH。根据本发明的该实施方案，可以提供一种兼具长效易清洁功能和中性配方的清洁剂，该清洁剂能够减少对硬质制品的清洁频率并且降低对环境的污染，同时由于采用中性配方，对硬质制品和使用者的手均没有腐蚀。
在本发明的一个优选实施方案中，所述层状硅酸盐优选具有200m2/g以上的平均比表面积，并且所述层状硅酸盐的含量优选为1-6重量％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述表面活性剂优选选自非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性离子表面活性剂，以及它们的混合物。所述非离子表面活性剂优选选自聚氧乙烯型非离子表面活性剂、多元醇型非离子表面活性剂、烷基醇酰胺型非离子表面活性剂、氟碳型非离子表面活性剂、有机硅型和改性有机硅型非离子表面活性剂以及它们的混合物。所述阴离子表面活性剂优选选自羧酸盐型阴离子表面活性剂；磺酸盐型阴离子表面活性剂；硫酸酯盐型阴离子表面活性剂；磷酸酯盐型阴离子表面活性剂以及它们的混合物。所述阳离子表面活性剂优选选自杂环类阳离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂以及它们的混合物。所述两性离子表面活性剂优选选自氨基酸型表面活性剂、甜菜碱型表面活性剂以及它们的混合物。
在本发明的一个优选实施方案中，所述清洁剂还包含防霉剂，抗菌剂，香味剂，增稠剂，颜料，染料或它们的混合物。
在本发明的一个优选实施方案中，所述层状硅酸盐选自膨润土；蒙脱土；高岭土；提纯的膨润土、提纯的蒙脱土或提纯的高岭土；离子改性的膨润土、离子改性的蒙脱土或离子改性的高岭土；以及它们的混合物。
根据本发明的另一个方面，提供上述清洁剂用于清洁硬质制品的应用。所述硬质制品可以为陶瓷制品、不锈钢制品、玻璃制品或聚合物制品。
具体实施方式
根据本发明的清洁剂包含水性溶剂和分散在水性溶剂中的0.05-10重量％的层状硅酸盐，其中所述层状硅酸盐具有100m2/g以上的平均比表面积。在本发明中使用的水性溶剂可以为水，或水与醇或水与醚的混合物，优选为水。
在本发明中，重要的是层状硅酸盐具有100m2/g以上的高比表面积。据认为，由于平均比表面积为100m2/g以上的片层状结构的硅酸盐的表面活性点多，因此与被清洁表面的结合力增加，从而在对硬质制品进行清洁时会在硬质制品上留下一层亲水性保护膜。由于这个保护膜的存在，硬质制品的亲水性得以保持使得被清洁表面具有长效易清洁的功能，从而延长了被清洁表面的清洁周期。而在比表面积低于100m2/g的情况下，无法获得稳定的清洁剂体系。优选地，在本发明中使用的层状硅酸盐具有200m2/g以上的平均比表面积。对于层状硅酸盐的平均比表面积的上限没有特别限制，但所述层状硅酸盐优选具有300m2/g以下的平均比表面积。
比表面积可以通过常规的氮气吸附法(BET法)测定。在本发明中，当使用层状硅酸盐的混合物时，在混合物中的层状硅酸盐可以具有低于100m2/g的比表面积，只要混合物的平均比表面积在100m2/g以上即可。混合物的平均比表面积可以通过下式进行计算：
Saverage＝∑xi*Si
Saverage＝层状硅酸盐混合物的平均比表面积；
xi＝层状硅酸盐在层状硅酸盐混合物中所占的重量百分比；
Si＝层状硅酸盐的比表面积。
在根据本发明的清洁剂中，相对于清洁剂的总重量，层状硅酸盐的含量为0.05-10重量％，优选为1-6重量％，更优选2-5重量％。在层状硅酸盐的含量低于0.05重量％时，清洁剂的易清洁性能会下降；而在层状硅酸盐的含量高于10重量％时，清洁剂的粘度非常大，给使用带来不便。
在本发明的一个实施方案中，清洁剂可以由层状硅酸盐和水性溶剂构成。在本发明的另一个实施方案中，除了层状硅酸盐和水性溶剂之外，清洁剂还可以包含表面活性剂。相对于清洁剂的总重量，表面活性剂的含量为0.15-32重量％，优选为0.5-10重量％，更优选为1-5重量％。
所述表面活性剂可以选自非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性离子表面活性剂，以及它们的混合物。优选非离子表面活性剂。
所述非离子表面活性剂可以选自聚氧乙烯型非离子表面活性剂如烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、聚氧乙烯化的离子型表面活性剂；多元醇型非离子表面活性剂如失水山梨醇酯、蔗糖酯；烷基醇酰胺型非离子表面活性剂；氟碳型表面非离子活性剂；有机硅型和改性有机硅型非离子表面活性剂；以及它们的混合物。
所述阴离子表面活性剂可以选自羧酸盐型；磺酸盐型如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐、α-磺基单羧酸酯、脂肪酸磺酸烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基甘油醚磺酸盐等多种类型；硫酸酯盐型如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐、十二烷基硫酸钠等；磷酸酯盐型如脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸单双酯盐和烷基酚聚氧乙烯醚的磷酸单、双酯盐；和以及它们的混合物。
所述阳离子表面活性剂可以选自杂环类阳离子表面活性剂如双胍类；季铵盐型如长链烷基溴化铵、长链烷基氯化铵；以及它们的混合物。
所述两性离子表面活性剂可以选自氨基酸型，甜菜碱型如椰油烷基二甲基甜菜碱，椰油酰胺丙基甜菜碱；以及它们的混合物。
根据本发明的清洁剂还可以包含添加剂。所述添加剂选自防霉剂，抗菌剂，香味剂，增稠剂，颜料，染料和/或pH调节剂。添加剂含量为0.0001-2重量％。防霉剂或抗菌剂可以选自胺类，醇类如乙醇，醛类，异噻唑啉类如5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，咪唑类，酯类，含氯化合物，过氧化物类，羧酸类，碳酰替苯胺类，氨基甲酸酯类如丁氨基甲酸-3-碘-2-丙炔基酯，氧化物类，硫化物类，磺酰胺类，季铵盐类，腈类，双胍类化合物如洗必泰(氯己定)，吡啶类，酚类，酞酰亚胺类，含碘化合物等。增稠剂可以选自无机增稠剂如气相法白炭黑、硅藻土、凹凸棒石土、硅凝胶；纤维素类如甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素，及其盐；天然高分子及其衍生物如淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、***树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂；合成高分子类如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯。香味剂可以选自合成的或天然提取的各种香味剂，如青苹果味、柠檬味、甜橙味等。颜料可以选自有机颜料和无机颜料。无机颜料可以是金属的氧化物、硫化物、硫酸盐、铬酸盐、钼酸盐等盐类以及炭黑。有机颜料可以是偶氮颜料、酞菁颜料、杂环颜料、色淀颜料、染料、荧光增白剂和荧光颜料。
本发明的清洁剂可以通过将层状硅酸盐粉体分散在水性溶剂中而制备。此外，如果包含其它组分，可以进一步将其它组分混合并且分散在层状硅酸盐的分散体中。例如，称取一定量的去离子水于容器中，然后在高速搅拌下(如采用IKA高速分散机，6500转/分钟转速)，缓慢加入一定量的层状硅酸盐粉体，继续搅拌分散直到粉体完全分散开。之后将分散好的液体室温或在一定温度下如50度温度下放置一段时间，使得层状硅酸盐粒子进一步分散成更小的粒子，增加透明性。然后在低速搅拌下(如100转/分钟转速)加入表面活性剂和其他添加剂，继续搅拌一定时间，使得表面活性剂和其他添加剂均匀分散。
本发明的清洁剂可以用于清洗硬质制品诸如陶瓷制品，不锈钢制品，玻璃制品，聚合物(如PMMA)制品等。具体地，将本发明的清洁剂施用到硬质制品或清洁介质上，然后对硬质制品直接地或者用清洁介质进行清洗。施用可以通过喷涂、淋涂等进行。
实施例
以下参考实施例说明本发明，但是这些实施例并不限制本发明的范围。
在实施例中采用的原料如下表1所示。
表1：
实施例1
取5g比表面积250m2/g的膨润土KA517加入到95g去离子水中，高速分散15min(13500转/分)，然后室温放置至少2小时得到固含量5wt％的凝胶。取0.5g非离子表面活性剂Berosol EC加入到凝胶中，充分搅拌均匀，得到无色透明的凝胶，pH值范围在7-8。
实施例2-8
以与实施例1类似的方式制备实施例2-8的清洁剂，所采用的条件和结果如表2所示。
比较例1&2
以与实施例1类似的方式制备比较例1&2的清洁剂，所采用的条件和结果如表2所示。
实施例9
取0.25g比表面积250m2/g的膨润土KA517和比表面积30m2/g的改性膨润土加入到49.5g去离子水中，高速分散15min(13500转/分)，然后室温放置至少2小时得到固含量1wt％的凝胶。取0.09g非离子表面活性剂Berosol EC加入到凝胶中，充分搅拌均匀，得到不透明液体，pH值范围在6-7。
实施例10-12
以与实施例9类似的方式制备实施例10-12的清洁剂，所采用的条件和结果如表2所示。
比较例3&4
以与实施例9类似的方式制备比较例3&4的清洁剂，所采用的条件和结果如表2所示。
实施例13
取3.3g比表面积250m2/g的膨润土KA517加入到96.7g去离子水中，高速分散10min(13500转/分)，然后室温放置至少2小时得到固含量3.3％的凝胶。取0.5g非离子表面活性剂Berosol EC加入到凝胶中，充分搅拌均匀，之后加入5g无水乙醇，得到透明的凝胶，pH值范围在7-8.
实施例14-16
以与实施例12类似的方式制备实施例14-16的清洁剂，所采用的条件和结果如表2所示。
实施例17
取0.05g比表面积为250m2/g的膨润土KA517加入到99.95g去离子水中，高速分散10min(13500转/分)，然后室温放置至少2小时得到固含量0.05％的透明液体，pH值范围在7-8。
实施例18
以与实施例17类似的方式制备实施例18的清洁剂，所采用的条件和结果如表2所示。
比较例5
以与实施例17类似的方式制备比较例5的清洁剂，所采用的条件和结果如表2所示。
实施例19
取1.5g比表面积为250m2/g的膨润土KA517加入到98.5g去离子水中，高速分散10min(13500转/分)，然后室温放置至少2小时得到固含量1.5％的透明液体，pH值范围在7-8。之后滴加5wt％氢氧化钠水溶液，调节pH到10-11。
比较例6
以与实施例19类似的方式制备比较例6的清洁剂，所采用的条件和结果如表2所示。
根据以下测量方法，对实施例中制备的本发明清洁剂的表面亲水性，表面亲水持久性，和去油性能进行评价。
1.表面亲水性测试
取1g实施例制备的清洁剂于硬质制品(例如瓷砖)表面，用3MScotch-Brite马桶刷刷10个来回，之后冲水去除多余清洁剂，并自然晾干。用接触角测试仪Kruss DSA100测试表面对水的初始接触角。接触角越小，亲水性越好。
2.表面亲水持久性测试
将测试样板放在45度角倾斜的不锈钢板上，并且将水斗安放在测试样片的上方，距离测试样片的高度为2米。在水斗下方垂直安置有一根1.7米长、直径1厘米的不锈钢水管。继电器控制冲水的速度，7秒钟冲水量为800毫升。冲水50次后，测试表面接触角，测试前将表面用压缩空气吹干(吹扫时间90秒)。记录接触角值。
3.去油性能测试
滴一滴混合有碳黑的植物油在测试面上，然后流水下用纸(或布)擦洗，之后看油污是否有残留。通常看测试区域是否仍然成水膜，如果成水膜，则用压缩空气吹扫测试面90秒，重复上述步骤，直到油污不能被彻底清除，记录测试次数；如果通过20次测试，测试停止，并记录测试次数为“＞20”。
在表2中显示了本发明清洁剂的表面亲水性，表面亲水持久性和去油性能测试的结果。 
如上表2所示，本发明的清洁剂的初始接触角均在15度以内，表明清洁剂具有优异的亲水性，而在冲水50次之后，本发明的清洁剂的接触角仍然保持在22度以内，表明清洁剂具有优异的表面亲水持久性。此外，本发明的清洁剂还具有良好的去油性能。然而，在比较例1-6中，由于比表面积低于100m2/g，均无法获得稳定的清洁剂体系。
本发明的实施方案概括如下：
第1项为一种清洁剂，所述清洁剂包含水性溶剂和分散在水性溶剂中的0.05-10重量％的层状硅酸盐，其中所述层状硅酸盐具有100m2/g以上的平均比表面积。
第2项为第1项所述的清洁剂，所述清洁剂还包含0.15-32重量％的表面活性剂。
第3项为第1或2项所述的清洁剂，所述清洁剂具有6-8的pH。
第4项为第1或2项所述的清洁剂，其中所述层状硅酸盐具有200m2/g以上的平均比表面积。
第5项为第1或2项所述的清洁剂，其中所述层状硅酸盐的含量为1-6重量％。
第6项为第2项所述的清洁剂，其中所述表面活性剂选自非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性离子表面活性剂，以及它们的混合物。
第7项为第6项所述的清洁剂，其中所述非离子表面活性剂选自聚氧乙烯型非离子表面活性剂、多元醇型非离子表面活性剂、烷基醇酰胺型非离子表面活性剂、氟碳型非离子表面活性剂、有机硅型和改性有机硅型非离子表面活性剂以及它们的混合物。
第8项为第6项所述的清洁剂，其中所述阴离子表面活性剂选自羧酸盐型阴离子表面活性剂；磺酸盐型阴离子表面活性剂；硫酸酯盐型阴离子表面活性剂；磷酸酯盐型阴离子表面活性剂以及它们的混合物。
第9项为第6项所述的清洁剂，其中所述阳离子表面活性剂选自杂环类阳离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂以及它们的混合物。
第10项为第6项所述的清洁剂，其中所述两性离子表面活性剂选自氨基酸型表面活性剂、甜菜碱型表面活性剂以及它们的混合物。
第11项为第1或2项所述的清洁剂，所述清洁剂还包含防霉剂，抗菌剂，香味剂，增稠剂，颜料，染料或它们的混合物。
第12项为第1或2项所述的清洁剂，其中所述层状硅酸盐选自膨润土；蒙脱土；高岭土；提纯的膨润土、提纯的蒙脱土或提纯的高岭土；离子改性的膨润土、离子改性的蒙脱土或离子改性的高岭土；以及它们的混合物。
第13项为第1或2项所述的清洁剂，其中所述清洁剂为液体或凝胶形式。
第1至13项中任一项所述的清洁剂用于清洁硬质制品的应用。所述硬质制品为陶瓷制品、不锈钢制品、玻璃制品或聚合物制品。
Claims (15)
1.一种清洁剂，所述清洁剂包含水性溶剂和分散在水性溶剂中的0.05-10重量％的层状硅酸盐，其中所述层状硅酸盐具有100m2/g以上的平均比表面积。
2.根据权利要求1所述的清洁剂，所述清洁剂还包含0.15-32重量％的表面活性剂。
3.根据权利要求1或2所述的清洁剂，所述清洁剂具有6-8的pH。
4.根据权利要求1或2所述的清洁剂，其中所述层状硅酸盐具有200m2/g以上的平均比表面积。
5.根据权利要求1或2所述的清洁剂，其中所述层状硅酸盐的含量为1-6重量％。
6.根据权利要求2所述的清洁剂，其中所述表面活性剂选自非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性离子表面活性剂，以及它们的混合物。
7.根据权利要求6所述的清洁剂，其中所述非离子表面活性剂选自聚氧乙烯型非离子表面活性剂、多元醇型非离子表面活性剂、烷基醇酰胺型非离子表面活性剂、氟碳型非离子表面活性剂、有机硅型和改性有机硅型非离子表面活性剂以及它们的混合物。
8.根据权利要求6所述的清洁剂，其中所述阴离子表面活性剂选自羧酸盐型阴离子表面活性剂；磺酸盐型阴离子表面活性剂；硫酸酯盐型阴离子表面活性剂；磷酸酯盐型阴离子表面活性剂以及它们的混合物。
9.根据权利要求6所述的清洁剂，其中所述阳离子表面活性剂选自杂环类阳离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂以及它们的混合物。
10.根据权利要求6所述的清洁剂，其中所述两性离子表面活性剂选自氨基酸型表面活性剂、甜菜碱型表面活性剂以及它们的混合物。
11.根据权利要求1或2所述的清洁剂，所述清洁剂还包含防霉剂，抗菌剂，香味剂，增稠剂，颜料，染料或它们的混合物。
12.根据权利要求1或2所述的清洁剂，其中所述层状硅酸盐选自膨润土；蒙脱土；高岭土；提纯的膨润土、提纯的蒙脱土或提纯的高岭土；离子改性的膨润土、离子改性的蒙脱土或离子改性的高岭土；以及它们的混合物。
13.根据权利要求1或2所述的清洁剂，其中所述清洁剂为液体或凝胶形式。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的清洁剂用于清洁硬质制品的应用。
15.根据权利要求14所述的应用，其中所述硬质制品为陶瓷制品、不锈钢制品、玻璃制品或聚合物制品。
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