Дезактивуючий мийний засіб із зниженим піноутворенням

Винахід відноситься до побутової хімії, а саме: до виробництва порошкоподібних мийних засобів і може бути використаний, як в побуті, так і в промислових пральнях, для прання тканин із різноманітних натуральних та змішаних волокон. Відома велика кількість багатокомпонентних синтетичних мийних засобів, для прання виробів із натуральних, синтетичних і змішаних тканин [1, 2]. Значно менше синтетичних мийних засобів, що мають додаткові властивості, особливо дезактивуючу дію [3, 4, 5]. Особливо велике значення в сучасний час має така властивість мийного засобу, як знижена здатність піноутворення. З розповсюдженням пральних машин, стає питання про створення мийного засобу, який би мав універсальні властивості, що відповідають сучасним вимогам, характеризуються зниженою здатністю піноутворення, при збереженні високих показників мийної, відбілюючої і дезактивуючої дії. Низьке піноутворення мийного засобу особливо актуальне в промислових пральнях, де стічні води проходять подальшу переробку в випарних апаратах. Мета винаходу: створення дезактивуючого мийного засобу з низьким піноутворенням, покращеними мийними і відбілюючими властивостями. В промислових пральнях прання і дезактивацію спецодягу проводять згідно "Санітарних правил для промислових пралень по дезактивації спецодягу і інших засобів індивідуального захисту" [7]. Процес прання багатостадійний, із використанням значної кількості води, включає три прання по 15 хвилин, та шість полоскань. В процесі прання використовуються різноманітні складові, які повинні добавлятися в пральну машину в певний час, що потребує напруги в роботі персоналу і значно ускладнює процес прання. Серед відомих мийних засобів, найбільш близьким по складу та своїй дії до засобу, що заявляється, є порошкоподібний мийний засіб [5] (прототип), що містить в мас.%: Алкілбензолсульфонат натрію 8,0-14,0 Дикарбоксибетаїн синтетичних жирних кислот фр. С10-С13 0,2-4,0 Оксиетильовані жирні спирти фр. С10-С20 із ступенем оксиетилювання 8-9 2,0-6,0 Триполіфосфат натрію 30,0-40,0 Силікат натрію (в перерахунку на SiO2) 4,0-6,0 Натрій карбоксиметилцелюлоза 0,5-1,5 Динатрієвая сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти 0,5-2,0 Оптичний відбілювач 0,3-0,4 Парфумерний запашок 0,1-0,2 Сульфат натрію 20,0-35,0 Вода до100% Описаний склад мийного засобу (прототипу) забезпечує досить велику мийну здатність за рахунок присутності в його складі комбінації алкілбензолсульфонатів натрію, дикарбоксибетаїнів синтетичних жирних кислот фр. С10-С13 , оксиетильованих жирних спиртів фракції С 10-С20 зі ступенем оксиетилювання 8-9 при такому співвідношенні: 1,8-3,3:0,08-0,60:1,0 відповідно. Негативним фактором, що стримує використання мийного засобу (прототипу) для прання в промислових пральнях - є здатність утворювати стійку піну. Враховуючи недоліки відомої композиції (прототипу), в основу винаходу було поставлене завдання: створити мийний засіб з низькою здатністю утворювати піну, із високою дезактивуючою, мийною та відбілюючою дією, скоротити час і витрати на прання. Поставлена мета досягається тим, що в склад синтетичного мийного засобу, що містить алкілбензолсульфонат натрію, дикарбоксибетаїни синтетичних жирних кислот фр. С10-С13, оксиетильовані жирні спирти фракції С 10-С20 зі ступенем оксиетилювання 8-9, триполіфосфат натрію, силікат натрію, динатрієву сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти, парфумерний запашок, сульфат натрію, натрій карбоксиметилцелюлозу, оптичний відбілювач, а для підсилення мийної, відбілюючої і дезактивуючої дії, зниження здатності піноутворення додатково додають карбонат натрію, стеарат натрію, пальмітат натрію, пероксоборат натрію тетрагідрат, декан (парафін фр. С10), при встановленому співвідношенні компонентів: Алкілбензолсульфонат натрію 6,8-9,0 Оксиетильовані жирні спирти фр. С10-С20 з ступенем оксиетилювання 8-9 2,5-5,0 Дикарбоксибетаїни синтетичних жирних кислот фр. С10-С13 0,2-4,0 Стеарат натрію 0,5-3,5 Пальмітат натрію 0,2-1,6 Декан 0,3-1,0 Триполіфосфат натрію 15,0-20,0 Пероксоборат натрію тетрагідрат 15,0-20,0 Динатрієва сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти 0,5-2,0 Натрій карбоксиметилцелюлоза (в перерахунку на 100% речовину) 1,0-1,2 Карбонат натрію 7,0-10,0 Силікат натрію (в перерахунку на SiО2) 3,0-5,0 Сульфат натрію 10,5-17,2 Оптичний відбілювач 0,3-0,4 Запашок парфумерний 0,1-0,2 Вода до100% Запровадження дезактивуючого мийного засобу, описаного вище складу, дозволяє забезпечити зниження піноутворення, збільшення мийної активності. Засіб, що заявляється, може бути ви готовлений по відомій технології виготовлення мийних засобів. Варіанти сумішей мийних засобів наведені в табл.1. Таблиця 1 № Назва компонентів п/п 1 Алкілбензолсульфонат натрію Оксиетильовані жирні спирти фр. С10-С20 із ступенем 2 оксиетилювання 8-10 3 Дикарбоксибетаїни синтетичних жирних кислот фр. С10-С13 4 Стеарат натрію 5 Пальмітат натрію 6 Декан (парафіни С8-С12) 7 Триполіфосфат натрію 8 Пероксоборат натрію тетрагідрат 9 Динатрієва сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти Натрій карбоксиметилцелюлоза (в перерахунку на 100% 10 речовину) 11 Карбонат натрію 12 Силікат натрію (в перерахунку на SіO2) 13 Сульфат натрію 14 Оптичний відбілювач 15 Запашок парфумерний 16 Вода Зразки 1 7,5 2 9 3 8 4 9 3,5 4,0 5,0 3,5 3 0,2 0,2 0,5 20 20 1,5 3 0,5 0,2 0,3 20 20 1,5 3 2,5 0,8 0,7 15 20 1,5 3 3,5 1,6 1,0 20 20 1,5 1,2 1,2 1,2 1,2 10 10 10 10 5 5 5 5 15 15 15 15 0,4 0,4 0,4 0,4 0,2 0,2 0,2 0,2 до 100% до 100% до 100% до 100% Кожна суміш мийного засобу готувалася окремо. Для чого в реактор з рамною мішалкою і сорочкою для підігрівання і охолодження, загружали розрахункову кількість води, потім додавали оксиетильовані жирні спирти, декарбоксибетаїни жирних кислот, сульфонат натрію, стеарат натрію, пальмітат натрію, парафін, силікат натрію та триполіфосфат натрію. Підігрівали до температури 40-50°С, вмикали мішалку і перемішували суміш протягом 15-20 хвилин. Вимикали підігрів. Потім в реактор завантажували розрахункову кількість решти необхідних компонентів і перемішували протягом 15-20 хвилин. Отриману суміш вивантажували і витримували протягом 6 годин. Готову продукцію направляли на гомогенізацію і розфасовку. Для виробництва мийного засобу, що заявляється, використовуються продукти, що виробляються по відомим ГОСТам і ТУ: - Силікат натрію ГОСТ 130.78.81; - Карбонат натрію ГОСТ 5100-85; - Триполіфосфат натрію ГОСТ 13493 -86; - Алкілбензосульфонат натрію ТУ 6-01-1043-86; - Дикарбоксибетаїн синтетичних жирних кислот фр. С10-С13 ТУ 6-01-1094-77; - Як оксиетильовані жирні спирти можуть бути використані синтаноли ДС-10 ТУ 6-14-577-88; - Оптичний відбілювач ТУ 6-39-55-93; - Парфумерний запашок ТУ 64-19-137-91; - Динатрієва сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти ТУ 113-04-260-87; - Сульфат натрію кристалізаційний ТУ У 6-13697008.006-95; - Натрій карбоксиметилцелюлоза ТУ У 24.1-05761620-018-2001; - Пероксоборат натрію тетрагідрат ТУ У 24.1-22400556-053-2001; - Стеарат натрію ТУ 6-09-8-75; - Пальмітат натрію - імпортна поставка, виробник MERCK KGaA - №800508 (Німеччина); - Декан - імпортна поставка, виробник MERCK KGaA -№820383 (Німеччина). Отримані суміші по прикладам 1-4 випробували на мийну і відбілюючу дію, а також на дезактивуючу активність. Мийну дію аналізували за методами, що застосовуються для оцінки властивостей порошкоподібних синтетичних мийних засобів згідно з ДСТУ 2665-94 (ГОСТ 22567.15-95). З цією метою проводили випробування сумішей мийного засобу, що заявляється, в порівнянні з прототипом мийного засобу в пральній машині «Лаундометр». В таблиці 2 наведені результати випробувань сумішей із таблиці 1. Таблиця 2 Суміш 1 2 3 Мийна здатність, % 87 95 98 4 Прототип 110 87 Як можна бачити із таблиці 2, зразки за номерами 3 і 4 мають покращену мийну здатність у порівнянні з прототипом. Дезактивуючу здатність мийного засобу, що заявляється, оцінювали згідно ГОСТ 12.4.078.79, як різницю рівнів радіоактивного забруднення зразків тканини до і після дезактивації. Для цього, окремо готували суміші, згідно таблиці 1. Із результатів, що наведені в таблиці 3 випливає, що введення всіх вказаних компонентів значно збільшує дезактивуючу активність мийного засобу. Суміші по прикладам 3-4 мають найбільшу дезактивуючу дію. Таблиця 3 Рівні радіоактивного забруднення До обробки Після Коефіцієнт bобробки b- дезактивації 2 2 част./см ·хв част./см ·хв 1 550 15 36,67 2 450 12 37,50 3 550 10 55,00 4 570 10 57,00 Прототип 570 16 35,63 № сумішей Підібрані співвідношення поверхнево-активних речовин, дозволили отримати порошок з покращеною мийною та дезактивуючою дією. Вивчення піноутворюючої здатності проводили згідно ДСТУ - 2972-94 (ГОСТ 25644 -95). Таблиця 4 Зразок 1 2 3 4 Прототип Здатність утворювати піну >20 5,5 4,5 4,5 >20 Мийний засіб вивчали також по здатності запобігати піноутворенню. Для цього піну отримували продуванням газу через пористу пластину в дослідний розчин (зображення приладу показано на схемі 1). Звичайно використання газу не перевищувало 250-300см 3 за хвилину. Посудина являє собою мірний циліндр. Висота 1 літри миючого засобу в циліндрі складає 14см; діаметр стовпа розчину миючого засобу - 10см. Висота стовпа піни, що утворювалася - 6,5см, діаметр -10см. Для оцінки стабільності піногасячого ефекту оцінювали показники піногасячої здатності по зміні стійкості піни під дією заданої концентрації антипінників [8]. Піногасячу дію характеризували по середньозваженому часу життя піни в присутності антипінників tm, і як відношення часу tm до стійкості вихідної піни (без антипінників ) tmо: tотн=(t m/t mо)·100% Ефективність піногашення визначали, за такими показниками: - об'єм піни, що р уйнується за 5сек, при певній дозі антипінника в мийній суміші; - час життя половини стовпа піни; - час появи першого "дзеркала" (вільної від піни поверхні рідини). Для оцінки стабільності піногасячого ефекту, розчин з домішками піногасників вивчали при температурі 85±5°С, та 60±5°С. Після вимірювання всіх показників при температурі 85°С, і зниженні температури до 65°С, в тому самому розчині створювали піну знову і продовжували вимірювання: часу появи піни; швидкості падіння піни; часу життя половини стовпа піни; часу появи "дзеркала". Величину стабільності стійкості піни при зменшенні ефективності антипінника з часом оцінювали згідно виразу: Dt=t k/τн ·100%, де tk - відносна стійкість піни в кінці випробувань, при температурі 60±5°С; tн - відносна стійкість піни на початку випробувань, при температурі 85±5°С. Дія антипінників вивчалась також в порівнянні до прототипу. Застосування дезактивуючого мийного засобу, що заявляється (таблиця №5), приводить до уповільнення утворення піни, підвищує швидкість її падіння, зменшує час життя половини стовпа піни до 1640% часу життя піни в порівняні з прототипом, зменшує існування всього стовпа піни на 80-90%. Таблиця 5 Показники піногашення при температурі 90°С Час підйому піни (с) Прототип 100 Мийний засіб по зразкам, в % 1 2 3 100 125 150 4 150 Швидкість падіння піни за 5сек Час життя ½ стовпа піни Час життя піни (час утворення "дзеркала") 100 100 100 127,7 68 111,3 216,6 37,7 7,9 194,4 28,8 10,2 238,9 41,2 5,7 В таблиці 6 наведені результати вивчення здатності мийного засобу гасити піну після введення в мийний засіб піногасника, в порівнянні з прототипом. Таблиця 6 Показники піногашення при температурі 90°С Прототип 100 100 100 100 Час підйому піни (с) Швидкість падіння піни за 5сек Час життя ½ стовпа піни Час життя піни (час утворення "дзеркала") Мийний засіб по зразкам, в % 1 2 3 166 166 200 97 165 149 63 5,7 4,4 75 5,3 6,9 4 200 183 6,2 3,8 Як видно із наведених прикладів, введення в мийний засіб піногасників подовжує час утворення піни на 60-100%, в порівнянні з прототипом, прискорює падіння піни на 49-83%, зменшує час життя половини стовпа піни до 6,2-4,4%, та прискорює час появи "дзеркала", тим самим зменшує час життя всього пінного стовпа на 25-96,8%, відповідно до концентрацій. Стабільність піногасячої дії мийного засобу, що заявляється, зменшується при температурі 60±5°С, як можна дослідити із таблиці 7, що пояснюється частковим гідролізом піногасників з часом. Таблиця 7 Показники піногашення при температурі 60°С Відносна швидкість падіння піни за 5сек Відносний час життя ½ стовпа піни Відносний час життя піни (час утворення "дзеркала") Мийний засіб по зразкам, в % 1 2 3 58 62,8 48,8 66 46 51,7 41,7 57 50 Та, незважаючи на зниження піногасячої здатності з часом, дезактивуючий мийний засіб, що заявляється, має переваги в зрівнянні з прототипом (таблиця 8): час підйому піни значно збільшується, швидкість падіння піни підвищується, час життя піни зменшується при температурі 60°С. Таблиця 8 Показники піногашення при температурі 60°С Час підйому піни (с) Швидкість падіння піни за 5сек Час життя ½ стовпа піни Час життя піни (час утворення"дзеркала") Прототип 100 100 100 100 Мийний засіб по зразкам, в % 1 2 3 112 300 262 72 128 122 192 58,5 64,3 118 76 57 4 300 116 82 100 Запропонований дезактивуючий мийний засіб використовується в кількості 2,0-2,4г/л при пранні, що менше використання засобів для прання прототипу в концентрації - 2,5-3,0г/л. 1. Таким чином, як видно із наведених таблиць, використання в дезактивуючому мийному засобі, що заявляється, піногасників приводить до подовження часу утворення піни, в порівнянні з прототипом, що особливо важливо при подальшій обробці стічної рідини після прання. 2. Створений дезактивуючий мийний засіб відрізняється підвищеною швидкістю падіння піни: при всіх вивчених концентраціях піногасників (від 4% до 12%) час падіння піни збільшується від 123,7% до 238%. 3. В залежності від концентрації піногасників, час життя половини стовпа піни зменшується до 41%28,8% відносно часу життя половини стовпа піни прототипу. 4. Час життя всього стовпа піни (появи «дзеркала») в усіх вивчених концентраціях не перевищує 10% часу життя всього стовпа піни прототипу. 5. При зниженні температури мийного засобу, який заявляється, до 60°С, час підйому стовпа піни (порівняно з прототипом), збільшується на 162-200%. Це вказує на те, що піна утворюється значно важче. Введення протипінних компонентів в мийний засіб, що заявляється, дозволяє отримати новий технічний результат: мийний засіб із покращеною мийною, дезактивуючою діями, значно знижує піноутворення при пранні. Література: 1. Паронян В.X., Гринь В.Г. Технологія синтетичних миючих засобів. М. Хімія, 1984. 2. Ковальов В.Μ., Петренко Д.С. Технологія виробництва синтетичних мийних засобів. - М.Хімія, 1992. 3. Городинський С.М., Гольштейн Д.С. Дезактивація полімерних матеріалів. - М. Енергоіздат, 1981. 4. Ампелогова Н.І., Симановський Ю.А., Трапезников А.А. Дезактивація в ядерній енергетиці. - М. Енергоіздат, 1982. 5. Патент України № UA 22885 А (прототип), надруковане 9.10.1996. 6. Патент UA №4693 С11Д1/72, надруковане 20.05.91. 7. Санітарні правила для промислових і міських спецпралень по дезактивації спецодягу додаткових засобів індивідуального захисту - М.,1989. 8. Кругляков Д.М. Піна і пінні плівки. - М. Хімія, 1990. 9. Патент US 5601752 А надруковане 10.03.1995.