成刚 （工程师）         黎松（高级工程师）

（金陵石油化工公司研究院，南京，210046）

摘要  介绍了能用于洗衣粉的高稳定性过碳酸钠的制备方法

关键词  过碳酸钠、涂膜、洗衣粉、贮存稳定性

  过碳酸钠由于能分解释放出活性氧而具备优良的漂白活性和杀菌消毒性能，被大量用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中^[1]。我国洗涤工业是高稳定性过碳酸钠最大的潜在市场，仅洗衣粉一项，参照日、美、欧的市场需求和发展趋势^[2]，以洗衣粉重量的10%计，市场前景将十分广阔。

洗衣粉通常由表面活性剂、无机助剂、螯合剂、抗再沉积剂、酶和漂白剂等复配而成^[3]。漂白剂能增强洗涤效果，顺应洗涤工业发展趋势（先洗后漂，提高洗涤能力）的高效超浓缩洗衣粉对漂白剂的要求甚高。

常见漂白剂分氯系和氧系两大类，常用氯系漂白剂由于使加入洗衣粉中的多数酶失活，损伤织物纤维，使织物褪色，本身的稳定性较差，使用量日趋萎缩。而高稳定性能的氧系漂白剂则能在保持良好漂白活性成分的前提下，与酶及其它组分的相容性好^[4]，而且还能增强洗涤功能而得到广泛应用，作为高效氧系漂白剂的代表——过碳酸钠和过硼酸钠已被大量应用于洗衣粉中。

过碳酸钠、过硼酸钠及其同类化合物溶于水后，通过分解释放出活性氧而显示其漂白功能。过硼酸钠在低温时分解得很慢，需在洗涤过程中加入活化剂并提高洗涤温度，在主要用冷水或温水进行洗涤的地区，采用过硼酸钠作为洗衣粉的漂白组分，其效果难以令人满意^[5]。

相反，过碳酸钠能在低温下溶于水中，迅速分解并释放出活性氧，显示出良好的漂白性能。因此，近年来，洗衣粉生产中对过碳酸钠的需求量迅速增长^[2]。

可是相对于过硼酸钠而言，过碳酸钠对潮湿和热太敏感，即使是在室温下，洗涤剂本身所含的水分以及空气中的湿度就足以让它分解，洗涤剂中的某些成分（如沸石等）与过碳酸钠接触时也能加速其分解^[5]，造成包装袋胀爆、有效成分损失，故研究制备出高稳定性能的过碳酸钠十分迫切也十分必要。

1．提高过碳酸钠稳定性方法

提高过碳酸钠稳定性的方法有三种，一种是在制备过碳酸钠颗粒的过程中加入少量特定物质^[6]，这些物质共存于过碳酸钠颗粒中使稳定性增强；一种是在使用过碳酸钠的同时，外加少量稳定剂来抑制其分解^[7]，以期达到增强稳定性的目的；再一种就是在粒状过碳酸钠的表面均匀地涂上少量的无机、有机或高分子物质，使其外表被包膜，隔绝与空气、潮湿和其它物质接触，起到增强稳定性的作用。

在过碳酸钠制备中加入少量的含硅、镁等元素的无机或有机盐，是能够在一定程度上加强过碳酸钠的稳定性，但效果不明显，而且加入的物质使洗衣粉

生产成本增加，洗涤性能未能得到改善；外加少量的稳定剂，其结果是与稳定剂接触到的过碳酸钠颗粒的分解得到抑制，而未能与稳定剂接触到的部分依然分解，效果仍不理想；采用具有助洗功能的物质以包裹的形式使过碳酸钠表面颗粒表面形成涂膜，由于隔绝了过碳酸钠与外界的直接接触，稳定效果提高明显^[5]，并且在用于洗衣粉配方后，在洗涤过程中由于涂膜的溶解延缓了漂白剂的分解，起到先洗后漂的作用，避免了由于活性氧的催化使水溶性污垢生成难溶物再沉积于衣物纤维上的可能^[8]，因而应用前景广阔。

用来做涂覆包膜的物质大致有三类：一类为粗石蜡、氯乙烯树脂、二烷基氯化铵等有机物^[9]，一类为硅酸盐、磷酸盐、硼酸及其碱金属或碱土金属盐类无机物^[10]-[12]，另一类为高分子取代乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐及马——丙共聚等水溶性高聚物^[13][14]。由于粗石蜡及氯乙烯树脂等有机涂层水溶性差，尤其是在用于低温洗涤时，影响洗衣粉漂白性能和洗涤性能的有效发挥，已逐渐被取代，而用后两类物质作为过碳酸钠的表面涂层材料以提高其稳定性则显得尤为重要。

2．涂覆包膜法制备高稳定性能的过碳酸钠

用涂覆包膜法制备洗衣粉用高稳定性的过碳酸钠，必须考虑包膜后的过碳酸钠配入洗衣粉后在洗涤过程中的溶解性能。在我国绝大部分地区，洗涤均在低温下进行，即使是采用低熔点的有机物对过碳酸钠进行包膜处理，洗涤时其漂白性能也会受到溶解等因素的影响，并且会有因被洗织物受包膜用有机物的污染致使洗涤效果下降的可能，故而建议采用无机材料，和高分子材料进行涂覆包膜的制备方法。

受过硼酸钠水溶液低温分解缓慢、稳定性好的启发，在选用无机材料进行涂覆包膜时，人们很自然地想到采用硼酸、过硼酸及其盐类化合物等材料^[15]。最早提出用硼酸做涂覆包膜材料以提高过碳酸钠的稳定性的制备方法^[16]是将硼酸水溶液喷涂于过碳酸钠颗粒上，用热气流带走水分，过碳酸钠颗粒应外表面形成涂膜而使稳定性能得到改善。但单用硼酸及其盐类化合物来进行涂覆包膜，过碳酸钠的稳定效果不如预期的那么好，于是，人们在进一步的改良中，在硼酸及其盐溶液中加入磷酸，硅酸等无机酸的碱金属和碱土金属盐共同涂覆，镁盐因作为内稳定剂效果较好而在一段时间内倍受推崇^[13][15]，涂覆后的过碳酸钠用作洗衣粉漂白组分时其稳定性再一次提高^[17]。

采用分别喷涂硼酸的硅酸盐化合物溶液于粒状过碳酸钠上^[5]，使其在热气流作用下外表层均匀成膜稳定性更好。而且分别喷涂可以用硼酸盐及硅酸盐的浓溶液，节省了涂膜干燥而蒸发大量溶剂的能耗，缩短过碳酸钠在热环境中与水溶液接触的时间，减少因涂覆制备而造成的有效氧损失，同时还能克服硼酸和硅酸盐在水溶液中容易形成凝胶致使喷涂液粘度过大不易喷涂等缺点，涂覆后的过碳酸钠在保持高稳定性的前提下，还具有流动性好、水溶性好等特点。

螯合剂与抗再沉积剂是合成洗衣粉不可缺少的组成。传统三聚磷酸钠因富营养化造成环境污染正在逐渐被新一代的助剂所替代。这些替代品中，丙烯酸聚合物和共聚物的碱金属盐功效显著，它不仅能使洗衣粉具备良好的抗硬水性，而且对污垢的分散性、胶溶性和抗再沉积性较好。在过碳酸钠粒子外表喷涂这类高分子物质形成均匀包膜，不仅可以提高过碳酸钠的稳定性，而且使洗衣粉具备抗硬水、抗再沉积等性能，可以起到一石多鸟的作用。

高分子溶液的成膜性强。在过碳酸钠生产过程中加入少许内稳定物质，再用高聚物涂覆包膜提高其稳定性不仅效果好，而且用量少^[13]。在合适的配比和工艺条件下选用助洗功能与水溶解性俱佳的聚合物进行涂覆或浸渍包膜，不仅使包膜后的过碳酸钠稳定性高、流动性与水溶性好，而且将其配入洗衣粉后能在洗涤过程中起到先洗后漂的作用。

3．喷涂工艺设计及过碳酸钠稳定性能评价

3．1  工艺设计

由于过碳酸钠遇热和潮湿容易分解，而用来涂覆包膜的溶液多为水溶液，而且需要用热气流吹扫使溶剂挥发，使过碳酸钠颗粒外表形成涂膜，故设备装置（小型流化床）的设计和工艺条件的选定至关重要。能否在尽量段的接触时间里和尽量低的温度下完成涂覆包膜就成为技术的关键。

高分子材料涂覆因膜层较薄，一般采用浸渍的方法完成^[13]，无机材料涂覆大体上都采用喷涂的方法进行^[5]。

浸渍的方法设备方面要求相对简单一些，但溶剂的选择和回收使用较繁琐，相应地生产成本稍大一些。涂覆方式则对设备及工艺条件的要求较严格，使用的包膜材料多为水溶性好的硼酸盐、硅酸盐和磷酸盐类无机化合物，材料成本较低。采用特别设计的喷枪和合适的工艺，可以同时喷涂无机材料和高分子材料，使涂膜成多层微孔网络状，最外层用高分子涂层覆盖，与洗衣粉其它成分相容，从而达到其贮运稳定的效果。

涂覆包膜多在热气流下使粒状过碳酸钠保持流动状态，于一定高度上同时或分别喷淋热的包膜材料水溶液^[5]。温度太高，则使过碳酸钠的分解速率加快活性氧损失大，温度过低，需要干燥的时间长，同样能造成活性氧的损失，而且能耗大、周期长。喷淋溶液过浓，使包膜液粘度过大，涂膜不均匀，粒子流动性差，溶液过稀，则增加过碳酸钠与水溶液的接触，能耗增大，活性氧损失多。因此，选择合适的工艺条件（包括选用合适的喷枪）与合适的溶液浓度至关重要。

喷涂溶液相互间的比例及喷涂方式同样十分关键。配比不同，稳定效果则不同^[5]。将喷涂溶液掺合到一起常会因相互作用形成凝胶，不易在较高的浓度下喷涂，分别喷涂的效果则较理想，包膜后的过碳酸钠能达到技术要求。

3．2  稳定性评估

过碳酸钠的稳定性通常由测定产品的活性氧含量来进行评估^[21][5]。可通过活性氧含量的信息反馈来确定工艺条件、溶液浓度、材料配比的优选，从而制备出高稳定性的过碳酸钠产品。目前，高浓度过碳酸钠产品活性氧含量在13%以上，文献报道的用于洗衣粉中的高稳定性过碳酸钠保存在40℃、80%的相对湿度下两周后活性氧存留率在85%以上^[5][15][17]。

4  结束语

综上所述，为顺应我国洗涤剂生产向高效、超浓缩发展的趋势，高稳定性过碳酸钠的制备势在必行。专家预测，到2000年，我国洗涤行业需高稳定性过碳酸钠万吨以上，而国内市场普通过碳酸钠价格每吨为5000元，提高稳定性后价格约为每吨800美元，且用来喷涂的材料多为洗衣粉的必要成分，基本上不增加原料成本，因而市场前景广阔，形成工业化后效益显著。

【作者简介】成刚，男，1963年生，1987年毕业于南京化工大学化学工程系，在金陵石油化工公司研究院工作至今。现任金陵石化公司研究院科研管理科科长。

Stabilized Sodium Percarbonate Using in Detergent Powder

Chenggang   Lisong

(Research Institute of Jinling Petrochemical Corp., Nanjing, 210046)

Abstract: This paper relates to a process for stabiling sodium percarbonate using in detergent powder.

Keywords: sodium percarbonate, coating, detergent powder, storage stability

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