几种硅化合物洗涤助剂的生产工艺及性能介绍..docVIP

几种硅化合物洗涤助剂的生产工艺及性能分析 宋晓波 （海洋化工研究院 青岛266071） 摘要：助洗剂是生产洗涤剂的基本原料。文章叙述了国内硅化合物中各洗涤助剂的分类、性能和生产工艺，并对各种助洗剂生产工艺、性能做了比较分析。 关键词：洗涤助剂 4A沸石 偏硅酸钠 层状结晶二硅酸钠 人们在日常生活、工作中常用的洗衣粉、金属清洗剂、餐具、果蔬清洗剂、油污、玻璃及卫生间清洗剂还有工业清洗剂等通称为洗涤剂。洗涤剂主要是由表面活性剂和助洗剂组成，其中助洗剂约占20—40%之间不等。近些年来，随着社会的发展、生产工艺的进步，已改变了由单一泡花碱做助洗剂的使用，新一代性能优越的助剂不断被研发出来。如，偏硅酸钠系列、4A沸石，层状硅酸钠等，它们的生产工艺不同，产品的性能也不同，改变着各种洗涤剂的性能。 在无机硅化物中的硅酸钠分为无定形硅酸钠和结晶型硅酸钠。无定形硅酸钠为初级产品，如我们常见的固体、液体泡花碱。其中无定形固体泡花碱难溶于水，须在一定的条件下（如固体硅酸钠需在一定的温度、压力等条件下）才能溶解于水；而结晶型的硅酸钠在自然条件下便可溶解于水（如偏硅、层硅等），以便各种使用。无定形硅酸钠需经过一定的工艺条件可转变成结晶型硅酸钠。 1、 速溶粉状硅酸钠 速溶粉状硅酸钠通常是将模数在2.1—3.4之间的硅酸钠液体，经喷雾干燥改变其外观结构，制成蓬松粉状物，以便使用时易溶解，但它仍是无定形的硅酸钠。故称：速溶粉状泡花碱，简称：速溶泡花碱。由于硅酸钠具有碱性和一定的软化水及助沉剂的作用，因此可在洗涤剂中当作填充剂使用，在某些建筑行业也在使用。其生产工艺简单，首先将液体硅酸钠在调模釜内进行调模，再通过干燥喷雾塔喷雾干燥，除去水份即为产品。在洗涤助剂中，通常将模数为二的液体硅酸钠制成速溶粉状硅酸钠，因此又称为：轻质二硅酸钠。可称：聚二硅。有的生产厂为进一步完善其助洗性能，故将碳酸氢钠加入其中。 2、 偏硅酸钠系列 偏硅酸钠系列是结晶型可溶性硅酸盐的一类，按其结晶水分子数不同可分为九水偏硅、五水偏硅和无水偏硅等等，即：Na2SiO3 ?9H2O 、Na2SiO3 ?5H2O 和Na2SiO3 。其产品形状为白色粉末状。偏硅酸钠是指模数为1的结晶型硅酸钠，是将无定形液体泡花碱与液碱发生反应，经一定的工艺条件转变成结晶型硅酸钠，为呈无色透明的单斜柱形或长针形晶体分子晶态结构。通常生产使用的有九水、五水偏硅酸钠两种。 偏硅酸钠在我国已有二十余年历史。目前，五水偏硅酸钠有天津碱厂、乌海市化工厂、郑州泡花碱厂、浙江上虞华宝化工有限公司等企业生产。天津东方红化工厂从瑞典引进的万吨级偏硅生产装置已投产使用。青岛地区的偏硅酸钠生产量占全国最大，目前已有几家企业生产，可达到数万吨产量，主要是五水偏硅酸钠。生产无水偏硅酸钠的有青岛泡花碱厂、青岛海晶化工厂等企业，年产能可达3万吨。在我国九水偏硅酸钠因易潮解结块、有效成分低等原因趋于淘汰。 由于偏硅酸钠具有较强的碱性、去污力强、缓冲力大，可中和酸性污物，使脂肪和油乳化，对无机物有反絮凝作用，对金属又有防腐蚀作有。因此它广泛应用于无磷洗衣粉、工业洗涤剂、食品油污清洗剂、金属清洗剂、织物处理剂、纸张脱墨和还广泛用于建筑陶瓷的制造业。 由于偏硅酸钠的氧化钠含量高，故其水溶液PH值高，1%的水溶液PH=14，虽可提供洗涤剂中所需碱性，但在洗衣粉生产中使用量受限，其用量不能超过8%。1994年7月国家化学工业部颁布了偏硅酸钠国家行业标准HG/T2568—94，其中主要规定了总碱量及二氧化硅含量要求。 偏硅酸钠的生产方法主要有四种： （1）、喷雾干燥法——Garbato 公司技术，产品外观呈粉状，流动性较差，生产成本高，工艺过程较复杂，不易控制。 （2）、母液循环法——产品溶液中结晶、分离、干燥，得到较细的晶粒。该方法生产周期长、产量低，母液需循环使用、有部分母液浪费掉，产品模数不好控制，杂质含量增加，白度降低，烘干工序难度大，产品易结块。 母液循环法工艺流程： （3）、造粒法——物料在特定的设备中结晶、造粒，产品呈圆球状，外观好，流动性好，粒度均匀，生产过程中粉尘小，此方法对工艺、设备等要求较严格，投资大。生产无水偏硅酸钠采用这种工艺进行。 造粒法工艺流程： （4）、熔融结晶法——美国PQ公司技术，将特定条件下结晶得到的块状晶体粉碎。此方法工艺简单，操作方便，生产周期短，投资小，产品为不规则颗粒和粉状。 熔融结晶法工艺流程： 目前，五水偏硅酸钠生产工艺大多是熔融结晶法和母液循环法，二种工艺相比，熔融结晶法相对简单易行、生产成本低。 3、4A沸石的生产技术及性能 4A合成沸石是一种晶状硅铝化合物，分子式为：Na12[AIO2(SiO2)]12·27H2O。是由硅铝氧四面