CN104313630B - 一种水基绿色金属清洗剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，用油酸与聚乙二醇进行酯化反应制备油酸聚乙二醇酯，用壳聚糖依次与顺丁烯二酸酐和焦亚硫酸钠反应制备亚硫酸化壳聚糖，再与柠檬酸、稀盐酸、六亚甲基四胺、异丙醇、聚醚消泡剂复配得到水及绿色金属表面清洗剂。本发明制备方法所得金属清洗剂，具有清除表面油污和除锈、防锈的功能，能够防止金属表面清洗后在后续加工前的二次锈蚀，可广泛应用于各种金属材料及制件加工前后的表面清洗、去污、除锈、防锈等处理，具有清洗效率高、清洗需要时间短、腐蚀性小、清洗废液容易降解、对环境污染小等特点。
Description
技术领域
本发明属于表面活性剂的制备及技术领域，具体涉及一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法。
背景技术
金属材料是用来加工各种机械零件和精密元器件的主要材料，金属材料及制件在加工过程中根据加工工艺的需要往往要使用重油、电解质等物质及存放一定的时间，这样就会使得金属材料及制件的表面容易粘附有油污等物质并可能发生锈蚀。
为了满足金属材料及制件的加工工艺的要求，保证金属制品的质量、使用的寿命和性能的可靠性，金属材料及制件在加工前需要对其表面进行去污、除锈等处理。尤其是一些用于高技术方面的金属材料及制件，其性能特点是具有高可靠性、高精密性，因此，对用于这些方面的金属制件表面的除锈、去污、防锈蚀的要求更高，对于所用清洗剂的性能要求也就更为苛刻。
目前普遍使用的金属清洗剂存在以下问题：清洗能力有限，不能一次性有效去除污垢、锈斑，清洗时间长，生产效率低；腐蚀性较强，被清洗的金属表面产生不同程度的损伤和腐蚀；一般要遵循先去油，再去锈，然后防锈三步程序；清洗后的废液对人体有毒害，微生物降解差，对环境即水资源有污染。
目前，金属表面清洗剂在使用过程中的清洗废弃液排放所产生的污染成为了关注的问题，迫切需要开发一种环保型，具有良好的去污、除锈、防锈功能的水基型高效金属清洗剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，具有清洗效率高、清洗速度快以及兼具清污、除锈、防锈等功能，清洗后废液溶液降解处理，对环境污染小。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明实施例提供一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，通过以下步骤实现：
（1）油酸聚乙二醇酯的制备：按照重量份将15~25份动物油酸与20~35份聚乙二醇、1.5~2.5份对甲苯磺酸在干燥、无水的反应器内混合并搅拌加热到110℃~120℃，保温3.5~4小时，得到油酸聚乙二醇酯；
（2）亚硫酸化壳聚糖的制备：按照重量份将30~50份壳聚糖和18~30份顺丁烯二酸酐在干燥、无水的反应器内加热到70~80℃，搅拌混合30~50分钟，然后升温到90~95℃，保温2~3小时，降至40~50℃室温后，在搅拌下慢慢加入100~180份去离子水，搅拌均匀后在30~40分钟内缓慢加入16~28份焦亚硫酸钠与35~50份去离子水的形成的溶液，然后在40~50℃保温反应1.5~2小时，降温到25~30℃，所得产物为亚硫酸化壳聚糖溶液；
（3）水基绿色金属表面清洗液的配制：将10~15份油酸聚乙二醇酯、20~30份亚硫酸化壳聚糖溶液与2~4份柠檬酸、8~12份质量分数为10%的稀盐酸、0.3~0.8份六亚甲基四胺、2~5份异丙醇、0.3~0.8份聚醚型消泡剂和95~175份去离子水混合搅拌均匀，得到水基高效金属表面清洗剂。
上述方案中，所述动物油酸的外观为淡黄色透亮油状液体，酸值为190~202mgKOH/g，皂化值为195~205mgKOH/g，碘值为80~100 g I2/100g，凝固点小于4℃，水份含量小于0.5%。
上述方案中，所述聚乙二醇单甲醚的平均相对分子质量为600~800。
上述方案中，所述壳聚糖的脱乙酰度大于85%，粘度为350mPa.s~250mPa.s,可溶于水。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明制得的金属清洗剂与传统水基金属清洗剂相比，独特之处在于制备了具有洗涤、脱脂、防锈功能的油酸聚乙二醇酯和亚硫酸化壳聚糖，以此为主要组份，与其他成分复配制备了一种水基绿色金属清洗剂，具有清洗效率高、清洗速度快以及兼具清污、除锈、防锈等功能；本发明中的油酸聚乙二醇酯和亚硫酸化壳聚糖具有很好的乳化油脂、润湿的能力，油酸聚乙二醇酯其分子结构中长链疏水性烃基容易附着在金属表面，起到隔离水分防止二次生锈的作用，主要成分油酸聚乙二醇酯和亚硫酸化壳聚糖在使用后容易降解和处理，对环境污染小。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明实施例提供一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，通过一下步骤实现：（1）油酸聚乙二醇酯的制备：按照重量份将15~25份油酸与20~35份聚乙二醇、1.5~2.5份对甲苯磺酸在干燥、无水的反应器内混合并搅拌加热到110℃~120℃，保温3.5~4小时，得到油酸聚乙二醇酯；
（2）亚硫酸化壳聚糖的制备：按照重量份将30~50份壳聚糖和18~30份顺丁烯二酸酐在干燥、无水的反应器内加热到70~80℃，搅拌混合30~50分钟，然后升温到90~95℃，保温2~3小时，降至40~50℃室温后，在搅拌下慢慢加入100~180份去离子水，搅拌均匀后在30~40分钟内缓慢加入16~28份焦亚硫酸钠与35~50份去离子水的形成的溶液，然后在40~50℃保温反应1.5~2小时，降温到25~30℃，所得产物为亚硫酸化壳聚糖溶液；
（3）水基绿色金属表面清洗液的配制：将10~15份油酸聚乙二醇酯、20~30份亚硫酸化壳聚糖溶液与2~4份柠檬酸、8~12份质量分数为10%的稀盐酸、0.3~0.8份六亚甲基四胺、2~5份异丙醇、0.3~0.8份聚醚型消泡剂和95~175份去离子水混合搅拌均匀，得到水基高效金属表面清洗剂。
所述动物油酸的外观为淡黄色透亮油状液体，酸值为190~202mgKOH/g，皂化值为195~205mgKOH/g，碘值为80~100 g I2/100g，凝固点小于4℃，水份含量小于0.5%。
所述聚乙二醇单甲醚的平均相对分子质量为600~800。
所述壳聚糖的脱乙酰度大于85%，粘度为350mPa.s~250mPa.s，可溶于水。
实施例
1
：
本发明实施例提供一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，通过一下步骤实现：
（1）油酸聚乙二醇酯的制备：按照重量份将15份油酸与20份聚乙二醇、1.5份对甲苯磺酸在干燥、无水的反应器内混合并搅拌加热到110℃，保温3.5小时，得到油酸聚乙二醇酯；
（2）亚硫酸化壳聚糖的制备：按照重量份将30份壳聚糖和18份顺丁烯二酸酐在干燥、无水的反应器内加热到70℃，搅拌混合30分钟，然后升温到90℃，保温2小时，降至40℃室温后，在搅拌下慢慢加入100份去离子水，搅拌均匀后在30分钟内缓慢加入16份焦亚硫酸钠与35份去离子水的形成的溶液，然后在40℃保温反应1.5小时，降温到25℃，所得产物为亚硫酸化壳聚糖溶液；
（3）水基绿色金属表面清洗液的配制：将10份油酸聚乙二醇酯、20份亚硫酸化壳聚糖溶液与2份柠檬酸、8份质量分数为10%的稀盐酸、0.3份六亚甲基四胺、2份异丙醇、0.3份聚醚型消泡剂和95份去离子水混合搅拌均匀，得到水基高效金属表面清洗剂。
实施例
2
：
本发明实施例提供一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，通过一下步骤实现：
（1）油酸聚乙二醇酯的制备：按照重量份将25份油酸与35份聚乙二醇、2.5份对甲苯磺酸在干燥、无水的反应器内混合并搅拌加热到120℃，保温34小时，得到油酸聚乙二醇酯；
（2）亚硫酸化壳聚糖的制备：按照重量份将50份壳聚糖和30份顺丁烯二酸酐在干燥、无水的反应器内加热到80℃，搅拌混合50分钟，然后升温到95℃，保温2~3小时，降至50℃室温后，在搅拌下慢慢加入10份去离子水，搅拌均匀后在40分钟内缓慢加入28份焦亚硫酸钠与50份去离子水的形成的溶液，然后在50℃保温反应2小时，降温到30℃，所得产物为亚硫酸化壳聚糖溶液；
（3）水基绿色金属表面清洗液的配制：将15份油酸聚乙二醇酯、30份亚硫酸化壳聚糖溶液与4份柠檬酸、12份质量分数为10%的稀盐酸、0.8份六亚甲基四胺、5份异丙醇、0.8份聚醚型消泡剂和175份去离子水混合搅拌均匀，得到水基高效金属表面清洗剂。
实施例
3
：
本发明实施例提供一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，通过一下步骤实现：
（1）油酸聚乙二醇酯的制备：按照重量份将20份油酸与27份聚乙二醇、2份对甲苯磺酸在干燥、无水的反应器内混合并搅拌加热到115℃，保温3.7小时，得到油酸聚乙二醇酯；
（2）亚硫酸化壳聚糖的制备：按照重量份将40份壳聚糖和24份顺丁烯二酸酐在干燥、无水的反应器内加热到75℃，搅拌混合40分钟，然后升温到94℃，保温2.5小时，降至45℃室温后，在搅拌下慢慢加入140份去离子水，搅拌均匀后在35分钟内缓慢加入22份焦亚硫酸钠与43份去离子水的形成的溶液，然后在45℃保温反应1.5~2小时，降温到28℃，所得产物为亚硫酸化壳聚糖溶液；
（3）水基绿色金属表面清洗液的配制：将12.5份油酸聚乙二醇酯、25份亚硫酸化壳聚糖溶液与3份柠檬酸、8~12份质量分数为10%的稀盐酸、0.6份六亚甲基四胺、3份异丙醇、0.6份聚醚型消泡剂和135份去离子水混合搅拌均匀，得到水基高效金属表面清洗剂。
Claims (3)
1.一种水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，其特征在于：通过以下步骤实现：
（1）油酸聚乙二醇酯的制备：按照重量份将15~25份动物油酸与20~35份聚乙二醇、1.5~2.5份对甲苯磺酸在干燥、无水的反应器内混合并搅拌加热到110℃~120℃，保温3.5~4小时，得到油酸聚乙二醇酯；
（2）亚硫酸化壳聚糖的制备：按照重量份将30~50份壳聚糖和18~30份顺丁烯二酸酐在干燥、无水的反应器内加热到70~80℃，搅拌混合30~50分钟，然后升温到90~95℃，保温2~3小时，降至40~50℃室温后，在搅拌下慢慢加入100~180份去离子水，搅拌均匀后在30~40分钟内缓慢加入16~28份焦亚硫酸钠与35~50份去离子水形成的溶液，然后在40~50℃保温反应1.5~2小时，降温到25~30℃，所得产物为亚硫酸化壳聚糖溶液；
（3）水基绿色金属表面清洗液的配制：将10~15份油酸聚乙二醇酯、20~30份亚硫酸化壳聚糖溶液与2~4份柠檬酸、8~12份质量分数为10%的稀盐酸、0.3~0.8份六亚甲基四胺、2~5份异丙醇、0.3~0.8份聚醚型消泡剂和95~175份去离子水混合搅拌均匀，得到水基高效金属表面清洗剂。
2.根据权利要求1所述的水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，其特征在于：所述动物油酸的外观为淡黄色透亮油状液体，酸值为190~202mgKOH/g，皂化值为195~205mgKOH/g，碘值为80~100 g I2/100g，凝固点小于4℃，水份含量小于0.5%。
3.根据权利要求1所述的水基绿色金属表面清洗剂的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的脱乙酰度大于85%，粘度为350mPa.s~250mPa.s,可溶于水。
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| 环保节能型油墨清洗剂的开发;梁遂芳等;《清洗世界》;20130330;第29卷(第3期);第28-30页 * |
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