CN105887098B - 一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其原料(按质量百分比)包括：复合天然表面活性剂4‑6％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.4‑0.6％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1‑0.3％、仲烷基磺酸盐0.05‑0.15％、α‑烯烃磺酸盐0.02‑0.06％、直链烷基苯磺酸钠盐0.08‑0.12％、d‑磺基脂肪酸酯盐0.04‑0.08％、烷醇酰胺0.02‑0.06％、缓蚀剂0.5‑1.5％、增溶剂0.2‑0.4％，余量为去离子水。本发明还公开了上述的一种多功能绿色水基通用型金属表面金属清洗剂制备方法。本发明得到的金属清洗剂具有功能多样、适用范围广、清洗性能好、去污能力强、原料清洁可再生、产品绿色环保、节约能源，降低清洗成本、制造成本低等特点。

Description

一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属清洗剂的技术领域，尤其涉及一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂及其制备方法。

背景技术

随着全球环境的恶化，国际上逐渐认识到环境保护的重要性。20世纪90年代，国际上正式提出绿色制造的概念，各国加快了包括金属加工液在内的各类产品的环境立法，并启动了绿色生态标志。随着我国可持续发展战略的实施，对环境保护的重视程度与日俱增，尤其是随着全球经济一体化，沿海发达地区有不少机械制造业发展外向型经济，必须克服国际贸易的绿色壁垒，要做到这点就要大力发展绿色制造。绿色金属清洗剂是绿色制造的重要环节，是机械制造过程中不可或缺的辅助材料，是制约整个制造过程绿色化的瓶颈之一。近年来，一些企业为了减少清洗废液的终端处理费用和满足产品出口国环境立法的要求，不断寻求新型环保型金属清洗剂。

根据这一市场需求，我国不少研发机构，包括高等院校、高新技术企业和研究院所开始努力开发绿色环保型金属清洗剂，其中研究最多的即是水基型金属清洗剂，这是一类以表面活性剂为主，结合一些助洗剂的金属清洗剂，其主要清洗介质为水，符合绿色环保、无污染、低成本要求。行业内已达成共识：水基金属清洗剂代表着金属清洗剂行业先进技术和发展趋势。但从现有的研究结果看，行业内研究大多还停留在实验阶段，有少量投产的水基绿色金属清洗剂，其绿色程度实际并不高、功能有限。从发表的相关学术论文看，则主要是提出有关生物降解的定义和发展的需要性及设计思路，很少提及具体的方案，更缺乏大量使用的实际产品。我国还处于绿色水基金属清洗剂开发的初级阶段。

目前国内金属清洗剂市场主要包括高端国外品牌和国内中低端产品，其中不乏含有毒有害添加剂的金属清洗剂产品。国内金属清洗剂市场集中度不高，虽然品牌众多，但质量参差不齐，没有规模很大实力很强的公司，尚没有可与国外产品抗衡的品牌。

金属清洗剂产品，最关键的一个组分是表面活性剂，借助表面活性剂的润湿、渗透、乳化、分散等性质来实现洗涤功能，因此表面活性剂的研发是绿色金属清洗剂研发的关键所在。

综上所述，目前亟需开发一种真正绿色环保的金属清洗剂产品来满足现有技术中的缺陷。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂及其制备方法，得到的金属清洗剂具有多功能、通用型、清洗性能好、去污能力强、清洗安全、绿色环保、节约能源，降低清洗成本、制造成本低等效果。

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂4-6％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.4-0.6％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1-0.3％、仲烷基磺酸盐0.05-0.15％、α-烯烃磺酸盐0.02-0.06％、直链烷基苯磺酸钠盐0.08-0.12％、d-磺基脂肪酸酯盐0.04-0.08％、烷醇酰胺0.02-0.06％、缓蚀剂0.5-1.5％、增溶剂0.2-0.4％，余量为去离子水。

优选地，所述复合表面活性剂按如下工艺进行制备：以碱为浸取液，将天然大豆豆粕通过碱解的方式，制得含肽盐40-55％、纤维素钠20-30％的混合初产物；将混合初产物进行离子化处理，制得复合天然表面活性剂。

优选地，缓蚀剂为锌盐、巯基苯并噻唑、磺化木质素、膦羧酸和聚天冬氨酸中的一种或两种以上组合物。

优选地，增溶剂为吐温、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和丙二醇中的一种或两种以上组合物。

优选地，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂4.5-5.5％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.45-0.55％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.15-0.25％、仲烷基磺酸盐0.08-0.12％、α-烯烃磺酸盐0.03-0.05％、直链烷基苯磺酸钠盐0.09-0.11％、d-磺基脂肪酸酯盐0.05-0.07％、烷醇酰胺0.03-0.05％、缓蚀剂0.8-1.2％、增溶剂0.25-0.35％，余量为去离子水。

优选地，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂5％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.5％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2％、仲烷基磺酸盐0.1％、α-烯烃磺酸盐0.04％、直链烷基苯磺酸钠盐0.1％、d-磺基脂肪酸酯盐0.06％、烷醇酰胺0.04％、缓蚀剂1.0％、增溶剂0.3％，余量为去离子水。

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量百分比称取复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂，余量为去离子水；

S2、将去离子水加入到反应釜中，室温下依次将复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂加入去离子水中；

S3、在反应釜中均匀搅拌，速度为60-80r/min，搅拌20-40min，混合均匀后，即制得多功能绿色水基通用型金属清洗剂。

本发明的效果如下：

(1)多功能，通用型：通过配方设计，使本发明金属清洗剂作为金属清洗剂，除具有良好的清洗性能外，同时还具有防锈、增光增亮等多种功能，在金属件加工中使用一种产品便可达到多种功效。而且通过金属清洗剂最佳pH值的控制，可使其适用于大多数常见金属的洗涤，通用性很强。

(2)清洗性能好、去污能力强：以环保表面活性剂为主要原料，配合各种助剂，可实现最和谐、最完美的去污过程，。

(3)清洗安全。本发明金属清洗剂清洗过程完全依靠胶体化学物理过程，不会对金属工件造成任何腐蚀性损伤。而且成份中不含易燃易爆的有机溶剂，清洗过程很安全。

(4)绿色环保：率先选择以天然大豆豆粕为主要原料，通过纯物理方法加工制得天然表面活性剂。这种表面活性剂直接来源于植物，绿色、环保，无论是原料还是加工方法都对人体无害(甚至具有营养价值)，排放到环境中也可在短时间内迅速降解，降解产物还可作为鱼虾及藻类、植物的营养成分，本发明金属清洗剂不含任何有毒有害成分，主要组成成分为表面活性剂，该表面活性剂来源于植物，非传统表面活性剂由石化产品制得，因此不仅对人体绝对安全(甚至具有营养价值)，而且排放到环境中，也可在短时间内迅速降解，且降解产物是鱼虾及藻类、植物的营养成分；同时，原料大豆豆粕属于绿色可再生资源，符合真正意义上的绿色生态产业链。本发明金属清洗剂是一款真正意义上绿色环保产品。

(5)节约能源，降低清洗成本：由于去污能力强，油容量高达1.2mg/ml，清洗单位质量油污所消耗的金属清洗剂的量就比其他金属清洗剂产品少的多，而且利用率高，因此无论是在操作过程还是洗涤设备投资方面，本发明金属清洗剂的成本都比较低。

(6)制造成本低：本发明金属清洗剂生产工艺也由我公司自行设计，常规设备通过改进便可实现本发明金属清洗剂的生产，生产工艺简单，易实现产业化，而且生产成本低，成本优势在市场上可直接转化为价格优势。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。

实施例1

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂5％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.5％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2％、仲烷基磺酸盐0.1％、α-烯烃磺酸盐0.04％、直链烷基苯磺酸钠盐0.1％、d-磺基脂肪酸酯盐0.06％、烷醇酰胺0.04％、锌盐1.0％、吐温0.3％，余量为去离子水。

复合表面活性剂按如下工艺进行制备：以碱为浸取液，将天然大豆豆粕通过碱解的方式，制得含肽盐47.5％、纤维素钠25％的混合初产物；将混合初产物进行离子化处理，制得复合天然表面活性剂。

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量百分比称取复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、锌盐、吐温，余量为去离子水；

S2、将去离子水加入到反应釜中，室温下依次将复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂加入去离子水中；

S3、在反应釜中均匀搅拌，速度为70r/min，搅拌30min，混合均匀后，即制得多功能绿色水基通用型金属清洗剂。

实施例2

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂4％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.6％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1％、仲烷基磺酸盐0.15％、α-烯烃磺酸盐0.02％、直链烷基苯磺酸钠盐0.12％、d-磺基脂肪酸酯盐0.04％、烷醇酰胺0.06％、缓蚀剂0.5％、增溶剂0.4％，余量为去离子水。

其中，缓蚀剂为锌盐和巯基苯并噻唑组合物。增溶剂为吐温和十二烷基硫酸钠的组合物。

复合表面活性剂按如下工艺进行制备：以碱为浸取液，将天然大豆豆粕通过碱解的方式，制得含肽盐40％、纤维素钠30％的混合初产物；将混合初产物进行离子化处理，制得复合天然表面活性剂。

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量百分比称取复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂，余量为去离子水；

S2、将去离子水加入到反应釜中，室温下依次将复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂加入去离子水中；

S3、在反应釜中均匀搅拌，速度为60r/min，搅拌40min，混合均匀后，即制得多功能绿色水基通用型金属清洗剂。

实施例3

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂6％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.4％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3％、仲烷基磺酸盐0.05％、α-烯烃磺酸盐0.06％、直链烷基苯磺酸钠盐0.08％、d-磺基脂肪酸酯盐0.08％、烷醇酰胺0.02％、缓蚀剂1.5％、增溶剂0.2％，余量为去离子水。

其中，缓蚀剂为锌盐、巯基苯并噻唑和磺化木质素的组合物。增溶剂为吐温、十二烷基硫酸钠和聚乙二醇的组合物。

复合表面活性剂按如下工艺进行制备：以碱为浸取液，将天然大豆豆粕通过碱解的方式，制得含肽盐55％、纤维素钠20％的混合初产物；将混合初产物进行离子化处理，制得复合天然表面活性剂。

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量百分比称取复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂，余量为去离子水；

S2、将去离子水加入到反应釜中，室温下依次将复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂加入去离子水中；

S3、在反应釜中均匀搅拌，速度为80r/min，搅拌20min，混合均匀后，即制得多功能绿色水基通用型金属清洗剂。

实施例4

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂4.5％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.55％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.15％、仲烷基磺酸盐0.12％、α-烯烃磺酸盐0.03％、直链烷基苯磺酸钠盐0.11％、d-磺基脂肪酸酯盐0.05％、烷醇酰胺0.05％、缓蚀剂0.8％、增溶剂0.35％，余量为去离子水。

其中，缓蚀剂为磺化木质素、膦羧酸和聚天冬氨酸的组合物。增溶剂为聚乙二醇和丙二醇中的组合物。

复合表面活性剂按如下工艺进行制备：以碱为浸取液，将天然大豆豆粕通过碱解的方式，制得含肽盐42％、纤维素钠28％的混合初产物；将混合初产物进行离子化处理，制得复合天然表面活性剂。

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量百分比称取复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂，余量为去离子水；

S2、将去离子水加入到反应釜中，室温下依次将复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂加入去离子水中；

S3、在反应釜中均匀搅拌，速度为65r/min，搅拌35min，混合均匀后，即制得多功能绿色水基通用型金属清洗剂。

实施例5

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂5.5％、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.45％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.25％、仲烷基磺酸盐0.08％、α-烯烃磺酸盐0.05％、直链烷基苯磺酸钠盐0.09％、d-磺基脂肪酸酯盐0.07％、烷醇酰胺0.03％、缓蚀剂1.2％、增溶剂0.25％，余量为去离子水。

其中，缓蚀剂为锌盐、巯基苯并噻唑、膦羧酸和聚天冬氨酸的组合物。增溶剂为吐温、聚乙二醇和丙二醇的组合物。

复合表面活性剂按如下工艺进行制备：以碱为浸取液，将天然大豆豆粕通过碱解的方式，制得含肽盐52％、纤维素钠22％的混合初产物；将混合初产物进行离子化处理，制得复合天然表面活性剂。

本发明提出的一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量百分比称取复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂，余量为去离子水；

S2、将去离子水加入到反应釜中，室温下依次将复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂加入去离子水中；

S3、在反应釜中均匀搅拌，速度为75r/min，搅拌25min，混合均匀后，即制得多功能绿色水基通用型金属清洗剂。

对上述实施例中的多功能绿色水基通用型金属清洗剂进行性能检测，得到如表1数据：

表1

将上述实施例得到的多功能绿色水基通用型金属清洗剂与市场同类产品进行比较得到如下表2的数据：

表2

通过以上分析，本发明所生产的金属清洗剂产品性能十分优异，具有多功能、通用型、清洗性能好、去污能力强、清洗安全、绿色环保、节约能源，降低清洗成本、制造成本低等效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其特征在于，原料按质量百分比包括：复合天然表面活性剂4-6%、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.4-0.6%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1-0.3%、仲烷基磺酸盐0.05-0.15%、α-烯烃磺酸盐0.02-0.06%、直链烷基苯磺酸钠盐0.08-0.12%、d-磺基脂肪酸酯盐0.04-0.08%、烷醇酰胺0.02-0.06%、缓蚀剂0.5-1.5%、增溶剂0.2-0.4%，余量为去离子水；

所述复合表面活性剂按如下工艺进行制备：以碱为浸取液，将天然大豆豆粕通过碱解的方式，制得含肽盐40-55%、纤维素钠20-30%的混合初产物；将混合初产物进行离子化处理，制得复合天然表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其特征在于，缓蚀剂为锌盐、巯巯基苯并噻唑、磺化木质素、膦羧酸共聚合和聚天冬氨酸中的一种或两种以上组合物。

3.根据权利要求2所述的多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其特征在于，增溶剂为丙二醇丁醚、丙三醇、聚乙二醇和丙二醇中的一种或两种以上组合物。

4.根据权利要求3所述的多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其特征在于，其原料按质量百分比包括：复合天然表面活性剂4.5-5.5%、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.45-0.55%、仲烷基磺酸盐0.08-0.12%、α-烯烃磺酸盐0.03-0.05%、直链烷基苯磺酸钠盐0.09-0.11%、d-磺基脂肪酸酯盐0.05-0.07%、烷醇酰胺0.03-0.05%、缓蚀剂0.8-1.2%、增溶剂0.25-0.35%，余量为去离子水。

5.根据权利要求4所述的多功能绿色水基通用型金属清洗剂，其特征在于，其原料按重量百分比包括：复合天然表面活性剂5%、丙三醇醚类天然油脂助洗剂0.5%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2%、仲烷基磺酸盐0.1%、α-烯烃磺酸盐0.04%、直链烷基苯磺酸钠盐0.1%、d-磺基脂肪酸酯盐0.06%、烷醇酰胺0.04%、缓蚀剂1.0%、增溶剂0.3%，余量为去离子水。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的多功能绿色水基通用型金属清洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按重量百分比称取复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂，余量为去离子水；

S2、将去离子水加入到反应釜中，室温下依次将复合天然表面活性剂、丙三醇醚类天然油脂助洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸钠盐、d-磺基脂肪酸酯盐、烷醇酰胺、缓蚀剂、增溶剂加入去离子水中；

S3、在反应釜中均匀搅拌，速度为60-80r/min，搅拌20-40min，混合均匀后，即制得多功能绿色水基通用型金属清洗剂。