CN106350260B

CN106350260B - 水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂

Info

Publication number: CN106350260B
Application number: CN201610730065.0A
Authority: CN
Inventors: 周端午; 周安义; 易坚; 周恩施; 周思贝; 袁明俊; 张婉静; 邓召利; 杨帆
Original assignee: Hunan Jineng New Material Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Jineng New Material Technology Co ltd
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: CN106350260A

Abstract

一种水基微乳(航母)飞机跑道橡胶印迹清洗剂，该清洗剂由水、表面活性剂、环保溶剂、螯合剂、缓蚀剂、调理剂组成。该清洗剂无酸、无碱、无磷，无氯酸盐、无硫酸盐、无硝酸盐、无氟化、无芳香烃溶剂等有害成份，对碳钢、铝合金、镁合金、铝镁合金、铜及铜合金无腐蚀。常温/低温(0～15℃)高效、快速清除飞机跑道上橡胶轮胎印迹，特别是航母飞机跑道上的橡胶印迹和重油污。具有高效、简便(低压冲洗、擦洗)、节能(低温、低泡易漂洗)、安全(闪点高、无易燃易爆成份)、无毒(大鼠径口LD50≥10000mg/kg)、环保、易生物降解特点。符合欧盟标准、美国MIL‑PRF‑85570E。

Description

水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂

技术领域

本发明涉及一种水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂，属于国防工业及特种清洗剂领域。

背景技术

军用清洗剂种类繁多、面广、量大，且技术指标严谨(苛刻)。基于满足高效、安全、生态等多重目标，我国军用清洗剂远落后于迅猛发展的航天航空、海军，特别是航母及舰载机等日常维护需求。

近年国防工业发展迅猛，特别是舰艇、潜艇、航母及舰载机，为确保其海上恶劣环境的正常、安全运行，急需与之配套的高效、生态、低毒清洗剂，如：舰载机表面清洗剂、零部件清洗剂、积碳清洗剂、航母飞机跑道橡胶印迹清洗剂、机舱清洗剂、玻璃防雾清洗剂等等。

航母及舰载机长期在环境严酷海面航行，甲板直接暴露在空气湿度大、盐分含量高的盐雾环境中，很容易在外表面积盐，造成机体结构、系统、附件等的腐蚀损伤，减少机体寿命。

研究表明清洗甲板可使航母甲板腐蚀性介质浓度大大降低，其中氯离子、硝酸盐、硫酸盐浓度大大降低，可有效减缓甲板腐蚀速度，因此对航母甲板的清洗就显得格外重要。

然而，国内外现使用的军用清洗剂，由于其特殊要求，即使是欧美国家，近年修改的军用清洗剂标准中，亦仍需采用大量的芳香烃溶剂(芳香烃不易降解)。且其对照标样中，仍采用对环境有潜在危害已经被广泛的研究和论证的APEO(烷基酚聚氧乙烯醚类化合物)。欧洲一些国家自1976年制定了法规限制生产和使用APEO。APEO对生态影响可以概括成以下四个方面：毒性、生物降解性、环境激素、在生产过程中产生有害副产物。国内外一些清洗剂产品及专利仍以采用APEP如：

中国专利申请号CN96100959.4一种高效机场跑道清洗剂的制备方法及跑道清洗法，含有APEO(OP-10)成份，且含有低闪点溶剂(甲苯、2号溶剂油、二氯乙烷等)，易燃易爆物质。

中国专利申请号CN201410524782.9公开了一种冰粒及利用冰粒进行飞机跑道除胶方法与装置，其采用橘子油、山梨糖醇酐脂肪酸酯和去离子水制成冰粒，用高压水枪冲洗。此方法需配置制冰机，难以满足战时紧急清洗，且清洗配方成本高。

美国专利7,270,131 Hard surface cleaning composition，用于包括清洗甲板，主要由具有“环境激素”的壬基酚类表面活性剂和三聚磷酸钠组成。

美国军标MIL-PRF-85570E中I型对比配方亦采用含有“环境激素”，欧盟禁用的APEO(烷基酚聚氧乙烯醚类化合物)成份。

中国专利申请号CN201310752646.0公开了一种水基型甲板清洗剂(授权有效)，含有十二烷基苯磺酸，其磺酸基对金属有腐蚀作用；特别是含有欧盟禁用的“环境激素”成份壬基酚聚氧乙烯醚。

而中国专利申请号CN201110034848.2公开了一种飞机跑道清洗剂(无效)，含有低闪点的甲醇、二氯丙烷、二甲苯等易燃易爆成份。且含有对金属有较大腐蚀的磺酸，亦含有对金属具有腐蚀作用的阴离子表面活性剂(AES)。

国内外现有已商品化的清洗剂绝大部分含有阴离子或阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂中磺酸盐、硫酸盐虽能提高清洗性能，但同时对金属，特别是有色金属带来腐蚀危害。

另外，舰艇在海上航行，常遇高温、低温气候，高温时舰艇甲板温度高，甲板上油垢经暴晒而“硬化”，致清洗困难，国内外通常需采用含有溶剂配方进行清洗。而低温(0～15℃)环境下甲板上胶粒凝固，致除油困难，因而现有国内外清洗剂难以在低温下清除橡胶印迹、重油污等有碍正常运行的污垢。

飞机跑道，特别是航母舰载机跑道，因飞机着陆时橡胶轮胎与跑道剧烈摩擦，使轮胎橡胶颗粒嵌入跑道内，致跑道摩擦系数发生较大改变，影响飞机的正常起飞和着陆，给飞机带来安全隐患。目前现国内外主要采用机械刷除或用高压水冲洗。此方法清洗效率低，且消耗大量水源，难以满足战时条件下清洗。

军用清洗剂必须同时具备：确保高效、简便、快速清洗性能，且需确保安全(低毒、无“三致”和不许含有易燃易爆成分)、生态(生物降解性能)，并不能对各种材质带来腐蚀等损伤隐患的多重性能。这也是军用清洗剂的难点。

发明内容

本发明的目的提供一种水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂，其特征在于该清洗剂无酸、无碱、无磷，无氯酸盐、无硫酸盐、无硝酸盐、无氟化、无芳香烃溶剂等有害成份，对碳钢、铝合金、镁合金、铝镁合金、铜及铜合金无腐蚀。常温/低温(0～15℃)高效、快速清除飞机跑道上橡胶轮胎印迹，特别是航母飞机跑道上的橡胶印迹和重油污。具有高效、简便(低压冲洗、擦洗)、节能(低温、低泡易漂洗)、安全(闪点高、无易燃易爆成份)、无毒(大鼠径口LD50≥10000mg/kg)、环保、易生物降解特点。符合欧盟标准、美国MIL-PRF-85570E。

为实现本发明包括非离子表面活性剂、助剂、环保溶剂、螯合剂、缓蚀剂、调理剂和水。

本发明所述的非离子型表面活性剂为有机硅非离子表面活性剂(聚硅氧烷－醇醚共聚物)、烷基糖苷非离子生物表面活性剂(烷基糖苷APG-1000)、蔗糖脂肪酸酯非离子表面活性剂(HLB＝12～15，表面张力＜31.5mN/m)、C₁₀～C₁₃异构醇(XP、TO、XL、E13和13系列)非离子型表面活性剂、椰油脂肪酸酰胺(6501、6502)非离子表面活性剂和/或脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)，选用上述非离子表面活性剂的两种以上的混合物，其用量为0.5～25％。

本发明所述的助剂至少选用碳酸钠、硬脂酸单甘酯、羧甲基纤维素中的一种以上，用量为0.5～5％。

本发明所述的螯合剂由葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、壳聚糖、硅酸钠两种以上复配而成，其用量为1.5～5％。

本发明所述的环保溶剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二价酸酯DBE、二丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯，选用两种以上的混合物，其用量为5～25％。

本发明所述缓蚀剂由苯并三氮唑、聚天门冬氨酸、钼酸钠、硅酸钠、EDTA-2Na两种以上复配而成，其用量为0～1％。

本发明所述的调理剂为调节pH值的醋酸和调节气味的香精，其用量为0.05～2％。

本发明的水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂以水为溶剂。

本发明的目的提供一种无酸、无碱(或弱碱)、无磷，无氯酸盐、无硫酸盐、无硝酸盐、无氟化、无铝酸盐、无芳香烃溶剂的水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂。因而，即使在不添加专用缓蚀剂的情况下，亦碳钢、铝合金、镁合金、铝镁合金、铜及铜合金不腐蚀。

本发明的目的提供一种在无毒(大鼠径口LD50≥10000mg/kg)的水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂；

本发明的目的对碳钢、铝合金、镁合金、铝镁合金、铜及铜合金无腐蚀。亦对以及油漆(涂料)、橡胶、有机玻璃、密封胶无影响的清洗剂；

本发明的目的提供一种易生物降解的航母(军舰)甲板飞机轮胎橡胶印迹的清洗剂；

本发明的目的提供一种简便去除航母(军舰)甲板飞机轮胎橡胶印迹的清洗剂。

为实现上述目的，本发明依据清洗理论和飞机跑道所需具备的性能：清洗剂需考虑的主要因素有：污垢成份及溶解度参数、表面张力、HLB值、浊点、凝固点、闪点、腐蚀、可生物降解性、毒性因素等。为此，本发明由水、复合非离子表面活性剂、助剂、螯合剂、环保溶剂、缓蚀剂、调理剂组成。其中：

有机硅非离子表面活性剂类具有挥发性小，在使用排放后，它们能在自然界中降解为CO₂、水和硅酸，不产生生物积累，对水域、陆地动植物无任何污染。表面活性很高的特点，本发明主要用于强化润湿、缓蚀；本发明采用聚硅氧烷-醇醚共聚物非离子表面活性剂，主要包括下列两种类型：

其中：PXO＝(CH₂)₃-O(C₂H₄O)_dH or：(CH₂)₃-O(C₂H₄O)_a-(C₃H₆O)b-(C₂H₄O)_cH

在聚硅氧烷分子中部分硅氧链节中引入聚醚结构，其中EO(C O)的比值越大，产品的亲水亲油平衡值(HLB)也越大，在水中溶解度增大，浊点也相应增大。另外，由烷氧基化学性质可知，它们定量水解生成醇基，即硅烷醇基，这样就能与金属表面的氧化物或羟基作用生成稳定的硅氧键，从而在金属表面形成了致密的网络状的有机硅烷薄膜，起到防腐蚀作用。

烷基糖苷是由天然可再生资源淀粉或其水解糖为原料，与脂肪醇发生脱水缩合而制得的一类温和的新型非离子表面活性剂。APG用做表面活性剂本身无毒，生物降解迅速完全，是一种天然绿色表面活性剂。烷基糖苷兼有普通非离子和阴离子表面活性剂的优点，其特殊结构决定了它具有许多显著特性：表面活性高、去污力强、水溶性好、作用温和、生物降解性能好，降解快而安、复配性能极佳。

蔗糖脂肪酸酯是一种非离子表面活性剂，由蔗糖和脂肪酸经酯化反应生成的单质或混合物。具有无毒(大鼠径口LD50＝39000mg/kg)、易生物降解及良好的表面性能的特点。具有良好的乳化、分散增溶、润滑、渗透、起泡、黏度调节、防止老化、抗菌等性能。根据蔗糖羟基的酯化数，可获得由亲油性到亲水性不同HLB值(1～16)的蔗糖脂肪酸酯系列产品。本发明采用HLB＝12～15规格的蔗糖脂肪酸酯。

椰油脂肪酸酰胺类(6501、6502)为非离子表面活性剂，具有良好的发泡、稳泡、渗透去污、抗硬水等功能，能与多种表面活性剂配伍。能加强清洁效果、可用作添加剂、泡沫安定剂、增稠剂。

异构脂肪醇类分子结构中带有支链的脂肪醇，与直链脂肪醇的衍生物相比，在性能上有其特异性。例如，异构醇型表面活性剂具有良好的润湿、乳化、去污、脱垢、增溶、起泡、抗静电、分散和防锈和润滑等性能，且很容易与其他助剂配伍使用，无毒和刺激性小、生物降解性较好，以及较低的动态表面张力等特性。具有低泡、高效、与各种表面活性剂、助剂、添加剂、溶剂配伍性好，耐酸、耐碱，抗氧化。本发明采用C₁₀～C₁₃异构脂肪醇聚氧乙烯醚(XP、TO、XL、E13和13系列)非离子表面活性剂。

本发明所述的环保溶剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯均具有在室温下溶解橡胶等聚合物的特点。DBE具有高沸点，在常温不易挥发，DBE成功地取代了许多有害溶剂，而成为丙烯酸、氨基、聚酯和环氧等涂料的重要溶剂。

本发明所述的助剂由碳酸钠、硬脂酸单甘酯、羧甲基纤维素，由其中两种以上组成。主要作物助洗剂。

本发明所述的螯合剂为柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、壳聚糖、硬脂酸单甘酯、硅酸钠(亦可作为缓蚀剂)，由至少两种以上协同作用，具有优良的螯合多种离子的特点。

本发明所述的缓蚀剂由苯并三氮唑、聚天门冬氨酸盐(同时可作螯合剂)、钼酸钠、硅酸钠(同时可作螯合剂)其中两种以上复配物，与有机硅、协同作用，对碳钢、铝合金、镁合金、铝镁合金、铜及铜合金具有优良的缓释性能。

具体实施方式

本发明通过实施例来更进一步的说明本发明的目的和优点，所述的仅仅是示范性的和说明性的，而不是本发明权利要求的限定。

实施例1

称取300g水，依次向水中加入1g烷基糖苷(APG-1000)、2g蔗糖脂肪酸酯，搅拌混合均匀后，边搅拌边加入4.5g葡萄糖酸钠、4.5g柠檬酸钠、1g分子量为1500～3000，脱乙酰度≥85％壳聚糖、5g五水偏硅酸钠搅拌均匀至透明，制得溶液A。

称取50g二丙二醇甲醚、20g二价酸酯、30g二乙二醇甲醚醋酸酯、4g硬脂酸单甘酯，混合均匀后，边搅拌边加入到300g含有6g异构脂肪醇聚氧乙烯XP-70、6g异构脂肪醇聚氧乙烯E-1308的水溶液中。制得溶液B。

称取100g水，加入1g羧甲基纤维素，边搅拌边加热至全溶解，再加入0.5g香精，制得溶液C。

将上述A、B、C溶液混合，补加水至1000g，搅拌15～30min，制得水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂。其主要性能和技术指标见下表。

将上述制得的水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂，喷洒和涂抹在飞机跑道橡胶轮胎印迹上，2～10分钟后，用0.2～5MPa水枪冲洗即可。或刷洗、抹布擦洗即可。室温下清洗橡胶印迹去除率≥99.6％。低温(0～15℃)下清洗橡胶印迹去除率≥97.2％。

使用方法：

a.按橡胶印迹污染程度，将本剂适当稀释后，喷洒或涂抹在需清洗物表面；

b.视气温、受油污污染程度，喷洒后2～10分钟后采用高压水枪冲洗，或擦拭。

c.航母停靠在港湾或颠簸角度≤10°时，或清洗地面飞机跑道上橡胶印迹时，上述配方可去除羧甲基纤维素和硬脂酸单甘酯。

检测方法：全浸腐蚀试验按ASTMF483-98；夹层腐蚀试验按ASTMF1110-02。闭口闪点：ASM-D93。可生物降解性依据GBT15818-2006表面活性剂生物降解度试验方法进行检测。

主要性能：具有常温/低温(0～15℃)轻松(可擦洗、低压水冲洗)、高效(清洗效率≥96.2％)去除飞机跑道橡胶轮胎印迹，具有节能——低泡(易冲洗)、易生物降解(28天生物降解率≥92％)、无毒(大鼠径口LD50≥10000mg/kg)。无酸、无磷、无氯酸盐、无硫酸盐、无硝酸盐、无氟化物、无铝酸盐、无芳烃溶剂，对海洋生态环境影响小的特点。

实施例2

称取200g水，依次向水中加入0.5g有机硅非离子表面活性剂FY4700、10g烷基糖苷(APG-1000)，搅拌混合均匀后，边搅拌边加入10g葡萄糖酸钠、10g柠檬酸钠、5g碳酸钠、5g五水偏硅酸钠搅拌均匀至透明，制得溶液A。

称取150g二丙二醇甲醚、50g二丙二醇二甲醚、30g二价酸酯、20g二丙二醇甲醚醋酸酯、5g硬脂酸单甘酯，搅拌混合均匀后，边搅拌边加入到200g含有15g异构脂肪醇聚氧乙烯XP-70、15g异构脂肪醇聚氧乙烯XL-60、19.5g异构脂肪醇聚氧乙烯E-1308、1g苯并三氮唑、0.5g钼酸铵的水溶液中，制得溶液B。

称取100g水，加入室温下加入0.5g香精，再搅拌15分钟，制得溶液C。

将上述A、B、C溶液混合，补加水至1000g，搅拌15～30min，制得水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂。其主要性能和技术指标见下表1，清洗性能见表2。

将上述制得的水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂稀释5倍，喷洒和涂抹在飞机跑道橡胶轮胎印迹上，2～10分钟后，用0.2～5MPa水枪冲洗，或刷洗、擦洗即可。室温下清洗橡胶印迹去除率≥100％。低温(0～15℃)下清洗橡胶印迹去除率≥98.3％。

实施例3、4、5、6

制备方法同实施例1和2见表1，实施例1～6配方及清洗性能表2。

所述有机硅表面活性剂FY4700是广州市氟缘硅科技有限公司生产的有机硅表面活性剂FY4700；所述二价酸酯为杜邦公司生产的二价酸酯。

主要性能和技术指标

说明：

1、LD50(大鼠径口)依据混合物毒性理论计算值。

2、pH值依MIL-PRF-85570E规定，pH≤10，以醋酸调节。

3、清洗效率在民用机场进行。

4、硬水、高低温稳定性依据MIL-PRF-85570E方法检测。

5、腐蚀试验按照ASTM—F483进行，金属试验材料的质量变化，铝合金、45#碳钢均不超过0.4mg/(cm²·24h)。

6、生物降解性依据GBT15818-2006表面活性剂生物降解度试验方法测定。

水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂，其主要性能通过了MIL-PRF-85570E的标准试验方法的检测。与美国军标MIL-PRF-85570E相比，具有以下特点：

1、常温/低温(0～15℃)高效去除飞机跑道橡胶轮胎印迹和重油污；

2、生物降解快，符合美军标MIL-PRF-85570生物降解28天≥85％的要求；

3、由于本技术不含对各种材料造成腐蚀的有害离子，大多数情况下，无需添加专用“缓蚀剂”，即可达到MIL-PRF-85570E标准要求。

4、本发明的清洗剂渗透快，去污力强，除油迅速彻底、易冲洗(节水)、操作简单。无低闪点成份，不燃不爆，无毒、使用安全。可替代传统的石油溶剂，渗透剥离、乳化各种油性污垢及矿物油脂。本品为水基微乳，pH值：7～9.5(MIL-PRF-85570E中II型pH≤10.0)。

Claims

1.一种水基微乳航母飞机跑道用橡胶印迹清洗剂，其特征在于，该清洗剂由非离子表面活性剂、助剂、溶剂、螯合剂、缓蚀剂、调理剂和水组成；

所述非离子型表面活性剂为：

a.有机硅表面活性剂FY4700；

b.C₈～C₁₀的烷基糖苷；

c.HLB值为12～15的蔗糖脂肪酸酯；

d.C₁₀～C₁₃异构脂肪醇聚氧乙烯醚；

e.脂肪酸甲酯乙氧基化物；

选用上述a、b、c、d、e非离子表面活性剂的两种以上的混合物；

所述非离子型表面活性剂用量为0.5～25％；

所述助剂为碳酸钠、硬脂酸单甘酯、羧甲基纤维素中的一种以上，用量为0.5～5％；

所述溶剂至少选用二丙二醇甲醚、二价酸酯DBE、二乙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯中的一种，用量为5～25％；

所述螯合剂由葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、壳聚糖、硅酸钠两种以上复配而成，其用量为1.5～5％；

所述缓蚀剂由苯并三氮唑、聚天门冬氨酸、钼酸钠、硅酸钠两种以上复配而成，其用量为0～1％；

所述的调理剂由调节pH值的醋酸和调节气味的香精组成，其用量为0.05～2％。