CN106757062A - 一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂，通过2，3‑环氧丙基三甲基氯化铵对壳聚糖进行季铵化改性，得到水溶性良好的壳聚糖季铵盐，添加到金属清洗剂的制备中，在清洗金属油污的同时能够抑制钢腐蚀的阴阳极过程，通过抑制反应的活性点而起缓蚀作用；本发明的金属清洗剂能够有效除去金属表面的机油、油墨及金属离子，同时能够对金属起到良好的缓释作用，本发明采用螯合性配方，低泡沫，易清洗，易降解，对环境无污染。

Description

一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂

技术领域

本发明涉及加工助剂技术领域，尤其涉及一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂。

背景技术

金属制品堪称全球最广泛的用品之一，金属制品的清洗也是全球清洗工作者的重要研究方向。一直以来国际上流行的清洗技术都是传统意义上的有机溶剂法和碱液洗涤法。这些方法不仅需要的处理温度较高，而且清洗完毕后的废液对环境也有很大的污染。伴随着资源的日趋紧张和国内外金属清洗工作者的环保意识越来越强，新型常温环保无污染的水基型清洗剂的研发也越来越受到关注。水基型金属清洗剂是目前替代其他两种清洗剂的研发热点，并已广泛使用。水基型金属清洗剂以水作溶剂，表面活性剂为主剂，结合有机或无机助剂达到金属除油的效果。目前水基型金属清洗剂的不足之处，如大量使用微生物不易降解的表面活性剂，除油能力较弱，清洗过程中需要高温处理，清洗剂产生大量泡沫，不仅难漂洗，还易残留等问题。

《水基低泡环保金属清洗剂的研究》中通过一系列正交实验与条件实验确定了各组分的组成为 K12 6wt% ，AEO－92.5wt% ，APG 2.5wt% ，JFC1wt% ，机硅油消泡剂 0.5wt%，NaOH 6wt% ，STPP 3wt% ，TSP 5wt% ，三乙醇胺 5wt% ，乙二醇单丁醚 0. 8wt% 。该除油剂对金属表面油污的除油率可达 99% 以上，并且环保可生物降解。但是该配方中配方复杂、清洗对象单一，并且配方中含有易导致水体富营养化的磷助剂、同时在金属切削、拉丝、抛光等加工过程中产生的锈蚀、氧化等情况可能产生重金属离子，通过清洗剂清洗后进入水体或者土壤中，威胁生态平衡或者人类健康，这就需要对清洗剂进行改性，使其能够螯合金属离子，产生稳定的络合物且容易生物降解，满足环保的要求，同时增强清洗剂的防锈蚀、抗氧化等其他附加价值。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂，由下列重量份的原料制备制成：去离子水适量、浓度为37wt%的甲醛溶液10-12、P123 1-1.2、硫脲1.92-1.95、三聚氰胺3.2-3.5、正硅酸乙酯2.1-2.3、0.1mol/L的氢氧化钠溶液适量、4mol/L的盐酸溶液3.2-3.5、Ｎ－十二酰基乙二胺三乙酸盐5-7、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4-5、辛基酚聚氧乙烯醚3-3.5、十二烷基硫酸钠7-8、烷基糖苷3-4、壳聚糖2-3、异丙醇30-34、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵10-12。

所述一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂，由以下具体步骤制成：

（1）将浓度为37wt%的甲醛溶液与2.5-3倍量的去离子水混合，搅拌均匀后加入适量的0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值在8.5-9之间，再加入硫脲、三聚氰胺，水浴加热至60-65℃，搅拌60-80分钟，形成溶液A待用；将P123溶于15-18倍量的去离子水中，加入4mol/L的盐酸溶液，水浴加热至40-45℃，搅拌至完全溶解后加入正硅酸乙酯，继续搅拌4-5小时后形成溶液B；将溶液A与溶液B混合，在40-45℃下继续搅拌18-20小时后再将溶液转移至高压釜中在90-95℃下陈化24-36小时，将得到的沉淀用去离子水清洗2-3遍后以70-80℃干燥得到螯合树脂二氧化硅复合材料；

（2）将壳聚糖加入异丙醇中，水浴加热至80-85℃，搅拌20-30分钟后滴入溶于2-3倍量去离子水的2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，恒温搅拌反应8-9小时后停止反应，将得到的产物过滤，用去离子水洗涤2-3次，最后将其放入烘箱中以70-80℃干燥，得到壳聚糖季铵盐；

（3）将步骤（1）得到的产物与Ｎ－十二酰基乙二胺三乙酸盐混合后加入步骤（2）得到的产物，加入总量等量的去离子水中，与300-400转/分的速度搅拌10-15分钟后加入溶于2-3倍量的去离子水的其余剩余成分，继续搅拌20-30分钟即得。

本发明的优点是：本发明以三聚氰胺、甲醛、硫脲、正硅酸乙酯为前驱体，P123为模板剂，通过共缩聚法合成了螯合树脂二氧化硅复合材料，同时配合Ｎ－十二酰基乙二胺三乙酸盐螯合型表面活性剂的添加，用于金属的清洗，能够吸附金属表面的油污，有利于油污的去除，加快清洗速度，同时由于其具有良好的螯合能力，能够将金属加工过程中产生的金属离子进行吸附，进一步增强清洗剂的清洗及抛光效果，同时成分配比采用水性可降解配方，对环境友好。

本发明通过2，3-环氧丙基三甲基氯化铵对壳聚糖进行季铵化改性，得到水溶性良好的壳聚糖季铵盐，添加到金属清洗剂的制备中，在清洗金属油污的同时能够抑制钢腐蚀的阴阳极过程，通过抑制反应的活性点而起缓蚀作用；本发明的金属清洗剂能够有效除去金属表面的机油、油墨及金属离子，同时能够对金属起到良好的缓释作用，本发明采用螯合性配方，低泡沫，易清洗，易降解，对环境无污染。

具体实施方式

一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：去离子水适量、浓度为37wt%的甲醛溶液10、P123 1、硫脲1.92、三聚氰胺3.2、正硅酸乙酯2.1、0.1mol/L的氢氧化钠溶液适量、4mol/L的盐酸溶液3.2、Ｎ－十二酰基乙二胺三乙酸盐5、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4、辛基酚聚氧乙烯醚3、十二烷基硫酸钠7、烷基糖苷3、壳聚糖2、异丙醇30、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵10。

所述一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂，由以下具体步骤制成：

（1）将浓度为37wt%的甲醛溶液与2.5倍量的去离子水混合，搅拌均匀后加入适量的0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值在8.5之间，再加入硫脲、三聚氰胺，水浴加热至60℃，搅拌60分钟，形成溶液A待用；将P123溶于15倍量的去离子水中，加入4mol/L的盐酸溶液，水浴加热至40℃，搅拌至完全溶解后加入正硅酸乙酯，继续搅拌4小时后形成溶液B；将溶液A与溶液B混合，在40℃下继续搅拌18小时后再将溶液转移至高压釜中在90℃下陈化24小时，将得到的沉淀用去离子水清洗2遍后以70℃干燥得到螯合树脂二氧化硅复合材料；

（2）将壳聚糖加入异丙醇中，水浴加热至80℃，搅拌20分钟后滴入溶于2倍量去离子水的2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，恒温搅拌反应8小时后停止反应，将得到的产物过滤，用去离子水洗涤2次，最后将其放入烘箱中以70℃干燥，得到壳聚糖季铵盐；

（3）将步骤（1）得到的产物与Ｎ－十二酰基乙二胺三乙酸盐混合后加入步骤（2）得到的产物，加入总量等量的去离子水中，与300转/分的速度搅拌10分钟后加入溶于2倍量的去离子水的其余剩余成分，继续搅拌20分钟即得。

对本发明实施例进行检测得到本发明产品能够与水以任何比例混溶，无相分离，油污清洗率达到98%以上，防锈性达到A级，符合机械行业标准。

Claims (2)

1.一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：去离子水适量、浓度为37wt%的甲醛溶液10-12、P123 1-1.2、硫脲1.92-1.95、三聚氰胺3.2-3.5、正硅酸乙酯2.1-2.3、0.1mol/L的氢氧化钠溶液适量、4mol/L的盐酸溶液3.2-3.5、Ｎ－十二酰基乙二胺三乙酸盐5-7、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4-5、辛基酚聚氧乙烯醚3-3.5、十二烷基硫酸钠7-8、烷基糖苷3-4、壳聚糖2-3、异丙醇30-34、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵10-12。

2.根据权利要求1所述一种添加壳聚糖季铵盐具有缓释效果的水性螯合金属清洗剂，其特征在于，由以下具体步骤制成：

（1）将浓度为37wt%的甲醛溶液与2.5-3倍量的去离子水混合，搅拌均匀后加入适量的0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值在8.5-9之间，再加入硫脲、三聚氰胺，水浴加热至60-65℃，搅拌60-80分钟，形成溶液A待用；将P123溶于15-18倍量的去离子水中，加入4mol/L的盐酸溶液，水浴加热至40-45℃，搅拌至完全溶解后加入正硅酸乙酯，继续搅拌4-5小时后形成溶液B；将溶液A与溶液B混合，在40-45℃下继续搅拌18-20小时后再将溶液转移至高压釜中在90-95℃下陈化24-36小时，将得到的沉淀用去离子水清洗2-3遍后以70-80℃干燥得到螯合树脂二氧化硅复合材料；

（2）将壳聚糖加入异丙醇中，水浴加热至80-85℃，搅拌20-30分钟后滴入溶于2-3倍量去离子水的2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，恒温搅拌反应8-9小时后停止反应，将得到的产物过滤，用去离子水洗涤2-3次，最后将其放入烘箱中以70-80℃干燥，得到壳聚糖季铵盐；

（3）将步骤（1）得到的产物与Ｎ－十二酰基乙二胺三乙酸盐混合后加入步骤（2）得到的产物，加入总量等量的去离子水中，与300-400转/分的速度搅拌10-15分钟后加入溶于2-3倍量的去离子水的其余剩余成分，继续搅拌20-30分钟即得。