CN108866560A - 一种环保防锈金属清洗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保防锈金属清洗剂，其原料包括：改性季铵盐表面活性剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、钨酸钠、碳酸锌、丙烯酸‑马来酸酐共聚物钠盐、聚丙烯酸钠、二水合钼酸钠、四硼酸钠、D‑柠檬烯、席夫碱缓蚀剂、助溶剂、消泡剂、乙醇、水；非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物；阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的混合物。本发明提出的环保防锈金属清洗剂，其清洗效率高，去污力强，清洗后无残留，防锈性能好，且环保。

Description

一种环保防锈金属清洗剂
技术领域
本发明涉及金属清洗剂技术领域，尤其涉及一种环保防锈金属清洗剂。
背景技术
金属表面在加工制造及贮存使用过程中，很容易附着油性污垢，例如防锈油，润滑油，燃料油及柴油植物油脂等，需要金属清洗剂进行清洗。常用的金属清洗剂分溶剂型、半溶剂型和水基型三种。目前，市场上金属清洗剂产品繁多，但是大多数产品存在原材料不环保，清洗后有残留物，对金属有一定的腐蚀性等缺点，限制了其应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种环保防锈金属清洗剂，其清洗效率高，去污力强，清洗后无残留，防锈性能好，且环保。
本发明提出的一种环保防锈金属清洗剂，其原料按重量份包括：改性季铵盐表面活性剂3-4.8份、非离子表面活性剂4-7.3份、阴离子表面活性剂2-3.8份、钨酸钠0.1-0.3份、碳酸锌0.1-0.5份、丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐0.1-0.38份、聚丙烯酸钠0.1-0.5份、二水合钼酸钠0.1-0.2份、四硼酸钠0.1-0.3份、D-柠檬烯0.05-0.2份、席夫碱缓蚀剂0.1-0.3份、助溶剂2-3.8份、消泡剂0.1-0.32份、乙醇2-5份、水100-150份；
其中，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物；
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的混合物。
优选地，所述改性季铵盐表面活性剂按照以下工艺进行制备：将3-吡啶乙酸和氯化亚砜混合均匀，回流反应8-14h，旋蒸后得到物料A；将物料A与三氯甲烷混合均匀，加入全氟-1-辛醇，回流反应10-20h，反应结束后冷却，蒸出三氯甲烷，调节pH值为8-9，将有机相干燥、柱层析得到物料B；将物料B、1，7-二氯庚烷与无水乙腈混合均匀，回流反应20-35h，冷却、洗涤、重结晶、干燥得到所述改性季铵盐表面活性剂。
优选地，在改性季铵盐表面活性剂的制备过程中，3-吡啶乙酸、氯化亚砜的摩尔比为1：4-5；物料A、全氟-1-辛醇的摩尔比为1：0.9-0.95；物料B、1，7-二氯庚烷的摩尔比为2-2.5：1。
优选地，烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的重量比为2-10：1-3：2-8：1-4；十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的重量比为1-5：3-9。
优选地，所述席夫碱缓蚀剂按照以下工艺进行制备：将壳聚糖溶于乙酸水溶液中配成壳聚糖溶液，加入3-羧基水杨醛溶液，在70-75℃下反应5-8h，降温后加入浓氨水，析出沉淀后过滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A和聚乙二醇月桂酸单酯与二甲基甲酰胺混合均匀，加入对甲苯磺酸，在120-125℃下反应120-150min，反应结束后冷却、旋蒸、干燥得到所述席夫碱缓蚀剂。
优选地，所述壳聚糖为酸性纤维素酶降解的壳聚糖；3-羧基水杨醛溶液所用溶剂为乙醇与水，且乙醇与水的体积比为1：1-2；在物料A的制备过程中，壳聚糖中氨基的摩尔数与3-羧基水杨醛中醛基的摩尔数之比为1：0.3-0.5；物料A、聚乙二醇月桂酸单酯的摩尔比为1：1。
优选地，所述助溶剂为二甘醇单醚、异己二醇的混合物，且二甘醇单醚、异己二醇的体积比为1-4：3-7。
优选地，所述消泡剂为聚醚型消泡剂L61。
本发明所述环保防锈金属清洗剂，其原料中，以改性季铵盐表面活性剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂三者复配作为体系的表面活性剂，发挥三者的性能，对污物具有渗透、乳化和分散性，促进了污物的沉降，提高了清洗效果；改性季铵盐表面活性剂的制备过程中，首先以3-吡啶乙酸和氯化亚砜为原料发生了酰化反应，得到了物料A，物料A与全氟-1-辛醇混合后，物料A中的氯与全氟-1-辛醇中的醇羟基发生了反应得到了物料B，将物料B与1，7-二氯庚烷混合后，物料B与1，7-二氯庚烷发生了季胺化反应，从而得到了改性季铵盐表面活性剂，因其分子中含有酯基，在环境中易降解，使得到的清洗剂环保性好，同时因分子中引入了氟原子，进一步提高了对污垢的润湿和渗透能力，与非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂三者复配，去污性能好，对金属无腐蚀，提高了乳化能力，提高了清洗效率，同时清洗后的金属具有优异的防油、防水和抗污性能；钨酸钠、碳酸锌、二水合钼酸钠、四硼酸钠加入体系中，同时形成了沉积膜和沉淀膜，与席夫碱缓蚀剂形成的自组装膜具有协同作用，阻止和减缓相应的电化学反应，赋予清洗剂优异的缓蚀性能，防止了清洗过程中对金属基材的腐蚀；在席夫碱缓蚀剂的制备过程中，首先以壳聚糖和3-羧基水杨醛为原料，控制反应的条件，使壳聚糖中的氨基与3-羧基水杨醛中的醛基发生了反应，得到了含席夫碱结构的物料A，将物料A与聚乙二醇月桂酸单酯混合后，物料A中的羧基与聚乙二醇月桂酸单酯中的羟基发生了酯化反应，得到了席夫碱缓蚀剂，因分子中含有N和O原子，在金属表面形成化学吸附，同时分子中含有多种活性基团，在金属表面形成了物理吸附，物理吸附与化学吸附具有协同作用，在金属的表面形成了平整的具有保护性的自组装膜，减小了介质与金属表面的接触的可能性，阻止、延缓了金属的腐蚀，与钨酸钠、碳酸锌配合，达到了优异的缓蚀防锈作用；丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐加入体系中，与表面活性剂具有作用力，提高了表面活性剂在非极性表面的吸附量，使表面活性剂更多的吸附于非极性表面并使油污乳化增溶，与聚丙烯酸钠、二水合钼酸钠、四硼酸钠、D-柠檬烯配合，赋予清洗剂优异的去污能力，提高了清洗剂的清洗效率，且环保性好，同时能螯合水中的钙离子，起到了软化硬水、调节pH值的作用。
对本发明所述环保防锈金属清洗剂的性能进行检测，其清洗率达到98％以上，且漂洗后无残留；对Q235钢、HT300、LY12铝的缓蚀均为0级。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种环保防锈金属清洗剂，其原料按重量份包括：改性季铵盐表面活性剂4.8份、非离子表面活性剂4份、阴离子表面活性剂3.8份、钨酸钠0.1份、碳酸锌0.5份、丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐0.1份、聚丙烯酸钠0.5份、二水合钼酸钠0.1份、四硼酸钠0.3份、D-柠檬烯0.05份、席夫碱缓蚀剂0.3份、助溶剂2份、消泡剂0.32份、乙醇2份、水150份；
其中，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物；
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的混合物。
实施例2
本发明提出的一种环保防锈金属清洗剂，其原料按重量份包括：改性季铵盐表面活性剂3份、非离子表面活性剂7.3份、阴离子表面活性剂2份、钨酸钠0.3份、碳酸锌0.1份、丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐0.38份、聚丙烯酸钠0.1份、二水合钼酸钠0.2份、四硼酸钠0.1份、D-柠檬烯0.2份、席夫碱缓蚀剂0.1份、助溶剂3.8份、消泡剂0.1份、乙醇5份、水100份；
其中，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物；
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的混合物。
实施例3
本发明提出的一种环保防锈金属清洗剂，其原料按重量份包括：改性季铵盐表面活性剂4.5份、非离子表面活性剂4.6份、阴离子表面活性剂3.5份、钨酸钠0.18份、碳酸锌0.43份、丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐0.18份、聚丙烯酸钠0.42份、二水合钼酸钠0.18份、四硼酸钠0.27份、D-柠檬烯0.1份、席夫碱缓蚀剂0.25份、助溶剂2.3份、消泡剂0.3份、乙醇2.8份、水140份；
其中，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物；
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的混合物；
所述改性季铵盐表面活性剂按照以下工艺进行制备：将3-吡啶乙酸和氯化亚砜混合均匀，回流反应8h，旋蒸后得到物料A；将物料A与三氯甲烷混合均匀，加入全氟-1-辛醇，回流反应20h，反应结束后冷却，蒸出三氯甲烷，调节pH值为8，将有机相干燥、柱层析得到物料B；将物料B、1，7-二氯庚烷与无水乙腈混合均匀，回流反应35h，冷却、洗涤、重结晶、干燥得到所述改性季铵盐表面活性剂；
在改性季铵盐表面活性剂的制备过程中，3-吡啶乙酸、氯化亚砜的摩尔比为1：4；物料A、全氟-1-辛醇的摩尔比为1：0.95；物料B、1，7-二氯庚烷的摩尔比为2：1；
烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的重量比为10：1：8：1；十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的重量比为5：3；
所述席夫碱缓蚀剂按照以下工艺进行制备：将壳聚糖溶于乙酸水溶液中配成壳聚糖溶液，加入3-羧基水杨醛溶液，在70℃下反应8h，降温后加入浓氨水，析出沉淀后过滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A和聚乙二醇月桂酸单酯与二甲基甲酰胺混合均匀，加入对甲苯磺酸，在120℃下反应150min，反应结束后冷却、旋蒸、干燥得到所述席夫碱缓蚀剂；其中，所述壳聚糖为酸性纤维素酶降解的壳聚糖；3-羧基水杨醛溶液所用溶剂为乙醇与水，且乙醇与水的体积比为1：1；在物料A的制备过程中，壳聚糖中氨基的摩尔数与3-羧基水杨醛中醛基的摩尔数之比为1：0.5；物料A、聚乙二醇月桂酸单酯的摩尔比为1：1；
所述助溶剂为二甘醇单醚、异己二醇的混合物，且二甘醇单醚、异己二醇的体积比为1：7；
所述消泡剂为聚醚型消泡剂L61。
实施例4
本发明提出的一种环保防锈金属清洗剂，其原料按重量份包括：改性季铵盐表面活性剂3.4份、非离子表面活性剂7份、阴离子表面活性剂2.6份、钨酸钠0.27份、碳酸锌0.32份、丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐0.35份、聚丙烯酸钠0.2份、二水合钼酸钠0.15份、四硼酸钠0.15份、D-柠檬烯0.13份、席夫碱缓蚀剂0.18份、助溶剂3.2份、消泡剂0.16份、乙醇4.3份、水110份；
其中，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物；
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的混合物；
所述改性季铵盐表面活性剂按照以下工艺进行制备：将3-吡啶乙酸和氯化亚砜混合均匀，回流反应14h，旋蒸后得到物料A；将物料A与三氯甲烷混合均匀，加入全氟-1-辛醇，回流反应10h，反应结束后冷却，蒸出三氯甲烷，调节pH值为9，将有机相干燥、柱层析得到物料B；将物料B、1，7-二氯庚烷与无水乙腈混合均匀，回流反应20h，冷却、洗涤、重结晶、干燥得到所述改性季铵盐表面活性剂；
在改性季铵盐表面活性剂的制备过程中，3-吡啶乙酸、氯化亚砜的摩尔比为1：5；物料A、全氟-1-辛醇的摩尔比为1：0.9；物料B、1，7-二氯庚烷的摩尔比为2.5：1；
烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的重量比为2：3：2：4；十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的重量比为1：9；
所述席夫碱缓蚀剂按照以下工艺进行制备：将壳聚糖溶于乙酸水溶液中配成壳聚糖溶液，加入3-羧基水杨醛溶液，在75℃下反应5h，降温后加入浓氨水，析出沉淀后过滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A和聚乙二醇月桂酸单酯与二甲基甲酰胺混合均匀，加入对甲苯磺酸，在125℃下反应120min，反应结束后冷却、旋蒸、干燥得到所述席夫碱缓蚀剂；其中，所述壳聚糖为酸性纤维素酶降解的壳聚糖；3-羧基水杨醛溶液所用溶剂为乙醇与水，且乙醇与水的体积比为1：2；在物料A的制备过程中，壳聚糖中氨基的摩尔数与3-羧基水杨醛中醛基的摩尔数之比为1：0.3；物料A、聚乙二醇月桂酸单酯的摩尔比为1：1；
所述助溶剂为二甘醇单醚、异己二醇的混合物，且二甘醇单醚、异己二醇的体积比为4：3；
所述消泡剂为聚醚型消泡剂L61。
实施例5
本发明提出的一种环保防锈金属清洗剂，其原料按重量份包括：改性季铵盐表面活性剂3.7份、非离子表面活性剂6.2份、阴离子表面活性剂3.1份、钨酸钠0.19份、碳酸锌0.33份、丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐0.19份、聚丙烯酸钠0.38份、二水合钼酸钠0.17份、四硼酸钠0.15份、D-柠檬烯0.12份、席夫碱缓蚀剂0.16份、助溶剂2.9份、消泡剂0.18份、乙醇3.8份、水130份；
其中，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物；
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的混合物；
所述改性季铵盐表面活性剂按照以下工艺进行制备：将3-吡啶乙酸和氯化亚砜混合均匀，回流反应11h，旋蒸后得到物料A；将物料A与三氯甲烷混合均匀，加入全氟-1-辛醇，回流反应15h，反应结束后冷却，蒸出三氯甲烷，调节pH值为8，将有机相干燥、柱层析得到物料B；将物料B、1，7-二氯庚烷与无水乙腈混合均匀，回流反应32h，冷却、洗涤、重结晶、干燥得到所述改性季铵盐表面活性剂；
在改性季铵盐表面活性剂的制备过程中，3-吡啶乙酸、氯化亚砜的摩尔比为1：4.8；物料A、全氟-1-辛醇的摩尔比为1：0.92；物料B、1，7-二氯庚烷的摩尔比为2.3：1；
烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的重量比为7：2：6：3；十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的重量比为3：7；
所述席夫碱缓蚀剂按照以下工艺进行制备：将壳聚糖溶于乙酸水溶液中配成壳聚糖溶液，加入3-羧基水杨醛溶液，在72℃下反应7h，降温后加入浓氨水，析出沉淀后过滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A和聚乙二醇月桂酸单酯与二甲基甲酰胺混合均匀，加入对甲苯磺酸，在123℃下反应1380min，反应结束后冷却、旋蒸、干燥得到所述席夫碱缓蚀剂；其中，所述壳聚糖为酸性纤维素酶降解的壳聚糖；3-羧基水杨醛溶液所用溶剂为乙醇与水，且乙醇与水的体积比为1：1.5；在物料A的制备过程中，壳聚糖中氨基的摩尔数与3-羧基水杨醛中醛基的摩尔数之比为1：0.4；物料A、聚乙二醇月桂酸单酯的摩尔比为1：1；
所述助溶剂为二甘醇单醚、异己二醇的混合物，且二甘醇单醚、异己二醇的体积比为3：5；
所述消泡剂为聚醚型消泡剂L61。
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 (8)

1.一种环保防锈金属清洗剂，其特征在于，其原料按重量份包括：改性季铵盐表面活性剂3-4.8份、非离子表面活性剂4-7.3份、阴离子表面活性剂2-3.8份、钨酸钠0.1-0.3份、碳酸锌0.1-0.5份、丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐0.1-0.38份、聚丙烯酸钠0.1-0.5份、二水合钼酸钠0.1-0.2份、四硼酸钠0.1-0.3份、D-柠檬烯0.05-0.2份、席夫碱缓蚀剂0.1-0.3份、助溶剂2-3.8份、消泡剂0.1-0.32份、乙醇2-5份、水100-150份；
其中，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合物；
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的混合物。
2.根据权利要求1所述环保防锈金属清洗剂，其特征在于，所述改性季铵盐表面活性剂按照以下工艺进行制备：将3-吡啶乙酸和氯化亚砜混合均匀，回流反应8-14h，旋蒸后得到物料A；将物料A与三氯甲烷混合均匀，加入全氟-1-辛醇，回流反应10-20h，反应结束后冷却，蒸出三氯甲烷，调节pH值为8-9，将有机相干燥、柱层析得到物料B；将物料B、1，7-二氯庚烷与无水乙腈混合均匀，回流反应20-35h，冷却、洗涤、重结晶、干燥得到所述改性季铵盐表面活性剂。
3.根据权利要求2所述环保防锈金属清洗剂，其特征在于，在改性季铵盐表面活性剂的制备过程中，3-吡啶乙酸、氯化亚砜的摩尔比为1：4-5；物料A、全氟-1-辛醇的摩尔比为1：0.9-0.95；物料B、1，7-二氯庚烷的摩尔比为2-2.5：1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述环保防锈金属清洗剂，其特征在于，烷基酚聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、脂肪酸失水山梨醇酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物的重量比为2-10：1-3：2-8：1-4；十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的重量比为1-5：3-9。
5.根据权利要求1-4中任一项所述环保防锈金属清洗剂，其特征在于，所述席夫碱缓蚀剂按照以下工艺进行制备：将壳聚糖溶于乙酸水溶液中配成壳聚糖溶液，加入3-羧基水杨醛溶液，在70-75℃下反应5-8h，降温后加入浓氨水，析出沉淀后过滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A和聚乙二醇月桂酸单酯与二甲基甲酰胺混合均匀，加入对甲苯磺酸，在120-125℃下反应120-150min，反应结束后冷却、旋蒸、干燥得到所述席夫碱缓蚀剂。
6.根据权利要求5所述环保防锈金属清洗剂，其特征在于，所述壳聚糖为酸性纤维素酶降解的壳聚糖；3-羧基水杨醛溶液所用溶剂为乙醇与水，且乙醇与水的体积比为1：1-2；在物料A的制备过程中，壳聚糖中氨基的摩尔数与3-羧基水杨醛中醛基的摩尔数之比为1：0.3-0.5；物料A、聚乙二醇月桂酸单酯的摩尔比为1：1。
7.根据权利要求1-6中任一项所述环保防锈金属清洗剂，其特征在于，所述助溶剂为二甘醇单醚、异己二醇的混合物，且二甘醇单醚、异己二醇的体积比为1-4：3-7。
8.根据权利要求1-7中任一项所述环保防锈金属清洗剂，其特征在于，所述消泡剂为聚醚型消泡剂L61。
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