CN109338383A - 一种高耐碱性表面活性剂 - Google Patents

Abstract

一种高耐碱性表面活性剂，涉及一种表面活性剂，表面活性剂以阴离子表面活性剂如PPE1040K苯酚乙氧基磷酸酯钾盐，烷基糖苷APG，烷基酚聚氧乙烯醚如聚氧乙烯‑8‑辛基苯基醚X‑100，壬基酚聚聚氧乙烯醚OP‑10按照质量比复配出高耐碱的表面活性剂，并用于工业清洗；其中PPE1040K、APG06、X‑100按质量比2:2:1复配后取2wt%，加入质量分数32wt%的NaOH溶液中配成脱脂剂后用于金属清洗，静置5min脱脂率即可达到99.92wt%。复配得到的表面活性剂表现出极佳的金属脱脂效果。

Description

一种高耐碱性表面活性剂

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂，特别是涉及一种高耐碱性表面活性剂。

背景技术

表面活性剂在化工、轻工、交通和日常生中得到广泛应用。特别是用于金属制品的清洗方面更为重要。众所周知，金属工件在机械加工及其保存过程中表面存在一些油污，需要清洗。清洗剂和清洗工艺的选择及清洗效果的好坏，不仅关系到金属工件的性能和质量、腐蚀程度和使用寿命，也涉及到能源消耗、安全及环保等问题，导致直接影响生产过程各工序的顺利进行。所以清洗工序已成了现代工业生产中不可缺少的重要环节。

传统除油污清洗方法是采用煤油、柴油、汽油等石油产品、醇酮以及三氯乙烯、三氯三氟乙烷等氟氯有机溶剂作清洗主剂，这些物质不仅毒性大，易挥发和易燃易爆，而且对人体的中枢神经有较强的刺激性，长期接触会引起神经衰弱等疾病，同时也被认为是导致臭氧层破坏和地球变暖的因素之一。

作为最有前景金属清洗剂，水基清洗剂己经成为金属清洗行业的研发热点，在很多领域己经取代了有机溶剂。水基金属清洗剂相对溶剂型清洗剂具有以水代油、节省能源、不危害操作者健康、污染少、环境友好、不易燃烧（安全）和清洗成本低等一系列优越性，近十年来在我国得到迅速发展和广泛应用。

水基金属清洗剂是以水为溶剂，表面活性剂为主体，添加多种助剂复配的洗涤剂。助剂包括螯合剂、缓蚀剂、防锈剂、增溶剂、抗污垢再沉积剂以及消泡剂等。表面活性剂理论认为：由亲水基团与亲油基团组成表面活性剂，去污过程中表面活性剂亲油基团吸附在油污表面，并与之互溶，而亲水基团利用其亲水性，使清洗液能很好地在油污表面铺展、浸湿，降低界面张力，导致油污与金属基体表面粘附力降低，对油污具有剥离作用；同时，油污与水溶液间的界面张力降低，油污分散于水中所需的功也减小，油污和水即可发生乳化作用；当表面活性剂达到临界胶束浓度（CMC）时，表面活性剂分子会形成胶束，胶束的形成有助于增大表面活性剂对油污的溶解，即增溶作用；利用其润湿、渗透、剥离、乳化、增溶和分散等作用，在加热或借助于机械搅拌、抖动和泡沫流浮作用，最终使油污与金属基体剥离，达到除油污效果。

表面活性剂的耐碱性包含两方面。一方面是表面活性剂自身的化学结构稳定性，主要表现为强碱对表面活性剂亲水基的破坏；另一方面是表面活性剂在溶液中的聚集态稳定性，主要表现在盐效应导致的表面活性剂溶剂化作用，使表面活性剂产生漂浮或下沉现象，与水分离。

我们发现在实际应用中很少使用单一的表面活性剂，多以混合物的形式使用，因此表面活性剂复配一直是表面活性剂研究领域的一个热点。通常混合表面活性剂比单一表面活性剂，更能达到最佳使用效果。因此，选出恰当的表面活性剂混合物并研究混合表面活性剂间的相互作用是十分重要的。当两种或两种以上表面活性剂互相混合时，其溶液的性质有别于单独表面活性剂，它们之间因分子相互作用或成为络合物、或静电吸引或排斥、或其他物理或化学的相互作用，从而产生增效作用或对抗作用。通常表面活性剂间的相互作用指分子间的键结合，其溶液性质有时介于两者之间，有时比两者中任一个单独存在时都高或低，有时还会出现两个临界胶束浓度（CMC）。如果产生的效果比单独组分好，称之为具有协同效应（Synergistic effect）；如果相反，则称为具有拮抗作用（Antagonism）。由于单一的表面活性剂难以同时具有多种效能，而表面活性剂在适当条件下复配后会表现出单一表面活性剂所没有的优良性能，如更低的表面张力、更强的乳化性、更高的润湿性和更好的增粘性等等。因此，复配表面活性剂对工业清洗具有重要的意义。

目前工业上用清洗剂清除金属制品的油污时，会有残留物及皂化产物吸附在被清除的金属制品表面上，为了消除上述被吸附的残留物，需要加入少量可耐碱的表面活性剂，用来增强清洗效果。同时，为达到提高耐碱性、经济性与环境友好性等目的，常将两种或多种表面活性剂复配使用。两种或多种不同类型的表面活性剂的混合物可显示出“协同”作用，即与各单一组分自身的界面性能相比，混合物的界面性能会更优越。

为找到金属工件清洗可在高碱性条件下使用的表面活性剂，我们开发了一种具有高耐碱性的表面活性剂用于金属清洗，该表面活性剂既保持了优异的清洗性能同时又具有较高的耐碱性，对工业清洗具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐碱性表面活性剂，该表面活性剂是以阴离子表面活性剂如PPE1040K等苯酚乙氧基磷酸酯钾盐，烷基糖苷APG，烷基酚聚氧乙烯醚如聚氧乙烯-8-辛基苯基醚X-100，壬基酚聚聚氧乙烯醚OP-10等按照一定比例复配得到。该方法简单且对表面活性剂的清洗效果无影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高耐碱性表面活性剂，所述表面活性剂以阴离子表面活性剂如PPE1040K苯酚乙氧基磷酸酯钾盐，烷基糖苷APG，烷基酚聚氧乙烯醚如聚氧乙烯-8-辛基苯基醚X-100，壬基酚聚聚氧乙烯醚OP-10按照质量比复配出高耐碱的表面活性剂，并用于工业清洗；其中PPE1040K、APG06 、X-100按质量比2:2:1复配后取2wt%，加入质量分数32wt%的NaOH溶液中配成脱脂剂后用于金属清洗，静置5min脱脂率即可达到99.92wt%。

所述的一种高耐碱性表面活性剂，所述阴离子表面活性剂是PPE1040、PPE1040K、H66及H77中的一种或多种。

所述的一种高耐碱性表面活性剂，所述烷基糖苷是APG06、APG08、APG10中的一种或多种。

所述的一种高耐碱性表面活性剂，所述非离子表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚如OP-10、X-100、610中的一种或多种。

所述的一种高耐碱性表面活性剂，所述阴离子表面活性剂，烷基糖苷，烷基酚聚氧乙烯醚三者质量比1:1:0.1～2:2:1。

所述的一种高耐碱性表面活性剂，所述脱脂剂中表面活性剂含量在1~10wt%。

所述的一种高耐碱性表面活性剂，所述加入NaOH质量分数为20 wt %～35 wt %。

本发明的优点与效果是：

本发明提供了一种复配的高耐碱的表面活性剂，并用于金属表面油脂清洗。该表面活性剂配方是以阴离子表面活性剂如PPE1040K等苯酚乙氧基磷酸酯钾盐，烷基糖苷APG，烷基酚聚氧乙烯醚如聚氧乙烯-8-辛基苯基醚X-100，壬基酚聚聚氧乙烯醚OP-10等按照一定比例复配得到。复配得到的表面活性剂表现出极佳的金属脱脂效果。

附图说明

图1为不同PPE1040K/APG06/X-100复配比例对耐碱性和脱脂率的影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明开发了一种高耐碱的表面活性剂并用于金属清洗，该表面活性剂是以阴离子表面活性剂如PPE1040K等苯酚乙氧基磷酸酯钾盐，烷基糖苷APG，烷基酚聚氧乙烯醚如聚氧乙烯-8-辛基苯基醚X-100，壬基酚聚聚氧乙烯醚OP-10等按照一定比例复配得到。该方法简单且对表面活性剂的清洗效果无影响。本发明所用阴离子表面活性剂可以是PPE1040、PPE1040K、H66及H77等中的一种或多种；所用烷基糖苷可以是APG06、APG08、APG10等中的一种或多种；所用非离子表面活性剂可以是烷基酚聚氧乙烯醚如OP-10 、X-100、610等中的一种或多种；在本发明中，脱脂剂中阴离子表面活性剂，烷基糖苷，烷基酚聚氧乙烯醚三者质量比1:1:0.1～2:2:1，加入量为1~10wt%，加入NaOH质量分数为20wt %～35wt %。在本发明中，复配的表面活性剂的耐碱性以其加碱后的溶液是否清澈透明来判断和确定的。以脱脂率衡量两个配方表面活性剂的清洗效果。测定时用乙醇擦拭干净的钢板样片在分析天平上称其重量。后在钢板样片一面均匀地涂抹工业油，放入电热鼓风干燥箱将其烘干，准确称量其重量。将事先配好的脱脂剂以一定比例加入水中，放入钢板样品静置5~60分钟。再用清水清洗2次，将钢板擦干，再用气枪吹干。再放在干燥箱中干燥10分钟将钢板放在分析天平上称重。多称重几次取平均值。其中脱脂率以失重法来表示：脱脂率 = (W₂ －W₃) / (W₂ －W₁)× 100%

其中W₁为初始钢板样片重量，W₂为涂抹工业油后钢板样片重量，W₃为清洗吹干后钢板样片重量。

实施例1

在NaOH为32wt%溶液条件下，测定不同表面活性剂（PPE1040、 PPE1040K、 APG06、APG08、OP-10、X-100）按质量比2:2:1复配后的耐碱性，结果如表1所示。

表1 不同表面活性剂按质量比2:2:1复配后对耐碱性的影响

由表1可以看出，使用 X-100复配后的耐碱性要好于使用OP-10，显然随着烷基酚聚氧乙烯醚的烷基数下降，耐碱性增加。使用 PPE1040K复配后的耐碱性要好于使用PPE1040，显然携带阴离子表面活性剂K⁺比携带H⁺的耐碱性更好。使用APG06复配后的耐碱性要好于使用APG06和APG10，显然烷基糖苷的烷基数增加，耐碱性下降。在所有复配组合中，PPE1040K/APG06/X-100的复配组合耐碱性更好。

实施例2

在NaOH为32wt%溶液条件下，测定表面活性剂PPE1040K、APG06 、X-100按不同比例（质量比1:1:1、2:1:1、1:2:1、2:2:1、）复配后的耐碱性，结果如表2所示。

表2 不同表面活性剂复配质量比对耐碱性的影响

由表2可以看出，随着PPE1040K与APG06质量比增加，复配后的表面活性剂耐碱性明显增加，由此确定PPE1040K/APG06/X-100复配最佳质量比为2:2:1。

实施例3

将表面活性剂PPE1040K、APG06 、X-100按质量比2:2:1复配后取2wt%，加入不同质量分数的NaOH（20%，25%，28%，30%，32%），配成脱脂剂后取10wt%，静置5min，测定不同碱含量对清洗效果的影响，结果如表3所示。

表3 不同碱含量对清洗效果的影响

由表3可以看出，随着NaOH质量分数增加，脱脂率逐渐增加，EG选择性也逐渐增加，当NaOH质量分数达到32%时，脱脂率达到最大99.92%。

实施例4

称将表面活性剂PPE1040K、APG06 、X-100按质量比2:2:1复配后取2wt%，加入32wt%的NaOH配成脱脂剂后取1wt%，2wt%，5wt%，10wt%，静置5min，测定不同脱脂剂含量对清洗效果的影响，结果如表4所示。

表4 不同脱脂剂含量对清洗效果的影响

由表4可以看出，随着脱脂剂质量分数增加，脱脂率逐渐增加，当脱脂剂质量分数达到10%时，脱脂率最大为99.75%。

实施例5

称将表面活性剂PPE1040K、APG06 、X-100按质量比2:2:0.1，2:2:0.2，2:2:0.5，2:2:1复配后2wt%，加入32wt%的NaOH配成脱脂剂后取10wt%，静置5min，测定X-100含量对清洗效果的影响，结果如表5所示。

由表5可以看出，随着X-100含量增加，脱脂率逐渐增加，当PPE1040K/APG06/X-100质量比达到2:2:1时，脱脂率最大为99.55%。

表5不同X-100含量对清洗效果的影响

实施例6

将表面活性剂PPE1040K、APG06 、X-100按质量比2:2:1复配后2wt%，加入质量分数32wt%的NaOH，配成脱脂剂后取2wt%，静置5min，10min，15min，30min，60min测定不同清洗时间对清洗效果的影响，结果如表6所示。

表6 不同清洗时间对清洗效果的影响

由表6可以看出，随着清洗时间增加，脱脂率逐渐增加，当清洗60min时，脱脂率最大为99.98%。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (7)

1.一种高耐碱性表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂以阴离子表面活性剂如PPE1040K苯酚乙氧基磷酸酯钾盐，烷基糖苷APG，烷基酚聚氧乙烯醚如聚氧乙烯-8-辛基苯基醚X-100，壬基酚聚聚氧乙烯醚OP-10按照质量比复配出高耐碱的表面活性剂，并用于工业清洗；其中PPE1040K、APG06 、X-100按质量比2:2:1复配后取2wt%，加入质量分数32wt%的NaOH溶液中配成脱脂剂后用于金属清洗，静置5min脱脂率即可达到99.92wt%。

2.根据权利要求1所述的一种高耐碱性表面活性剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂是PPE1040、PPE1040K、H66及H77中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种高耐碱性表面活性剂，其特征在于，所述烷基糖苷是APG06、APG08、APG10中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种高耐碱性表面活性剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚如OP-10、X-100、610中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种高耐碱性表面活性剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂，烷基糖苷，烷基酚聚氧乙烯醚三者质量比1:1:0.1～2:2:1。

6.根据权利要求1所述的一种高耐碱性表面活性剂，其特征在于，所述脱脂剂中表面活性剂含量在1~10wt%。

7.根据权利要求1所述的一种高耐碱性表面活性剂，其特征在于，所述加入NaOH质量分数为20 wt %～35 wt %。