CN109628947B - 一种环保型中性清洗剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型中性清洗剂，其组成及其质量百分比为：表面活性剂2％‑20％；乳化剂1％‑5％；助剂1％‑5％；有机溶剂1％‑10％；消泡剂0.3％‑4.0％；去离子水，余量；其中，所述表面活性剂包括脂肪酸甲酯乙氧基化物和改性油脂乙氧基化物中的至少一种，异构醇聚氧乙烯醚和正构脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和月桂基两性乙酸钠中的至少一种，以及脂肪醇糖苷和烷基糖苷中的至少一种。本发明清洗剂配方所涉及的原料不含磷，绿色、环保，各组分相互协同配合，具有优异的润湿、渗透、乳化和分散性能，能快速去除不锈钢工件表面的油脂等污垢。

Description

一种环保型中性清洗剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及工业清洗剂技术领域，具体涉及一种环保型中性清洗剂及其制备方法与应用。

背景技术

对不锈钢零部件的清洗是机械加工生产中不可缺少的工序之一，因为在不同的加工工序中，不锈钢钢板可能黏附各种类型的各种油脂、灰尘泥沙、金属粉末、手汗等污垢，污垢的存在会影响下一道工序的顺利进行和产品的加工质量。不锈钢清洗剂是通过润湿、乳化、渗透、卷离、分散和增溶等作用把工件表面粘附的污垢去除脱离彻底。

目前本领域公知的清洗剂产品大多碱含量太高，有的产品活性物性能不好，还有的产品内含有磷及一些烷基酚类表面活性剂，对环境造成污染或对人体有潜在的危害。

酚醚的问题在生物降解中间产物的致畸性，烷基酚聚氧乙烯醚醚(APEO)系列表面活性剂虽然本身不具有致癌性和致变异性，但其生物降解缓慢，降解后产物中含有较少乙氧基的APEO和烷基酚(AP)，并产生生物降解代谢产物壬基酚(NP)和辛基酚(OP)。NP、OP、NPEO和OPEO都属于环境激素化学物质，侵入人体后具有类似雌性激素的作用，即所谓的“雌性效应”和生殖畸变性，已经成为包括人类在内的所有生物界的天敌。欧盟第2003/53/EC号指令限定若化学品及其制备物中的APEO及AP含量高于0.1％(100mg/kg，重量百分率)，则该化学品及其制备物不能用于纺织品和皮革加工、纸浆生产和造纸生产、化妆品、杀虫剂和生物杀灭剂的配方。

CN105297047A公开了一种不锈钢清洗剂，组分与组分的重量百分比为焦磷酸钠8-10％、三聚磷酸钠4-8％、明胶1.5-3％、三乙醇胺2.5-3.5％、异构十三醇聚氧乙烯醚4.5-6％、十二烷基硫酸钠2-5％、壬基酚聚氧乙烯醚3-8％、OP-10 2.5-4.5％、余量为水。该为弱碱性的水性不锈钢清洗剂，可有效清除不锈钢表面的重油污，但其使用了含磷盐及对人体有潜在危害的辛基酚聚氧乙烯醚。

CN105297044A公开了一种不锈钢清洗剂，其组分与组分的重量百分比为硼酸钠1.5-5％、碳酸氢钠2-4％、碳酸钠2-5％、五水偏硅酸钠1-3％、脂肪醇聚氧乙烯醚1.8-3.8％、十二烷基硫酸二乙醇胺2.8-6％、辛基酚聚氧乙烯醚1.2-2.4％、十四烷基甜菜碱1.5-4.5％、OB-21为0-2.5％，余量为水。使用了对人体有潜在危害的辛基酚聚氧乙烯醚。

CN102560515A公开了一种高效低泡不锈钢钢板专用清洗剂，包括如下组分，均为质量百分比：表面活性剂LAS、JFC、曲拉通5-10％，络合剂EDTA0.2-2％，助洗剂磷酸氢二钠1-4％，助溶剂酒精1-4％，三乙醇胺1-4％，消泡剂0.2-2％，碱金属氢氧化物2-5％，去离子水余量。但也使用了含磷盐。

各种金属和金属合金具有优异的理化性质和表面处理特性，应用极为广泛。因此，如何开发清洗剂能力强、安全性高并且环保的清洗剂是一项十分重要而紧迫的工作。

发明内容

本发明是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种配方主要组成为环境友好的表面活性剂和洗涤助剂，并且使用后不产生二次污染的环保型中性清洗剂，该清洗剂主要适用于脱除金属工件尤其是不锈钢和碳钢工件表面的油污。

本发明的环保型中性清洗剂的组成及其质量百分比为：

表面活性剂2％-20％

乳化剂1％-5％

助剂1％-5％

有机溶剂1％-10％

消泡剂0.3％-4.0％

去离子水，余量；

其中，所述表面活性剂包括脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)和改性油脂乙氧基化物(SOE)中的至少一种，异构醇聚氧乙烯醚和正构脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(6501)和月桂基两性乙酸钠(SLA)中的至少一种，以及脂肪醇糖苷(APG)和烷基糖苷中的至少一种；

所述乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯环氧乙烷加成物；

所述助剂为碳酸氢钠、柠檬酸三钠和葡萄糖酸钠中的至少一种；

所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷消泡剂和聚醚消泡剂中的至少一种。

较佳的，所述有机溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇甲醚和二乙二醇丁醚中的至少一种。

较佳的，所述表面活性剂包括C_12～24脂肪酸甲酯乙氧基(3～20)化物和C_12～24改性油脂乙氧基(环氧乙烷加和量占改性油脂量10％～80％)化物中的至少一种，C_10～16异构醇聚氧乙烯醚(2～20)和C_6～16正构脂肪醇聚氧乙烯醚(2～15)中的至少一种，椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和月桂基两性乙酸钠中的至少一种，以及C_6～12脂肪醇葡萄糖苷和C_6～12烷基葡萄糖苷中的至少一种。

进一步的，所述表面活性剂包括总含量2％-18％的C_12～18脂肪酸甲酯乙氧基(3～15)化物和C_12～18改性油脂乙氧基(环氧乙烷加和量占改性油脂量20％～70％)化物中的至少一种；总含量0.5％-5％的C_10～16异构醇聚氧乙烯醚(3～15)和C_10～16正构脂肪醇聚氧乙烯醚(3～12)中的至少一种；总含量0.5％-3％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和月桂基两性乙酸钠中的至少一种，以及总含量1％-5％的C_6～12脂肪醇葡萄糖苷和C_6～12烷基葡萄糖苷中的至少一种。

更进一步的，所述表面活性剂包括总含量2％-18％的C_12～14脂肪酸甲酯乙氧基(3～15)化物和C_12～14改性油脂乙氧基(环氧乙烷加和量占改性油脂量40％～60％)化物中的至少一种；总含量0.5％-5％的异构十三醇聚氧乙烯醚(7～9)和C_12～14正构脂肪醇聚氧乙烯醚(7～9)中的至少一种；总含量0.5％-3％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和月桂基两性乙酸钠中的至少一种，以及总含量1％-5％的C_8～10脂肪醇葡萄糖苷和C_8～10烷基葡萄糖苷中的至少一种。

更进一步的，C_8～10烷基葡萄糖苷为辛基癸基葡萄糖苷、异构癸基葡萄糖苷和异构辛基葡萄糖苷中的至少一种。

较佳的，乳化剂失水山梨醇脂肪酸酯环氧乙烷加成物为吐温20(T20)、吐温40(T40)、吐温60(T60)和吐温80(T80)中的至少一种。

较佳的，所述消泡剂总含量为0.3％-3％。

本发明还公开了制备所述的环保型中性清洗剂的方法，其特征在于，包括步骤：将蒸馏水加入到反应釜中，搅拌下依次加入助剂，表面活性剂，乳化剂，溶剂和消泡剂。

所述方法步骤可优化为：将蒸馏水加入到反应釜中，中等强度搅拌下依次加入助剂、表面活性剂、乳化剂，搅拌均匀后再加入溶剂和消泡剂得到环保型中性清洗剂。

本发明还公开了所述的环保型中性清洗剂在金属工件清洗中的应用。

实际应用中，可依照工件清洗的油污程度，将本发明的清洗剂稀释1-10倍制得稀释的清洗剂，将待洗金属工件浸入到盛有稀释后清洗剂的容器内，然后将容器放置到超声波清洗机内，在30-50℃下超声波清洗2-8min。或者根据钢板或工件的大小，进行喷淋清洗。

本发明中，所用原料成分均为市售工业原料，廉价易得。其中，异构碳十三聚氧乙烯醚和正构脂肪醇聚氧乙烯醚具有表面活性高，润湿性能好等特点，非离子表面活性剂脂肪酸甲酯乙氧基化物、改性油脂乙氧基化物具有稳定性较高、水溶性较好、对硬水不敏感、低温洗涤性能好、易于生物降解、泡沫少和配伍性良好等优点；乳化剂T20、T40、T60、T80具有乳化性佳，耐强碱并且分散性、耐硬水性能和低温流动性能良好；非离子表面活性剂APG由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成，具有生物降解完全、去污力好和润湿力强等显著优点，是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂；碳酸氢钠，柠檬酸三钠及葡萄糖酸钠，具有溶解性能好、安全无毒、可生物降解、金属离子络合能力、pH调节和缓冲性能良好等优良特性；6501、SLA相容性好，对钢材料起到一定的防锈作用。该清洗剂利用相容性较好的IC13AEO9/AEO-9、FMEE/SOE、APG和水的协同作用渗透、乳化、分散和溶解作用脱除油脂；利用柠檬酸三钠、葡萄糖酸钠络合自来水中的钙、镁离子，协同达到高效除去油污的目的。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明清洗剂中各组分相互协同配合，具有优异的润湿、渗透、乳化和分散性能，能快速去除金属工件的油脂等污垢，一些较佳实施例的清洗效率大于99.0％。

(2)本发明配方所涉及的原料绿色、环保。APG、FMEE、SOE均是基于植物基的绿色表面活性剂、绿色安全，生物降解性好，环境友好；吐温系列是可做食品乳化剂；而二乙二醇丁醚可用作护肤品的溶剂。

(3)本发明所配制的清洗剂原料廉价无害，清洗剂接近中性，pH 7-9，对人体皮肤基本无刺激，不会腐蚀不锈钢和碳钢，并且清洗废液中不含磷，不会污染环境。

(4)本发明清洗剂的消泡性较佳，对金属工件尤其是不锈钢和碳钢工件清洗后可在较短时间内消泡，可有效减少总的清洗时间，提高生产效率。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

实施例1～11

按照表1所示的实施例1～11的组分及重量百分数分别调配环保型中性清洗剂。

具体调配步骤为：将蒸馏水加入到反应釜中，中等强度搅拌下依次加入助剂、表面活性剂、乳化剂，搅拌均匀后再加入溶剂和消泡剂得到环保型中性清洗剂。

表1实施例1～11的组分及重量百分数

以上主要原料来自：

上海发凯化工有限公司：C_8～10脂肪醇葡萄糖苷(APG0810)、异构辛基葡萄糖苷(APGIC08)、癸基葡萄糖苷(APG IC10)，月桂酰两性醋酸钠(SLA)；

中轻日化科技有限公司：C_12～14正构脂肪醇聚氧乙烯醚、C_12～14脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)、改性油脂乙氧基化物(SOE-N-60)；

中轻化工股份有限公司：C_12～14正构脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)；

BASF：异构十三醇聚氧乙烯醚(EO9)、异构十三醇聚氧乙烯醚(EO7)；

上海麦伦日化有限公司：椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(6501)；

广州润华化工有限公司：吐温20，吐温40，吐温60，吐温80。

上海梓意化工有限公司：聚醚改性聚硅氧烷消泡剂ZY-8610，聚醚消泡剂ZY-3019

对比例1

按照CN105297047A公开的一种不锈钢清洗剂，按照其实施例3的组分与组分的重量百分比配制清洗剂即焦磷酸钠10％、三聚磷酸钠6.0％、明胶3.0％、三乙醇胺3.0％、异构十三醇聚氧乙烯醚5.0％、十二烷基硫酸钠2.5％、壬基酚聚氧乙烯醚4.0％、OP-10 3.0％、余量为水。将其pH调节为了8-9，稀释7倍使用。

对比例2

在对比例1的基础上增加0.3％的聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。

对比例3

按照CN105297044A公开的一种不锈钢清洗剂，按照其实施例2的组分与组分的重量百分比配制清洗剂即硼酸钠1.8％、碳酸氢钠3.0％、碳酸钠3.0％、五水偏硅酸钠2.0％、脂肪醇聚氧乙烯醚2.0％、十二烷基硫酸二乙醇胺2.8％、辛基酚聚氧乙烯醚1.4％、十四烷基甜菜碱1.8％、OB-2为1.2％，余量为水。调节pH为8-9，稀释7倍使用。

对比例4

在对比例3的基础上增加2％的聚醚消泡剂。

性能测试结果：

参照行业标准水基金属清洗剂JB/T4323.1-1999，超声波清洗5min，重量法确定油污去除率。

污垢去除率：以不锈钢片(尺寸60mm×80mm×(0.2-0.3mm))作为评价试片，采用涂覆机械油污的方法经常温放置1周后，后70℃老化2h，超声5min清洗后，蒸馏水漂洗，晾干，吹风机吹干后，根据不锈钢片两面的污垢的残留重量法确定污垢去除率，并对不锈钢板面情况进行评价。实施例1～10均稀释7倍进行评价，实施例11不稀释进行评价。

按照标准方法测定清洗剂对不锈钢、45#碳钢的防锈性能和腐蚀性。

表2实施例1～11清洗效果及钢片表面情况

本发明清洗剂配方所涉及的原料不含磷，也不含对人体有害的酚醚等致畸物，绿色环保，各组分相互协同配合，具有优异的润湿、渗透、乳化和分散性能，能快速去除不锈钢工件表面的油脂等污垢。

由表2可知，在未添加含磷化合物和酚醚有害物的情况下，本发明的环保型中性清洗剂稀释7倍时仍具有较好的清洗和表面效果，其中尤其是实施例1、7和9的脱脂率可达99％。而在表面清洁度方面，上述各实施例清洗后钢片表面光洁残留物少，只有实施例4、5、8清洗后有微量残留物，其余均较为光洁，可使钢片表面保持很高的光洁度。而在防锈性能、腐蚀性能方面，而且实施例1～11均对不锈钢和45#钢具有较好的防锈性能和防腐蚀性。另外1～11的消泡性能均较好，1，2，8稍逊其余均低于30s。

对比例1和对比例3的清洗效果均较好，实施例1，3，7，9，10，11均能达到或接近其效果；对比例1和对比例3消泡性较差，而本发明各实施例明显优于对比例1和3。对比例2和对比例4虽然在对比例1和对比例3的基础上增加了消泡剂，但消泡性仍不及本发明各实施例。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.一种环保型中性清洗剂，其组成及其质量百分比为：5％改性油脂乙氧基化物SOE、3％异构十三醇聚氧乙烯醚EO9、2％正构脂肪醇聚氧乙烯醚EO9、2％月桂酰两性醋酸钠SLA、4％异构辛基葡萄糖苷APGIC08、2％吐温60、3％葡萄糖酸钠、5％二乙二醇丁醚、1％聚醚改性聚硅氧烷消泡剂、余量为水。

2.根据权利要求1所述的环保型中性清洗剂在金属工件清洗中的应用。