CN112962102A - 清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洗剂及其制备方法和应用。此清洗剂由包括如下各重量百分数的原料制备而成:1%~25%的非离子表面活性剂、1%~10%的C21二元酸、5%~25%的助洗剂、1%~10%的水溶性有机溶剂以及余量的水,其中,C21二元酸是由妥尔油脂肪酸、大豆油脂肪酸和亚油酸中的至少一种经过狄尔斯‑阿尔德反应反应合成。上述清洗剂原料中无磷添加,非离子表面活性剂与C21二元酸的协同作用下,使清洗剂体系的稳定性和耐硬水等性能协同增强,清洗剂还可以有效地去除污垢,清洗能力强,在加入助洗剂后协同增强此清洗剂的清洗能力的还增强了防锈能力,使用上述清洗剂清洗金属后金属表面光滑洁净,无需额外添加防锈剂。上述清洗剂的制备方法操作简单、原料无磷且易得,利于广泛推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及清洗剂领域,特别是涉及一种清洗剂及其制备方法和应用。
背景技术
清洗金属制件在电镀、喷涂和上釉等加工过程之前,以及在加工、装配、贮存和维修等的过程中是不可缺少的工艺环节之一。因此,金属零部件在进行下一步的使用前清洗是必不可少的。而且,清洗质量的高低也直接影响着金属零部件及使用其装配而成的机器的使用寿命,特别是对于一些精密仪器产品有更高的要求,如电子产品、医疗产品及航空产品等。合理的清洗工艺配上合适的清洗剂可以快捷有效地清除附着在金属零件表面的污垢和杂质,从而减少金属的腐蚀,延长其使用寿命。金属清洗剂根据其溶剂的不同可分为溶剂型清洗剂、半水基型清洗剂和水基型清洗剂。其中水基清洗剂具有以水代油、成本低、节省能源、对人体无害以及对环境无污染等优点,目前在国内外得到了迅速发展。现如今使用最多也发展最快的是以表面活性剂为主,添加一些化工助剂的水基金属清洗剂。传统清洗剂一般采用表面活性剂与强碱复配体系。但是表面活性剂与碱性助剂之间缺乏相容性,上述清洗剂中两种主要原料混合后会出现分层析出以及清洗力下降等现象,因此传统水基清洗剂常采用磷酸酯类水溶助长剂改善表面活性剂与碱的相容性,配制外观透明清澈的浓缩液。另外,磷酸盐作为一种高效助洗剂,也常常被加入到清洗剂中。但是磷是水藻类赖以生存的主要营养成分。使用过多的含磷清洗剂在清洗后被排放到河流湖泊中后,导致水中磷含量升高,水质趋向富营养化,导致各种藻类、水草大量滋生,引发水质混浊、水体缺氧以及使鱼虾等水生物死亡。还有医学研究表明,长期使用高含磷的清洗剂,清洗剂中的磷会影响人体对钙的吸收能力。
发明内容
基于此,有必要提供一种不含磷的清洗剂及其制备方法和应用,在达到清洗效果的同时避免加入含磷物质对环境和人类健康产生破坏。
本发明是通过如下技术方案实现的。
本发明提供了一种清洗剂,由包括如下各重量百分数的原料制备而成:
其中,C21二元酸是由妥尔油脂肪酸、大豆油脂肪酸和亚油酸中的至少一种经过狄尔斯-阿尔德反应反应合成。
在其中一个实施例中,以重量百分数计,所述非离子表面活性剂占1%~20%、C21二元酸占2%~8%、助洗剂占5%~18%以及水溶性有机溶剂占2%~9%。
在其中一个实施例中,所述C21二元酸与非离子表面活性剂按重量比1:(1~5)复配而成。
在其中一个实施例中,所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述助洗剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二甘醇胺、碳酸钠、碳酸钾、偏硅酸钾、层状结晶二硅酸钠、五水偏硅酸钠、硅酸钠、硅酸钾、次氮基三乙酸钠、乙二胺四乙酸、十水合四硼酸钠、葡萄糖酸钠和柠檬酸钠中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述清洗剂呈碱性。
在其中一个实施例中,所述水溶性有机溶剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇丁醚、二丙二醇丙醚和异己二醇中的至少一种。
本发明还提供一种制备清洗剂的方法,包括如下步骤:
按照上述的清洗剂的原料进行备料;
将所述原料搅拌混合。
本发明还提供上述的清洗剂在清洗硬表面的油污过程中的应用。
与现有技术相比,本发明的清洗剂具有如下有益效果:
上述清洗剂通过非离子表面活性剂与C21二元酸的协同使用,无需添加含磷助洗剂和含磷水溶助长剂就可以实现二者混合均匀,可以使清洗剂体系的稳定性和耐硬水等性能协同增强,同时此清洗剂还可以有效地去除污垢,清洗能力强。
进一步地,本发明的清洗剂中还添加有助洗剂,该助洗剂能够与C21二元酸反应成盐,且成盐后对于金属有较好的防锈蚀效果,因而,使用上述清洗剂清洗金属后金属表面光滑洁净,无需额外添加防锈剂。因此本发明的清洗剂配方简单,同时还在一定程度上降低了生产成本。
该清洗剂的制备方法操作简单、原料易得,可广泛推广应用。
附图说明
图1为实施例1~4的铁屑防锈测试结果图。
图2为实施例5~8的铁屑防锈测试结果图。
图3为对比例1~4的铁屑防锈测试结果图。
图4为对比例5~8的铁屑防锈测试结果图。
具体实施方式
本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中,“若干”的含义是至少一个,例如一个,两个等,除非另有明确具体的限定。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下各物质的原料制备而成:
在一个具体示例中,C21二元酸是由妥尔油脂肪酸、大豆油脂肪酸和亚油酸中的至少一种经过狄尔斯-阿尔德反应反应合成。
具体地,上述清洗剂中以重量百分数计,例如可以是非离子表面活性剂占1%~20%、C21二元酸占2%~8%、助洗剂占5%~20%、水溶性有机溶剂占2%~9%,以及余量的水。
进一步地,上述清洗剂中以重量百分数计,优选地非离子表面活性剂占5%~20%、C21二元酸占5%~7%、助洗剂占10%~20%、水溶性有机溶剂占5%~9%,以及余量的水。
上述清洗剂中,C21二元酸是一种高效助溶剂,其原料来源可再生、环保、无毒、无磷、可生物降解且适用于各种非离子和阴离子表面活性剂碱性体系,并且能提高清洗剂产品的浊点、润湿、去污、耐硬水、防锈以及配方稳定等性能,能显著增加高温下非离子表面活性剂在碱性体系中的溶解性。
在一个具体示例中,C21二元酸与非离子表面活性剂按重量比1:(1~5)复配而成。
具体地,上述C21二元酸与非离子表面活性剂按重量比添加至清洗剂中例如可以但不限于是1:1、1:2、1:3、1:4或1:5。
在一个具体示例中,上述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种,可以达到更好的清洗效果、防锈效果以及稳定性。
该清洗剂中的非离子表面活性剂,具有乳化能力强、表面活性高、抗硬水能力好、在较宽的pH值范围内化学稳定性和环境相容性好。C21二元酸与非离子表面活性剂作为本发明清洗剂中的重要原料,二者协同作用可有效提高清洗剂的清洗效果。
在一个具体示例中,上述助洗剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二甘醇胺、碳酸钠、碳酸钾、偏硅酸钾、层状结晶二硅酸钠、五水偏硅酸钠、硅酸钠、硅酸钾、次氮基三乙酸钠、乙二胺四乙酸、十水合四硼酸钠、葡萄糖酸钠和柠檬酸钠中的至少一种。
具体地,清洗剂为碱性。
本发明的清洗剂通过加入助洗剂,调节清洗剂至碱性,可以在保证上述清洗剂的清洗效果的同时,其与C21二元酸反应成盐后对于金属有较好的防锈蚀效果,因此使用上述清洗剂清洗金属后金属表面光滑洁净,无需额外添加防锈剂。
上述水溶性有机溶剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇丁醚、二丙二醇丙醚和异己二醇中的至少一种。
本发明提供了一种清洗剂,此清洗剂通过非离子表面活性剂与C21二元酸的协同使用,无需添加含磷助洗剂和含磷水溶助长剂就可以实现二者混合均匀,可以使清洗剂体系的稳定性和耐硬水等性能协同增强,同时此清洗剂还可以有效地去除污垢具有较强的清洗能力。
进一步地,本发明的清洗剂还加入了助洗剂,其与C21二元酸反应生成盐后对于金属有较好的防锈蚀效果,使用上述清洗剂清洗金属后金属表面光滑洁净,无需额外添加防锈剂,可以广泛应用于在硬表面的油污清洗中。
本发明还提供一种制备清洗剂的方法,包括如下步骤:
按照上述的清洗剂的原料进行备料;
将上述原料搅拌混合。
在一个具体示例中,将按照比例的除水外的其他原料加入水中,进行搅拌混合至均匀。
可以理解地,上述清洗剂在使用时可以使用其原液进行清洗,也可以按照以重量比清洗剂与水以(1~10):20的比例,稀释后进行清洗。
进一步地,上述清洗剂与水的重量比可以是1:20、2:20、3:20、4:20、5:20、6:20、7:20、8:20、9:20或10:20。
本发明还提供上述的清洗剂在清洗硬表面的油污过程中的应用。
以下结合具体实施例作详细说明,以下具体实施例中,若无特殊说明,所有原料均可来源于市售。
实施例1
本实施例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本实施例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的非离子表面活性剂EH-6、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂氢氧化钠、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
实施例2
本实施例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本实施例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的非离子表面活性剂EH-6、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
实施例3
本实施例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本实施例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将15g的非离子表面活性剂EH-6、7g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入58g的水中搅拌均匀即得。
实施例4
本实施例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本实施例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的非离子表面活性剂AEO-9、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
实施例5
本实施例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本实施例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的非离子表面活性剂NP-10、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
实施例6
本实施例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本实施例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的非离子表面活性剂6501、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
实施例7
本实施例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本实施例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将5g的非离子表面活性剂EH-6、7g的C21二元酸、15g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入63g的水中搅拌均匀即得。
实施例8
本实施例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本实施例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将20g的非离子表面活性剂EH-6、6g的C21二元酸、5g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、9g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入55g的水中搅拌均匀即得。
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于将C21二元酸替换成水溶助长剂H-66。
本对比例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本对比例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的非离子表面活性剂EH-6、5g的水溶助长剂H-66、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
对比例2
本对比例与实施例2的区别在于将C21二元酸替换成二甲苯磺酸钠。
本对比例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本对比例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的非离子表面活性剂EH-6、5g的二甲苯磺酸钠、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂乙二醇单丁醚、5g的水溶性有机溶剂三乙醇胺加入65g的水中搅拌均匀即得。
对比例3
本对比例与实施例2的区别在于将C21二元酸以及非离子表面活性剂比例不同。
本对比例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本对比例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将30g的非离子表面活性剂EH-6、15g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、15g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入25g的水中搅拌均匀即得。
对比例4
本对比例与实施例2的区别在于将非离子表面活性剂EH-6换成阴离子表面活性剂LAS。
本对比例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本对比例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的阴离子表面活性剂LAS、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、10g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入60g的水中搅拌均匀即得。
对比例5
本对比例与实施例2的区别在于将五水偏硅酸钠替换成磷酸三钠。
本对比例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本对比例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的非离子表面活性剂EH-6、5g的C21二元酸、10g的磷酸三钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
对比例6
本对比例与实施例2的区别在于将非离子表面活性剂EH-6替换成阴离子表面活性剂AES。
本对比例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本对比例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的阴离子表面活性剂AES、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
对比例7
本对比例与实施例2的区别在于将非离子表面活性剂EH-6替换成两性表面活性剂CAB-30。
本对比例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本对比例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的两性表面活性剂CAB-30、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
对比例8
本对比例与实施例2的区别在于将非离子表面活性剂EH-6替换成阳离子表面活性剂1631。
本对比例提供了一种清洗剂,以重量百分数计,由包括如下原料制备而成:
本对比例的清洗剂的制备过程具体如下:按照上述配比,将10g的阳离子表面活性剂1631、5g的C21二元酸、10g的助洗剂五水偏硅酸钠、5g的助洗剂三乙醇胺、5g的水溶性有机溶剂乙二醇单丁醚加入65g的水中搅拌均匀即得。
测试方法和结果分析
对上述实施例和对比例制备得到的清洗剂的稳定性,防锈性以及清洗力进行测试和评估。
1.稳定性测试及IP287铁屑防锈测试实验
稳定性测试方法如下:将清洗剂混合均匀后,放置在室温静置24H观察外观性状。
IP287铁屑防锈测试方法如下:按照IP287中的方法配置200ppm硫酸钙水溶液,然后在滤纸上画好3.5×3.5cm格子,在格子中平铺2g铁屑,吸取2ml待测溶液润湿铁屑,盖上常温2h,观察结果,图1为实施例1~4的铁屑防锈测试结果图,图2为实施例5~8的铁屑防锈测试结果图,图3为对比例1~4的铁屑防锈测试结果图,图4为对比例5~8的铁屑防锈测试结果图。
由以上测试得出的数据可以看出,本发明的清洗剂均为均匀透明产品,无需添加专用防锈剂可达到很好的防锈蚀效果,简化了配方降低了清洗剂的成本。
2.清洗力测试实验
测试方法如下:根据《GB35759-2017金属清洗剂国家标准》中清洗力评价方法进行测试。测试结果见下表:
由以上清洗力得出的数据可以看出,本发明的清洗剂要比含磷的清洗剂清洗力好,并且无磷且易利于生物降解。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的清洗剂,其特征在于,以重量百分数计,所述非离子表面活性剂占1%~20%、C21二元酸占2%~8%、助洗剂占5%~20%以及水溶性有机溶剂占2%~9%。
4.如权利要求1或2所述的清洗剂,其特征在于,所述C21二元酸与非离子表面活性剂的重量比为1:(1~5)。
5.如权利要求1或2所述的清洗剂,其特征在于,所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种。
6.如权利要求1或2所述的清洗剂,其特征在于,所述助洗剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二甘醇胺、碳酸钠、碳酸钾、偏硅酸钾、层状结晶二硅酸钠、五水偏硅酸钠、硅酸钠、硅酸钾、次氮基三乙酸钠、乙二胺四乙酸、十水合四硼酸钠、葡萄糖酸钠和柠檬酸钠中的至少一种。
7.如权利要求6所述的清洗剂,其特征在于,所述清洗剂呈碱性。
8.如权利要求1或2所述的清洗剂,其特征在于,所述水溶性有机溶剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇丁醚、二丙二醇丙醚和异己二醇中的至少一种。
9.一种制备清洗剂的方法,其特征在于,包括如下步骤:
按照权利要求1~8所述的清洗剂的原料进行备料;
将所述原料搅拌混合。
10.如权利要求1~8任一项权利要求所述的清洗剂在清洗硬表面的油污过程中的应用。
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2021
- 2021-02-04 CN CN202110154062.8A patent/CN112962102B/zh active Active
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