CN113818027B - 一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂，包括如下以重量计算的制备原料：增效剂：3.0～4.0％，成膜剂：2.0～3.0％，复合碱：5.0～8.0％，复合表面活性剂：10.0～15.0％，溶剂：8.0～10.0％，助剂：5.0～8.0％，复合缓蚀剂：2.0～3.0％，余量为去离子水。与现有技术相比，本发明制备的通用型常温水基清洗剂具有市面上的清洗剂产品都不具备的应用属性，在常温条件下具有较强的洗净力，优良的防锈添加剂的加入，使其对大多数的金属皆具有较好的适用性，无异味。主要应用于降低清洗剂的使用温度、节约能源、降低能耗、同时拓宽了材质的使适用性，因而能够更好的满足企业的实际需要，提高企业经济效益。

Description

一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂

技术领域

本发明涉及一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂。

背景技术

清洗剂依据其使用的稀释溶剂的不同，一般可分为溶剂清洗剂和水基清洗剂。在工业生产过程中其一般是用来清洗产品或者是设备表面的油污﹑锈蚀﹑残胶﹑积碳和金属粉屑等各种污垢。

溶剂清洗剂在早期主要使用柴油﹑汽油﹑白电油﹑四氯乙烯和三氯甲烷等，但随着对安全生产日趋严苛的监管要求，碳氢清洗剂逐渐获得市场的认同，该类型清洗剂对金属加工油的清洗力强，不腐蚀金属，经过蒸馏可以再循环利用，能够显著的降低使用成本。但是由于其闪点皆在60℃以下，存在着易燃易爆的风险。虽然某些氟碳清洗剂产品可以做到既不易燃易爆，同时又具有较好的清洗力，但是其昂贵的价格，是大多数企业所无法承受的。

水基清洗剂的组成一般都是有碱，表面活性剂和助剂组成，在表面活性剂亲水亲油两端结构的影响下，通过表面活性剂的润湿、乳化、渗透和分散等作用，在一定的物理强化措施，如超声波或者喷淋的辅助下，通过一些助剂的补偿配合来实现对产品表面的污垢的清洗。一般被广泛用于各种金属以及非金属制品表面的油污、积碳、锈蚀、灰尘和汗渍等各种污垢的清洗。

水基清洗剂的优点明显：1)去污清洗能力强；2)不燃不爆，使用安全，水基清洗剂无闪点，不会燃烧和爆炸；3)无毒无害。

目前随着经济的发展，客户产品线所包括的材质种类也愈来愈丰富，一般都包括并且不限于铝材﹑不锈钢﹑铜材﹑镀锌板﹑高碳钢﹑轴承钢等品类。

水基清洗剂存在的问题主要有材质通用性不好，无论是酸性清洗剂﹑碱性清洗剂抑或是中性清洗剂，一般都只能满足几种材质，不能满足客户日益丰富的产品线的需要。

其中最突出的一个主要问题，就是常规清洗剂的配方组成中，无论是表面活性剂﹑螯合剂﹑碱或者缓蚀剂一般都会或多或少的含有氮元素或者磷元素，而氮﹑磷元素的存在会使清洗废水中总磷或者总氮的含量增加，加重污水处理厂的负荷，进而容易导致水体富营养化，从而会加重企业的负担。

因而，开发一种通用型的不含氮不含磷的环保水基清洗剂，满足客户日益丰富的产品线的需要，降低成本，解决目前金属清洗过程中遇到的各种实际问题，减轻企业的环保压力，提高企业经济效益，具有重要的现实意义。

发明内容

发明目的：为了满足清洗行业日益提高的要求，确保人类生存环境的可持续发展，因而对传统的绿色表面活性剂进行改造，开发出对人体尽可能无毒无害及对生态环境无污染的高效清洗剂势在必行。

一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂，包括如下以重量计算的制备原料：增效剂：3.0～4.0％，成膜剂：2.0～3.0％，复合碱：5.0～8.0％，复合表面活性剂：10.0～15.0％，溶剂：8.0～10.0％，助剂：5.0～8.0％，复合缓蚀剂：2.0～3.0％，余量为去离子水。

作为进一步改进，所述的增效剂为烷基糖甘、聚环氧琥珀酸中的一种或者几种混合物与蓖麻油酸进行反应得到的产物。烷基糖苷是指用葡萄糖和脂肪醇合成的烷基糖苷，简称APG，是指复杂糖苷化合物中糖单元大于等于2的糖苷，统称为烷基多糖苷或烷基多苷。一般情况下，烷基多苷的聚合度n在1.1～3的范围，R为C8～C16的烷基。APG常温下呈白色固体粉末或淡黄色油状液体，在水中溶解度大，较难溶于常用的有机溶剂。其特点是配伍性能好，能与各种离子型、非离子型表面活性剂复配产生增效作用；起泡性好，泡沫丰富细腻，溶解性好，耐强碱和电解质，有良好的增稠能力；与皮肤相溶性好，显著改善配方的温和性，无毒、无刺激、易生物降解。

作为进一步改进，所述的成膜剂为钼酸钠、钒酸钾、钛酸钠、硫酸锌、氟钛酸钠中的一种或者几种的混合物。其作用是在材料的表面通过沉积作用，在复合缓蚀剂结构的空白处，可以形成很好的补充，进而形成立体的网络，从而成为更为致密的结构。

作为进一步改进，所述的溶剂为乙醇、二丙二醇乙醚、异丙醇、异构十三醇、二乙二醇苯醚中的一种或者几种的混合物。其作用不只用于充当偶联剂，提高体系的稳定性，更是为了提高清洗剂的清洗容量，提高清洗剂的洗净能力。

作为进一步改进，所述的复合表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、甜菜碱类一种或者几种的混合物。其主要作用在于通过正交实验的复配，使表面活性剂的复配产物具有极强的渗透、分散、增溶和乳化能力，对材料表面的污垢有高效清洗作用。

作为进一步改进，所述的助剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、沸石分子筛中的一种或者几种的混合物。其主要作用是为了提高清洗剂的抗硬水能力，降低水的硬度对于工件表面的影响，既提高清洗后产品外观的洁净度，更是以便于清洗剂适用不同的地区使用。

作为进一步改进，所述的复合缓蚀剂为水玻璃、苯甲酸钠、硅酸钠、硼酸中的一种或者几种的混合物。其作用主要是给清洗剂提供合适的缓蚀剂，拓宽清洗剂的材质适用性，保证不同的材质在使用清洗剂进行清洗的时候，其表面都不会发生氧化生锈的现象。

作为进一步改进，所述的复合碱为酒石酸钾钠、偏硅酸钠、硅酸钠、硅酸钾、多聚硅酸盐、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或者几种的混合物。其主要作用是给清洗剂提供足够的碱度，形成稳定的缓冲溶液，增进洗涤液的胶体性能,从而提高溶液的悬浮污垢的能力、去污力和乳化能力,能保护洗涤剂性能稳定保证清洗剂对油污有较好的清洗效果。

作为进一步改进，所述的增效剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将烷基糖苷加入反应釜中，在氮气保护下进行加热脱水，然后降温到60℃，缓慢加入聚环氧琥珀酸的乙醇溶液，在氮气保护下，通过Pd/C的催化作用，反应5小时，过滤掉Pd/C,将乙醇蒸掉，即可得到单酯。

(2)将蓖麻油酸溶升温到120℃，在搅拌条件下加入上述合成的单酯，反应3小时后，同步采用二甲苯溶液脱水，反应3小时后，冷却至室温，即可得到目标产物聚环氧琥珀酸烷基糖苷蓖麻油酸酯。

有益效果：

与现有技术相比，本发明制备的通用型常温水基清洗剂具有市面上的清洗剂产品都不具备的应用属性，在常温条件下具有较强的洗净力，优良的防锈添加剂的加入，使其对大多数的金属皆具有较好的适用性，无异味。主要应用于降低清洗剂的使用温度、节约能源、降低能耗、同时拓宽了材质的使适用性，因而能够更好的满足企业的实际需要，提高企业经济效益。

具体实施方式

实施例1：

聚环氧琥珀酸钠烷基糖苷蓖麻油酸酯的制备方法如下：

将1Kg聚环氧琥珀酸钠加入反应釜中，在氮气保护下进行加热脱水，然后降温到60℃，缓慢加入2.0Kg烷基糖甘的2.0Kg甲醇溶液，在氮气保护下，通过Pd/C的催化作用，反应5小时，过滤掉Pd/C,将甲醇蒸掉，即可得到单酯2.5Kg。

将1Kg蓖麻油酸，升温到120℃，在搅拌条件下加入上述合成的2.0Kg单酯，用二甲苯脱水，反应3小时后，冷却到室温即可得到目标产物聚环氧琥珀酸钠烷基糖苷蓖麻油酸酯3.0Kg。

实例2：

一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂的制备方法如下：

在反应器中首先加入去离子水60.0Kg，依次加入聚环氧琥珀酸钠烷基糖苷蓖麻油酸酯3.0Kg、钼酸钾2.0Kg、碳酸钠3.0Kg、五水偏硅酸钠2.0Kg，二丙二醇甲醚8.0Kg、葡萄糖酸钠5.0Kg、脂肪醇聚氧乙烯醚10.0Kg、异构醇聚氧乙烯醚5.0Kg、苯甲酸钠2.0Kg、，充分搅拌30min，至其充分溶解，得到清洗剂。

实施例3：

聚环氧琥珀酸钠烷基糖苷蓖麻油酸酯的制备方法如下：

将1Kg聚环氧琥珀酸加入反应釜中，在氮气保护下进行加热脱水，然后降温到60℃，缓慢加入2.0Kg烷基糖甘的2.0Kg甲醇溶液，在氮气保护下，通过Pd/C的催化作用，反应5小时，过滤掉Pd/C,将甲醇蒸掉，即可得到单酯2.5Kg。

将1Kg蓖麻油酸，升温到120℃，在搅拌条件下加入上述合成的2.0Kg单酯，用二甲苯脱水，反应3小时后，冷却到室温即可得到目标产物聚环氧琥珀酸烷基糖苷蓖麻油酸酯3.0Kg。

实施例4：

一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂的制备方法如下：

在反应器中首先加入去离子水49.5.Kg，升温到50℃，依次加入聚环氧琥珀酸烷基糖苷蓖麻油酸酯4.0Kg、钒酸钾3.0Kg、氢氧化钠3.0KG、碳酸氢钾5.0Kg、三乙二醇丁醚10.0Kg、柠檬酸钠3.0Kg、葡萄糖酸钠5.0Kg、烷基苯磺酸钠5.0Kg、异构醇聚氧乙烯醚10.0Kg、水玻璃1.5Kg、硼酸1.5Kg，充分搅拌30min，至其充分溶解，得到清洗剂。

实施例5：

多聚环氧琥珀酸烷基糖苷蓖麻油酸酯的制备方法如下：

将1Kg多聚环氧琥珀酸钠加入反应釜中，在氮气保护下进行加热脱水，然后降温到60℃，缓慢加入2.0Kg烷基糖甘的2.0Kg甲醇溶液，在氮气保护下，通过Pd/C的催化作用，反应5小时，过滤掉Pd/C,将甲醇蒸掉，即可得到单酯2.5Kg。

将1Kg蓖麻油酸，升温到120℃，在搅拌条件下加入上述合成的2.0Kg单酯，用二甲苯脱水，反应3小时后，冷却到室温即可得到目标产物多聚环氧琥珀酸钠烷基糖苷蓖麻油酸酯3.0Kg。

实施例6：

一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂的制备方法如下：

在反应器中首先加入去离子水60.0Kg，依次加入多聚环氧琥珀酸烷基糖苷蓖麻油酸酯3.0Kg、钼酸锌2.5Kg、硅酸钾3.25Kg、碳酸钾3.25Kg、二丙二醇乙醚9.0Kg、沸石分子筛6.5Kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5.0Kg、异构醇聚氧乙烯醚5.0Kg、硼砂1.25Kg、硼酸1.25KG、充分搅拌30min，至其充分溶解，得到清洗剂。

根据实施例得到的清洗剂与德国汉高公司的清洗对比如下表所示：

从表中的数据可以清楚的看到，本发明实施例中制备的环保清洗剂各理化标与德国汉高公司的产品几乎相近，对于各种金属都有较好的适用性；并且最大的优势是我们开发的清洗剂不含氮含磷，不会增加企业的环保压力。

本发明的通用型环保清洗剂和全球知名品牌产品的性能相当，综合性能表现良好，基本可以代替进口，满足金属制品加业的需要，同时有效的降低了企业的环保成本，提高经济效益。

本发明的通用型不含氮不含磷环保清洗剂具有广泛的材质适用性，能够同时清洗铝材﹑不锈钢﹑铜材﹑镀锌板﹑高碳钢﹑轴承钢等材质，在清洗过程对材料具有较好的缓蚀能力。并且该清洗剂不含氮﹑磷元素，更能够显著的降低企业的环保压力。

结合烷基糖苷，聚环氧琥珀酸的渗透性能、润湿性能，经过结构分析及分子设计，我们开创性地合成了绿色表面活性剂聚环氧琥珀酸钠烷基糖苷蓖麻油酸酯，由于其具备多环结构以及酯基，因而极大地提升了其非离子表面活性剂的特性，并且由于长链的蓖麻油酸的引入，极大的提高了清洗剂的材质适用性能，使清洗剂能够满足客户日益多样化的产品需要。

经过科学的正交实验，确认了表面活性剂的配比，使其具有极强的渗透、分散、增溶、乳化能力，从而对各种污垢有较好的清洗效果。

依靠无机助剂的配伍，通过与表面活性剂的协同作用，在有物理强化措施的条件下可渗透进入任何难清洗的细微缝隙或盲孔，将除粉屑、积碳、污垢和油脂等污垢快速剥离清洗出来，轻易去除，因而具有较强的清洗能力。

Claims (2)

1.一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂，其特征在于，包括如下以重量计算的制备原料：增效剂：3.0～4.0％，成膜剂：2.0～3.0％，碱：5.0～8.0％，表面活性剂：10.0～15.0％，溶剂：8.0～10.0％，助剂：5.0～8.0％，缓蚀剂：2.0～3.0％，余量为去离子水；

所述的增效剂为烷基糖甘与聚环氧琥珀酸反应得到的单脂再与蓖麻油酸进行反应得到的聚环氧琥珀酸烷基糖苷蓖麻油酸酯；

表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、甜菜碱类中一种以上物质的混合物；

缓蚀剂为水玻璃、苯甲酸钠、硅酸钠、硼酸中的一种以上物质的混合物；

碱为酒石酸钾钠、偏硅酸钠、硅酸钠、硅酸钾、多聚硅酸盐、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种以上的混合物；

所述的成膜剂为钼酸钠、钒酸钾、钛酸钠、硫酸锌、氟钛酸钠中的一种或者几种的混合物；

所述的溶剂为乙醇、二丙二醇乙醚、异丙醇、异构十三醇、二乙二醇苯醚中的一种或者几种的混合物；

所述的助剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、沸石分子筛中的一种或者几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种通用型不含氮不含磷水基清洗剂，其特征在于，所述的增效剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将烷基糖苷加入反应釜中，在氮气保护下进行加热脱水，然后降温到60℃，缓慢加入聚环氧琥珀酸的乙醇溶液，在氮气保护下，通过Pd/C的催化作用，反应5小时，过滤掉Pd/C,将乙醇蒸掉，即可得到单酯；

(2)将蓖麻油酸溶升温到120℃，在搅拌条件下加入上述合成的单酯，反应3小时后，同步采用二甲苯溶液脱水，反应3小时后，冷却至室温，即可得到目标产物聚环氧琥珀酸烷基糖苷蓖麻油酸酯。