CN114891571B - 无泡高浓缩硬表面清洁剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无泡高浓缩硬表面清洁剂，其组成包括，以重量份数计，阴离子表面活性剂35～45份；非离子表面活性剂30～40份；强碱0.5‑3份；正丁醇1.5‑3份；消泡剂0.1‑0.3份；复合消泡剂0.1‑0.8份，复合消泡剂为胶乳微球与刚性纳米微粒的复合结构，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于35nm。本发明针对钢、石材等刚性表面的清洁，提供了一种无泡、高去污的表面清洁剂，在提高去污能力的同时，显著降低用量，并且有效避免表面磨耗。
Description
技术领域
本发明是关于硬表面清洁技术，特别是关于一种无泡高浓缩硬表面清洁剂。
背景技术
清洁剂，主要由表面活性剂、抛光剂、渗透剂等组成，主要用来洗涤衣物、清洗用具、清洁家具、机械设备、元件等的产品。与日常生活中的及时清洁不同，针对硬表面在长期积累的污垢，目前主要以“表面活性剂+强碱型”去污剂配合合适的器具如刮刀等进行，极易对物品表面造成损伤，同时废液还具有极大的污染性。例如在不锈钢加工过程中，不锈钢部件、半成品和制品表面通常会残留一些污染物，主要包括灰尘和油污，例如矿物油、切削液、蜡等。目前，用于清洗不锈钢表面污染物的不锈钢清洗剂主要为含强酸或者强碱性物质的清洗剂，例如含氢氟酸的清洗剂，强酸和强碱不仅会对环境造成潜在的污染，排放处理不易，而且会对不锈钢基体产生一定的腐蚀作用，其应用受到较大的限制。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无泡高浓缩硬表面清洁剂，通过优化产品组成以及功能成分的微观设计和优化，满足针对钢、石材等刚性表面的清洁，提供了一种无泡、高去污的表面清洁剂，在提高去污能力的同时，显著降低用量，并且有效避免表面磨耗。。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，阴离子表面活性剂35～45份；非离子表面活性剂30～40份；强碱0.5-3份；正丁醇1.5-3份；消泡剂0.1-0.3份；复合消泡剂0.1-0.8份，复合消泡剂为胶乳微球与刚性纳米微粒的复合结构，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于35nm。
本方案基于以高浓缩清洁剂所固有的高表面活性剂含量的基础上，考虑刚性表面的应用需求和低泡乃至无泡的技术状态需求，考虑到除通过表面活性剂即可以有效处理的传统的附着性的油性污渍外，针对较易发生的强附着性污渍的特性，这些强附着性污渍在有泡沫的情形下易被遮蔽而不利于一次性完全清洗，因此需要在低泡无泡的环境下进行强制性操作——即在无泡环境下在大压力操作而对强附着性污渍施加强剪切剥离力，从而在可及时验视的情形下一次性完成清洗，由于具有良好分散性的复合消泡剂，可以为体系提供区别于液相体系和气相体系的“三相”应力中心，在该“三相”应力中心促进三相界面的气泡液膜的液流形成，促进气泡液膜排液，从而增强破泡，实现消泡的目的。
在本发明的一个或多个实施方式中，刚性纳米微粒选自纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛和纳米氧化锌。
在本发明的一个或多个实施方式中，刚性纳米微粒形成于胶乳微球上时为第一纳米颗粒与第二纳米颗粒的组合，第一纳米颗粒选自纳米二氧化硅和纳米碳酸钙，第二纳米颗粒选自纳米二氧化钛和纳米氧化锌。
本方案的组合形态中，第一纳米颗粒相较于第二纳米颗粒可以提供更低表面张力核心，在“三相”应力中心形成三相界面提供了额外的应力趋向——而提供额外的液流排液微动力，以增强气泡液膜的排液效果和效率，这就使得本方案为了追求更高的消泡、破泡效应提供了可行性。
在本发明的一个或多个实施方式中，暴露于胶乳微球外部的刚性纳米微粒中第一纳米颗粒与第二纳米颗粒的数量比为（3-5）：1。
本方案的组合形态中，提供限定高表面张力的活性中心，从而基本可以满足“高表面张力的活性中心”包围“低表面张力的活性中心”这种“应力阱”形态的膜态的形成，从而进一步增强应力趋向，以进一步地提供额外的液流排液微动力，以增强气泡液膜的排液效果和效率。
在本发明的一个或多个实施方式中，复合消泡剂为最大径200nm-2μm的微球。
在本发明的一个或多个实施方式中，复合消泡剂其表面积中刚性纳米微粒所形成的暴露面积不超过50%。
在本发明的一个或多个实施方式中，复合消泡剂其表面积中刚性纳米微粒所形成的暴露面积占20-45%。
为了满足这种需求，本发明的消泡剂一方面通过刚性纳米微粒提供的不同类型的表面张力的活性中心，从而在相邻两个不同类型的“活性中心”之间形成高应力区，从而增强气液界面的液流集聚，改善气泡膜的扩散性，增强气泡膜排液，从而增强泡沫的不稳定性，促进气泡破裂。此时，相较于传统有机消泡剂在液膜中扩散所形成的渗透扩散来实现消泡，这里通过毫无疑问的利用不同类型的纳米颗粒所形成高、低表面张力中心，在清洗液相体系中形成均匀分布的“活性中心”，有效抑制气泡液膜的形成，从而实现消泡。另一方面，这种消泡剂还能提供具有“弹性缓冲”性能的刚性摩擦剂形态，在弹性的胶乳微球上的刚性纳米颗粒的突出部，还可以在清洗过程中作为清洗助剂，而提供额外的“强附着性污渍”破坏助力，从而毫无疑问的满足在低泡无泡条件下的一次性清洁需求。而且这种特殊的结构，还可以对刚性表面提供有效的保护，在加力摩擦剪切的情况下，将刚性剪切转化为可回弹的“半刚性”剪切，当然这种情形也适用于对清洁器具、人体等的保护。
在本发明的一个或多个实施方式中，阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、α-C14-16烯烃磺酸钠 、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
在本发明的一个或多个实施方式中，非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十醇、陶氏TERGITOLCA-60、烷基酚聚氧乙烯醚（如阿克苏Berol611等）。
在本发明的一个或多个实施方式中，胶乳微球可以为PS胶乳等；也可以为可降解的海藻酸钠微球等，以满足环保要求，此时在降解后复合消泡剂将实现完全降解，从而极大地满足环保需求。
在本发明的一个或多个实施方式中，强碱选自氢氧化钠、氢氧化钾。
与现有技术相比，根据本发明实施方式的无泡高浓缩硬表面清洁剂，提供优化消泡清洗体系，从而增强了对刚性表面的一次性清洗效果和清洗效率，有效降低了清洁体系中助剂组成的含量，改善了产品的环境友好性。
附图说明
图1是根据本发明的胶乳微球外部的刚性纳米微粒形态对复合消泡剂表面张力的影响：曲线1是纳米二氧化硅、纳米二氧化钛的数量比对表面张力影响的曲线；曲线2是纳米二氧化硅、纳米碳酸钙的数量比对表面张力影响的曲线；曲线3是纳米二氧化钛、纳米氧化锌的数量比对表面张力影响的曲线。
具体实施方式
下面结合本发明的具体实施方式，对本发明技术方案进行示例性的详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1-1
本实施例的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，α-C14-16烯烃磺酸钠 35份；脂肪醇聚氧乙烯醚30份；氢氧化钠0.5份；正丁醇1.5份；消泡剂炔二醇乙氧基化合物365 0.1份；复合消泡剂0.1份，复合消泡剂为PS胶乳微球与刚性纳米微粒形成的最大径200nm的微球形态的复合结构，其中刚性纳米微粒为纳米二氧化硅，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于10nm，并且刚性纳米微粒所形成的暴露面积占颗粒总面积的20%。
实施例1-2
本实施例的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，α-C14-16烯烃磺酸钠37份；脂肪醇聚氧乙烯醚33份；氢氧化钠1份；正丁醇2份；消泡剂炔二醇乙氧基化合物365 0.15份；复合消泡剂0.3份，复合消泡剂为PS胶乳微球与刚性纳米微粒形成的最大径1μm的微球形态的复合结构，其中刚性纳米微粒为纳米碳酸钙，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于5nm，并且刚性纳米微粒所形成的暴露面积占颗粒总面积的45%。
实施例1-3
本实施例的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，α-C14-16烯烃磺酸钠 40份；脂肪醇聚氧乙烯醚37份；氢氧化钠2份；正丁醇2.5份；消泡剂炔二醇乙氧基化合物365 0.2份；复合消泡剂0.6份，复合消泡剂为海藻酸钠微球与刚性纳米微粒形成的最大径1.5μm的微球形态的复合结构，其中刚性纳米微粒为纳米碳酸钙，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于25nm，并且刚性纳米微粒所形成的暴露面积占颗粒总面积的50%。
实施例1-4
本实施例的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，α-C14-16烯烃磺酸钠 45份；脂肪醇聚氧乙烯醚40份；氢氧化钠3份；正丁醇3份；消泡剂炔二醇乙氧基化合物365 0.3份；复合消泡剂0.8份，复合消泡剂为海藻酸钠微球与刚性纳米微粒形成的最大径2μm的微球形态的复合结构，其中刚性纳米微粒为颗粒数量比3:1的纳米二氧化硅和纳米碳酸钙，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于35nm，并且刚性纳米微粒所形成的暴露面积占颗粒总面积的45%。
实施例1-5
本实施例的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，十二烷基苯磺酸钠36份；烷基酚聚氧乙烯醚33份；氢氧化钾0.7份；正丁醇1.8份；消泡剂炔二醇乙氧基化合物365 0.13份；复合消泡剂0.2份，复合消泡剂为海藻酸钠微球与刚性纳米微粒形成的最大径500nm的微球形态的复合结构，其中刚性纳米微粒为纳米氧化锌，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于33nm，并且刚性纳米微粒所形成的暴露面积占颗粒总面积的30%。
实施例1-6
本实施例的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，十二烷基苯磺酸钠38份；异构十醇35份；氢氧化钾1.5份；正丁醇2.3份；消泡剂炔二醇乙氧基化合物3650.18份；复合消泡剂0.4份，复合消泡剂为体积比1：1的PS胶乳微球、海藻酸钠微球的混合球与刚性纳米微粒形成的最大径1.2μm的微球形态的复合结构，其中刚性纳米微粒为纳米二氧化钛，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于30nm，并且刚性纳米微粒所形成的暴露面积占颗粒总面积的35%。
实施例1-7
本实施例的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠42份；陶氏TERGITOLCA-60 38份；氢氧化钾2.5份；正丁醇2.6份；消泡剂炔二醇乙氧基化合物365 0.23份；复合消泡剂0.5份，复合消泡剂为体积比1：2的PS胶乳微球、海藻酸钠微球的混合球与刚性纳米微粒形成的最大径1.8μm的微球形态的复合结构，其中刚性纳米微粒为纳米二氧化钛，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于15nm，并且刚性纳米微粒所形成的暴露面积占颗粒总面积的48%。
实施例1-8
本实施例的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其其组成包括，以重量份数计，十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠44份；脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十醇质量比1:1的混合物40份；氢氧化钾2.7份；正丁醇2.8份；消泡剂0.27份；复合消泡剂炔二醇乙氧基化合物365 0.7份，复合消泡剂为体积比1：3的PS胶乳微球、海藻酸钠微球的混合球与刚性纳米微粒形成的最大径800nm的微球形态的复合结构，其中刚性纳米微粒为颗粒数量比为5:1的纳米二氧化钛和纳米氧化锌，刚性纳米微粒至少部分暴露于胶乳微球表面并且暴露部分的最大径不大于25nm，并且刚性纳米微粒所形成的暴露面积占颗粒总面积的25%。
对比例1-1
本对比例与实施例1-1的区别仅在于复合消泡剂替换为炔二醇乙氧基化合物365。
对比例1-2
本对比例与实施例1-5的区别仅在于复合消泡剂替换为炔二醇乙氧基化合物365。
实施例2-1
本实施例与实施例1-1的区别仅在于：刚性纳米微粒为纳米二氧化硅和纳米氧化锌，纳米二氧化硅和纳米氧化锌的颗粒的数量比为4：1。
实施例2-2
本实施例与实施例1-1的区别仅在于：刚性纳米微粒为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的颗粒的数量比为4：1。
实施例2-3
本实施例与实施例1-1的区别仅在于：刚性纳米微粒为纳米碳酸钙和纳米氧化锌，纳米碳酸钙和纳米氧化锌的颗粒的数量比为4：1。
实施例2-4
本实施例与实施例1-1的区别仅在于：刚性纳米微粒为纳米碳酸钙和纳米二氧化钛，纳米碳酸钙和纳米二氧化钛的颗粒的数量比为4：1。
实施例2-5
本实施例与实施例1-2的区别仅在于：刚性纳米微粒为纳米二氧化硅和纳米氧化锌，纳米二氧化硅和纳米氧化锌的颗粒的数量比为5：1。
实施例2-6
本实施例与实施例1-2的区别仅在于：刚性纳米微粒为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的颗粒的数量比为3：1。
实施例2-7
本实施例与实施例1-3的区别仅在于：刚性纳米微粒为纳米碳酸钙和纳米氧化锌，纳米碳酸钙和纳米氧化锌的颗粒的数量比为3.5：1。
实施例2-8
本实施例与实施例1-3的区别仅在于：刚性纳米微粒为纳米碳酸钙和纳米二氧化钛，纳米碳酸钙和纳米二氧化钛的颗粒的数量比为4.5：1。
对比例2-1
本对比例与实施例2-1的区别仅在于：纳米二氧化硅和纳米氧化锌的颗粒的数量比为:2：1。
对比例2-2
本对比例与实施例2-1的区别仅在于：纳米二氧化硅和纳米氧化锌的颗粒的数量比为6：1。
实验中清洗为：采用上述清洁剂，对同一废旧柴油机机壳取样取样3*2cm进行清洗，采用直径5mm出水口的水枪定点冲洗，清洗液中清洁剂含量为3‰，溶剂为自来水，液位30℃，冲洗的压力0 .15-0.2MPa，冲洗时间20S，以样品的去污程度（指标1）、中心区域磨损程度（指标2）、最大洗净面积（去污80%以上）（指标3）以及冲洗停止后5S内样品表面气泡存量（指标4）来评判效果。
其中指标1以（样品清洁前质量-完全清洁后的样品质量）除（样品清洁前质量-清洗后的样品质量）得到的百分数，均为50℃下烘干2小时的质量进行计算；
指标2以清洗后的样品，再以高倍放大镜观察中心点平整度；
指标3以清洗后的样品，符合去污指标的平均直径计量；
指标4：微量至有分散分布的少数小气泡分布，在5秒内陆续破裂无存留；少量指有一定的气泡聚集成团簇，在5S后仍有存留；无指有1-2个小气泡并快速破裂。
从上表可以发现，虽然本发明方案在一定程度上引入了近似于“磨料”的复合消泡剂，从物理层面增强了清洗液的切削能力，对顽固性污渍如积累性的油污等具有显著的清洁与消除能力，但是对产品在清洗中的磨耗性不强，不易造成明显的表面磨损。同时由于采用分散式中心的形式，极大地降低了常规消泡剂的用量，又显著增强了清洗液的消泡性能，基本做到了不留泡，具有良好的应用性。同时如图1所示，也证实了本发明复合消泡剂的微观形态对表面张力影响的优势，证实了优化后的消泡剂是起到了正面效果的。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (2)
1. 一种无泡高浓缩硬表面清洁剂，其特征在于，其组成包括，以重量份数计，阴离子表面活性剂35～45份；非离子表面活性剂30～40份；强碱0.5-3份；正丁醇1.5-3份；消泡剂0.1-0.3份；复合消泡剂0.1-0.8份；所述复合消泡剂为胶乳微球与刚性纳米微粒的复合结构，所述胶乳微球为聚苯乙烯胶乳微球或海藻酸钠微球，所述刚性纳米微粒至少部分暴露于所述胶乳微球表面并且暴露部分的刚性纳米微粒最大直径不大于35nm，所述刚性纳米微粒形成于所述胶乳微球上时为第一纳米颗粒与第二纳米颗粒的组合，所述第一纳米颗粒选自纳米二氧化硅和纳米碳酸钙，所述第二纳米颗粒选自纳米二氧化钛和纳米氧化锌，暴露于所述胶乳微球外部的刚性纳米微粒中第一纳米颗粒与第二纳米颗粒的颗粒数量比为（3-5）：1，所述复合消泡剂为最大直径200nm-2μm的微球，所述复合消泡剂其表面积中所述刚性纳米微粒所形成的暴露面积占复合消泡剂表面积的20-45%，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、α-C14-16烯烃磺酸钠 或十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠，所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、陶氏TERGITOLCA-60或烷基酚聚氧乙烯醚。
2.如权利要求1所述的无泡高浓缩硬表面清洁剂，其特征在于，所述强碱选自氢氧化钠或氢氧化钾。
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