CN118165790A - 一种环保的溶剂型飞机外表面清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保的溶剂型飞机外表面清洗剂以及制备方法，所述溶剂型飞机外表面清洗剂由以下质量百分含量的成分组成：碳氢溶剂50%~80%；2‑甲基戊二酸二甲酯15%~35%；复配表面活性剂5%~15%；2%~6%助溶剂。所述复配表面活性剂为平平加和多元醇脂肪酸酯的组合物，平平加和多元醇脂肪酸酯的比例为1:10~1:2。本发明以碳氢溶剂为主溶剂，复配清洗能力强，且可生物降低的2‑甲基戊二酸二甲酯，并协同表面活性剂的去污作用，在保持溶剂型清洗剂强大去污能力的同时，提高产品的环保性能。并通过特定的制备方案，将价格低廉、乳化效果好的平平加应用在溶剂型清洗剂中，兼顾了成本与效果。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种可用于各种飞机外表面的溶剂型飞机外表面清洗剂。
背景技术
在长期使用的飞机外表面上会沉积很多灰尘、盐粒、油污、积碳等污垢，这些污垢经空气氧化、紫外线照射后形成了难以清洗的顽固污垢。不仅影响外观，还会增加空气摩擦阻力，引发腐蚀等。因此需要对飞机外表面进行定期清洗以维护整体性能。
常见的飞机外表面清洗剂可分为水基型和溶剂型。水基型飞机外表面清洗剂以水为溶剂，辅以一些表面活性剂、缓蚀剂以及其他助剂，主要利用表面活性剂的乳化、增溶、去污能力来清除污垢。其优点为绿色环保、闪点高，对人体和环境更友好，但清洁力相对较弱。溶剂型飞机外表面清洗剂的主要成分为有机溶剂，表面活性剂和其他助剂。其优点为清洁力强，清洁迅速，腐蚀性小，但大部分溶剂型飞机清洗剂存在闪点较低，气味大，不环保等缺点。
碳氢溶剂为高纯度烷烃，是石油经精馏、加氢、脱硫、脱芳烃等工艺处理得到饱和烷烃。它的闪点在42~80℃，不易挥发，安全性高；环保，干燥后无残留，无毒，材料相容性好，适合用于作为溶剂型飞机外表面清洗剂的溶剂。但其贝松脂丁醇值相对较低，只有30~40，清洗能力相对弱。贝松脂丁醇值简称为KB值，是用来度量有机溶剂溶解非极性污垢的相对能力，KB值越大，则表示溶解能力越强。N-甲基吡咯烷酮是一种常用的有机溶剂，其KB值为330，具有稳定性好、沸点高、溶解力出众和选择性强的溶剂等优点，但越来越多的研究表明，其对生物体健康和环境存在一定的危害作用，欧盟 REACH法规已将其列在SVHC 清单内（即 Substance of Very High Concern，高度关注物质）。
因此，开发一种环保，且清洗效果好的溶剂型飞机外表面清洗剂是非常有必要的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种兼具环保性能和清洁效果的溶剂型飞机外表面清洗剂，本发明以碳氢溶剂为主溶剂，复配清洗能力强，且可生物降低的2-甲基戊二酸二甲酯，并协同表面活性剂的去污作用，在保持溶剂型清洗剂强大去污能力的同时，提高产品的环保性能。
本发明的第二目的在于提供上述飞机外表面清洗剂的制备方法。
为实现上述的第一目的，本发明采用如下技术方案：
一种环保的溶剂型飞机外表面清洗剂，由以下质量百分含量的成分组成：碳氢溶剂 50%~80%；2-甲基戊二酸二甲酯15%~35%；复配表面活性剂5%~15%；2%~6%助溶剂。
作为优选，所述复配表面活性剂为平平加和多元醇脂肪酸酯的组合物。
作为优选，所述平平加和多元醇脂肪酸酯的比例为1:10~1:2。合适的平平加和多元醇脂肪酸酯复配后，对于清洁力具有明显提升。
作为优选，所述平平加表面活性剂为O-10、O-15、O-20中的一种或者两种以上。
作为优选，所述多元醇脂肪酸酯中，其多元醇为乙二醇、丙二醇、山梨醇和失水山梨醇中的一种。其脂肪酸为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、椰油酸中的一种或者两种以上混合物。所述多元醇和脂肪酸形成的酯为单酯、双酯、三酯或者两种以上的混合酯。
作为优选，所述碳氢溶剂为C10~C14的直链、支链和环状烷烃的混合物，其中其中C10~C11含量为15~30%，C12为50%~80%，C13~C14含量为8%~25%，环烷烃比例不超过8%，闪点为61℃~80℃。
碳氢溶剂与汽油、煤油同属烃类化合物，但经过精馏、加氢、脱硫、脱芳烃等工艺处理后的碳氢溶剂中因为不含有气味和毒性更大的芳香烃和不稳定的烯烃，其化学性能相对更稳定，安全性更高，更加环保。但其清洗性能有待提高。碳氢清洗剂的KB值一般在30~40左右。2-甲基戊二酸二甲酯是一种可生物降解的绿色溶剂，其清洗性能与N-甲基吡咯烷酮相当，具有良好的溶解性能和去油性能，挥发性低，但对人体和环境更加友好。2-甲基戊二酸二甲酯与碳氢溶剂复配可以提高清洗剂的清洗性能。
平平加作为一种价格低廉，乳化性能良好的表面活性剂，但由于其形态为固态，使用上需要一定工艺，因此应用受限。
为实现本发明的第二目的，采用如下技术方案：
溶剂型飞机外表面清洗剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将2-甲基戊二酸二甲酯加入容器中；（2）另取一个小容器，升温至一定温度，依次在小容器加入助溶剂、多元醇脂肪酸酯和平平加，并搅拌均匀，获得预溶液；（3）升温至一定温度，在搅拌条件下，将预溶液缓慢加入2-甲基戊二酸二甲酯中，并搅拌均匀；（4）随后再加入碳氢溶剂，搅拌至溶液状态均一。
作为优选，所述制备温度为15℃~45℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：（1）以特定的碳氢溶剂为主溶剂，复配2-甲基戊二酸二甲酯，平平加和多元醇脂肪酸酯复配表面活性剂体系，提高配方清洗性能，实现在配方中无甲苯、二甲苯、二氯甲烷和N-甲基吡咯烷酮等有害有机溶剂的同时，具有优异的清洗效果；（2）通过特定的制备方案，将价格低廉、乳化效果好的平平加应用在溶剂型清洗剂中，兼顾了成本与效果。
具体实施方案
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1-3和对比例1-3的配制方法如下：
（1）将2-甲基戊二酸二甲酯加入容器中；（2）另取一个小容器，升温至35℃，依次在小容器加入乙二醇、乙二醇脂肪酸酯和O-15，并搅拌均匀，获得预溶液；（3）将温度升至35℃，在搅拌条件下，将预溶液缓慢加入2-甲基戊二酸二甲酯中，并搅拌均匀；（4）随后再加入碳氢溶剂，搅拌至溶液状态均一。
实施例4-6和对比例4-6的配制方法如下：
（1）将2-甲基戊二酸二甲酯加入容器中；（2）另取一个小容器，升温至30℃，依次在小容器加入丙二醇、失水山梨醇单油酸酯和O-10，并搅拌均匀，获得预溶液；（3）将温度升至30℃，在搅拌条件下，将预溶液缓慢加入2-甲基戊二酸二甲酯中，并搅拌均匀；（4）随后再加入碳氢溶剂，搅拌至溶液状态均一。
实施例7、8和对比例7的配制方法如下：
（1）将2-甲基戊二酸二甲酯加入容器中；（2）另取一个小容器，升温至42℃，依次在小容器加入甘油、失水山梨醇三油酸酯和O-20，并搅拌均匀，获得预溶液；（3）将温度升至42℃，在搅拌条件下，将预溶液缓慢加入2-甲基戊二酸二甲酯中，并搅拌均匀；（4）随后再加入碳氢溶剂，搅拌至溶液状态均一。
对比例8的配制方法如下：
（1）将甘油加入容器中；（2）另取一个小容器，升温至42℃，依次在小容器加入2-甲基戊二酸二甲酯、失水山梨醇三油酸酯和O-20，并搅拌均匀，获得预溶液；（3）将温度升至42℃，在搅拌条件下，将预溶液缓慢加入甘油中，并搅拌均匀；（4）随后再加入碳氢溶剂，搅拌至溶液状态均一。
对实施例和对比例进行性能测试。
1. 外观：将清洗剂装在透明塑料瓶中，25℃室温静置24小时后，观察瓶中清洗剂外观。
2. 污垢清洗效率：方法参照美国联邦标准《FED- STD-791D Method 7502 清洗剂清洗污垢效率的试验方法（Solvent Cleaning Power by a Soil Test Method）》，结果以清洗效率（%）表示。经测试，在本试验所用超声波清洗机中，水的清洗效率为0，甲苯的清洗效率为94%。
3. 闪点：根据GB/T 5208-2008对实施例7-8和对比例7-8制备所得溶剂型清洗剂进行闪点测试。
溶剂型飞机清洗剂的实施例和对比例的具体配方和性能测试结果如表1、2、3所示。
表1
从表1的实施例1和对比例1的清洗效率对比可知，本发明中的平平加和多元醇脂肪酸酯的比例是特定的，这两者的HLB值不同，在配方中的比例也会有特定的范围，超过范围则会对外观和性能产生影响。实施例2、3与对比例2、3的清洗效率结果中，实施例的效率均高于对比例，说明了平平加和多元醇脂肪酸酯对于本发明的有益效果而言，都是必不可少的，两者组合可以协同增效提高清洗效率。
表2
实施例4、5和对比例4、5的分别对比结果表明，碳氢溶剂和2-甲基戊二酸二甲酯复配比单独碳氢溶剂或者单独2-甲基戊二酸二甲酯具有更好的清洗效率。而实施例6和对比例6中，在无助溶剂的情况下，本发明的配方会出现分层等外观问题，并且清洗效果也会下降，说明了助溶剂在本发明中具有帮助配方稳定的作用。
表3
从表3中的实施例7和对比例7的闪点和清洗效率可得，与普通的烃类溶剂相比，本发明的碳氢溶剂可以使飞机清洗剂获得更高的闪点和清洗效率，兼具了安全性、环保性和优异的清洗性能。实施例8和对比例8采用了不同的制备工艺，从结果来看，本发明特定的工艺顺序配制的清洗剂其稳定性和清洗效果更好。
上述实施例的清洗效率与甲苯接近，而甲苯的闪点为4℃，对人体也有一定伤害。因此本发明在保持强大清洗效率的同时，提高整体配方的安全性和环保性。本发明优异的清洗效果是由配方中的主溶剂碳氢溶剂，2-甲基戊二酸二甲酯、平平加和多元醇脂肪酸酯复配表面活性剂体系以及助溶剂共同作用下实现的，任意元素的缺失均会对结果造成影响。
以上实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。对于本领域的普通技术人员而言，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。
Claims (8)
1.一种环保的溶剂型飞机外表面清洗剂，其特征在于，由以下质量百分含量的成分组成：碳氢溶剂 50%~80%；2-甲基戊二酸二甲酯15%~35%；复配表面活性剂5%~15%；2%~6%助溶剂；所述复配表面活性剂为平平加和多元醇脂肪酸酯的组合物。
2. 根据权利要求1 所述的溶剂型飞机外表面清洗剂，其特征在于，所述平平加和多元醇脂肪酸酯的比例为1:10~1:2。
3.根据权利要求1 所述的溶剂型飞机外表面清洗剂，其特征在于，所述平平加表面活性剂为O-10、O-15、O-20中的一种或者两种以上。
4.根据权利要求1 所述的溶剂型飞机外表面清洗剂，其特征在于，所述多元醇脂肪酸酯中，其多元醇为乙二醇、丙二醇、山梨醇和失水山梨醇中的一种；其脂肪酸为月桂酸、肉豆蔻酸棕榈酸、硬脂酸、油酸、椰油酸中的一种或者两种以上混合物；所述多元醇脂肪酯为单酯、双酯、三酯中的一种或者两种以上的混合酯。
5.根据权利要求1 所述的溶剂型飞机外表面清洗剂，其特征在于，所述碳氢溶剂为C10~C14的直链、支链和环状烷烃的混合物，其中C10~C11含量为15~30%，C12为50%~80%，C13~C14含量为8%~25%，环烷烃比例不超过8%，闪点为61℃~80℃。
6.根据权利要求1 所述的溶剂型飞机外表面清洗剂，其特征在于，所述助溶剂为丙二醇、甘油、乙二醇、山梨醇。
7.权利要求1~6任一项所述的溶剂型飞机外表面清洗剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将2-甲基戊二酸二甲酯加入容器中；（2）另取一个小容器，升温至一定温度，依次在小容器加入助溶剂、多元醇脂肪酸酯和平平加，并搅拌均匀，获得预溶液；（3）升温至一定温度，在搅拌条件下，将预溶液缓慢加入2-甲基戊二酸二甲酯中，并搅拌均匀；（4）随后再加入碳氢溶剂，搅拌至溶液状态均一。
8.根据权利要求7所述的溶剂型飞机外表面清洗剂的制备方法，其特征在于，所述制备温度为15℃~45℃。
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