CN109161380A

CN109161380A - 车体清洁成膜料及其制备方法

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Publication number: CN109161380A
Application number: CN201810961233.6A
Authority: CN
Inventors: 冯兴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2019-01-08

Abstract

本发明公开了一种车体清洁成膜料及其制备方法，旨在解决现有产品清洁成膜效果不好、且水资源大量消耗、环境污染、成本高的技术问题。该车体清洁成膜料由硅烷：硅烷承载料按1：5～20的质量比构成，所述硅烷承载料为膨润土、硅藻土、硅胶、凹凸棒土中的至少一种。车体清洁成膜料的制备方法为：先将硅烷按1g：30～150mL的比例溶入挥发性溶剂中，再向其中按硅烷：硅烷承载料=1：5～20的质量比加入硅烷承载料，充分搅拌均匀后，使挥发性溶剂挥发完全，粉碎后即得。本发明的车体清洁成膜料能够形成疏水单层膜，减小灰尘等污物的吸附，增强车体抗污自清洁能力，在清洗过程中能有效吸附拔取污渍。

Description

车体清洁成膜料及其制备方法

技术领域

本发明涉及汽车清洁和护理技术领域，具体涉及一种车体清洁成膜料及其制备方法。

背景技术

由于汽车车体及玻璃的亲水性，使得车身表面容易吸附堆积大量的灰尘，水滴落到车身表面与灰尘形成难以清除的污渍，造成清洗过程的复杂性，影响车体美观和玻璃的透明性。当前对于车主来说，“晴天一身灰，雨天一身泥”是常见之事，而要想保持车体长时间的清洁绝非易事。

随着汽车保有量的持续增加，加之业内人员节水意识不强，洗车造成水资源大量浪费，传统洗车行业的用水、节水问题业已成为公共生活用水管理日益严峻的问题。此外，洗车废水混杂着油污和化学清洗剂直接排入市政下水管道，增加污水排放量及污水处理的难度。

为便于节水，中国专利文献CN 103627550 A、CN 104845744 A、CN 104974859 B、CN 105368590 A、CN 106398886 B等公开了无水或杯水洗车剂，与传统水冲刷的洗车方法相比，这些方法在一定程度上可在停车现场内原位简便快捷清洗汽车表面污渍，无需车主等待即可完成。然而，这些洗车剂成分复杂，制备成本高，不宜推广。

清洁后为保持车体的洁净，减少污物在车体表面的吸附是少洗保洁的关键。例如中国专利文献CN 105154250 A、CN 105331293 A、CN 105369590 B、CN 105199881 A、CN105316125 A、CN 106350255 A等记载的技术方案即是通过在清洁剂中添加蜡、硅油、长链醇等以期达到清洗、上光、打蜡、养护一次完成的目的，但是实践中发现这些分散在水溶液中的低表面活性物质难以与车体表面结合形成稳定的保护层，因而也就难以实现较长时间的表面清洁。

此外，中国专利文献CN 106753853 A和CN 105901797 A分别公开了疏水乳液的制备，可在车体及玻璃表面形成疏水自清洁的抗污层，使其具备清洁功能；中国专利文献CN107881024 A公开了一种汽车挡风玻璃清洁剂的制备，但是其中大量（10～15%）的含氟表面活性剂增加了成本和对人类健康和环境的危害，同时液态试剂，不便于携带，随身携带时难以顺利通过地铁等交通运输场景下的安检。

因此，亟待研发一种成本低、用水节省、安全无害的车体清洁成膜材料，以达到使汽车少洗保洁的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低成本的车体清洁成膜料，以解决现有车体清洁剂成分复杂且成膜效果不好、耗水量大、环境污染严重的技术问题。

另一方面，本发明进一步公开车体清洁成膜料的制备方法，以解决现有制备方法复杂且成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种车体清洁成膜料，由硅烷：硅烷承载料按1：5～20的质量比构成，所述硅烷承载料为膨润土、硅藻土、硅胶、凹凸棒土中的至少一种。

上述车体清洁成膜料的制备方法，包括如下步骤：

先将硅烷按1g：30～150mL的比例溶入挥发性溶剂中，再向其中按硅烷：硅烷承载料=1：5～20的质量比加入硅烷承载料，充分搅拌均匀后，使挥发性溶剂挥发完全，粉碎后即得。

优选的，所述硅烷为烷基三氯硅烷、烷基三烷氧基硅烷中的至少一种。

优选的，所述膨润土为钙基膨润土、钠基膨润土中的至少一种。

优选的，所述硅烷承载料为膨润土、硅藻土、硅胶、凹凸棒土中的至少一种。

优选的，所述挥发性溶剂为无水乙醇、石油醚、***、丙酮中的至少一种。

优选的，所述溶剂挥发时的温度控制为55～65℃。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1. 本发明的车体清洁成膜料基于汽车表面漆及车玻璃表面的性能特点而研制，其集清洁、上光、成膜养护于一体，与其清洁成分配合使用时洁净效果更好（洁净度 60～85%），且能在汽车车体表面构筑透明的超疏水涂层（水接触角60～90°），该涂层能够在滚动中带走车体表面的大部分灰尘和污垢，浮尘即吹即掉，达到抗污自清洁效果，进而大大减少洗车次数。

2. 本发明的车体清洁成膜料中的硅烷成分(如烷基氯硅烷、烷基烷氧基硅烷等)能够水解释放出可与车体表面的羟基反应的烷基硅醇，烷基硅醇具有低表面自由能的长链烷基就两维有序组装在车体表面，形成疏水单层膜，减小灰尘等污物的吸附，增强抗污自清洁能力；硅烷承载料除具有较好的载浮性和混溶分散性外，还具有强吸附作用，在清洗过程中能有效吸附拔取车体表面之污渍，能提高材料的耐久性。

3.本发明的车体清洁成膜料不含氟、磷元素及氨、苯等有害成分，无毒无刺激气味，无腐蚀性，无污染环境、对人体无毒害；无坚硬颗粒，不伤车体表面；其原料成本低廉易得，且制备方法简便。

4.本发明产品也是适用于建筑玻璃、建筑漆面、家具漆面等类似车体表面的清洁养护。

5.本发明的制备方法工艺简单，对操作人无害，对设备和制备人员要求低，易于普及和推广。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在以下实施例中所涉及的试剂如无特别说明，均为市售常规试剂；所涉及的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1：一种车体清洁成膜料（膨润土负载硅烷）的制备方法：

将1g十二烷基三氯硅烷溶于100mL无水乙醇中，加入10g 900目的钠基膨润土，充分搅拌，60℃下让溶剂完全自然挥发，粉碎后得膨润土负载硅烷，记为膨润土/硅烷Ⅰ。

实施例2：一种车体清洁成膜料（膨润土负载硅烷）的制备方法：

将1g 3-（2,3-环丙氧基）丙基三甲氧基硅烷溶于100mL石油醚或***中，加入10g 800目的钙基膨润土，充分搅拌，55℃下让溶剂完全自然挥发，粉碎后得膨润土负载硅烷，标记为膨润土/硅烷Ⅱ。

实施例3：一种车体清洁成膜料（膨润土负载硅烷）的制备方法：

将1g十六烷基三甲氧基硅烷溶于100mL丙酮中，加入10g 1000目的钙基膨润土，充分搅拌，65℃下让溶剂完全自然挥发，粉碎后得膨润土负载硅烷，标记为膨润土/硅烷Ⅲ。

上述膨润土负载硅烷均是将长链烷基硅烷固载到具有层状结构的膨润土表面。在使用过程中，膨润土遇到溶有其它组分（如表面活性剂、疏水助剂、清洗助剂等）的水溶液膨胀，具有较好的载浮性和混溶性，而利用膨润土所特有的触变性提高使用时的流动性，便于擦洗使用而且不会对车体漆膜产生伤害；其释放出的烷基硅烷 (烷基氯硅烷、烷基烷氧基硅烷等)水解成为烷基硅醇，烷基硅醇再与车体表面的羟基反应，具有低表面自由能的长链烷基就两维有序组装在车体表面，形成疏水单层膜。

实施例4：一种车体清洁成膜料（硅藻土负载硅烷）的制备方法：

将1g十六烷基三甲氧基硅烷溶于150mL丙酮中，加入15g 1000目的硅藻土，充分搅拌，65℃下让溶剂完全自然挥发，粉碎后得硅藻土负载硅烷。

实施例5：一种车体清洁成膜料（硅胶负载硅烷）的制备方法：

将1g 3-（2,3-环丙氧基）丙基三甲氧基硅烷溶于30mL丙酮中，加入5g 800目的硅胶，充分搅拌，65℃下让溶剂完全自然挥发，粉碎后得硅胶负载硅烷。

实施例6：一种车体清洁成膜料（凹凸棒土负载硅烷）的制备方法：

将1g 十二烷基三氯硅烷溶于80mL丙酮中，加入8g 800目的硅胶，充分搅拌，65℃下让溶剂完全自然挥发，粉碎后得凹凸棒土负载硅烷。

上述负载硅烷均是将长链烷基硅烷固载到具有层状结构或微孔结构的硅藻土、硅胶或凹凸棒土的表面。硅藻土、硅胶和凹凸棒土均具有亲水基团，且比表面积大，使上述负载硅烷吸附性强、分散性好。在使用过程中，其释放出的烷基硅烷 (烷基氯硅烷、烷基烷氧基硅烷等)水解成为烷基硅醇，烷基硅醇再与车体表面的羟基反应，具有低表面自由能的长链烷基就两维有序组装在车体表面，形成疏水单层膜。

本发明所述车体清洁成膜料可以单独使用（按一定的比例勾兑成水溶液后，用擦车巾蘸取卷擦待清洁的车体表面），也可将与其它清洁洗涤成分（例如，表面活性剂、疏水助剂、清洗助剂等）相配合（参见实施例7-13），则可起到更佳更出色的洗护效果。

实施例7：一种疏水抗污自清洁洗车粉，制备方法如下：

（1）按照以下重量称取原料：

实施例1所得膨润土/硅烷Ⅰ 10g、十二烷基硫酸钠 58g、十二烷基苯磺酸钠 5g、十三醇5g、硬脂酸钠 2g、聚丙烯酸钠 15g、硫酸钠5g；

（2）将准确称量的各组分充分混合均匀，过100目筛，即得。

实施例8：一种疏水抗污自清洁洗车粉，制备方法如下：

（1）按照以下重量称取原料：

实施例4所得硅藻土负载硅烷10g、十二烷基硫酸钠 58g、十二烷基苯磺酸钠 5g、十八醇 5g、硬脂酸钠 2g、聚丙烯酸钠 15g、硫酸钠5g；

（2）将准确称量的各组分充分混合均匀，过80目筛，即得。

实施例9：一种疏水抗污自清洁洗车粉，制备方法如下：

（1）按照以下重量称取原料：

实施例6所得凹凸棒土负载硅烷10g、十二烷基硫酸钠 58g、十二烷基苯磺酸钠 5g、十八醇 5g、硬脂酸钠 2g、聚丙烯酸钠 15g、硫酸钠5g；

（2）将准确称量的各组分充分混合均匀，过90目筛，即得。

实施例10：一种疏水抗污自清洁洗车粉，制备方法如下：

（1）按照以下重量称取原料：

实施例1所得膨润土/硅烷Ⅰ 10g、十三醇5g、脂肪醇聚氧乙烯醚 30g、硬脂酸钠 2g、乙二醇双硬脂酸 1g、活性硅油 2g、聚丙烯酸钠 20g、羧甲基纤维素 20g、甲基硅酸钠10g；

（2）将准确称量的各组分充分混合均匀，过110目筛，即得。

实施例11：一种疏水抗污自清洁洗车粉，制备方法如下：

（1）按照以下重量称取原料：

实施例2所得膨润土/硅烷Ⅱ 10g、十八醇5g、脂肪醇聚氧乙烯醚 30g、硬脂酸钠 2g、乙二醇双硬脂酸 1g、活性硅油 2g、聚丙烯酸钠 20g、羧甲基纤维素 20g、甲基硅酸钠10g；

（2）将准确称量的各组分充分混合均匀，过100目筛，即得。

实施例12：一种疏水抗污自清洁洗车粉，制备方法如下：

（1）按照以下重量称取原料：

实施例3所得膨润土/硅烷Ⅲ 10g、十八醇5g、脂肪醇聚氧乙烯醚 30g、硬脂酸钠 2g、乙二醇双硬脂酸 1g、活性硅油 2g、聚丙烯酸钠 20g、羧甲基纤维素 20g、甲基硅酸钠10g；

（2）将准确称量的各组分充分混合均匀，过120目筛，即得。

实施例13：一种疏水抗污自清洁洗车粉，制备方法如下：

（1）按照以下重量称取原料：

实施例1所得膨润土/硅烷Ⅰ 10g、十二烷基硫酸钠46g、十二烷基苯磺酸钠 5g、十三醇5g、硬脂酸钠 2g、活性硅油 2g、聚丙烯酸钠 15g、羧甲基纤维素 5g、甲基硅酸钠5g、硫酸钠5g；

（2）将准确称量的各组分充分混合均匀，过100目筛，即得。

试验例：疏水抗污自清洁洗车粉的洁净度和防尘效果检测试验

（1）试验分组

用水、市售车用清洗剂、市售车用快速上光剂作为对照组；

分别取实施例7和12的疏水抗污自清洁洗车粉1g，加入200～400ml水，混合均匀后作为试验组。

（2）测试方法

分别用水、市售车用清洗剂、市售车用快速上光剂、实施例7和12的疏水抗污自清洁洗车粉清洁养护带有污物的载玻片，检测清洁、疏水效果。

洁净度按以下公式计算：

洁净度% =（样品的透光率/铬酸洗液洗涤后玻璃板的透光率）×100

疏水性：

测量样品表面的水接触角；

防尘效果：

将清洁干燥后的样品片垂直放入有一定量轻质碳酸钙的鼓风烘箱中，10分钟后，观察样品表面轻质碳酸钙留着情况。

（3）试验结果

清洁、疏水效果如表1所示：

表1 各试验组的清洁、疏水效果

。

由检测结果可知，实施例7和12的疏水抗污自清洁洗车粉的洁净度高，即透光率高、清洁效果好；水接触角大，即疏水性好，保洁性能强，尘土即吹即掉，仅有极少轻质灰尘残留，防尘效果好，能达到抗污自清洁效果，进而可减少洗车次数。

本发明成膜料产品与其它洗涤成分（表面活性剂、疏水助剂、清洗助剂等）配合作用的洗护原理：

硅烷成分(如烷基氯硅烷、烷基烷氧基硅烷及其类似物等)能够水解释放出可与车体表面的羟基反应的烷基硅醇，烷基硅醇具有低表面自由能的长链烷基就两维有序组装在车体表面，形成疏水单层膜，减小灰尘等污物的吸附，增强抗污自清洁能力；硅烷承载料除具有较好的载浮性和混溶分散性外，还具有强吸附作用，在清洗过程中能有效吸附拔取车体表面的污渍；

表面活性剂（如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十三醇、脂肪醇聚氧乙烯醚及其类似物等），利用其湿润、渗透、乳化、分散、增溶等性质，使污物在车体表面上的附着力减弱或抵销，通过机械和物理方法加速污物脱离车体表面而进入洗液中，使得车体得以清洁；

疏水助剂（如硬酯酸钠、乙二醇双硬脂酸、活性硅油及其类似物等）协助疏水剂在车体表面形成疏水层或协助提高疏水性能；

清洗助剂（如羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、甲基硅酸钠、硫酸钠及其类似物等）主要起到螯合、缓冲，悬浮、乳化，缓蚀作用；

以上各成分协同作用可达到清洁、上光、镀膜一次完成的目的，并且对车体表面的微小擦痕有修复作用。

上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims

1.一种车体清洁成膜料，其特征在于，是由硅烷：硅烷承载料按1：5～20的质量比构成，所述硅烷承载料为膨润土、硅藻土、硅胶、凹凸棒土中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的车体清洁成膜料，其特征在于，所述硅烷为烷基三氯硅烷、烷基三烷氧基硅烷中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的车体清洁成膜料，其特征在于，所述膨润土为钙基膨润土、钠基膨润土中的至少一种。

4.权利要求1所述车体清洁成膜料的制备方法，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的车体清洁成膜料的制备方法，其特征在于，所述硅烷承载料为膨润土、硅藻土、硅胶、凹凸棒土中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的车体清洁成膜料的制备方法，其特征在于，所述硅烷为烷基三氯硅烷、烷基三烷氧基硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的车体清洁成膜料的制备方法，其特征在于，所述挥发性溶剂为无水乙醇、石油醚、***、丙酮中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的车体清洁成膜料的制备方法，其特征在于，所述溶剂挥发时的温度控制为55～65℃。