CN112458468A - 一种喷淋清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于清洗剂的技术领域，尤其涉及一种喷淋清洗剂及其制备方法。本申请第一方面提供了一种喷淋清洗剂，包括：正庚酸钾、PEG400MO磷酸酯、碱性助剂、有机溶剂、螯合剂和水；所述正庚酸钾具有如下式Ⅰ的结构。本申请第二方面提供了一种喷淋清洗剂的制备方法，包括以下步骤：将正庚酸钾、PEG400MO磷酸酯、碱性助剂、有机溶剂、螯合剂和水混合，制得喷淋清洗剂。本申请提供了一种喷淋清洗剂及其制备方法，有效解决现有的喷淋清洗剂存在的无法同时兼备清洗性和无泡性的技术缺陷。

Description

一种喷淋清洗剂及其制备方法

技术领域

本申请属于清洗剂的技术领域，尤其涉及一种喷淋清洗剂及其制备方法。

背景技术

综合节约能源、环境保护和经济效益等方面考虑，无泡喷淋近年来受到越来越多的关注，目前已应用到石油、化工、冶金、交通、民用等各个领域，具有广阔的发展前景。其采用的喷淋清洗剂的一个重要特点是要求稳定的低泡、或者无泡。如果体系产生泡沫，则可能从喷淋槽中溢出，且清洗后的材料所需水洗的量较大，浪费能源。要想达到低泡，或者无泡体系，一般从加入大量的消泡剂和复配低泡表面活性剂两方面实现。很多消泡剂在强碱性条件下无法长期存在，耐用性不佳，且会造成硅斑、印记残留等问题。选择合适的表面活性剂可以实现低泡，但目前低泡表面活性剂复配剂存在除油率不佳、不耐碱等问题。

综上所述，现有的喷淋清洗剂存在以下缺点：1、泡沫低的水基喷淋清洗剂普遍存在清洗性不佳，在含碱性助剂的体系中有容易析出或分解，降低清洗效率的缺陷；2、清洗性佳的清洗剂大多存在泡沫丰富，喷淋清洗时不易漂洗，用水量大，浪费水资源的问题。本发明旨在发明一种碱性喷淋清洗除油剂，具有除油高效、无泡等特征。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种喷淋清洗剂及其制备方法，有效解决现有的喷淋清洗剂存在的无法同时兼备清洗性和无泡性的技术缺陷。

本申请第一方面提供了一种喷淋清洗剂，包括：

正庚酸钾、PEG400MO磷酸酯、碱性助剂、有机溶剂、螯合剂和水；

所述正庚酸钾具有如下式Ⅰ的结构；

作为优选，所述喷淋清洗剂，按照质量百分比计算，包括：

具体的，本申请的喷淋清洗剂中，正庚酸钾和PEG400MO磷酸酯的配比十分重要，在特定的配比范围下，使得本申请的喷淋清洗剂具有无泡和高效除油的性能。

作为优选，所述正庚酸钾的制备方法包括以下步骤：

将正庚酸和氢氧化钾水溶液反应，制得正庚酸钾。

作为优选，按照摩尔比计算，所述正庚酸和所述氢氧化钾的摩尔比为1：(1.1～1.3)。

作为优选，所述氢氧化钾水溶液的质量分数为20％～30％。

作为优选，在正庚酸和氢氧化钾水溶液反应时，所述反应的温度为50℃～60℃；所述反应的时间为2～3h。

作为优选，所述碱性助剂选自苛性碱、碳酸钠、无水偏硅酸钠、碳酸氢钠、三乙醇胺中的一种或多种。

作为优选，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸四钠盐、酒石酸钠、海藻酸钠、葡糖糖酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钾中的一种或多种。

作为优选，所述有机溶剂选自异丙醇、乙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或多种。

本申请第二方面提供了一种喷淋清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

将正庚酸钾、PEG400MO磷酸酯、碱性助剂、有机溶剂、螯合剂和水混合，制得喷淋清洗剂。

本申请第三方面提供所述喷淋清洗剂在清洗金属中的应用。

作为优选，所述金属选自铜材、铁材、铝材、钢材、锌材、钛材及其合金。

需要说明的是，本申请的喷淋清洗剂除了用于无泡喷淋清洗领域外，还能用于石油、化工、冶金、交通、民用等各个领域需要清洗剂的情况。

本申请旨在研发一种不含消泡剂的无泡、高效除油喷淋清洗剂。本申请的洗涤剂成分简单，包括正庚酸钾、PEG400MO磷酸酯、碱性助剂、有机溶剂、螯合剂和水，本申请发现正庚酸钾具有优越的性能特征：无泡、耐碱、抗硬水、对紫铜和黄铜H62有很好的缓蚀性、除油效果佳，而且正庚酸钾相对其他金属盐具有更强的润湿、渗透、分散和去污的能力。本申请发现将正庚酸钾与PEG400MO磷酸酯、碱性助剂、有机溶剂、螯合剂和水复配得到一种具有高稳定性、高效除油、高铺展性和无泡性的清洗剂。

本申请的喷淋清洗剂中，正庚酸钾和PEG400MO磷酸酯主要起到高效除油的作用，碱性助剂为体系不仅提供碱性，延长洗涤剂的使用寿命，还能中和油污中的部分脂肪酸，减轻污垢的絮凝及再沉积倾向，起到清洁污垢的作用，还具有pH缓冲剂、硬水的软化剂、金属腐蚀的抑制剂等作用。有机溶剂不仅能增溶一部分表面活性剂、提高配方的稳定性，同时也能溶解油脂，促进污垢的去除。

与现有技术相比，本申请的喷淋清洗剂相对市面上常用的喷淋清洗剂具有如下优势：

1、不含消泡剂，不会出现消泡剂与油污结合、在酸或碱溶液中水解等问题而导致清洗剂的消泡性能下降的缺陷；

2、无泡，可避免喷淋清洗过程中再次漂洗，节约水资源；

3、耐碱，在中高碱条件下不分层、不水解、可长期保持稳定；

4、在油污表面铺展性好、去污力强；

5、本申请的喷淋清洗剂制备方法简单易得。

具体实施方式

本申请提供了一种喷淋清洗剂及其制备方法，用于解决现有的喷淋清洗剂存在的无法同时兼备清洗性和无泡性的技术缺陷。

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

其中，以下实施例所用原料或试剂均为市售或自制；

以下实施例所用的正庚酸钾的制备方法包括：

1、将正庚酸投入到反应釜中，升温至50℃，备用；

2、将氢氧化钾水溶液缓慢投入到反应釜中，55℃下反应2.5h；其中氢氧化钾水溶液中氢氧化钾的质量分数为25％；其中，正庚酸与氢氧化钾的摩尔比为1：1.2；

3、反应结束后停止加热，自然冷却至室温，出料，制得正庚酸钾。

4、对本申请的正庚酸钾进行红外光谱和核磁图谱检测，结果可知，本申请实施例制得的正庚酸钾的红外光谱符合标准正庚酸盐的红外谱图，本申请实施例制得的正庚酸钾的核磁图谱符合标准正庚酸盐的核磁图谱，可见，本申请成功制备正庚酸钾。

对比例3为市售的硬表面清洗剂。

对比例4为市售的喷淋清洗剂。

实施例1

本申请提供了第一种喷淋清洗剂，具体制备方法包括：

按预设的无泡喷淋清洗剂总质量计，依次加入质量百分比为8％的正庚酸钾、质量百分比为6％的PEG400MO磷酸酯、质量百分比为1％的氢氧化钠、质量百分比为3％的五水偏硅酸钠、质量百分比为2％的碳酸钠、质量百分比为0.5％的乙二胺四乙酸四钠盐和79.5％去离子水。用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为实施例1。

实施例2

本申请提供了第二种喷淋清洗剂，具体制备方法包括：

按预设的无泡喷淋清洗剂总质量计，依次加入质量百分比为12％的正庚酸钾、质量百分比为4％的PEG400MO磷酸酯、质量百分比为1％的氢氧化钠、质量百分比为2％的五水偏硅酸钠、质量百分比为2％的碳酸钠、质量百分比为1％的酒石酸钠，78％去离子水。用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为实施例2。

对比例1

本申请提供了第一种对照产物，具体制备方法包括：

按预设的无泡喷淋清洗剂总质量计，依次加入质量百分比为15％的PEG400MO磷酸酯、质量百分比为1％的氢氧化钠、质量百分比为3％的五水偏硅酸钠、质量百分比为2％的碳酸钠、质量百分比为0.5％的乙二胺四乙酸四钠盐，78.5％去离子水。用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为对比例1。

对比例2

本申请提供了第二种对照产物，具体制备方法包括：

按预设的泡喷淋清洗剂总质量计，依次加入质量百分比为16％的PEG400MO磷酸酯、质量百分比为1％的氢氧化钠、质量百分比为2％的五水偏硅酸钠、质量百分比为2％的碳酸钠、质量百分比为1％的酒石酸钠，78％去离子水。用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为对比例2。

对比例3

本申请的第三种对照产物为市售硬表面清洗剂，其成分如表1所示。

表1市售普通硬表面清洗剂组成

组成

AEO-6

AEO-3

磷酸酯

无水偏硅酸钠

乙二胺四乙酸

去离子水

质量百分比

5％

5％

10％

10％

4％

66％

对比例4

本申请的第四种对照产物为市售喷淋清洗剂，其成分如表2所示

表2市售喷淋清洗剂

实施例3

本申请实施例提供了实施例1～2、对比例1～4的铺展性能、起泡性和清洗力的测试试验，具体步骤如下：

1、铺展性能测试方法

通过测试样在石蜡膜表面的接触角来表征。接触角越小，表明清洗剂在油污表面的铺展性越好，越利于清洗除油。

2、起泡性测试方法

依据GB/T 7462-94《表面活性剂发泡力的测定改进Ross-Miles法》中发泡能力的测试方法测定发泡力，记录30s时的泡沫体积，取3次平行实验的气泡体积平均值作为起泡力。起泡体积越小，表示起气泡力越差，低泡性越好。

3、清洗力测试方法

通过对金属表面油污的清洗能力来评定，将称量过的金属试片(重量计为M₁)浸入油污10min后取出沥干称重，重量计为M₂，然后将试片浸入盛有500mL，30℃试液的摆洗槽内，静浸3min，摆洗3min，取出试片，再在30℃的500mL蒸馏水中摆洗10次，取出试片立即在70℃烘箱中烘干40min，取出冷却到室温后称重，重量计为M₃。清洗能力以洗油率h表示并按下式计算：h＝[(M₂-M₃)/(M₂-M₁)]×100％，h值越大，说明清洗效果越好。

分别按照以上方法测试实施例1～2、对比例1～4的铺展性能、起泡性和清洗力，测试结果如表3。

表3性能测试结果

指标	实施例1	实施例2	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
							接触角°	0	0	34	37	0	33
发泡力ml	0	0	0	0	184	0
							清洗力％	97.84	98.76	81.02	79.34	96.21	83.26

由表3可知：

一、实施例1和实施例2所得喷淋清洗剂的接触角为0°，说明本发明的喷淋清洗剂除油效果优于市售喷淋清洗剂，对油污具有很好的铺展性，可在油污表面快速铺展开，有利于清洗的进行；

二、实施例1和实施例2所得喷淋清洗剂的起泡体积均为0，说明本发明的喷淋清洗剂发泡能力低于市售清洗剂，本申请属于无/低泡的喷淋清洗剂；

三、实施例1和实施例2所得喷淋清洗剂的清洗力高于市售清洗剂，具有优良的清洗能力。故本申请相对市售清洗剂具有低泡、清洗力佳的显著优势。

四、相对于实施例1和实施例2，对比例1和对比例2均不添加添加表面活性剂正庚酸钾制得的产品，其清洗力均不如实施例1和实施例2，甚至低于对比例3。可见，在此无泡喷淋清洗体系中，正庚酸钾对清洗效果有着重要的作用。

实施例4

本申请实施例提供了实施例1～2、对比例1～4的耐碱稳定性和水解稳定性测试试验，具体步骤包括：

1、耐碱性测试：

配制不同浓度的氢氧化钠水溶液，以不同浓度的氢氧化钠水溶液为溶剂，使用不同浓度的氢氧化钠水溶液分别去配制1％浓度的实施例1～2和对比例1～4的溶液，观察存放30天后样品溶液的外观状态，若样品溶液分层或漂油，则耐碱稳定性好，反之，则耐碱稳定性差，结果如表4所示。

表4耐碱稳定性测试结果

2、水解稳定性测试：

以实施例1～2、对比例1～4为溶质，水为溶剂，分别配制1％浓度实施例1、实施例2、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4的样品溶液，测试存放7天、15天、30天时样品溶液的接触角，接触角的变化可表征样品溶液的水解稳定性，若水解稳定性佳，则接触角变化小，甚至无变化，反之则接触角明显增大，结果如表5所示。

表5水解稳定性测试结果

由表4可知，由实施例1～2所得喷淋清洗剂在不同浓度碱条件下可保持澄清，说明由实施例1～2所得喷淋清洗剂在中高碱条件下可长期保持稳定。由表5可知，由实施例1～2所得喷淋清洗剂可长期保持水解稳定性。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷淋清洗剂，其特征在于，包括：

正庚酸钾、PEG400MO磷酸酯、碱性助剂、有机溶剂、螯合剂和水；

所述正庚酸钾具有如下式Ⅰ的结构；

2.根据权利要求1所述的喷淋清洗剂，其特征在于，按照质量百分比计算，包括：

3.根据权利要求1所述的喷淋清洗剂，其特征在于，所述正庚酸钾的制备方法包括以下步骤：

将正庚酸和氢氧化钾水溶液反应，制得正庚酸钾。

4.根据权利要求3所述的喷淋清洗剂，其特征在于，按照摩尔比计算，所述正庚酸和所述氢氧化钾的摩尔比为1：(1.1～1.3)。

5.根据权利要求3所述的喷淋清洗剂，其特征在于，所述氢氧化钾水溶液的质量分数为20％～30％。

6.根据权利要求3所述的喷淋清洗剂，其特征在于，所述反应的温度为50℃～60℃；所述反应的时间为2～3h。

7.根据权利要求1所述的喷淋清洗剂，其特征在于，所述碱性助剂选自苛性碱、碳酸钠、无水偏硅酸钠、碳酸氢钠和三乙醇胺中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的喷淋清洗剂，其特征在于，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸四钠盐、酒石酸钠、海藻酸钠、葡糖糖酸钠、三聚磷酸钠和焦磷酸钾中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的喷淋清洗剂，其特征在于，所述有机溶剂选自异丙醇、乙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中的一种或多种。

10.一种权利要求1至9任意一项所述的喷淋清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将正庚酸钾、PEG400MO磷酸酯、碱性助剂、有机溶剂、螯合剂和水混合，制得喷淋清洗剂。