一种水基清洗剂及其制备方法与应用与流程

本发明属于清洗剂，具体涉及一种水基清洗剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、金属清洗剂是用于去除金属表面油脂、污垢、氧化物等杂质的化学制品。它们通常包含溶剂、表面活性剂、腐蚀抑制剂和其他添加剂，以提高清洁效果并保护金属表面。金属清洗剂的类型多样，常见的有：1.溶剂型清洗剂：2.碱性清洗剂、3.酸性清洗剂、4.中性清洗剂、5.乳化型清洗剂、6.水基清洗剂。

2、化工基本为金属材料，化工设备的主要及其零部件在长期过程中会产生大量油污，其油污的主要类型有润滑油污和加工油污，因此需要定时对这些油污进行清洗，水基清洗剂通常比溶剂型清洗剂更环保和更安全，所以被广泛应用，但是目前的水基清洗剂对于某些顽固污渍和油脂，水基清洗剂可能不如溶剂型清洗剂有效，且在低温条件下，水基清洗剂的清洁效果可能会降低。

3、因此，亟需一种在低温下具有优异清洗效果的清洗剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种水基清洗剂及其制备方法与应用

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种水基清洗剂，按质量分数计，所述水基清洗剂包括：螯合剂5～20％、咪唑类离子液体0.5～5％、表面活性剂15～40％、脱脂剂3～15％、聚乙烯醇0.1～2％、菊粉0.3～3％，余量为水。

4、在本发明中，各个组分相互作用能够实现低温除油的效果，并且清洗剂同时还能够实现防锈的效果。

5、作为本发明一种优选的技术方案，按质量分数计，所述水基清洗剂包括：螯合剂8～12％、咪唑类离子液体1.5～2％、表面活性剂18～23％、脱脂剂5～8％、聚乙烯醇0.3～0.4％、菊粉0.7～1％，余量为水。采用前述技术方案，各个组分之间能够更好地协同作用，进一步增加清洗剂的低温除油能力。

6、螯合剂

7、螯合剂是一种化学物质，能够与水中的金属离子形成稳定的环状结构，从而防止这些金属离子与其他物质发生反应，在本发明中发现使用螯合剂还能进一步增加清洗剂防锈能力，作为本发明一种优选的技术方案，所述螯合剂选自含氮螯合剂与含氧螯合剂。

8、作为本发明一种优选的技术方案，所述含氮螯合剂与含氧螯合剂的质量比为(1-10):1，例如为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1，优选为(3-5):1。

9、含氮螯合剂是一类含有氮原子的有机化合物，作为本发明一种优选的技术方案，所述含氮螯合剂选自乙二胺四乙酸和次氮基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸中的至少一种，优选为二亚乙基三胺五乙酸。

10、含氧螯合剂是一类能够与金属离子形成稳定螯合物的化合物，其中至少有一个氧原子参与了与金属离子的配位，作为本发明一种优选的技术方案，所述含氧螯合剂选自乙酰丙酮、苯甲酰丙酮二苯甲酰甲烷和硬脂酰苯甲酰甲烷中的至少一种，优选为硬脂酰苯甲酰甲烷。

11、含氮螯合剂中的氮孤对电子能够进入金属的轨道，产生化学吸附，但不能够进入所有的金属的轨道，这时含氧螯合剂能够与另一部分金属形成难溶于水而与咪唑类离子液体形成有一定亲和性的稳定配合物，进而在金属表面形成一层在均匀致密的膜，即两者相互协同作用形成多层保护膜，膜层牢固，难溶解，难分离，防锈效果良好，尤其是使用二亚乙基三胺五乙酸与硬脂酰苯甲酰甲烷时的防锈效果更好，可能是因为两者并不会产生竞争反应，协同效果更好。

12、咪唑类离子液体

13、咪唑类离子液体是一类含有咪唑环结构的离子化合物，通常由咪唑阳离子和相应的阴离子组成作为本发明一种优选的技术方案，所述咪唑类离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-苄基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的至少一种，优选为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。

14、本技术的申请人发现使用咪唑类离子液体，尤其是1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐能够增加清洗剂在低温下的清洗能力，可能是因为咪唑类离子液体与表面活性剂作用，能够降低表面张力增加脱脂剂的渗透，体系的乳化以及润湿性。

15、表面活性剂

16、表面活性剂是一种能够降低水的表面张力，帮助水渗透和湿润被清洗物体表面的化学物质，作为本发明一种优选的技术方案，所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂。

17、作为本发明一种优选的技术方案，所述阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为1：(2-10)，例如为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10，优选为1:(6-8)。

18、作为本发明一种优选的技术方案，所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺和烷基糖苷中的至少一种，优选聚氧乙烯醚。采用前述技术方案获得清洗剂的低温去油能力更好。

19、作为本发明一种优选的技术方案，所述聚氧乙烯醚选自tx-4、tx-10、tx-15、op-4和op-10中的至少一种，优选为tx-15。

20、作为本发明一种优选的技术方案，所述阴离子表面活性剂选自酰基丙氨酸盐、酰基甘氨酸和酰基肌氨酸盐中的至少一种，优选为酰基肌氨酸盐椰油酰基甘氨酸钠和/或椰油酰基甘氨酸钾。

21、脱脂剂

22、脱脂剂在水基清洗剂中的主要作用是去除工件表面的油脂和油污，它通过乳化、分散或溶解油脂，使其能够被水基清洗剂有效清除，从而达到清洁工件表面的目的，作为本发明一种优选的技术方案，所述脱脂剂选自氢氧化钠、碳酸钠、硼酸钠和n-羟乙基亚氨基二乙酸二钠盐中的至少一种。

23、作为本发明一种优选的技术方案，所述脱脂剂为氢氧化钠与n-羟乙基亚氨基二乙酸二钠盐。

24、作为本发明一种优选的技术方案，所述氢氧化钠与n-羟乙基亚氨基二乙酸二钠盐的质量比为1：(0.5-3)，优选为1：(2-2.5)。

25、聚乙烯醇

26、作为本发明一种优选的技术方案，所述聚乙烯醇的型号为pva-205。

27、菊粉

28、作为本发明一种优选的技术方案，所述菊粉选自短链菊粉、长链菊粉和天然菊粉中的至少一种，优选为短链菊粉。

29、本发明的申请人在研发过程中发现聚乙烯醇与菊粉相互作用能够增加清洗剂的高低温稳定性，两者与离子液体能够形成氢键同时与表面活性剂协同作用，降低了氢键的形成了临界胶束浓度，同时使得体系中各分子间形成好形成稳定的空间序列

30、在本发明中，所述短链菊粉的型号为cosucra短链菊粉f97。

31、第二方面，本发明提供了所述水基清洗剂的制备方法，该制备方法包括：

32、(1)在室温下，将螯合剂、脱脂剂与咪唑类离子液体与25-40wt％的水中进行第一混合得到第一混合液；

33、(2)将表面活性剂、聚乙烯醇、菊粉与剩余的水在60-80℃下进行第二混合得到第二混合液，之后加入第一混合液继续混合30-40分钟。

34、作为本发明一种优选的技术方案，所述第一混合的条件为以500-800rpm的转速混合10-15分钟。

35、作为本发明一种优选的技术方案，所述第二混合的条件为在1200-1500rpm的转速混合20-30分钟。

36、本发明中的室温指20-30℃。

37、第三方面，本发明提供了本发明所述水基清洗剂在金属表面除油中的应用。

38、所述金属可以为黄铜、铁、镍等。

39、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

40、1、环保性：本发明中的清洗剂的溶剂为水，相较有机溶剂型清洗剂具有优异的环保性。

41、2、防锈性：水基清洗剂虽然具有优异的环保性，但是在使用是由于溶液是水，会导致金属容易生锈，本发明中通过组分之间的协同作用能够使得本发明中的水基清洗剂具有优异的防锈性。

42、3、低温清洗剂：清洗剂在清洗时一般需要高温，在合理范围内温度越高，除油效果越好，但本发明中的水基清洗剂在低温下也具有优异的除油力。

43、4、优异的高低温稳定性，本发明中通过组分之间的协同作用能够使得本发明中的水基清洗剂在高温环境或是低温环境中均具有优异的稳定性。