一種添加松香基雙子表面活性劑的螯合型金屬清洗劑的製作方法
2023-09-09 23:07:00 1
本發明涉及加工助劑技術領域，尤其涉及一種添加松香基雙子表面活性劑的螯合型金屬清洗劑。
背景技術：
金屬製品堪稱全球最廣泛的用品之一，金屬製品的清洗也是全球清洗工作者的重要研究方向。一直以來國際上流行的清洗技術都是傳統意義上的有機溶劑法和鹼液洗滌法。這些方法不僅需要的處理溫度較高，而且清洗完畢後的廢液對環境也有很大的汙染。伴隨著資源的日趨緊張和國內外金屬清洗工作者的環保意識越來越強，新型常溫環保無汙染的水基型清洗劑的研發也越來越受到關注。水基型金屬清洗劑是目前替代其他兩種清洗劑的研發熱點，並已廣泛使用。水基型金屬清洗劑以水作溶劑，表面活性劑為主劑，結合有機或無機助劑達到金屬除油的效果。目前水基型金屬清洗劑的不足之處，如大量使用微生物不易降解的表面活性劑，除油能力較弱，清洗過程中需要高溫處理，清洗劑產生大量泡沫，不僅難漂洗，還易殘留等問題。
《水基低泡環保金屬清洗劑的研究》中通過一系列正交實驗與條件實驗確定了各組分的組成為 K12 6wt% ，AEO－92.5wt% ，APG 2.5wt% ，JFC1wt% ，機矽油消泡劑 0.5wt% ，NaOH 6wt% ，STPP 3wt% ，TSP 5wt% ，三乙醇胺 5wt% ，乙二醇單丁醚 0. 8wt% 。該除油劑對金屬表面油汙的除油率可達 99% 以上，並且環保可生物降解。但是該配方中配方複雜、清洗對象單一，並且配方中含有易導致水體富營養化的磷助劑、同時在金屬切削、拉絲、拋光等加工過程中產生的鏽蝕、氧化等情況可能產生重金屬離子，通過清洗劑清洗後進入水體或者土壤中，威脅生態平衡或者人類健康，這就需要對清洗劑進行改性，使其能夠螯合金屬離子，產生穩定的絡合物且容易生物降解，滿足環保的要求，同時增強清洗劑的防鏽蝕、抗氧化等其他附加價值。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種添加松香基雙子表面活性劑的螯合型金屬清洗劑。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種添加松香基雙子表面活性劑的螯合型金屬清洗劑，由下列重量份的原料製備製成：Ｎ－十二醯基乙二胺三乙酸鹽5-7、去離子水適量、濃度為37wt%的甲醛溶液10-12、P123 1-1.2、硫脲1.92-1.95、三聚氰胺3.2-3.5、正矽酸乙酯2.1-2.3、0.1mol/L的氫氧化鈉溶液適量、4mol/L的鹽酸溶液3.2-3.5、脫氫松香酸10-11、四丁基溴化銨0.2-0.25、環氧氯丙烷5.2-5.5、無水乙醇適量、四甲基丙二胺1.5-1.7、乙醚適量、烷基糖苷2.5-3、滲透劑JFC1-1.2、三乙醇胺5-6、乙二醇單丁醚4.5-5.5。
所述一種添加松香基雙子表面活性劑的螯合型金屬清洗劑，由以下具體步驟製成：
（1）將濃度為37wt%的甲醛溶液與2.5-3倍量的去離子水混合，攪拌均勻後加入適量的0.1mol/L的氫氧化鈉溶液調節溶液的pH值在8.5-9之間，再加入硫脲、三聚氰胺，水浴加熱至60-65℃，攪拌60-80分鐘，形成溶液A待用；將P123溶於15-18倍量的去離子水中，加入4mol/L的鹽酸溶液，水浴加熱至40-45℃，攪拌至完全溶解後加入正矽酸乙酯，繼續攪拌4-5小時後形成溶液B；將溶液A與溶液B混合，在40-45℃下繼續攪拌18-20小時後再將溶液轉移至高壓釜中在90-95℃下陳化24-36小時，將得到的沉澱用去離子水清洗2-3遍後以70-80℃乾燥得到螯合樹脂二氧化矽複合材料；
（2）將脫氧松香酸和四丁基溴化銨混合加入到的三口燒瓶中，再加入環氧氯丙烷，加入冷凝回流管，加熱至90-95℃，攪拌反應3-4小時後用去離子水洗滌3-4次，蒸出環氧氯丙烷後乾燥，得到中間產物；將中間產物加入2-2.5倍的無水乙醇中攪拌溶解，然後加入四甲基丙二胺，加熱至80-90℃攪拌反應24-25小時，後蒸出未反應的無水乙醇，最後用乙醚萃取，至乙醚層無色後蒸發出乙醚，乾燥，得到松香基雙子表面活性劑；
（3）將步驟（1）得到的產物與Ｎ－十二醯基乙二胺三乙酸鹽混合後加入步驟（2）得到的產物，加入總量等量的去離子水中，與300-400轉/分的速度攪拌10-15分鐘後加入溶於2-3倍量的去離子水的其餘剩餘成分，繼續攪拌20-30分鐘即得。
本發明的優點是：本發明以三聚氰胺、甲醛、硫脲、正矽酸乙酯為前驅體，P123為模板劑，通過共縮聚法合成了螯合樹脂二氧化矽複合材料，同時配合Ｎ－十二醯基乙二胺三乙酸鹽螯合型表面活性劑的添加，用於金屬的清洗，能夠吸附金屬表面的油汙，有利於油汙的去除，加快清洗速度，同時由於其具有良好的螯合能力，能夠將金屬加工過程中產生的金屬離子進行吸附，進一步增強清洗劑的清洗及拋光效果，同時成分配比採用水性可降解配方，對環境友好。
本發明將柔性基團四甲基丙二胺通過化學鍵將四丁基溴化銨、四甲基丙二胺兩個單子的表面活性劑緊密的連接起來，從而抑制了親水頭基之間的靜電斥力，增強了疏水鏈之間的結合，從而使雙子表面活性劑更易形成膠，大大提高了表面活性、乳化能力，進而提高了清洗效果；本發明產品採用水性螯合環保配方，對金屬表面油汙的除油率高，並且可生物降解，有望取代溶劑型金屬清洗劑和複合型金屬清洗劑，具有廣泛的市場前景。
具體實施方式
一種添加松香基雙子表面活性劑的螯合型金屬清洗劑，由下列重量份（公斤）的原料製備製成：Ｎ－十二醯基乙二胺三乙酸鹽5、去離子水適量、濃度為37wt%的甲醛溶液10、P123 1、硫脲1.92、三聚氰胺3.2、正矽酸乙酯2.1、0.1mol/L的氫氧化鈉溶液適量、4mol/L的鹽酸溶液3.2、脫氫松香酸10、四丁基溴化銨0.2、環氧氯丙烷5.2、無水乙醇適量、四甲基丙二胺1.5、乙醚適量、烷基糖苷2.5、滲透劑JFC 1、三乙醇胺5、乙二醇單丁醚4.5。
所述一種添加松香基雙子表面活性劑的螯合型金屬清洗劑，由以下具體步驟製成：
（1）將濃度為37wt%的甲醛溶液與2.5倍量的去離子水混合，攪拌均勻後加入適量的0.1mol/L的氫氧化鈉溶液調節溶液的pH值在8.5之間，再加入硫脲、三聚氰胺，水浴加熱至60℃，攪拌60分鐘，形成溶液A待用；將P123溶於15倍量的去離子水中，加入4mol/L的鹽酸溶液，水浴加熱至40℃，攪拌至完全溶解後加入正矽酸乙酯，繼續攪拌4小時後形成溶液B；將溶液A與溶液B混合，在40℃下繼續攪拌18小時後再將溶液轉移至高壓釜中在90℃下陳化24小時，將得到的沉澱用去離子水清洗2遍後以70℃乾燥得到螯合樹脂二氧化矽複合材料；
（2）將脫氧松香酸和四丁基溴化銨混合加入到的三口燒瓶中，再加入環氧氯丙烷，加入冷凝回流管，加熱至90℃，攪拌反應3小時後用去離子水洗滌3次，蒸出環氧氯丙烷後乾燥，得到中間產物；將中間產物加入2倍的無水乙醇中攪拌溶解，然後加入四甲基丙二胺，加熱至80℃攪拌反應24小時，後蒸出未反應的無水乙醇，最後用乙醚萃取，至乙醚層無色後蒸發出乙醚，乾燥，得到松香基雙子表面活性劑；
（3）將步驟（1）得到的產物與Ｎ－十二醯基乙二胺三乙酸鹽混合後加入步驟（2）得到的產物，加入總量等量的去離子水中，與300轉/分的速度攪拌10分鐘後加入溶於2倍量的去離子水的其餘剩餘成分，繼續攪拌20分鐘即得。
對本發明實施例進行檢測得到本發明產品能夠與水以任何比例混溶，無相分離，油汙清洗率達到98%以上，防鏽性達到A級，符合機械行業標準。