多用途多功能的复合清洗剂 技术领域
本发明涉及一种多用途多功能的复合清洗、除油污组合物，其不损伤成型材料，例如金属、硅、碳、玻璃纤维、石墨、陶瓷、塑料、聚乙烯、地毯、垫子和天然或合成橡胶等等。本发明的产品能以喷雾形式或者液体形式使用，并证明在室温下使用时，具有极强的清洗和除油污功能，同时又具有消泡性能。
背景技术
通常，金属产品伴随着以下工艺过程。首先，必须以化学方法处理在铁制作和精制加工过程中使用的牛脂和合成醚类轧制剂。该过程通常包括在高温下用清洗剂去除油脂，高温下用去离子水清洗，烘干，卷绕。其次，金属产品在涂布之前必须用化学方法处理。该过程一般包括高温下用清洗剂去除油脂，高温下用去离子水洗涤，金属表面的控制，化学处理，用去离子水清洗，烘干，作涂层。
这些清洗剂已经在多种文献中作了介绍。清洗除油剂的成分通常分类为碱性助剂、表面活性剂或消泡剂、和一般为粉末状清洗剂，这些成分的混合物溶解和使用于这种粉末状清洗剂中。
该清洗除油剂以喷雾或者沉积的方法去除金属表面的油脂和污染物。在铁制作和精制加工过程中，溶液温度通常是85-90℃，清洗时间是1-3分钟，在制造期间，溶液温度通常是40-70℃，清洗时间是1-10分钟。然而，在两个过程期间都使用强碱性清洗剂时，清洗除油剂的使用是根据金属种类或者金属表面反应敏感性来限定的。为了缓和这些问题，如果我们降低碱性，同时降低溶液温度至室温，清洗效能也降低了，并且清洗时间延长了，这导致了一个问题，清洗后遗留在金属表面的残余物损害了化学处理的效果，这反过来影响了制造过程。
另一方面，如果溶液的碱性和温度都降低，起泡现象增加了，这些泡沫渗入产品内部，清洗效能降低了。因此，油脂和污染物很难从产品内部去除。
然而，应该注意到，高温下表面活性剂经过化学反应，失去了表面活性，降低了去除油脂的能力。进一步地，由于在每个过程中有效温度范围的限制，机械的和物理方式的补充是不容易发挥作用的。
另一方面，复合清洗除油剂通常在室温下使用时是属表面附着磨蚀类型的。
如果我们挑选不会损坏原材料涂层表面或者特性条件地弱碱低蚀点表面活性剂，清洗效能变得微弱了。因此，尽管磨擦多次，油脂和污染物的去除效果很差。
人们对于复合清洗除油剂的兴趣正在提高，这些复合清洗除油剂能够节省能量、证明具有良好的清洗除油性能、不需要改变正在使用的系统、不损害原材料、能保持最佳碱性，不受在可行温度范围下的限制、能在介于室温和小于100℃下，根据每个加工过程的特性来使用。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种不损坏原材料的多用途多功能的复合清洗除油洗涤剂。
本发明的另一个目的是提供一种显示了对多种产品在宽温度范围内具有良好清洗性能的、多用途、多功能的复合清洗除油剂。
为了实现这些目的，本发明提供了一种复合清洗除油剂，含有如下述化学式1-4的碱性助剂和表面活性剂：
化学式1
R-O-(CH2CH2O)m-H
化学式2
化学式3
R-Ph-O-(CH2CH2O)m-H
化学式4
R-Ph-SO3-M+
其中，R是C3-C19烷基，Ph是苯基，化学式1和2中的m是1.5-12，化学式3中m是13-19，n是2-15，M是相反离子。
较佳的如化学式3中m/n的摩尔比是0.5-1.27，每升清洗剂中复合表面活性剂的含量是0.1-10.0g。本发明可进一步地包括乙二醇醚，酶和螯合剂。
下文是对本发明的详细描述。
本发明的清洗组合物是以含有乙二醇醚，酶和螯合剂，碱性助剂和复合表面活性剂为特性的。这些复合表面活性剂能以下述一般化学式表示。
该清洗除油剂是以从室温到低于100℃都能使用，它是可生物降解的，不消耗臭氧和无毒为特性的。
本发明的组合物解决上述问题是通过：1)每升组合物中含有0.1-10.0g复合表面活性剂；2)控制每一复合表面活性剂中m/n的摩尔比；3)控制每一复合表面活性剂中m和n增加的摩尔数；4)确定每一复合表面活性剂中的R。
复合表面活性剂是本发明的复合清洗除油剂中一种必不可少的成分，复合表面活性剂含有三种非离子表面活性剂和一种阴离子表面活性剂，如下所示：
化学式1
R-O-(CH2CH2O)m-H
化学式2
化学式3
R-Ph-O-(CH2CH2O)m-H
化学式4
R-Ph-SO3-M+
其中，R是烷基，Ph是苯基，M是相反离子。
烷基R中碳原子的数目是3-19，每个R可能是一个烷基或一个烷基的组合形式。R可是从中合成的、提取的或者衍生的。
R通常由饱和烃制取，因此，通常使用不含不饱和键的烃，但是使用含有不饱和键的烃，如油酸，则没有问题。
当清洗除油剂组合物由碱性助剂和单一表面活性剂，不含乙二醇醚、酶和螯合剂组成时，如果R中的碳原子数少于8，这种组合物在室温下的清洗性能很差，因此它不能用作室温清洗剂。另外，如果R中的碳原子数大于18，不仅组合物的清洗性能会降低，而且在清洗后，有冲洗时不易冲洗的缺点。
然而，当复合清洗除油剂组合物中含有乙二醇醚、酶、螯合剂、碱性助剂和复合表面活性剂时，如果每个R中的碳原子数少于3，组合物在有效温度范围内清洗性能很差。另外，如果每个R中的碳原子数大于19，就没有工业实用性，因为乙二醇醚、酶、螯合剂、复合表面活性剂太多了。
环氧乙烷的摩尔数m，在化学式1和2中是1-15，更好的是1.5-2。化学式3中的m是10-25，更好的是13-19。环氧丙烷的摩尔数n较好的是2-15。
根据R的种类，最好的m和n的加成摩尔数是可得到的。然而，当清洗除油剂组合物由碱性助剂和单一表面活性剂，不含乙二醇醚、酶和螯合剂的组成时，如果m少于4，组合物的亲水性弱、溶解性弱和清洗性能弱，尽管消泡性能很好。如果m大于12，室温下就会起泡沫，因此我们不能克服这个难题。
然而，当复合清洗除油剂组合物中含有乙二醇醚、酶、螯合剂、碱性助剂和复合表面活性剂时，如果m少于1.5，组合物是亲水性弱、溶解性弱和清洗性能弱，尽管在有效温度内消泡性能很好。如果每一复合表面活性剂中的m大于19，室温下就会起泡沫，因此我们不能克服这个难题。
关于n，当清洗除油剂组合物由碱性助剂和单一表面活性剂，不含乙二醇醚、酶和螯合剂组成时，如果n少于2，组合物有太多的气泡。如果n大于15，清洗性能会降低，因为高温下伴随着时间的流逝发生了改变。
然而，当复合清洗除油剂组合物中含有乙二醇醚、酶、螯合剂、碱性助剂和复合表面活性剂时，即使n是2，合成物在有效温度内也不发泡。即使n是大于15摩尔，复合清洗除油剂也不影响清洗性能，高温下伴随着时间的流逝也没有改变，但是，这没有工业实用性，因为乙二醇醚、酶、螯合剂和复合表面活性剂的数量太多。
仔细查看具有不同的m/n摩尔比的表面活性剂的效果，我们能推断出有0.5-1.27的m/n摩尔比是优良的。当清洗除油剂组合物由碱性助剂和单一表面活性剂，不含乙二醇醚、酶和螯合剂组成时，如果m/n摩尔比少于0.5，组合物有低的起泡性能，但是清洗性能也很低，因此它不可取。如果m/n摩尔比大于0.9，组合物有优良的清洗性能，但是，也有太多气泡，因此清洗除油剂对实用性来说是不好的。
另外，当复合清洗除油剂中含有乙二醇醚、酶、螯合剂、碱性助剂和复合表面活性剂时，如果m/n摩尔比少于0.5，组合物有低的起泡性能，但是在有效温度内清洗性能也很低，因此它不可取。如果m/n摩尔比大于1.27，组合物有优良的清洗性能，但是，由于有太多气泡，对实用性来说是不好的。
每一种表面活性剂组合物中表面活性剂的含量，适宜的是1％，或者更多的百分重量比，更适宜的是5％，或更多的百分重量比。
具体实施方式
实施例
1)复合清洗除油剂的例子。本发明的复合清洗除油剂组合物如下表1所示：表1例1 例2 例3 例4 例5 例6碳酸钠6.25 6.25 7.45 7.45 4.78 4.78苛性钠1.20 1.20 1.20苛性钾2.40 2.40 2.70 2.70 1.20 1.20硅酸钠 4.05 4.05 4.05 1.50乙二醇乙二醇醚17.68 8.68 9.68 9.68 3.08 3.08乙二醇醚215.36 17.36 19.36 19.36 6.15 6.15乙二醇醚37.68 5.68 7.68 7.68 3.08 3.08酶1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70螯合剂1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0表面活性剂复合表面活性剂1 R：9，m：1.5，1.5，1.3 n：3 m/n：0.510.0 复合表面活性剂2 R：8，m：1.5，3，9 n：7 m/n：0.43 5.0 复合表面活性剂3 R：9，m：1.5，10，8，15 n：12.1 m/n：0.89 3.5 1.5 复合表面活性剂4 R：11， m：1.5，10.9，15 n：14.5 m/n：0.75 2.0 复合表面活性剂5 R：15， m：1.5，12.5，17 n：15 m/n：0.83 3.0 复合表面活性剂6 R：19，m：1.5，18，17 n：15 m/n：1.20 3.0
2)板的制造
本发明中使用的板是钢板、锌涂层钢板、合金锌涂层钢板、锡涂层钢板、锌、镍、钛、铝和铝合金。板被切割成1.5×8cm的尺寸，并摩擦切割表面。将磨擦过的板浸入3％的氢氧化钠溶液中一分钟后，利用纯水去除摩擦过的板上的碱性溶液，用甲等普通酒精清洗。将清洗过的板在烤箱中在120℃下烘干60分钟后，将清洗过的板冷却到室温，在真空干燥器中真空干燥。
3)样品板
称重后，板贮备在真空干燥器中，根据板的种类拉伸。用辊涂机将合成油，如轧制油、防锈油等等和硅油均匀地喷涂在板上(1-2g/m2)，将板在120℃的烤箱中加热60分钟，烘干油中的水分，将板冷却到室温，在真空干燥器中进行真空干燥。
将经真空干燥过的样品板称重后，再次将它们贮备在真空干燥器中供实验使用。
4)去油率的测量
为了改进去油率，将制备的板浸入每一个含有维持在25℃和95℃的去油溶液的容器中，将制备的板取出，并在室温下装满纯水的槽中浸蘸30秒，同时，将预备板轻微摇动。
接下来将板在120℃的烤箱中加热60分钟，去除水分，将板冷却到室温，在真空干燥器中进行真空干燥。
在去油脂程序后，利用表面碳分析器分析有机碳的数量，从而测算板上剩余油的数量。
在预备样品程序期间，能计算出每个板进行涂层前后，每单位面积上重量差别，这个数值是涂层油的数量值。
由表面碳分析得出的非油脂去除板的结果与由重量差别获得的结果不一致，但是有相当的比率。
因此，相当的比率增加了涂层的数量，结果是去除油脂前的表面碳的数量值。
去除油脂得到的表面碳的数量通过这样的方式获得，即去除油脂后残留的表面碳的数量是从去除油脂前涂层的数量中减去得到的。
表2中的比值是以得到的去除油脂前和去除油脂后的表面碳的数量比率来计算的，这个比值乘以了100。
5)发泡实验
在发泡实验中，将50ml的复合清洗除油剂灌入一个带有塞子的200ml的量筒中，放入维持在250℃和950℃下的容器中，摇动20次。量筒上的刻度测算出了泡沫的数量值，结果如表2所示。
表2
去除油和发泡实验的结果实施例 1实施例 2实施例 3实施例 4实施例 5实施例 6去除油脂实验，％，25℃100 100 100 100 100 100去除油脂实验，％，25℃100 100 100 100 100 100发泡实验，％，25℃0-1 0-1 0-1 0-1 0-1 0-1发泡实验，％，25℃0-1 0-1 0-1 0-1 0-1 0-1
如上所述，(1)本发明的清洗剂能在金属的生产过程中，去除金属表面如钢、钢板、锌涂层钢板、合金锌涂层钢板、锡涂层钢板、锌、镍、钛、铝和铝合金的多种油脂，而不损伤原材料。
同样，为了完全确保对金属表面化学处理或者在化学处理前着色的目的，本发明的清洗剂能去除表面的各种沾染物而不损害原材料，显示出了优良的清洗和除油性能，并具有在不加热，喷雾清洗和沉积清洗时，在室温下消泡的性能。
(2)本发明的复合清洗除油剂显示出清洗和去除各种着色金属表面上的油污时，在室温到低于100℃下，有优良的清洗除油性能而不损伤原材料。因此，本发明对小型、中型、大型车辆包括火车、飞机外部，轮毂，旋转印刷机和各种机器和器具的清洗除油是优良的。
(3)由于本发明的复合清洗除油剂不损坏各种金属和塑料材料、硅、碳、玻璃纤维、石墨、陶瓷、塑料、乙烯、地毯、垫子和天然或合成橡胶，它对小型、中型、大型车辆包括火车、飞机外部，轮毂，旋转印刷机和各种机器和器具的部件的清洗除油是优良的。
(4)如果将乙二醇醚、酶、螯合剂、碱性助剂和水的含量适当地调配，本发明的复合清洗除油剂最好是用作为一种多用途多功能复合清洗剂，用于家庭，以一种预洗剂来清洗衬衫袖子和领口上的积垢。